Дыхание - это процесс, с помощью которого клетки организма снабжаются кислородом, это стимулирует обменные реакции, необходимые для усвоения питательных веществ. Клетки превращают кислород в двуокись углерода (углекислый газ) и возвращают его в кровь, чтобы вывести из организма. Такой газовый обмен (кислород вдыхается, углекислый газ выдыхается) является основной, жизненно важной функцией дыхательной системы, кроме того, определенные ее части выполняют функцию .
Дыхательную систему составляют нос, глотка, трахея, бронхи и легкие.
Нос представляет собой структуру из кости и хряща, обтянутую мышечной тканью и кожей. Выстланная слизистой оболочкой внутренняя поверхность носа соединена с носоглоткой двумя каналами ноздрей. Вдыхаемый через нос воздух согревается, увлажняется и фильтруется, проходя через три раковины - выходы кости, покрытые слизистой оболочкой, которая состоит из клеток, способных улавливать пыль и микробы.
Далее профильтрованный воздух попадает в носоглотку, расположенную за внутренней полостью носа. Из носоглотки воздух и слизь поступают вниз, в горло, кроме того, она соединена евстахиевыми трубами с внутренним ухом, что позволяет выравнивать давление с обеих сторон ушной барабанной перепонки. Горло имеет форму «дымохода» и выполняет три функции: по нему проходят воздух и пища, кроме того, в нем расположены голосовые связки. В ротовую, среднюю часть глотки поступают изо рта пища, питье и воздух, здесь также расположены миндалевидные железы (миндалины).
Нижняя часть глотки, гортаноглотка, также пропускает через себя воздух, жидкость и пищу. От гортани ее отделяют две голосовые связки. Поток воздуха, попадая в щель между ними, создает вибрацию, поэтому мы слышим себя и окружающих.
Надгортанник - это эластичный хрящ, расположенный у основания языка и соединенный «стволом» с кадыком. Отросток этого хряща может свободно двигаться вверх-вниз. При проглатывании пищи гортань поднимается, заставляя хрящевой «язычок» надгортанника опускаться, накрывая ее своеобразной крышкой. Благодаря этому пища попадает в пищевод, а не в дыхательные пути. Гортань продолжается трахеей, или по другому — дыхательное горло, длиной приблизительно 10 см. Стенки трахеи поддерживаются неполными хрящевыми кольцами, что делает ее жесткой и в то же время гибкой; когда по расположенному рядом пищеводу проходит пища, трахея слегка подается, прогибаясь.
Внутренняя поверхность трахеи также покрыта слизистой выстилкой, улавливающей частички пыли и микроорганизмы, которые затем выводятся вверх и наружу. Трахея разветвляется на левый и правый плевральные бронхи, по своему строению похожие на трахею, которые ведут соответственно в левое и правое легкое. Бронхи, разветвляются на более мелкие каналы, те - на еще более мелкие и так далее, пока воздухоносные трубки не превращаются в бронхиолы.
Легкие имеют форму конуса, протянувшегося от ключицы до диафрагмы. Поверхность каждого легкого закруглена, что позволяет им вплотную прилегать к ребрам, и представляет собой плевральную мембрану, одна поверхность которой соприкасается со стенками грудной полости, а вторая обращена непосредственно к легким. Плевральная полость, расположенная за мембраной, вырабатывает смазочную жидкость, предотвращающую трение между двумя мембранами. По оси легкого расположена область, называемая воротами, здесь в легкое входят нервы, кровеносные и лимфатические сосуды и первичные бронхи.
Каждое легкое разделено на доли: левое на две, а правое на три, которые, делятся на меньшие дольки (в каждом легком их по десять). К каждой легочной дольке ведут артериола, венула, лимфатический сосуд и ответвление бронхиолы. Затем бронхиолы разветвляются на дыхательные бронхиолы, а они - на альвеолярные ходы, которые, в свою очередь, делятся на альвеолярные мешочки и альвеолы. Именно в альвеолах происходит газообмен. По мере продвижения дыхательных каналов в легкие в их структуре уменьшается количество мышц и хрящей, которые сменяются тонкой соединительной тканью.
Физиология дыхания.
Дыхательный процесс - один из человека, им управляет дыхательный центр, расположенный в стволе мозга, посылая нервные импульсы, которые передаются мышцам, задействованным во вдохе и выдохе. Диафрагма в ответ на эти импульсы сокращается и выравнивается, увеличивал объем грудной полости. При сокращении диафрагмы внешние межреберные мышцы также сокращаются, расширяя грудную клетку наружу и вверх. Поэтому стенки легких движутся за ребрами, что приводит к увеличению объема легких и уменьшению внутреннего давления, так в дыхательное горло поступает воздух.
Когда воздух достигает альвеол, начинается процесс газообмена. Выстилка альвеол содержит крошечные капилляры. В тонких стенках капилляров и альвеол идет диффузия газов - кислород поступает в кровь, которая затем переносит его в ткани организма, а двуокись углерода переходит из капилляров в альвеолы и выводится из организма при выдохе. Считается, что каждое легкое содержит примерно 300 тысяч альвеол, общая поверхность которых достаточно велика, чтобы газообмен проходил очень быстро и эффективно.
При выдохе происходит обратный процесс. Сначала расслабляются межреберные мышцы и ребра опускаются вниз, затем расслабляется диафрагма и уменьшается объем грудной полости. Эластичные волокна, окружающие альвеолы, и волокна в альвеолярных ходах и бронхиолах сокращаются, уменьшая объем легких, после этого воздух «выталкивается» из тела.
Дыхание - это процесс обмена такими газами, как кислород и углерод, происходящий между внутренней средой человека и окружающим миром. Дыхание человека представляет собой сложно регулируемый акт совместной работы нервов и мышц. Их слаженная работа обеспечивает осуществление вдоха - поступление кислорода в организм, и выдоха - выведение углекислого газа в окружающую среду.
Дыхательный аппарат имеет сложное строение и включает в себя: органы дыхательной системы человека, мышцы, отвечающие за акты вдоха и выдоха, нервы, регулирующие весь процесса обмена воздухом, а также кровеносные сосуды.
Сосуды имеют особое значение для осуществления дыхания. Кровь по венам поступает в легочную ткань, где происходит обмен газами: кислород поступает, а углекислый газ выходит. Возврат насыщенной кислородом крови осуществляется по артериям, которые транспортируют его к органам. Без процесса оксигенации тканей дыхание не имело бы никакого смысла.
