Нос и глотка

Занятие №2

Анатомия и физиология дыхательной системы

Дыхательная система объединяет органы, образующие воздухоносные, или дыхательные, пути (полость носа, носоглотку, гортань, трахею, бронхи), и легкие, в которых происходит газообмен, т.е. поглощение кислорода и удаление углекислого газа.

Нос и глотка.

Начало воздухоносных (дыхательных) путей составляют парные носовые полости, ведущие в глотку. Они образованы костями и хрящами, составляющими стенки носа, и выстланы слизистой оболочкой. Вдыхаемый воздух, проходя через нос, очищается от частиц пыли и согревается. Околоносовые пазухи, т.е. полости в костях черепа, называемые также придаточными пазухами носа, сообщаются с носовой полостью через небольшие отверстия. Околоносовых пазух четыре пары: гайморовы (верхнечелюстные), лобные, клиновидные и пазухи решетчатой кости. Глотка - верхняя часть горла - разделяется на носоглотку, расположенную над маленьким язычком (мягким нёбом), и ротоглотку - область позади языка.

Носовая полость выстлана влажной слизистой оболочкой, содержащей клетки, снабженные ресничками, и железистые клетки, выделяющие слизь. Эти выделения увлажняют слизистую оболочку, а вместе с ней и вдыхаемый воздух, и задерживают пылевые частицы, удаляемые затем движением ресничек (направленным в сторону горла). Слизистая носовой полости очень богата кровеносными сосудами, что способствует согреванию вдыхаемого воздуха. В верхней носовой раковине слизистая покрыта особым обонятельным эпителием, содержащим рецепторные (обонятельные) клетки. В носоглотку открывается слуховая (евстахиева) труба, которая соединяет полость среднего уха с носовой. В верхней части горла находятся миндалины, являющиеся лимфатическим органом. Если они увеличены, дыхание через нос затруднено.

Гортань

Пройдя через носовые каналы, вдыхаемый воздух попадает через глотку в гортань, содержащую голосовые связки, и затем в трахею - неспадающуюся трубку, стенки которой состоят из незамкнутых хрящевых колец. В грудной клетке трахея разделяется на два главных бронха, по которым воздух поступает в легкие

Гортань построена из парных и непарных хрящей, подвижно сочлененных между собой связками и соединительнотканными мембранами. Сверху и спереди вход в гортань прикрывает надгортанник (эластичный хрящ), он перекрывает вход в гортань в момент проглатывания пищи. Между голосовыми отростками двух хрящей натянуты парные голосовые связки. От их длины и степени натяжения зависит высота голоса. Звук формируется на выдохе, в его образовании помимо голосовых связок принимают участие в качестве резонаторов полость носа и рот.

На уровне последних шейных позвонков гортань переходит в трахею (дыхательное горло). Гортань, трахея, бронхи и бронхиолы выполняют воздухопроводящую функцию. Все эти трубчатые структуры выстланы слизистой оболочкой, содержащей реснитчатый эпителий; движения ресничек продвигают выделяемую слизь в направлении от легких. Сжатие и расширение бронхиол, ритмичная последовательность вдоха и выдоха, а также изменение характера дыхательных движений контролируются нервной системой.

Легкие.

Легкие - парные конусовидные органы, расположенные в грудной клетке и разделенные сердцем. Правое легкое весит примерно 630 г и разделено на три доли. Левое легкое весом около 570 г разделено на две доли. Легкие содержат систему разветвляющихся бронхов и бронхиол - т.н. бронхиальное дерево; оно берет начало от двух главных бронхов и заканчивается мельчайшими мешочками, состоящими из альвеол. Наряду с этими образованиями в легких имеется сеть кровеносных и лимфатических сосудов, нервы и соединительная ткань. Основная функция бронхиального дерева - проведение воздуха в альвеолы. Общее количество альвеол составляет примерно 725 млн.

Совокупность альвеол и образует ткань легких, где осуществляется активный газообмен между кровью и воздухом. При выдохе через легкие выводится значительное количество воды в виде пара. Сами по себе легкие - пассивные структуры. Во время вдоха воздух засасывается в них за счет увеличения объема грудной клетки при сокращении наружных межреберных мышц и диафрагмы. В этом случае давление внутри легких становится меньше атмосферного, и воздух устремляется в легкие. Уменьшение объема грудной клетки за счет расслабления указанных выше дыхательных мышц и - при напряженном дыхании -сокращения внутренних межреберных мышц обеспечивает выдох. Легкие окружены особой оболочкой - плеврой.

