Строение воздухоносных путей и их возрастные особенности

Дыхательная система начинается носовой полостью, скелет которой образован костями, хрящами, а внутренняя поверхность выстлана слизистой оболочкой. Основу наружного носа образуют носовые кости (спинка носа) и парные боковые хрящи. Крылья носа и ноздри поддерживаются парой больших хрящей крыльев и несколькими мелкими. Этот гибкий скелет носа держит постоянно открытыми ноздри, через которые верхние дыхательные пути сообщаются с внешней средой. Носовая полость делится продольной перегородкой на правую и левую несообщающиеся половины, каждая из них в свою очередь разделяется носовыми раковинами на ходы, в которые открываются придаточные полости — пазухи.
В носовой полости вдыхаемый воздух нагревается или охлаждается, если он сильно нагрет, благодаря густой сети капилляров расположенных в слизистой оболочке и благодаря волоскам частично очищается от механических примесей (пыль, дым). Поэтому очень важно, чтобы дыхание происходило через нос, а не через рот. Слизистая оболочка носовой полости содержит специализированные клетки — обонятельные рецепторы.
У новорожденного полость носа низкая (высота ее 17,5 мм) и узкая. Носовые раковины относительно толстые, носовые ходы развиты слабо. К 10 годам полость носа увеличивается в длину в 1,5 раза, а к 20 годам — в два раза по сравнению с новорожденным. Из околоносовых пазух у новорожденного имеется только верхнечелюстная, она развита слабо. Остальные пазухи начинают формироваться позже.
Гортань — это не только отдел воздухоносных путей но и орган голосообразования и членораздельной речи. Отсюда и сложность ее строения. Гортань расположена на уровне IV—VI шейных позвонков, от которых отделена нижней частью глотки. В верхней части гортань подвешена к подъязычной кости, а в нижней соединена с трахеей.
Скелет гортани составляют хрящи: гиалиновые (щитовидный, перстневидный и черпаловидные) и эластический (надгортанник), подвижно соединенные связками, суставами и мышцами. Щитовидный хрящ — непарный, самый крупный, состоит из правой и левой пластинок, сходящихся впереди под углом, который образует у мужчин кадык.
Гортань новорожденного имеет сравнительно большие размеры; она короткая, широкая, воронкообразная, располагается выше, чем у взрослого человека (на уровне II—IV позвонков). Пластинки щитовидного хряща располагаются под тупым углом друг к другу. Выступ гортани отсутствует. Вследствие высокого расположения гортани у новорожденных и детей грудного возраста надгортанник находится несколько выше корня языка, поэтому при глотании пищевой комок (жидкость) обходит надгортанник латерально. В результате этого ребенок может дышать и глотать (пить) одновременно, что имеет важное значение при акте сосания.
Гортань быстро растет в течение первых четырех лет жизни ребенка. В период полового созревания (после 10—12 лет) вновь начинается активный рост, который продолжается до 25 лет у мужчин и до 22—23 лет у женщин.
Половые отличия гортани в раннем возрасте не наблюдаются, в дальнейшем рост гортани у мальчиков идет несколько быстрее, чем у девочек. После 6—7 лет гортань у мальчиков крупнее, чем у девочек того же возраста. В 10—12 лет у мальчиков становится заметным выступ гортани. В период полового созревания размеры гортани, длина голосовых связок у мальчиков больше, чем у девочек. Хрящи гортани тонкие у новорожденного, с возрастом становятся более толстыми, однако долго сохраняют свою гибкость. В пожилом и старческом возрасте в хрящах гортани, кроме надгортанника, откладываются соли кальция; хрящи окостеневают, становятся хрупкими и ломкими.
Трахея подобна полому, слегка уплощенному спереди назад цилиндру, длиной около 12 см и диаметром 2—2,5 см. Скелет трахеи образуют 16—20 хрящевых колец, не замкнутых на задней стенке, в месте расположения пищевода. Внутренняя слизистая оболочка выстлана многорядным мерцательным эпителием. В подслизистой основе расположены белково-слизистые железы, секрет которых увлажняет проходящий воздух. Трахея начинается от гортани на уровне между VI и VII шейными позвонками и спускается в грудную полость, где на высоте IV—V грудных позвонков происходит раздваивание

 