Оценка функции органов дыхания производится врачами-пульмонологами. Важными показателями при этом являются:
- Ширина просвета бронхов.
- Объем дыхания.
- Резервные объемы вдоха и выдоха.
Изменение хотя бы одного из этих показателей приводит к ухудшению самочувствия и являются важным сигналом к дополнительной диагностике и лечению.
Кроме того, имеются второстепенные функции, которые выполняет дыхание. Это:
- Местная регуляция процесса дыхания, благодаря которой обеспечивается приспособление сосудов к вентиляции.
- Синтез различных биологически активных веществ, осуществляющих сужение и расширение сосудов по мере необходимости.
- Фильтрация, которая отвечает за рассасывание и распад инородных частиц, и даже тромбов в мелких сосудах.
- Депонирование клеток лимфатической и кроветворной систем.
Этапы процесса дыхания
Благодаря природе, придумавшей столь уникальное строение и функции органов дыхания, возможно осуществление такого процесса, как обмен воздухом. Физиологически он имеет несколько стадий, которые, в свою очередь, регулируются центральной нервной системой, и только благодаря этому работают как часы.
Итак, ученые в результате многолетних исследований выделили следующие стадии, в совокупности организующие дыхание. Это:
- Внешнее дыхание - доставка воздуха из внешней среды к альвеолам. В этом активное участие принимают все органы дыхательной системы человека.
- Доставка кислорода к органам и тканям путем диффузии, в результате этого физического процесса происходит оксигенация тканей.
- Дыхание клеток и тканей. Иными словами, окисление органических веществ в клетках с высвобождением энергии и углекислого газа. Несложно понять, что без кислорода окисление невозможно.
Значение дыхания для человека
Зная строение и функции дыхательной системы человека, трудно переоценить значение такого процесса, как дыхание.
Кроме того, благодаря ему осуществляется обмен газами между внутренней и внешней средой человеческого организма. Дыхательная система участвует:
- В терморегуляции, то есть охлаждает организм при повышенной температуре воздуха.
- В функции выделения случайных чужеродных веществ, таких, как пыль, микроорганизмы и минеральные соли, или ионы.
- В создании звуков речи, что необычайно важно для социальной сферы человека.
- В обонянии.
Дыхательная система выполняет функцию газообмена, однако принимает участие также в таких важных процессах как терморегуляция, увлажнение воздуха, водно-солевой обмен и многих других. Органы дыхания представлены носовой полостью, носоглоткой, ротоглоткой, гортанью, трахеей, бронхами, легкими.
Носовая полость
Делится хрящевой перегородкой на две половины - правую и левую. На перегородке располагаются три носовые раковины, образующие носовые ходы: верхний, средний и нижний. Стенки полости носа выстланы слизистой оболочкой с мерцательным эпителием. Реснички эпителия, двигаясь резко и быстро в направлении ноздрей и плавно и медленно в направлении легких, задерживают и выводят наружу пыль и микроорганизмы, осевшие на слизи оболочки.
Слизистая оболочка носовой полости обильно снабжена кровеносными сосудами. Протекающая по ним кровь согревает или охлаждает вдыхаемый воздух. Железы слизистой оболочки выделяют слизь, которая увлажняет стенки носовой полости и снижает жизнедеятельность бактерий, попадающих из воздуха. На поверхности слизистой оболочки всегда имеются лейкоциты, которые уничтожают большое количество бактерий. В слизистой оболочке верхнего отдела полости носа находятся окончания нервных клеток, образующие орган обоняния.
Полость носа сообщается с полостями, находящимися в костях черепа: гайморова, лобные и клиновидные пазухи.
Таким образом, воздух, поступающий в легкие через носовую полость, очищается, согревается и обеззараживается. Этого не происходит с ним, если он проникает в организм через ротовую полость. Из полости носа через хоаны воздух поступает в носоглотку, из нее в ротоглотку, а затем - в гортань.
Расположена на передней стороне шеи и снаружи ее часть видна как возвышение, называемое кадыком. Гортань не только воздухоносный орган, но и орган образования голоса, звуковой речи. Ее сравнивают с музыкальным аппаратом, сочетающим элементы духового и струнного инструментов. Сверху вход в гортань прикрывается надгортанником, который препятствует попаданию в нее пищи.
Стенки гортани состоят из хрящей и покрыты изнутри слизистой оболочкой с мерцательным эпителием, который отсутствует на голосовых связках и на части надгортанника. Хрящи гортани представлены в нижнем отделе перстневидным хрящем, спереди и с боков - щитовидным, сверху - надгортанником, сзади тремя парами мелких. Они соединены между собой полуподвижно. К ним крепятся мышцы и голосовые связки. Последние состоят из гибких, упругих волокон, которые идут параллельно друг другу.
Между голосовыми связками правой и левой половины расположена голосовая щель, просвет которой изменяется в зависимости от степени натяжения связок. Оно вызывается сокращениями особых мышц, которые тоже называют голосовыми. Их ритмичные сокращения сопровождаются сокращениями голосовых связок. От этого выходящая из легких струя воздуха приобретает колебательный характер. Возникают звуки, голос. Оттенки голоса зависят от резонаторов, роль которых выполняют полости дыхательного пути, а также глотка, ротовая полость.
Анатомия трахеи
Нижний отдел гортани переходит в трахею. Трахея расположена впереди пищевода и является продолжением гортани. Длина трахеи 9-11см, диаметр 15-18мм. На уровне пятого грудного позвонка она делится на два бронха: правый и левый.
Стенка трахеи состоит из 16-20 неполных хрящевых колец, препятствующих сужению просвета, соединенных между собой связками. Они простираются на 2 /з окружности. Задняя стенка трахеи - перепончатая, содержит гладкие (неисчерченные) мышечные волокна и прилегает к пищеводу.
Бронхи
Из трахеи воздух поступает в два бронха. Их стенки тоже состоят из хрящевых полуколец (6-12 штук). Они препятствуют спадению стенок бронхов. Вместе с кровеносными сосудами и нервами бронхи входят в легкие, где, разветвляясь, образуют бронхиальное дерево легкого.
