Анатомо-физиологические особенности органов дыхания

Анатомо-физиологические особенности органов дыхания

Легкие (pulmones) — парные дыхательные органы, расположенные в плевральных полостях, имеющие респираторную (обмен газов между вдыхаемым воздухом и кровью) и нереспираторные функции. Форма, размеры и масса легких индивидуальны. Форма каждого легкого напоминает половину рассеченного по вертикали конуса. Форма и размеры зависят от фазы дыхания и положения тела.

В каждом легком различают закругленную верхушку, основание, три поверхности (реберную, медиальную и диафрагмальную), и два края (передний и нижний).

Легкие разделяются на доли посредством междолевых щелей, в которые проникает висцеральная плевра, покрывая междолевые поверхности легких. Плевра в междолевых щелях не доходит до корня легких на 1—2 см.

Левое легкое состоит из двух долей — верхней и нижней. Доли разделяются посредством косой щели, проходящей по поверхности легких в направлении сверху и сзади вниз и вперед. Проекция косой щели на грудную стенку определяется от остистого отростка III грудного позвонка до места соединения костной и хрящевой частей VI левого ребра.

Правое легкое состоит из трех долей: верхней, средней и нижней. Верхняя и средняя доли отделяются от нижней косой щелью, симметричной междолевой щели левого легкого. Средняя доля отделяется от верхней горизонтальной щелью. Ее проекция на грудную стенку проходит от точки пересечения проекции косой щели со средней подмышечной линией почти горизонтально вперед к месту прикрепления к грудине хряща IV правого ребра.

Иногда встречаются дополнительные щели, образующие дополнительные доли.

Доли легкого делятся на сегменты, имеющие форму пирамид или конусов, верхушки которых направлены к воротам, а основания — к поверхности легкого. Бронхолегочный сегмент представляет собой участок легкого, более или менее полно отделенный от таких же соседних участков соединительнотканными прослойками, в пределах которого разветвляется сегментарный бронх и соответствующая ему ветвь легочной артерии. Знание сегментарного строения легкого и топографии сегментов необходимо для оценки локализации и объема ограниченных процессов, протекающих в легких.

Приводим номенклатуру бронхолегочных сегментов.

Правое легкое

Верхняя доля

— верхушечный сегмент, segmentum apicale, Si;
— задний сегмент, segmentum posterius, So;
— передний сегмент, segmentum anterius, Sm;

 Средняя доля

— латеральный сегмент, segmentum laterale, Siv;
— медиальный сегмент, segmentum mediale, Sv;
 
 Нижняя доля

— верхушечный (верхний) сегмент, segmentum apicaie (superius), Svi;
— медиальный (сердечный) базальный сегмент, segmentum basale mediale
(cardiacum), SVII;

— передний базальный сегмент, segmentum basale anterius, Svill; — латеральный базальный сегмент, segmentum basale laterale, Six; — задний базальный сегмент, segmentum basale posterius, SX;

Левое легкое

Верхняя доля
— верхушечный сегмент, segmentum apicale, Si;
— задний сегмент, segmentum posterius, Sn;
— передний сегмент, segmentum anterius, Sm;
— верхний язычковый сегмент, segmentum lingulare superius, Srv;
— нижний язычковый сегмент, segmentum lingulare inferius, SV;

      Нижняя доля

— верхушечный (верхний) сегмент, segmentum apicale (superius), Svi;
— медиальный (сердечный) базальный сегмент, segmentum basale mediale (cardiacum), SVII;
— передний базальный сегмент, segmentum basale anterius, Svill;
— латеральный базальный сегмент, segmentum basale laterale, SIX;
— задний базальный сегмент, segmentum basale posterius, SX-

Дыхательные (воздухопроводящие) пути состоят из верхних и нижних путей (правильнее—из верхних дыхательных органов и нижних дыхательных путей).

К верхним дыхательным органам относятся полости носа и его придаточных пазух, осуществляющие, кроме других функций, кондиционирование и очистку вдыхаемого воздуха, а также носоглотка и гортань. Патология этих органов рассматривается в оториноларингологии.

Нижние дыхательные пути представлены трахеей и бронхиальным деревом. Трахея («дыхательное горло») представляет собой трубкообразный орган длиной 10—12 см и диаметром 1,5—2,5 см. На строении трахеи мы не останавливаемся, лишь напомним, что в конце трахея раздваивается (бифуркация), и здесь в просвет трахеи снизу обращена трахеальная шпора (карина).