Вдох и выдох

Легкие через воздухоносные пути сообщаются с атмосферой. При каждом вдохе атмосферный воздух входит в легкие, и при каждом выдохе небольшая часть альвеолярного воздуха выходит в атмосферу. Основная причина газообмена между окружающей средой и альвеолярным воздухом, заполняющим полость легких, — это градиент давления. В момент вдоха давление воздуха в полости легких становится меньше атмосферного и воздух поступает в легкие. При выдохе давление воздуха в легких становится немного выше атмосферного, и воздух из легких выходит в окружающую среду. Изменение давления воздуха в полости легких обусловлено изменением их объема при дыхании. Характеристикой смеси газов, занимающей определенный объем, служит так называемое парциальное давление. Если объем увеличивается — парциальное давление падает, если объем уменьшается — парциальное давление увеличивается.

В легких нет мышечной ткани и нет механизмов, позволяющих легким активно изменять свой объем. Поэтому существует аппарат вентиляции легких, состоящий из грудной клетки (ребра и грудина) и поперечно-полосатых дыхательных мышц. В процессе дыхания аппарат вентиляции вследствие сокращения основных дыхательных мышц совершает ритмические дыхательные движения. При спокойном дыхании в процессе дыхания участвуют поперечно-полосатые наружные межреберные мышцы и диафрагма, которая является главной дыхательной мышцей. При форсированном дыхании в этот процесс могут вовлекаться десятки других поперечно-полосатых мышц туловища.

Легкие окружены париетальной и висцеральной плеврой. Париетальная плевра сращена с грудной клеткой. Висцеральная плевра сращена с легкими. Между париетальной и висцеральной плеврой имеется тонкая щель, заполненная мономолекулярным слоем серозной жидкости. Поверхностное натяжение этой жидкости прочно притягивает друг к другу оба листка плевры, так что при оттягивании одного листка плевры другой следует за ним. Эта ситуация может быть смоделирована, если прижать друг к другу два небольших стекла, капнуть между ними капельку воды и попробовать разъединить. За счет сил поверхностного натяжения воды, их связывающих, разъединить стекла не удастся. Таким образом, во время дыхания грудная клетка тянет за собой париетальную плевру, которая сращена с ней. Париетальная плевра тянет за собой висцеральную плевру, связанную с ней силами поверхностного натяжения серозной жидкости, а висцеральная плевра тянет ткань легких.

Вдох — активный процесс, который совершается именно благодаря сокращению дыхательных мышц. Сокращение наружных межреберных мышц приводит к подъему реберных дуг, грудина отходит немного вперед. Одновременно сокращаются мышечные волокна диафрагмы, ее сухожильный центр смещается книзу, оттесняя брюшные внутренности вперед и вниз. Объем грудной полости увеличивается в трех взаимно перпендикулярных плоскостях. Смещение диафрагмы при спокойном дыхании составляет 1-1,5 см, а при глубоком — может увеличиваться до 10 см. При смещении диафрагмы на 1 см объем грудной полости изменяется примерно на 250-270 мл. Сокращения диафрагмы обуславливают около 50-70% глубины вдоха. Легкие пассивно следуют за всеми изменениями объема грудной полости при сокращении и расслаблении дыхательных мышц. Атмосферное давление, действующее на легкие только со стороны воздухоносных путей, плотно прижимает их к грудной стенке. Атмосферное давление, действующее на нас снаружи, демпфируется кожей и подкожной жировой тканью, поэтому оно не достигает легких с наружной поверхности тела. Грудная полость и плевральная полость, которые окружают легкие, герметичны и с атмосферой не сообщаются.

Одностороннее атмосферное давление, действующее на легкие со стороны дыхательных путей, — главная движущая сила легких. Существуют и другие силы, обусловливающие увеличение объема легких при вдохе и уменьшение при выдохе. Увеличение объема грудной полости в момент вдоха приводит к увеличению объема легких, парциальное давление воздуха в них несколько снижается, и воздух из окружающей среды заходит в легкие.

При выдохе объем грудной клетки уменьшается за счет возврата диафрагмы в исходное состояние и расслабление межреберных мышц. Это приводит к увеличению давления внутри легких, которое превышает атмосферное. Так, попытка сделать сильный выдох, если воздухоносные пути закрыты, вызывает значительный рост давления в альвеолах. В нормальных условиях в результате плавного уменьшения легочного объема создается градиент давления, и воздух пассивно выходит из легких.

В целом, внутренняя поверхность легких связана с атмосферой, а внешняя поверхность легких за счет герметичности грудной клетки такой связи не имеет. Именно это явление позволяет осуществлять вдох и выдох. При нарушении герметичности грудной клетки (например, при ранениях) атмосферное давление начинает действовать не только на внутреннюю поверхность легких, но и на внешнюю. Это приводит к тому, что легкие спадаются (пневмотрокс) и акты вдоха и выдоха становятся невозможными

Газообмен в легких

Газообмен в малом круге кровообращения происходит между альвеолярным воздухом и притекающей к легким венозной кровью, представляет собой совокупность процессов, обеспечивающих переход кислорода внешней среды в кровь, а углекислого газа из крови в альвеолы. Перемещение газов (легкие — кровь) осуществляется под влиянием разности парциальных давлений и напряжений этих газов в каждой из сред организма.