Изнутри трахея и бронхи выстланы слизистой оболочкой. Самые тонкие бронхи называются бронхиолами. Они заканчиваются альвеолярными ходами, на стенках которых находятся легочные пузырьки, или альвеолы. Диаметр альвеол 0,2-0,3мм.
Стенка альвеолы состоит из одного слоя плоского эпителия и тонкого слоя эластических волокон. Альвеолы покрыты густой сетью кровеносных капилляров, в которых происходит газообмен. Они образуют дыхательную часть легкого, а бронхи - воздухоносный отдел.
В легких взрослого человека около 300-400 млн. альвеол, их поверхность составляет 100-150м 2 , т. е. общая дыхательная поверхность легких в 50-75 раз больше, чем вся поверхность тела человека.
Строение легких
Легкие представляют собой парный орган. Левое и правое легкое занимают почти всю грудную полость. Правое легкое больше по объему, чем левое, и состоит из трех долей, левое - из двух долей. На внутренней поверхности легких находятся ворота легких, через которые проходят бронхи, нервы, легочные артерии, легочные вены и лимфатические сосуды.
Снаружи легкие покрыты соединительно-тканной оболочкой - плеврой, которая состоит из двух листков: внутренний листок сращен с воздухоносной тканью легкого, а наружный - со стенками грудной полости. Между листками находится пространство - полость плевры. Соприкасающиеся поверхности внутреннего и наружного листков плевры гладкие, постоянно увлажнены. Поэтому в норме не ощущается их трение во время дыхательных движений. В плевральной полости давление на 6-9 мм рт. ст. ниже атмосферного. Гладкая, скользкая поверхность плевры и пониженное давление в ее полостях благоприятствуют движениям легких во время актов вдоха и выдоха.
Основная функция легких состоит в газообмене между внешней средой и организмом.
Функции дыхательной системы
СТРОЕНИЕ ДЫХАТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ
Контрольнаые вопросы
1. Какие органы называются паренхиматозными?
2. Какие оболочки выделяют в стенках полых органов?
3. Какие органы образуют стенки полости рта?
4. Расскажите о строении зуба. Чем отличаются по форме различные виды зубов?
5. Назовите сроки прорезывания молочных и постоянных зубов. Напишите полную формулу молочных и постоянных зубов.
6. Какие сосочки имеются на поверхности языка?
7. Назовите анатомические группы мышц языка, функцию каждой мышцы языка.
8. Перечислите группы малых слюнных желез. В каких местах стенок полости рта открываются протоки больших слюнных желез?
9. Назовите мышцы мягкого неба, места их начала и прикрепления.
10. В каких местах пищевод имеет сужения, чем они обусловлены?
11. На уровне каких позвонков располагаются входные и выходные отверстия желудка? Назовите связки (брюшинные) желудка.
12. Опишите строение и функции желудка.
13. Какую длину и толщину имеет тонкая кишка?
14. Какие анатомические образования видны на поверхности слизистой оболочки тонкой кишки на всем ее протяжении?
15. Чем отличается по своему строению толстая кишка от тонкой?
16. Где на передней брюшной стенке сходятся линии проекций верхней и нижней границ печени? Опишите строение печени и желчного пузыря.
17. С какими органами соприкасается висцеральная поверхность печени? Назовите размеры и объем желчного пузыря.
18. Как происходит регуляция пищеварения?
1. Снабжение организма кислородом и удаление углекислого газа;
2. Терморегуляционная функция (до 10 % тепла в организме расходуется на испарение воды с поверхности легких);
3. Выделительная функция – удаление с выдыхаемым воздухом углекислоты, водяных паров, летучих веществ (алкоголя, ацетона и пр.);
4. Участие в водном обмене;
5. Участие в поддержании кислотно-щелочного равновесия;
6. Крупнейшее кровяное депо;
7. Эндокринная функция – в легких образуются гормоноподобные вещества;
8. Участие в звуковоспроизведении и речеобразовании;
9. Защитная функция;
10. Восприятие запахов (обоняние) и пр.
Дыхательная система (systems respiratorium) состоит из дыхательных путей и парных дыхательных органов – легких (рис. 4.1; табл. 4.1). Дыхательные пути соответственно их положению в теле подразделяются на верхний и нижний отделы. К верхним дыхательным путям относятся полость носа, носовая часть глотки, ротовая часть глотки, к нижним дыхательным путям – гортань, трахея, бронхи, включая внутрилегочные разветвления бронхов.
Рис. 4.1. Дыхательная система. 1 – полость рта; 2 – носовая часть глотки; 3 – мягкое нёбо; 4 – язык; 5 – ротовая часть глотки; 6 – надгортанник; 7 – гортанная часть глотки; 8 – гортань; 9 – пищевод; 10 – трахея; 11 – верхушка легкого; 12 – верхняя доля левого легкого; 13 – левый главный бронх; 14 – нижняя доля левого легкого; 15 – альвеолы; 16 – правый главный бронх; 17 – правое легкое; 18 – подъязычная кость; 19 – нижняя челюсть; 20 – преддверие рта; 21 – ротовая щель; 22 – твердое нёбо; 23 – носовая полость
Дыхательные пути состоят из трубок, просвет которых сохраняется вследствие наличия в их стенках костного или хрящевого скелета. Эта морфологическая особенность полностью соответствует функции дыхательных путей – проведению воздуха в легкие и из легких наружу. Внутренняя поверхность дыхательных путей покрыта слизистой оболочкой, которая выстлана мерцательным эпителием, содержит значительное
Таблица 4.1. Основная характеристика дыхательной системы
| Транспорт кислорода | Путь доставки кислорода | Строение | Функции |
| Верхние дыхательные пути | Носовая полость | Начальный отдел дыхательного пути. От ноздрей воздух проходит по носовым ходам, выстланным слизистым и реснитчатым эпителием | Увлажнение, согревание, обеззараживание воздуха, удаление частиц пыли. В носовых ходах находятся обонятельные рецепторы |
| Глотка | Состоит из носоглотки и ротовой части глотки, переходящей в гортань | Проведение согретого и очищенного воздуха в гортань | |
| Гортань | Полый орган, в стенках которого имеется несколько хрящей - щитовидный, надгортанный и др. Между хрящами находятся голосовые связки, образующие голосовую щель | Проведение воздуха из глотки в трахею. Защита дыхательных путей от попадания пищи. Образование звуков путем колебания голосовых связок, движения языка, губ, челюсти | |
| Трахея | Дыхательная трубка длиной около 12 см, в стенке ее находятся хрящевые полукольца. | ||
| Бронхи | Левый и правый бронхи образованы хрящевыми кольцами. В легких они ветвятся на мелкие бронхи, в которых количество хрящей постепенно уменьшается. Конечные разветвления бронхов в легких - бронхиолы | Свободное продвижение воздуха | |
| Легкие | Легкие | Правое легкое состоит из трех долей, левое - из двух. Находятся в грудной полости тела. Покрыты плеврой. Лежат в плевральных мешках. Имеют губчатое строение | Органы дыхания. Дыхательные движения осуществляются под контролем центральной нервной системы и гуморального фактора, содержащегося в крови - СО 2 |
| Альвеолы | Легочные пузырьки, состоящие из тонкого слоя плоского эпителия, густо оплетенные капиллярами, образуют окончания бронхиол | Увеличивают площадь дыхательной поверхности, осуществляют газообмен между кровью и легкими |
количество желез, выделяющих слизь. Благодаря этому она выполняет защитную функцию. Проходя через дыхательные пути, воздух очищается, согревается и увлажняется. В процессе эволюции на пути воздушной струи сформировалась гортань – сложно устроенный орган, выполняющий функцию голосообразования. По дыхательным путям воздух попадает в легкие, которые являются главными органами дыхательной системы. В легких происходит газообмен между воздухом и кровью путем диффузии газов (кислорода и углекислоты) через стенки легочных альвеол и прилежащих к ним кровеносных капилляров.