От бифуркции трахеи начинается собственно бронхиальное «дерево», образуемое за счет дихотомического деления бронхов. Число делений бронхиального дерева может достигать 23—28. Исходя из наиболее часто встречающегося, 23-кратного деления, в бронхах различают:
1) кондуктивную зону (0—16-я генерации бронхов), в которой при дыхании происходит вентиляция;
2) транзиторную (переходную) зону (17—19-я генерации);
3) респираторную (дыхательную) зону (20—23-я генерации), представляющие собой респираторные бронхиолы, альвеолярные ходы и мешочки.

Вопреки распространенному мнению о том, что при вдохе воздух попадает в альвеолы, этого, на самом деле, не происходит. Вентиляция осуществляется в кондуктивной зоне, а при форсированном дыхании — и в транзиторной. Начиная с уровня респираторных бронхиол, обмен газов осуществляется за счет диффузии.

Кроме разделения по отношению к газообмену (вентиляции в кондуктивной и диффузия газов в респираторной зонах, с возможностью того и другого в транзиторной), кондуктивная и респираторная зоны имеют и другие принципиальные различия, в частности:

— для очистки вдыхаемого воздуха от загрязняющих примесей в кондуктивной зоне функционирует подъемное слизисто-реснитчатое очищение (эскалаторный мукоцилиарный клиренс), тогда как в респираторной зоне эту функцию осуществляют «чистильщики» — альвеолярные макрофаги;

— кровоснабжение кондуктивной зоны осуществляется, в основном, системой бронхиальных артерий, респираторной зоны — системой легочных сосудов;

— защитные механизмы этих зон, о которых будет сказано далее, также различны.

Постепенное сужение просветов бронхов и бронхиол по мере их деления не приводит к резкому нарастанию бронхиального сопротивления, так как суммарная площадь их просветов при этом увеличивается. Так, если площадь поперечного сечения просвета трахеи у разных лиц составляет 2—4,5 см, то суммарная площадь просветов разветвлений 23-го порядка — около 12 ООО см .

Морфофункциональной единицей респираторного отдела легких является ацинус (acinus pulmonalis), который включает все разветвления терминальной бронхиолы: респираторные бронхиолы всех порядков, альвеолярные ходы и альвеолярные мешочки с находящимися в их стенках альвеолах. В каждом легком насчитывается около 15 ООО ацинусов, содержащих в себе около 300 ООО альвеол.

Стенки альвеол выстланы альвеолоцитами. Альвеолоциты I порядка (респираторные) образуют, вместе со стенками капилляров, базальными мембранами и тончайшей прослойкой межуточного вещества, альвеолокапиллярную мембрану толщиной от ОД до 4 мкм, причем на долю тонкой части этой мембраны (аэрогематический барьер) приходится до 60% от всей площади поверхности альвеол. Альвеолоциты II порядка (зернистые) синтезируют сурфактант.

Сурфактант (от английского surface — поверхность) представляет собой комплекс поверхностно-активных веществ, преимущественно фосфолипидов, образующих мономолекулярную пленку на границе воздух/жидкость в респираторной зоне легких. Сурфактант снижает поверхностное натяжение в альвеолах, препятствуя их спадению (ателектазу иди дистелектазу); создает градиент поверхностного давления в альвеолах и прилегающих к ним бронхиолах, по которому происходит перемещение инородных тел из альвеол в систему мукоцилиарного транспорта; легко растворяет кислород, облегчая его диффузию через альвеолокапиллярную мембрану; регулирует «включение» альвеол в газообмен и «выключение» из него в зависимости от степени зрелости сурфактанта, находящегося в них; создает до 2/3 эластической тяги легких.

Кровоснабжение легких осуществляется через системы легочных и бронхиальных артерий. Легочные артерии, капилляры и вены составляют малый круг кровообращения; протекающая по нему кровь участвует в газообмене и осуществляет питание респираторной зоны. Питание остальных легочных структур осуществляется через бронхиальные артерии, относящиеся к большому кругу кровообращения.

В различных участках легких соотношение вентиляции и кровотока теоретически может колебаться от нуля до бесконечности, т.е. возможны кровоток без вентиляции или вентиляция без кровотока. Однако в среднем имеется адекватная вентиляции перфузия крови через различные участки легких. Она обеспечивается реакцией, называемой гипоксической вазоконстрикцией (рефлекс Эйлера — Лилиестранда). Эта реакция у плода блокирует легочный кровоток, а с началом дыхания регулирует перфузию, путем артериолоспазма уменьшая кровоток через невентилируемые участки легких пропорционально выраженности альвеолярной гипоксии.

