Начало дыхательной системы – полость носа, куда поступает воздух. Здесь находится орган обоняния, который анализирует качество воздуха. В полости носа воздух согревается, увлажняется слизью, после этого поступает в носовую, затем в ротовую части глотки и в гортань.
Гортань – удивительный орган человека: через гортань вдыхаемый воздух поступает в трахею, гортань – орган голосообразования. Подчеркнем – не орган речи, а голосообразования! Гортань человека – самый прекрасный и совершенный музыкальный инструмент. Гортань расположена в передней части шеи над трахеей. Основу ее составляют девять хрящей (рис. 10 на цв. вклейке): надгортанник, щитовидный, перстневидный, черпаловидный (два), рожковидный (два) и клиновидный (два); они соединяются между собой с помощью суставов и связок, снабжены поперечнополосатыми мышцами. Полость гортани выстлана слизистой оболочкой. В гортани расположена пара голосовых складок, образованных голосовыми связками, покрытыми слизистой оболочкой. За счет их вибрации у человека при выдохе образуется голос (рис. 1.16). Мышцы изменяют степень натяжения связок и их взаимное расположение.
Рис. 1.16. Положение голосовых связок при действиях различных мышц гортани. Голосовая щель закрыта (I), открыта (II) и резко расширена (III): а – ларингоскопическая картина: 1 – надгортанник; 2 – надгортанный бугорок; 3 – голосовая складка; 4 – рожковидный бугорок; 5 – клиновидный бугорок; 6 – складка преддверия; б – схема различных положений голосовых связок, голосовой щели и черпаловидных хрящей: 1 – пластинка (правая) щитовидного хряща; 2 – голосовая связка; 3 – черпаловидный хрящ; 4 – задняя перстнечерпаловидная мышца; 5 – латеральная перстнечерпаловидная мышца; 6 – поперечная перстнечерпаловидная мышца; 7 – щиточерпаловидная мышца
Трахея – дыхательная трубка, начинающаяся от гортани и разделяющаяся на два главных бронха на уровне V грудного позвонка. Верхняя часть трахеи располагается непосредственно под кожей, за исключением того места, где ее окружает щитовидная железа. Скелет трахеи образован 16–20 гиалиновыми хрящевыми полукольцами, связанными между собой кольцевыми связками. Перепончатая задняя стенка трахеи не препятствует прохождению пищи по пищеводу.
Бронхи. Трахея делится на два главных бронха, они, в свою очередь, последовательно делятся затем на долевые бронхи (в правом легком три, в левом – два); последние делятся на сегментарные (по 10 с каждой стороны), субсегментарные и т. д. (рис. 1.17). В стенках бронхов имеются гиалиновые хрящи, которые по мере деления бронхов уменьшаются в размерах и исчезают в бронхиолах.
Рис. 1.17. Ветвление бронхов в правом и левом легких: а: 1 – трахея; 2 – главные бронхи; 3 – долевые бронхи; 4 – сегментарные бронхи; 5 – долька; 6 – ацинус; 7 – нижняя доля правого легкого; 8 – сегмент; б: 1, 2 – главные бронхи; 3, 4 – долевые и сегментарные бронхи; 5—15 – ветви сегментарных бронхов, дольковый бронх и его разветвления (не показаны); 16 – конечная бронхиола; 17–19 – дыхательные бронхиолы (три порядка ветвлений); 20–22 – альвеолярные ходы (три порядка ветвлений); 23 – альвеолярные мешочки
Легкие представляют собой эластичные воздухоносные органы, которые могут расширяться и сжиматься под действием движений ребер и диафрагмы во время дыхания. Атмосферный воздух попадает в легкие через воздухоносные пути: носовую полость, глотку, гортань, трахею. Каждое легкое разделяется глубокими щелями на доли: правое – на три, левое – на два (рис. 1.18). Доли образованы сегментами (в левом легком их 9, в правом – 10). Каждому сегментарному бронху соответствует бронхолегочный сегмент; сегменты, в свою очередь, сформированы легочными дольками (в одном сегменте около 80 долек), разделенными междольковыми соединительнотканными перегородками. В верхушку каждой дольки входит претерминалъная долъковая бронхиола, которая разветвляется на 3–7 мельчайших концевых (терминальных) бронхиол диаметром 0,5–0,15 мм каждая.