Носовая полость (cavitalis nasi ) включает наружный нос и собственно носовую полость (рис. 4.2).
Рис. 4.2. Полость носа. Сагиттальный разрез.
Наружный нос включает корень, спинку, верхушку и крылья носа. Корень носа расположен в верхней части лица и отделен от лба выемкой – переносьем. Боковые стороны наружного носа соединяются по срединной линии и образуют спинку носа, а нижние части боковых сторон представляют собой крылья носа, которые своими нижними краями ограничивают ноздри, служащие для прохождения воздуха в полость носа и из нее. По срединной линии ноздри отделяются друг от друга подвижной (перепончатой) частью перегородки носа. Наружный нос имеет костный и хрящевой скелет, образованный носовыми костями, лобными отростками верхних челюстей и несколькими гиалиновыми хрящами.
Собственно полость носа разделяется перегородкой носа на две почти симметричные части, которые спереди открываются на лице ноздрями, а сзади через хоаны, сообщаются с носовой частью глотки. В каждой половине полости носа выделяют преддверие носа, которое сверху ограничено небольшим возвышением – порогом полости носа, образованным верхним краем большого хряща крыла носа. Преддверие покрыто изнутри продолжающейся сюда через ноздри кожей наружного носа. Кожа преддверия содержит сальные, потовые железы и жесткие волосы – вибрисы.
Большая часть полости носа представлена носовыми ходами, с которыми сообщаются околоносовые пазухи. Различают верхний, средний и нижний носовые ходы, каждый из них располагается под соответствующей носовой раковиной. Позади и сверху от верхней носовой раковины находится клиновидно-решетчатое углубление. Между перегородкой носа и медиальными поверхностями носовых раковин расположен общий носовой ход, имеющий вид узкой вертикальной щели. В верхний носовой ход открываются одним или несколькими отверстиями задние ячейки решетчатой кости. Боковая стенка среднего носового хода образует закругленное выпячивание в сторону носовой раковины –большой решетчатый пузырек. Спереди и снизу большого решетчатого пузырька имеется глубокая полулунная расщелина, через которую лобная пазуха сообщается со средним носовым ходом. Средние и передние ячейки (пазухи) решетчатой кости, лобная пазуха, верхнечелюстная пазуха открываются в средний носовой ход. В нижний носовой ход ведет нижнее отверстие носослезного протока.
Слизистая оболочка носа продолжается в слизистую оболочку околоносовых пазух, слезного мешка, носовой части глотки и мягкого неба (через хоаны). Она плотно сращена с надкостницей и надхрящницей стенок полости носа. В соответствии со строением и функцией в слизистой оболочке полости носа выделяют обонятельную (часть оболочки, покрывающая правую и левую верхние носовые раковины и часть средних, а также соответствующий им верхний отдел перегородки носа, содержащий обонятельные нейросенсорные клетки) и дыхательную области (остальная часть слизистой оболочки носа). Слизистая оболочка дыхательной области покрыта мерцательным эпителием, в ней содержаться слизистые и серозные железы. В области нижней раковины слизистая оболочка и подслизистая основа богаты венозными сосудами, которые образуют пещеристые венозные сплетения раковин, наличие которых способствует согреванию вдыхаемого воздуха.
Гортань (larynx ) выполняет функции дыхания, голосообразования и защиты нижних дыхательных путей от попадания в них инородных частиц. Занимает срединное положение в передней области шеи, образует едва заметное (у женщин) или сильно выступающее вперед (у мужчин) возвышение – выступ гортани (рис. 4.3). Позади гортани располагается гортанная часть глотки. Тесная связь этих органов объясняется развитием дыхательной системы из вентральной стенки глоточной кишки. В глотке происходит перекрест пищеварительного и дыхательного путей.
Полость гортани можно условно разделить на три отдела: преддверие гортани, межжелудочковый отдел и подголосовую полость (рис. 4.4).
Преддверие гортани простирается от входа в гортань до складок преддверия. Передняя стенка преддверия (высота ее 4 см) образована покрытым слизистой оболочкой надгортанником, а задняя (высота 1,0–1,5 см) – черпаловидными хрящами.
Рис. 4.3. Гортань и щитовидная железа.
Рис. 4.4. Полость гортани на сагиттальном разрезе.
Межжелудочковый отдел – самый узкий, простирается от складок преддверия вверху до голосовых складок внизу. Между складкой преддверия (ложная голосовая складка) и голосовой складкой на каждой стороне гортани располагается желудочек гортани. Правая и левая голосовые складки ограничивают голосовую щель, которая является наиболее узкой частью полости гортани. Длина голосовой щели (переднезадний размер) у мужчин достигает 20-24 мм, у женщин – 16-19 мм. Ширина голосовой щели при спокойном дыхании равна 5 мм, при голосообразовании достигает 15 мм. При максимальном расширении голосовой щели (пение, крик) видны кольца трахеи вплоть до разделения ее на главные бронхи.
