Дыхательная система. 
Анатомия для студентов физкультурных вузов и факультетов

Дыхание — это обмен газами С0₂ и 0₂ между клетками организма и внешней средой. Эти процессы имеют определенную последовательность. Газообмен между легкими и внешней средой называется легочной вентиляцией, или внешним дыханием. Газообмен между легочными пузырьками.

(альвеолами) и кровыо называется легочным дыханием. Газообмен между кровыо и тканями называется тканевым, или клеточным, дыханием.

Обязательным компонентом дыхания является транспорт кровыо газов. Внешний механизм газообмена у человека — это диффузия. При этом процессе молекулы газа перемешаются из области их высокой концентрации в область низкой концентрации, тратится их собственная кинетическая энергия. Это пассивный транспорт, и на него не тратится энергия, вырабатываемая в процессе клеточного обмена, но диффузия возможна только на малые расстояния (менее 1 мм). В том случае, если необходимо перенести вещества на большие расстояния, используется конвекционный транспорт. Следовательно, перенос 0₂ из окружающей среды к клеткам, где он вступает в биохимические обменные процессы, происходит в следующей последовательности:

• 1) конвекционный транспорт в альвеолы;
• 2) диффузия из альвеол в кровь легочных капилляров;
• 3) конвекционный перенос кровью к капиллярам тканей;
• 4) диффузия из капилляров в ткани.

Удаление С0₂ происходит этим же путем, только в обратном порядке.

Значение дыхательной системы не ограничивается только газообменом. За счет реснитчатого эпителия, который располагается в дыхательных путях, удаляются пылевые частицы, а также бактерии, попавшие в дыхательные пути. Дыхательная система участвует и в поддержании водного и электролитного баланса, депонировании крови, теплорегуляции, в выделении летучих веществ (например, спиртов, эфиров). Все это в конечном счете направлено на поддержание гомеостаза организма человека.

Анатомически дыхательная система представлена органами, выполняющими воздухопроводящую (носовая полость, носоглотка, ротоглотка, гортанная часть глотки, гортань, трахея, бронхи) и газообменную (легкие) функции (рис. 4.3).

В воздухоносных путях происходит увлажнение, очищение, согревание воздуха, рецепция различных раздражителей — вкусовых и обонятельных (и регуляция обмена вдыхаемого воздуха).

Характерными особенностями строения дыхательных путей является наличие хрящевого остова в их стенках, а также наличие мерцательного эпителия на слизистой оболочке дыхательных путей, ворсинки которого, колеблясь против движения воздуха, изгоняют наружу вместе со слизью инородные частицы, загрязняющие воздух.

Слизистая оболочка воздухоносных путей выполняет также секреторную функцию. Например, слизистая бронхов и трахеи содержит эндокринные клетки, которые выделяют биологически активные вещества: пептиды, норадреналин, серотонин, дофамин.

Носовая полость занимает в черепе центральное положение: вверху находится полость черепа, внизу — полость рта, по бокам глазницы и гайморовы полости верхней челюсти. Она разделена пополам перегородкой, которая состоит из вертикальной пластинки решетчатой кости и сошника. Впереди носовая полость открывается грушевидным отверстием; сзади в полость глотки — хоанами.

Рис. 4.3. Органы дыхания (схема):

• 1 — полость носа; 2 — полость гортани; 3 — глотка; 4 — гортань; 5 — трахея;
• 6 — бронхи; 7 — легкие

Носовая полость носовыми раковинами делится на три носовых хода: верхний, средний и нижний. Верхний носовой ход содержит обонятельные клетки. Нижний и средний носовые ходы составляют дыхательную область. Наличие носовых ходов удлиняет путь вдыхаемого воздуха и создает условия для лучшего его согревания и очищения от механических примесей.

В носовую полость открываются воздухоносные пазухи — верхнечелюстные, клиновидная, лобная, решетчатые, — уменьшающие вес лицевого отдела головы и участвующие в голосообразовании как резонаторы. У новорожденного выражена лишь верхнечелюстная пазуха, остальные развиваются на первом-втором году жизни; окончательно они формируются к 10—12-летнему возрасту. Отверстия верхнечелюстной и лобной пазух, а также передние и средние ячейки решетчатой кости открываются в средний носовой ход. Клиновидная пазуха, задние ячейки решетчатой кости сообщаются с верхним носовым ходом. В нижний носовой ход открывается также носослезный канал.

Воздух из носовой полости попадает в носоглотку, ротовую и гортанную части глотки. Воздух может также поступать через рот.

Глотка соединяет полость носа с гортанью.