Рис. 1.18. Правое и левое легкие. Левое легкое разрезано во фронтальной плоскости, вид спереди: 1 – правое легкое; 2 – верхушка легкого; 3 – гортань; 4 – трахея; 5 – левое легкое; 6 – верхняя доля; 7 – главный бронх левого легкого; 8 – нижняя доля; 9 – нижний край; 10 – сердечная вырезка; 11 – медиальный край правого легкого; 12 – нижняя доля; 13 – косая щель; 14 – средняя доля; 15 – горизонтальная щель; 16 – верхняя доля правого легкого
Ацинус – функциональная и структурная единица легкого – система разветвлений одной терминальной (концевой) бронхиолы, которые несут на себе до 20 000 альвеол (рис. 1.19). Альвеола – воздушный пузырек неправильной формы. Альвеолы разделены межальвеолярными перегородками и выстланы изнутри альвеолоцитами. Альвеолы оплетены густой сетью кровеносных капилляров. Стенка альвеолы образует вместе с капиллярной стенкой воздушно-кровяной (аэрогематический) барьер, через который происходит газообмен между воздухом и кровью. Поглощенный из атмосферы кислород диффундирует в кровь, а поступающий из кровеносного русла через легочные капилляры углекислый газ – в альвеолы.
Содержащийся в эритроцитах гемоглобин обладает уникальным свойством обратимым образом соединяться с кислородом и является той средой, в которой кислород переносится по организму к различным тканям и органам. Его соединение с кислородом осуществляется в момент, когда кровь проходит через легкие; освобождение кислорода происходит в момент достижения кровью тканей. В норме в крови содержится 120–180 г/л гемоглобина (в среднем 158 г/л у мужчин и 140 г/л
Рис. 1.19. Строение ацинуса легкого: 1 – терминальная бронхиола; 2 – дыхательная бронхиола первого порядка; 3 – дыхательные бронхиолы второго порядка; 4 – дыхательные бронхиолы третьего порядка; 5 – альвеолярные ходы; 6 – альвеолярные мешочки; 7 – альвеолы у женщин). Однако этот показатель колеблется в зависимости от возраста, состояния здоровья, географических условий (высота над уровнем моря) и т. д. Уменьшение содержания гемоглобина ниже 130 г/л (мужчины) и 120 г/л (женщины) называется анемией (от греч. a-, an– начальная часть слова со значением отрицания, haima – кровь). Сразу после диффузии в эритроциты 02 связывается с гемоглобином, в результате чего образуется оксигемоглобин (HbO2). Оксигемоглобин является той формой, в которой кислород переносится из легких в различные ткани организма, где затем происходит его освобождение. Углекислый газ (СO2) в эритроцитах также связан с гемоглобином. Гемоглобин, связанный с CO2, называется карбогемоглобином (HbCO2).
Функция дыхательной системы
В процессе легочного дыхания чередуются вдох, во время которого атмосферный воздух, насыщенный кислородом, поступает в альвеолы, и выдох, при котором воздух, обогащенный углекислым газом, удаляется в окружающую среду. Вдох осуществляется благодаря сокращению наружных межреберных мышц и диафрагмы (главные мышцы), кроме них участвуют и другие мышцы. В акте выдоха участвуют внутренние межреберные мышцы и диафрагма (главные), а также мышцы брюшного пресса. Мышцы воздействуют на реберно-позвоночные суставы, поднимая (вдох) и опуская (выдох) ребра. Во время вдоха диафрагма уплощается, во время выдоха поднимается и куполы выдаются в грудную клетку. В зависимости от того, преобладает ли при дыхании поднимание ребер или уплощение диафрагмы, различают грудной (реберный) и брюшной (диафрагмалъный) тип дыхания. Первый тип преобладает у мужчин, второй – у женщин. Однако с возрастом в связи с уменьшением подвижности грудной клетки у мужчин увеличивается роль брюшного дыхания. Брюшное дыхание преобладает у работников физического труда, певцов. У беременных женщин по мере увеличения срока беременности возрастает роль грудного дыхания.
Дыхательные движения передаются от грудной клетки к легким через плевральную полость, в которой меняется давление. Так, перед вдохом давление в плевральной полости составляет 756 мм рт. ст., а во время выдоха оно увеличивается до 758 мм рт. ст. Иными словами, давление в плевральной полости отрицательное (атмосферное давление 760 мм рт. ст.). Вместе с тем при нормальном вдохе давление снижается до 758 мм рт. ст., а при выдохе повышается до 762 мм рт. ст.
Легочная вентиляция меняется в зависимости от состояния организма, чем больше физическая нагрузка, тем больше легочная вентиляция. И наоборот, при гиподинамии легочная вентиляция уменьшается.
Интенсивность легочной вентиляции определяется глубиной вдоха и частотой дыхательных движений. Для суждения о состоянии дыхательной системы определяют ряд показателей. Одним из наиболее информативных показателей легочной вентиляции служит минутный объем воздуха (MOB), который оценивается по объему воздуха, вдыхаемого или выдыхаемого за одну минуту. У взрослого здорового человека частота дыхания в покое составляет 12–16 в 1 мин, MOB – 6—10 л/мин, при работе он возрастает до 30—100 л/мин. В течение жизни человек делает около 700 млн вдохов и вдыхает 300–350 млн л воздуха.