Нижний отдел полости гортани, расположенный под голосовой щелью – подголосоваяполость , постепенно расширяется и продолжается в полость трахеи. Слизистая оболочка, выстилающая полость гортани, имеет розовый цвет, покрыта мерцательным эпителием, содержит много серозно-слизистых желез, особенно в области складок преддверия и желудочков гортани; секрет желез увлажняет голосовые складки. В области голосовых складок слизистая оболочка покрыта многослойным плоским эпителием, плотно срастается с подслизистой основой и не содержит желез.
Хрящи гортани . Скелет гортани образуют парные (черпаловидные, рожковидные и клиновидные) и непарные (щитовидный, перстневидный хрящи и надгортанник) хрящи.
Щитовидный хрящ – гиалиновый, непарный, самый большой из хрящей гортани, состоит из двух четырехугольных пластинок, соединенных друг с другом спереди под углом 90 о (у мужчин) и 120 о (у женщин) (рис. 4.5). В передней части хряща имеются верхняя щитовидная вырезка и слабо выраженная нижняя щитовидная вырезка. Задние края пластинок щитовидного хряща образуют с каждой стороны более длинный верхний рог и короткий нижний рог.
Рис. 4.5. Щитовидный хрящ. А–вид спереди; В–вид сзади. В – вид сверху (с перстневидным хрящем).
Перстневидный хрящ – гиалиновый, непарный, по форме напоминает перстень, состоит из дуги и четырехугольной пластинки. На верхнем крае пластинки по углам располагаются две суставные поверхности для сочленения с правым и левым черпаловидными хрящами. В месте перехода дуги перстневидного хряща в его пластинку с каждой стороны имеется суставная площадка для соединения с нижним рогом щитовидного хряща.
Черпаловидный хрящ – гиалиновый, парный, по форме похож на трехгранную пирамиду. От основания черпаловидного хряща выступает вперед голосовой отросток, образованный эластическим хрящом, к которому прикрепляется голосовая связка. Латерально от основания черпаловидного хряща отходит его мышечный отросток для прикрепления мышц.
На верхушке черпаловидного хряща в толще заднего отдела черпалонадгортанной складки лежит рожковидный хрящ . Это парный эластический хрящ, образует выступающий над верхушкой черпаловидного хряща рожковидный бугорок.
Клиновидный хрящ – парный, эластический. Хрящ располагается в толще черпало-надгортанной складки, где образует выступающий над нею клиновидный бугорок.
Надгортанник имеет в основе надгортанный хрящ – непарный, эластический по строению, листовидный, гибкий. Располагается надгортанник над входом в гортань, прикрывая его спереди. Более узкий нижний конец – стебелек надгортанника, прикреплен к внутренней поверхности щитовидного хряща.
Соединения хрящей гортани. Хрящи гортани соединяются друг с другом, а также с подъязычной костью при помощи суставов и связок. Подвижность хрящей гортани обеспечивается наличием двух парных суставов и действием на них соответствующих мышц (рис. 4.6).
Рис. 4.6. Суставы и связки гортани. Вид спереди (А) и сзади (Б)
Перстнещитовидный сустав – это парный, комбинированный сустав. Движения осуществляется вокруг фронтальной оси, проходящей через середину сустава. При наклоне вперед увеличивается расстояние между углом щитовидного хряща и черпаловидными хрящами.
Перстнечерпаловидный сустав – парный, образован вогнутой суставной поверхностью на основании черпаловидного хряща и выпуклой суставной поверхностью на пластинке перстневидного хряща. Движение в суставе происходит вокруг вертикальной оси. При вращении правого и левого черпаловидных хрящей внутрь (под действием соответствующих мышц) голосовые отростки вместе с прикрепленными к ним голосовыми связками сближаются (голосовая щель сужается), а при вращении наружу удаляются, расходятся в стороны (голосовая щель расширяется). В перстнечерпаловидном суставе возможно также скольжение, при котором черпаловидные хрящи либо удаляются друг от друга, либо приближаются друг к другу. При скольжении черпаловидных хрящей, приближении их друг к другу происходит сужение задней межхрящевой части голосовой щели.
Наряду с суставами хрящи гортани между собой, а также с подъязычной костью соединены при помощи связок (непрерывные соединения). Между подъязычной костью и верхним краем щитовидного хряща натянута срединная щито-подъязычная связку. По краям можно выделить латеральные щито-подъязычные связки. Передняя поверхность надгортанника прикреплена к подъязычной кости при помощи подъязычно-надгортанной связки, к щитовидному хрящу – щитонадгортанной связкой.
Мышцы гортани . Все мышцы гортани можно подразделить на три группы: расширители голосовой щели (задняя и латеральная перстнечерпаловидные мышцы и др.), суживатели (щиточерпаловидная, передняя и косая черпаловидные мышцы и др.) и мышцы, натягивающие (напрягающие) голосовые связки (персне-щитовидные и голосовая мышцы).
Трахея (trachea) – непарный орган, служит для прохождения воздуха в легкие и из легких. Начинается от нижней границы гортани на уровне нижнего края VI шейного позвонка и заканчивается на уровне верхнего края V грудного позвонка, где она делится на два главных бронха. Это место называется бифуркациейтрахеи (рис. 4.7).
Трахея имеет форму трубки длиной от 9 до 11 см, несколько сдавленной в направлении спереди назад. Трахея располагается в области шеи – шейная часть, и в грудной полости – грудная часть. В шейном отделе к трахее прилежит щитовидная железа. Позади трахеи находится пищевод, а по бокам от нее – правый и левый сосудисто-нервные пучки (общая сонная артерия, внутренняя яремная вена и блуждающий нерв). В грудной полости впереди трахеи располагаются дуга аорты, плечеголовной ствол, левая плечеголовная вена, начало левой общей сонной артерии и тимус (вилочковая железа).
Справа и слева от трахеи находится правая и левая медиастинальная плевра. Стенка трахеи состоит из слизистой оболочки, подслизистой основы, волокнисто-мышечно-хрящевой и соединительнотканной оболочек. Основой трахеи являются 16– 20 хрящевых гиалиновых полуколец, занимающих около двух третей окружности трахеи, разомкнутой частью обращенных назад. Благодаря хрящевым полукольцам трахея обладает гибкостью и упругостью. Соседние хрящи трахеи соединены между собой фиброзными кольцевыми связками.