В глотку открывается гортань, которая не просто проводит воздух, но и является органом голосообразования. Остов ее состоит из хрящей: непарных (щитовидного, перстневидного, надгортанника) и парных (черпаловидных, рожковидных, клиновидных). Анатомически гортань расположена в области шеи на уровне IV—VI шейных позвонков. У детей гортань расположена выше (на уровне III шейного позвонка), у стариков опускается до уровня VII шейного позвонка. Сзади гортани, в нижнем ее отделе, расположен перстневидный хрящ; щитовидный хрящ образует переднебоковые стенки; сзади также располагаются мелкие парные хрящи.

(черпаловидные, рожковидные и клиновидные). Вверху отверстие гортани прикрывает надгортанник.

Полость гортани выстлана слизистой оболочкой и подразделяется на верхний, средний и нижний отделы. В среднем отделе на боковых стенках имеются две пары складок, между которыми образуются углубления — желудочки гортани. Верхние складки — ложные голосовые, нижние — истинные голосовые. В толще последних лежат голосовые связки, образованные эластическими волокнами и мышцами. Промежуток между правой и левой голосовой складкой называется голосовой щелью. В результате изменения положения хрящей под действием мышц гортани может меняться ширина голосовых связок. Выдыхаемый воздух колеблет голосовые связки, возникает звук. У детей и женщин размеры гортани меньше, голосовые связки короче, голос выше. В членораздельной речи участвуют также язык, губы, полость рта и носа.

Трахея — дыхательное горло — это труба, состоящая из 16—20 хрящевых полуколец, сзади соединенных между собой плотной соединительной тканью. Слизистая оболочка покрыта мерцательным эпителием.

На уровне IV—V грудных позвонков трахея делится на два бронха (бифуркация трахеи), которые также представляют собой трубчатые образования. Правый бронх является продолжением трахеи, он короче и шире. Правый и левый бронхи расположены вне легочной ткани, и от них отходят долевые, а затем сегментарные бронхи, расположенные уже в ткани легкого. В бронхах крупного и среднего калибров содержится большое количество слизисто-белковых желез, секрет которых увлажняет слизистую оболочку бронхов. В бронхиолах малого калибра желез нет, но хорошо выражен кольцевой мышечный слой, поэтому мелкие бронхи могут изменять свой просвет и регулировать легочную вентиляцию. Терминальные бронхиолы постепенно переходят в альвеолы.

Легкие (рис. 4.4) — парные органы, покрытые серозной оболочкой — плеврой.

Легкие имеют три поверхности — реберную, диафрагмальную, медиастинальную. На средостенной поверхности находятся ворота легких, через них входят в легкое бронх, легочная артерия; выходят две легочные вены.

Каждое легкое посредством борозд делится на доли: правое на три (верхнюю, среднюю, нижнюю); левое на две (верхнюю и нижнюю). Левое легкое имеет у переднего края сердечную вырезку (в этом месте предлежит сердце). Доли легкого состоят из сегментов (10 сегментов в каждом легком).

Бронхолегочным сегментом называется часть легкого с проходящими в нем бронхом III порядка, венами и артерией. Сегменты имеют форму неправильных конусов или пирамид, обращенных основанием к поверхности легкого. Они отделены друг от друга соединительнотканными прослойками. Сегментарные бронхи, направляясь на периферию легкого, делятся на более мелкие бронхи. Бронх с просветом 1 мм в диаметре входит в дольку легкого. Внутри нее ветвление бронхов продолжается, и здесь они уже называются бронхиолы (терминальные или конечные, и респираторные или дыхательные). Респираторные бронхиолы имеют выпячивания на своих стенках и переходят в альвеолярные ходы, на стенках которых находятся пузырьки — альвеолы.

Рис. 4.4. Правое (Г1) и левое (Л) легкие (вид сзади, вверху и с медиальной.

стороны, внизу):

• 1 — реберная поверхность; 2 — медиастинальная поверхность; 3 — диафрагмальная поверхность; 4 — корень легкого; 5 — сердечное вдавление; в — верхняя доля;
• 7 — нижняя доля; 8 — средняя доля (правого легкого); 9 — косая щель;
• 10 — горизонтальная щель (правого легкого)

Весь этот комплекс, начиная с респираторной бронхиолы, по внешнему виду напоминает виноградную гроздь (ацинус). Ацинус является структурной единицей легкого, в которой происходит газообмен между кровыо, находящейся в капиллярах легкого, и воздухом, заполняющим легочные альвеолы. В легких взрослого насчитывается 300—400 млн альвеол, общая дыхательная поверхность которых составляет 100 м².