ее трахеи на правый и левый первичные бронхи. Деление трахеи на два главных бронха представляет первую генерацию дихотомического ветвления (раздвоения) дыхательного дерева.
По мере ветвления бронхи теряют хрящи, так что основу стенок малых бронхов составляют преимущественно эластичные и гладкомышечные волокна. Слизистая оболочка бронхов покрыта мерцательным эпителием и содержит слизистые железы, секрет которых выделяется на поверхность слизистой и увлажняет проходящий воздух.
У взрослого человека дыхательное дерево насчитывает 23 генерации ветвления. Внутри легких каждый из главных бронхов разделяется на две дочерние ветви, а те, в свою очередь, становятся родительской ветвью и дихотомически делятся и т. д. Так, за толстым главным бронхом последовательно появляются более тонкие бронхи — долевые, сегментарные бронхи, мелкие бронхи, или бронхиолы, вплоть до концевых бронхиол с диаметром более 1 мм, которые являются 16-й генерацией ветвления дыхательного дерева. В совокупности все эти 16 генераций бронхов образуют так называемую проводящую зону, в конце которой число бронхиол увеличивается примерно до 65 000 (216).
У новорожденного длина трахеи составляет 3,2—4,5 см, ширина просвета в средней части около 0,8 см, хрящи развиты слабо, тонкие.
В пожилом и старческом возрасте (после 60—70 лет) хрящи трахеи становятся плотными, хрупкими, при сдавлении легко ломаются. После рождения трахея быстро растет в течение первых шести месяцев, затем рост ее замедляется и вновь ускоряется в период полового созревания и в юношеском возрасте (12—22 года). К 3—4 годам жизни ребенка ширина просвета трахеи увеличивается в два раза. Трахея у ребенка 10—12 лет вдвое длиннее, чем у новорожденного, а к 20—25 годам длина ее утраивается. Слизистая оболочка стенки трахеи у новорожденного тонкая, нежная; железы развиты слабо.

 

Механизм вдоха и выдоха

Благодаря ритмичному сокращению диафрагмы (16—18 раз в минуту) и других дыхательных мышц (наружных межреберных мышц, мышц плечевого пояса, шеи) объем грудной клетки то увеличивается (при вдохе), то уменьшается (при выдохе). При расширении грудной клетки легкие пассивно растягиваются, расширяются. При этом давление в легких понижается и становится ниже атмосферного (на 3—4 мм рт. столба). Поэтому воздух через дыхательные пути извне устремляется в легкие. Так происходит вдох. При глубоком вдохе, форсированном дыхании сокращаются не только дыхательные мышцы, но и вспомогательные. Выдох осуществляется при расслаблении мышц вдоха и сокращении мышц выдоха (внутренние межреберные мышцы, мышцы передней брюшной стенки). Приподнятая и расширенная при вдохе грудная клетка в силу своей тяжести и при действии ряда мышц опускается. Растянутые легкие благодаря своей эластичности уменьшаются в объеме. При этом давление в легких резко возрастает, и воздух покидает легкие. Так происходит выдох. При кашле, чихании, в быстром выдохе участвуют мышцы живота, брюшного пресса, ребра (грудная клетка) опускаются, диафрагма резко поднимается.

При спокойном дыхании человек вдыхает и выдыхает 500 мл воздуха, что называют дыхательным объемом. При глубоком вдохе в легкие поступит еще 1500 мл воздуха. Это резервный объем вдоха. При равномерном дыхании после спокойного выдоха человек при напряжении дыхательных мышц может выдохнуть еще 1500 мл воздуха. Это резервный объем выдоха. Объем воздуха (3500 мл), складывающийся из дыхательного объема (500 мл), резервного объема вдоха (1500 мл), резервного объема выдоха (1500 мл), называют жизненной емкостью легких. У тренированных, физически развитых людей жизненная емкость легких может достигать 7000—7500 мл. У женщин в связи с меньшей массой тела жизненная емкость легких меньше, чем у мужчин.

После того как человек выдохнет 500 мл воздуха (дыхательный объем), а затем еще сделает глубокий выдох (1500 мл), в его легких все еще остается примерно 1200 мл остаточного объема воздуха, удалить который из легких практически невозможно. Дышавшее легкое всегда содержит воздух. Поэтому легочная ткань в воде не тонет. В течение 1 минуты человек вдыхает и выдыхает 5—8 л воздуха. Это минутный объем дыхания, который при интенсивной физической нагрузке может достигать 80—120 л в минуту. Из 500 мл вдыхаемого воздуха (дыхательный объем) только 360 мл проходит в альвеолы и отдает кислород в кровь. Остальные 140 мл остаются в воздухоносных путях и в газообмене не участвуют.