Рис. 4.7. Трахея и бронхи. Вид спереди.
Главные бронхи (bronchi principales) (правый и левый) отходят от трахеи на уровне верхнего края V грудного позвонка и направляются к воротам соответствующего легкого. Правый главный бронх имеет более вертикальное направление, он короче и шире, чем левый, и служит (по направлению) как бы продолжением трахеи. Поэтому в правый главный бронх чаще, чем в левый, попадают инородные тела.
Длина правого бронха (от начала до ветвления на долевые бронхи) около 3 см, левого – 4-5 см. Над левым главным бронхом лежит дуга аорты, над правым – непарная вена перед ее впадением в верхнюю полую вену. Стенка главных бронхов по своему строению напоминает стенку трахеи. Их скелетом являются хрящевые полукольца (в правом бронхе 6–8, в левом 9–12), сзади главные бронхи имеют перепончатую стенку. Изнутри главные бронхи выстланы слизистой оболочкой, снаружи покрыты соединительнотканной оболочкой (адвентицией).
Легкое (риlто ). Правое и левое легкие располагаются в грудной полости, в правой и левой ее половинах, каждое в своем плевральном мешке. Легкие, располагающиеся в плевральных мешках, отделены друг от друга средостением , в состав которого входят сердце, крупные сосуды (аорта, верхняя полая вена), пищевод и другое органы. Внизу легкие прилежат к диафрагме, спереди, сбоку и сзади каждое легкое соприкасается с грудной стенкой. Левое легкое уже и длиннее, здесь часть левой половины грудной полости занимает сердце, которое своей верхушкой повернуто влево (рис. 4.8).
Рис. 4.8. Легкие. Вид спереди.
Легкое имеет форму неправильного конуса с уплощенной одной стороной (обращена к средостению). При помощи глубоко вдающихся в него щелей подразделяется на доли, которых у правого три (верхняя, средняя и нижняя), у левого – две (верхняя и нижняя).
На медиальной поверхности каждого легкого, несколько выше ее середины, находится овальное вдавление – ворота легкого, через которые в легкое входят главный бронх, легочная артерия, нервы, а выходят легочные вены, лимфатические сосуды. Эти образования составляют корень легкого.
В воротах легкого главный бронх распадается на долевые бронхи, которых в правом легком три, а в левом – два, которые также делятся каждый на два-три сегментарных бронхов. Сегментарный бронх входит в сегмент, который представляет собой участок легкого, основанием обращенный к поверхности органа, а верхушкой – к корню. Состоит легочный сегмент из легочных долек. В центре сегмента располагаются сегментарный бронх и сегментарная артерия, а на границе с соседним сегментом – сегментарная вена. Сегменты отделены друг от друга соединительной тканью (мало-сосудистая зона). Сегментарный бронх делится на ветви, которых насчитывается примерно 9–10 порядков (рис. 4.9, 4.10).
Рис. 4.9. Правое легкое. Медиальная (внутренняя) поверхность. 1-верхушка легкого: 2-борозда подключичной артерии; 3-вдавле-ние непарной вены; 4-бронхо-легочные лимфатические узлы; 5-правый главный бронх; 6-правая легочная артерия; 7-борозда -непарной вены; 8-залний край легкого; 9-легочные вены; 10-пи-шеводное вдавление; 11-легочная связка; 12-вдавление нижней полой вены; 13-диафрагмальная поверхность (нижняя доля легкого); 14-нижний край легкого; 15-средняя доля легкого:. 16-сер-дечное вдавление; 17-косая щель; 18-передний край легкого; 19-верхняя доля легкого; 20-висцеральная плевра (отрезана): 21-борозда правой и лечеголовной вены
Рис. 4.10. Левое легкое. Медиальная (внутренняя) поверхность. 1-верхушка легкого, 2-борозда левой подключичной артерии, 2-борозда левой плечеголовной вены; 4-левая легочная артерия, 5-лсвый главный бронх, 6-передний край левого легкого, 7-ле-гочные вены (левые), 8-верхняя доля левого легкого, 9-сердечное вдавление, 10-сердечная вырезка левого легкого, 11-косая щель, 12-язычок левого легкого, 13-нижний край левого легкого, 14-диафрагмальная поверхность, 15-нижняя доля левого легкого, 16-легочная связка, 17-бронхо-легочные лимфатические узлы, 18-борозда аорты, 19-висцеральная плевра (отрезана) , 20-косая щель.
Бронх диаметром около 1 мм, еще содержащий в своих стенках хрящ, входит в дольку легкого под названием долькового бронха. Внутри легочной дольки этот бронх делится на 18–20 концевых бронхиол, которых в обоих легких около 20000. Стенки концевых бронхиол хрящей не содержат. Каждая концевая бронхиола делится дихотомически на дыхательные бронхиолы, которые на своих стенках имеют легочные альвеолы.
От каждой дыхательной бронхиолы отходят альвеолярные ходы, несущие на себе альвеолы и заканчивающиеся альвеолярным и мешочками. Бронхи различных порядков, начиная от главного бронха, служащие для проведения воздуха при дыхании, составляют бронхиальное дерево (рис. 4.11). Дыхательные бронхиолы, отходящие от концевой бронхиолы, а также альвеолярные ходы, альвеолярные мешочки и альвеолы легкого образуют альвеолярное дерево (легочный ацинус) Альвеолярное дерево, в котором происходит газообмен между воздухом и кровью, является структурно-функциональной единицей легкого. Число легочных ацинусов в одном легком достигает 150000, количество альвеол равно примерно 300–350 млн., а площадь дыхательной поверхности всех альвеол составляет около 80 м 2 ..
Рис. 4.11. Ветвление бронхов в легком (схема).