Важнейшим регулируемым процессом, от которого зависит постоянство состава альвеолярного воздуха, являются дыхательные движения грудной клетки и дыхательных мышц. Легкие в грудной полости растянуты и плотно прижаты к грудным стенкам. При рождении ребенка легкие находятся в спавшемся состоянии. После первого вдоха полость легких сообщается с атмосферой и эластическая ткань легких под действием давления атмосферного воздуха растягивается. Вдох обеспечивается расширением грудной клетки вследствие сокращения инспираторных дыхательных мышц — наружных межреберных и диафрагмы.

Поступление воздуха в легкие в значительной степени зависит от давления в плевральной полости (на 4—9 мм рт. ст. ниже атмосферного). В условиях покоя носовое дыхание является оптимальным; при легкой мышечной нагрузке оно не противопоказано. Переход на смешанное и далее па ротовое дыхание автоматически у человека происходит при увеличении физической нагрузки. Выдох сопровождается расслаблением дыхательной мускулатуры и эластической тягой легких. Эластическая тяга легких представлена эластической тканыо легких и силами поверхностного натяжения. При физических нагрузках необходимость углубления вдоха обеспечивается дополнительными мышцами — большими и малыми грудными, трапециевидными и ромбовидными, грудино-ключично-сосцевидными, лестничными, частично-зубчатыми. При физических нагрузках, когда появляется потребность увеличения легочной вентиляции, в выдохе принимают активное участие экспираторные мышцы — внутренние межреберные и мышцы передней брюшной стенки.

Плевра, покрывающая легкие, состоит из двух листков — пристеночного (париетального) и внутренностного (висцерального). Отделы париетальной плевры — реберный, диафрагмальный, медиастинальный. Висцеральные листки участвуют в образовании средостения.

Средостение — пространство, ограниченное по бокам медиастинальной плеврой, спереди — задней поверхностью грудины, сзади — грудным отделом позвоночника, снизу — диафрагмой, сверху имеет сообщение с межфасциальными пространствами шеи. Условной фронтальной плоскостью, проведенной через корни легких и трахею, средостение делят на переднее и заднее. В переднем средостении располагаются сердце с перикардом, вилочковая железа, крупные сосуды, диафрагмальный нерв; в заднем — пищевод, грудная аорта, грудной лимфатический проток, блуждающие нервы, пограничные симпатические стволы, непарная и полунепарная вены.

Между листками плевры имеется плевральная полость. В самой плевральной полости постоянно находится 2—5 мл жидкости. Идет постоянный процесс выделения жидкости сосудами париетальной плевры и дальнейшего всасывания ее из плевральной полости сосудами висцеральной плевры. Подчитано, что в течение суток через плевральную полость проходит от 5 до 10 л жидкости.

При ранениях грудной стенки может возникнуть пневмоторакс — воздух входит в межплевральное пространство, и легкие спадаются. При этом выталкивается через воздухоносные пути большая часть находящегося в легких воздуха. Объем спавшихся легких составляет всего 1 /3 объема грудной клетки. При полном двустороннем пневмотораксе, когда выключаются дыхательные движения обоих легких, наступает смерть от удушения.

Легкие получают артериальную и венозную кровь. Венозная кровь из правого желудочка сердца протекает в легкие по двум легочным артериям. Каждая легочная артерия в легких делится по ходу бронхов, и каждому бронху сопутствует ветвь легочной артерии. Самые мелкие веточки подходят к альвеолам и распадаются на капилляры. Здесь происходит газообмен, кровь превращается в артериальную и, но ветвям легочных вен оттекает в левое предсердие.

Паренхима легкого снабжается кровью из бронхиальных сосудов, которые являются ветвями грудной аорты. Венозная кровь оттекает в бронхиальные вены, которые впадают в парную и нолуненарную вены или непосредственно в легочные вены.

Иннервация легких осуществляется вегетативной нервной системой из переднего и заднего легочных сплетений, которые образуются ветвями блуждающего нерва (парасимпатическая) и симпатического ствола правого и левого (симпатическая часть).

Легкие помимо газообмена также участвуют в обмене воды, выделяя се; в теплорегуляции, способствуя теплоотдаче; являются барьером для микробов, выделяя в секрет мелких бронхов иммуноглобулины класса А. Легкие участвуют в регуляции артериального давления, так как в капиллярах малого круга кровообращения происходит превращение ангиотензина 1 в ангиотензин 2. Легкие играют роль биохимического и механического фильтра крови за счет инактивации приносимых сосудами малого круга кровообращения целого ряда биологически активных веществ — норадреналина, серотонина, ацетилхолина, гистамина. Легкие удаляют из крови во внешнюю среду летучие соединения, такие как ацетон, спирты, уксусная кислота, аммиак и т. д.