Лимфоотток из легких осуществляется через две сети лимфатических капилляров: поверхностную, расположенную под плеврой, и глубокую, располагающуюся по ходу бронхов. Основной ток лимфы — радиальный, от периферии к корню легкого, однако при его блокаде наличие двойной сети обеспечивает ретроградный лимфоотток или лимфоотток по лимбу (от лат. limbus — кромка, кайма). Лимфатические узлы представлены бронхопульмональными, нижними трахеобронхиальными, верхними трахеобронхиальными (правыми и левыми), паратрахеальными (правыми и левыми). От них лимфа оттекает в бронхосредостенный ствол и далее: слева — в грудной проток, справа — в правый лимфатический проток.

Иннервация легких осуществляется волокнами блуждающего нерва, веточками от узлов симпатического ствола и диафрагмального нерва. Различают афферентную и эфферентную вагусную и эфферентную симпатическую иннервацию легких.

Афферентные волокна начинаются от рецепторов раздражения, находящихся в слизистой оболочке гортани, трахеи и бронхов, и от рецепторов растяжения, находящихся в стенках альвеол. Эфферентные волокна блуждающего нерва обеспечивают холинергическую иннервацию, стимулирующую сокращение гладкой мускулатуры бронхов и бронхиальную секрецию. Вызываемое ацетилхолином расширение периферических сосудов обычно относят и к сосудам малого круга. Однако доказанное в отношении коронарных артерий, являющихся, как и бронхиальные, преимущественно β-адренорецепторными, сосудосуживающее действие ацетилхолина, позволяет сомневаться в правомочности такой оценки. И уж, во всяком случае, бронхоспазм, приводящий к альвеолярной гипоксии, вызывает гипоксическую вазоконстрикцию в малом круге кровообращения.

Эфферентные симпатические волокна выделяют норадреналин, обладающий преимущественно а-симпатомиметическим эффектом. Возникающая при активации симпатико-адреналовой системы ги-перадреналинемия перекрывает эффекты норадреналина, и оценивать его эффекты очень трудно. Дело в том, что в легких представлены преимущественно β2- и в меньшей степени — α-адренорецепторы. Адреналин стимулирует и те, и другие, тогда как норадреналин — преимущественно вторые. Стимуляция α-адренорецепторов вызывает сокращение бронхов и легочных артериол, стимуляция β2-адренорецепторов — их расширение, но так как плотность последних в легких значительно выше, их эффекты преобладают при действии адреналина одного или в сочетании с норадреналином. Сам норадреналин может провоцировать бронхоспазм и повышать давление в легочной артерии.

В слизистой оболочке бронхиального дерева среди прочих имеются нейроэпителиальные клетки (клетки Кульчицкого, нейроэндокринные клетки), относящиеся к APUD-системе. Они синтезируют и выделяют биологически активные пептиды, В связи с этим некоторые авторы говорят о третьем, пептидергическом, нейроэндокринном подразделении регуляции.

Легкие осуществляют респираторную и нереспираторные функции. Основные параметры функции внешнего дыхания будут рассмотрены в соответствующем разделе, а сейчас остановимся на некоторых его физиологических чертах.

Основная функция легких — дыхательная (респираторная) — осуществляется за счет работы дыхательной мускулатуры. Дыхательные мышцы делятся на мышцы вдоха (диафрагма, наружные межреберные, лестничные, грудиноключично-сосцевидные, грудные, передние зубчатые) и выдоха (внутренние межреберные, нижние зубчатые, мышцы живота).

В покое вдох осуществляется в основном за счет сокращения диафрагмы, при минимальном участии наружных межреберных мышц, удерживающих и приподнимающих ребра, а выдох — за счет накопленной в растягиваемых при вдохе легких кинетический энергии эластической тяги. Эта эластическая тяга складывается из тканевого компонента (растягиваемых эластических волокон) и сил поверхностного натяжения, действующих на поверхности альвеолярного эпителия.

При необходимости форсирования дыхания (нагрузка, легочная недостаточность) в работу включаются все остальные дыхательные мышцы, называемые поэтому вспомогательными.

Регуляция дыхания осуществляется дыхательным центром, расположенным в продолговатом мозге, на дне IV желудочка. Активность дыхательного центра зависит от многих факторов, она пропорциональна активности афферентной импульсации, корковых и вегетативных отделов ЦНС, выраженности гиноксемии и гиперкапнии, обратно пропорциональна величине pH крови и спинномозговой жидкости.

Внутренние болезни; Лекции для студентов и врачей В 60 в 2 томах/ Под ред. Б.И.Шулутко,— Изд. 2-е, испр. и дополн,— Т. 1 - СПб., 1994 - 480 с. ISBN

Создано /АОФ /