Плевра (pleura ) – серозной оболочкой легкого, подразделяется на висцеральную (легочную) и париетальную (пристеночную). Каждое легкое покрыто плеврой (легочной), которая по поверхности корня переходит в париетальную плевру, выстилающую прилежащие к легкому стенки грудной полости и отграничивающую легкое от средостения. Висцеральная (легочная) плевра плотно срастается с тканью органа и, покрывая его со всех сторон, заходит в щели между долями легкого. Книзу от корня легкого висцеральная плевра, спускающаяся с передней и задней поверхностей корня легкого, образует вертикально расположенную легочну» связку, llgr. pulmonale, лежащую во фронтальной плоскости между медиальной поверхностью легкого и средостенной плеврой и опускающуюся вниз почти до диафрагмы. Париетальная (пристеночная) плевра представляет собой сплошной листок, который срастается с внутренней поверхностью грудной стенки и в каждой половине грудной полости образует замкнутый мешок, содержащий правое или левое легкое, покрытое висцеральной плеврой. Исходя из положения частей париетальной плевры, в ней выделяют реберную, медиастинальную и диафрагмальную плевру.
ДЫХАТЕЛЬНЫЙ ЦИКЛ состоит из вдоха, выхода и дыхательной паузы. Продолжительность вдоха (0,9-4,7 с) и выдоха (1,2-6 с) зависит от рефлекторных влияний со стороны легочной ткани. Частоту и ритм дыхания определяют по числу экскурсий грудной клетки в минуту. В покое взрослый человек делает 16-18 дыханий в минуту.
Таблица 4.1. Содержание кислорода и углекислого газа во вдыхаемом и выдыхаемом воздухе
Рис. 4.12. Обмен газами между кровью и воздухом альвеол: 1 – просвет альвеолы; 2 – стенка альвеолы; 3 – стенка кровеносного капилляра; 4 – просвет капилляра; 5 – эритроцит в просвете капилляра. Стрелками показан путь кислорода, углекислого газа через аэрогематический барьер (между кровью и воздухом).
Таблица 4.2. Дыхательные объемы.
| Показатель | Особенности |
| Дыхательный объем (ДО) | Количество воздуха, которое человек вдыхает и выдыхает при спокойном дыхании (300-700 мл) |
| Резервный объем вдоха (РОвд) | Объем воздуха, кторый можно вдохнуь дополнительного после обычного вдоха (1500-3000 мл) |
| Резервный объем выдоха (РОвыд) | Объем воздуха, кторый можно выдохнуь дополнительного после обычного выдоха (1500-2000 мл) |
| Остаточный объем (ОО) | Объем воздуха, который остается в легких после максимально глубокого выдоха (1000-1500 мл) |
| Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) | Самое глубокое дыхание, на которое способен человек: ДО+РОвд+РОвыд (3000-4500мл) |
| Общая емкость легких (ОЕЛ) | ЖЕЛ+ОО. Количество воздуха, находящего в легких после максимального вдоха (4000-6000 мл) |
| Легочная вентиляция или минутный объем дыхания (МОД) | ДО*число дыханий в 1 минуту (6-8 л/мин). Показатель обновления состава альвеолярного газа. Связана с преодолением эластического сопротивления легких и сопротивления дыхательному потоку воздуха (неэлатическое сопротивление) |
СРЕДОСТЕНИЕ (mediastinum) представляет собой комплекс органов, расположенных между правой и левой плевральными полостями. Спереди средостение ограничено грудиной, сзади – грудным отделом позвоночного столба, с боков – правой и левой медиастицальной плеврой. В настоящее время средостение условно подразделяют на следующие:
| Заднее средостение | Верхнее средостение | Нижнее средостение |
| Пищевод, грудная часть нисходящей аорты, непарная и полунепарная вены, соответствующие отделы левого и правого симпатических стволов, внутренностных нервов, блуждающих нервов, пищевода, грудного лимфатические сосуды | Тимус, плечеголовные вены, верхняя часть верхней полой вены, дуга аорты и отходящие от нее сосуды, трахея, верхняя часть пищевода и соответствующие отделы грудного (лимфатического) протока, правого и левого симпатических стволов, блуждающих и диафрагмальных нервов | перикард с расположенным в нем сердцем и внутрикардиальными отделами крупных кровеносных сосудов, главные бронхи, легочные артерии и вены, диафрагмальные нервы с сопровождающими их диафрагмально-перикардиальными сосудами, нижние трахеобронхиальные и латеральные перикардиальные лимфатические узлы |
| Между органами средостения находится жировая соединительная ткань |
Система проведения воздуха через наш организм имеет сложное строение. Природой создан механизм доставки кислорода в легкие, где он проникает в кровь, чтобы была возможность осуществлять обмен газами между окружающей средой и всеми клетками нашего тела.
Под схемой дыхательной системы человека подразумевают дыхательные пути – верхние и нижние:
- Верхние – это носовая полость, включая околоносовые пазухи, и гортань – голосообразующий орган.
- Нижние – это трахея и бронхиальное дерево.
- Органы дыхания – легкие.
Каждый из этих компонентов уникален в своих функциях. Вместе, все эти структуры работают, как один слаженный механизм.
Полость носа
Первая структура, через которую проходит воздух при вдохе – это нос. Его строение:
- Каркас состоит из множества мелких костей, на которых крепятся хрящи. Именно от их формы и размера зависит внешний вид носа человека.
- Его полость, согласно анатомии, с внешней средой сообщается через ноздри, тогда как с носоглоткой – через специальные отверстия в костной основе носа (хоаны).
- На внешних стенках обеих половин носовой полости сверху вниз располагаются 3 носовых хода. Через отверстия в них носовая полость сообщается с околоносовыми пазухами и слезным протоком глаза.
- Изнутри полость носа покрывает слизистая оболочка с однослойным эпителием. Она имеет множество волосков и ресничек. На этом участке воздух засасывается внутрь, а также согревается и увлажняется. Волоски, реснички и слой слизи в носу играют роль фильтра для воздуха, улавливая частицы пыли и задерживая микроорганизмы. В слизи, секретируемой эпителиоцитами, содержатся бактерицидные ферменты, которые способны уничтожать бактерии.
Еще одна важная функция носа – обонятельная. В верхних частях слизистой оболочки находятся рецепторы обонятельного анализатора. Эта область имеет отличную окраску от остальных слизистых.
Обонятельная зона слизистой оболочки окрашена в желтоватый цвет. От рецепторов в ее толще передается нервный импульс в специализированные зоны коры головного мозга, где и формируется ощущение запаха.
Околоносовые пазухи
В толще костей, которые берут участие в формировании носа, имеются пустоты, выстланные изнутри слизистой оболочкой – околоносовые пазухи. Они заполнены воздухом. Это заметно снижает вес костей черепа.
Носовая полость вместе с пазухами принимает участие в процессе образования голоса (воздух резонирует, и звук делается громче). Есть такие околоносовые пазухи:
- Две верхнечелюстные (гайморовы) – внутри кости верхней челюсти.
- Две лобные (фронтальные) – в полости лобной кости, над надбровными дугами.
- Одна клиновидная – в основе клиновидной кости (она находится внутри черепа).
- Полости внутри решетчатой кости.
Все эти пазухи сообщаются с носовыми ходами через отверстия и каналы. Это приводит к тому, что воспалительный экссудат из носа попадает в полость пазух. Болезнь быстро распространяется на близлежащие ткани. Вследствие этого развивается их воспаление: гайморит, фронтит, сфеноидит и этмоидит. Эти заболевания опасны своими последствиями: гной в запущенных случаях расплавляет стенки костей, попадая в полость черепа, вызывает при этом необратимые изменения в нервной системе.
Гортань
Пройдя через полость носа и носоглотку (или ротовую полость, если человек дышит через рот), воздух попадает в гортань. Это трубкообразный орган весьма сложной анатомии, который состоит из хрящей, связок и мышц. Именно здесь находятся голосовые связки, благодаря которым мы можем издавать звуки разной частоты. Функции гортани – проведение воздуха, образование голоса.
Строение:
- Гортань располагается на уровне 4–6 шейных позвонков.
- Переднюю ее поверхность образует щитовидный и перстневидный хрящи. Заднюю и верхнюю части – надгортанник и мелкие клиновидные хрящики.
- Надгортанник представляет собой «крышку», которой закрывается гортань во время глотка. Это устройство нужно для того, чтобы еда не попадала в воздухоносные пути.
- Изнутри гортань выстлана однослойным респираторным эпителием, клетки которого имеют тонкие ворсинки. Они двигаются, направляя слизь и частички пыли к глотке. Таким образом, происходит постоянное очищение воздухоносных путей. Только поверхность голосовых связок выстлана многослойным эпителием, это делает их более устойчивыми к повреждениям.
- В толще слизистой оболочки гортани есть рецепторы. Когда эти рецепторы раздражаются инородными телами, избытком слизи или продуктами жизнедеятельности микроорганизмов, возникает рефлекторный кашель. Это защитная реакция гортани, направленная на очищение ее просвета.
Трахея
От нижнего края перстневидного хряща начинается трахея. Этот орган относят к нижним отделам дыхательных путей. Она заканчивается на уровне 5–6 грудных позвонков в месте ее бифуркации (раздвоения).
Строение трахеи:
- Каркас трахеи образует 15–20 хрящевых полуколец. Сзади они соединены мембраной, которая прилежит к пищеводу.
- В месте разделения трахеи на главные бронхи есть выступ слизистой оболочки, который отклоняется влево. Этот факт обуславливает то, что инородные тела, которые попадают сюда, чаще обнаруживаются в правом главном бронхе.
- Слизистая оболочка трахеи имеет хорошую всасываемость. Это используется в медицине для совершения внутритрахеального введения лекарств, путем ингаляций.
Бронхиальное дерево
Трахея разделяется на два главных бронха – трубчатые образования, состоящие из хрящевой ткани, которые заходят в легкие. Стенки бронхов образуют хрящевые кольца и соединительнотканные перепонки.
Внутри легких бронхи делятся на долевые бронхи (второго порядка), те, в свою очередь, несколько раз раздваиваются на бронхи третьего, четвертого и т. д. до десятого порядка – терминальных бронхиол. Они дают начало респираторным бронхиолам – компонентам легочных ацинусов.
Респираторные бронхиолы переходят в дыхательные ходы. К этим ходам крепятся альвеолы – мешочки, заполненные воздухом. Именно на этом уровне происходит газообмен, сквозь стенки бронхиол воздух не может просочиться в кровь.
На протяжении всего дерева бронхиолы изнутри выстланы респираторным эпителием, а их стенка образована элементами хряща. Чем меньше калибр бронха, тем меньше в его стенке хрящевой ткани.
В мелких бронхиолах появляются гладкомышечные клетки. Это обуславливает способность бронхиол к расширению и сужению (в некоторых случаях даже спазмированию). Это происходит под действием внешних факторов, импульсов вегетативной нервной системы и некоторых фармацевтических препаратов.
Легкие
Дыхательная система человека также включает легкие. В толще тканей этих органов происходит газообмен между воздухом и кровью (внешнее дыхание).
Под путем простой диффузии кислород двигается туда, где его концентрация ниже (в кровь). По тому же принципу окись углерода выводится из крови.
Обмен газами через клетку осуществляется за счет разницы парциального давления газов в крови и полости альвеолы. Этот процесс основан на физиологической проницаемости стенок альвеол и капилляров к газам.
Это паренхиматозные органы, которые располагаются в грудной полости по бокам от средостения. В средостении находится сердце и крупные сосуды (легочный ствол, аорта, верхняя и нижняя полые вены), пищевод, лимфатические протоки, симпатические нервные стволы и другие структуры.
Грудная полость изнутри выстлана специальной оболочкой – плеврой, другой ее листок покрывает каждое легкое. В итоге образуется две замкнутых плевральных полости, в которых создается отрицательное (относительно атмосферного) давление. Это обеспечивает человека возможностью делать вдох.
С внутренней поверхности легкого располагается его ворота – сюда входят главные бронхи, сосуды и нервы (все эти структуры образуют корень легкого). Правое легкое человека состоит из трех долей, а левое – из двух. Это обусловлено тем, что место третьей доли левого легкого занимает сердце.
Паренхима легких состоит из альвеол – полостей с воздухом диаметром до 1 мм. Стенки альвеол образуются соединительной тканью и альвеолоцитами – специализированными клетками, которые способны пропускать через себя пузырьки кислорода и углекислого газа.
Изнутри альвеола покрыта тонким слоем вязкого вещества – сурфактантом. Эта жидкость начинает вырабатываться у плода на 7 месяце внутриутробного развития. Она создает в альвеоле силу поверхностного натяжения, что не дает ей спадаться при выдохе.
Вместе сурфактант, альвеолоцит, мембрана, на которой он лежит, и стенка капилляра образуют аэрогематический барьер. Через него не проникают микроорганизмы (в норме). Но если возникает воспалительный процесс (пневмония), стенки капилляров становятся проницаемы для бактерий.