Анатомия и физиология дыхательной системы

 

 

В дыхательную систему объединены органы, выполняющие:

Воздухоносную функцию:

- полость носа;

- носоглотка;

- гортань;

- трахея;

- бронхи;

Дыхательную (газообменную) функцию:

- легкие;

Функцию з вукообразования:

- гортань (голосовые связки);

Обонятельную функцию:

- полость носа (нейросенсорные клетки перегородки);

Функцию выработки гормоноподобных веществ:

- бронхи;

- легкие;

Функцию участия в липидном и водно - солевом обмене:

- бронхи;

- легкие;

Поддержание иммунитета организма.

 

В воздухоносных путях происходит очищение, увлажнение, согревание вдыхаемого воздуха, а также восприятие запаха, температурных и механических раздражителей.

Особенность строения: внутренняя поверхность дыхательных путей покрыта мерцательным эпителием и содержит большое количество желез, выделяющих слизь. Реснички эпителия двигаются вверх по направлению к ротовой полости вместе со слизью.

В стенках дыхательных путей имеется хрящевая основа, в результате чего они не спадаются.

Полость носа

Полость носа - это начальный отдел дыхательных путей и одновременно орган обоняния.

Функции:

-  увлажнение и очищение воздуха;

-  согревание или охлаждение воздуха.

Полость носа формируется наружным носом и костями лицевого черепа, делится перегородкой на две симметричные половины. Спереди входными отверстиями в носовую полость являются ноздри, а сзади через хоаны она соединяется с носовой частью глотки.

Внутри полости носа находятся потовые, сальные железы и жесткие волоски, которые задерживают частички пыли.

В каждый носовой ход открываются воздухоносные (околоносовые) пазухи: верхнечелюстная (гайморова) и лобная, носослезный канал.

Воздух из полости носа попадает в носоглотку, а затем в ротовую и гортанную части глотки, где открывается отверстие гортани.

Гортань

Она расположена в передней части области шеи, на уровне 4 -7 шейных позвонков. Сверху гортань подвешена к подъязычной кости, внизу соединяется с трахеей. Спереди гортани лежат мышцы шеи, сбоку - сосудисто-нервные пучки.

Функции гортани:

-  дыхание;

-  звукообразование;

-  защита нижних отделов от попадания инородного тела.

 

Скелет гортани составляют хрящи:

Непарные:

-  щитовидный;   

-  перстневидный;

-  надгортанник;
парные:

-  черпаловидный;

-  рожковидный;

-  клиновидный.

 

Гортань имеет три оболочки:

- слизистая - покрыта многорядным мерцательным эпителием (кроме голосовых связок);

- фиброзно - хрящевая - состоит из гиалиновых и эластичных хрящей;

- соединительнотканная - плотная волокнистая ткань в роли каркаса гортани.

В формировании звука участвуют мышцы гортани, которые суживают и расширяют голосовую щель. Звукообразование зависит от состояния резонаторов (полость носа, придаточные пазухи носа, глотка), возраста, пола, функции речевого аппарата. В звукообразовании участвует центральная нервная система, контролирующая голосовые связки и мышцы гортани.

Трахея и бронхи

Трахея имеет форму трубки длиной 9-10 см, поперечник ее равен 15-18 мм. Основу трахеи составляют 16-20 гиалиновых хрящевых полуколец.

Трахея начинается на уровне нижнего края 6 -го шейного позвонка и заканчивается на уровне верхнего края 5-го грудного позвонка.

В трахее различают шейную и грудную части.

В шейной части спереди расположена щитовидная железа, сзади - пищевод, по бокам - сосудисто-нервные пучки (общая сонная артерия, внутренняя яремная вена, блуждающий нерв).

В грудной части расположены: спереди - дуга аорты, плечеголовной ствол, левая общая сонная артерия, вилочковая железа.

Трахея делится на два главных бронха (рис.1).

 

Рис. 1. Бронхиальное дерево

1 – трахея

2 – правый главный бронх

3 – левый главный бронх

 

Правый бронх: длина - около 3 см, имеет 6-8 хрящевых полуколец, над бронхом проходит непарная вена.

Левый бронх: длина - 4-5 см, имеет 9-12 хрящевых полуколец, над бронхом лежит дуга аорты.

Слизистая оболочка трахеи и бронхов выстлана многослойным реснитчатым эпителием, содержащим слизистые железы и одиночные лимфоидные узелки. Снаружи покрыты адвентицией.

Главные бронхи (первого ряда) состоят из неполных хрящевых колец.

Долевые бронхи (второго порядка) содержат хрящевую эластическую ткань.

В бронхиальном дереве легких хрящевая оболочка отсутствует.

Стенка бронхов состоит из внутренней слизистой, мышеч­ной и наружной фиброзно-хрящевой оболочек. Во время про­хождения воздуха по бронхам воздух согревается, увлажняется. В просвет бронхов открываются протоки желез, их секрет увлаж­няет слизистую и адсорбирует пылевые частицы, которые затем частично удаляются во время кашля или чихания.

 

Легкие

Легкие - главный орган дыхательной системы, который насыщает кислородом кровь и выводит углекислый газ.

Правое и левое легкие расположены в грудной полости, каждое в своем плевральном мешке.

Границы: внизу - диафрагма, спереди, сзади, по бокам - грудная стенка.

Правое легкое короче и шире, левое легкое уже и длиннее.

Каждое легкое бороздами делится на доли: правое - на три (верхняя, средняя, нижняя), левое - на две (верхняя и нижняя).

Практическое значение имеет деление легких на бронхолегочные сегменты.

В центре каждого сегмента расположены: сегментарный бронх, сегментарная артерия и сегментарная вена.

Каждое легкое состоит из разветвленных бронхов, которые образуют бронхиальное дерево и переходят в альвеолярные ходы. Каждый альвеолярный ход заканчивается двумя альвеолярными мешочками.

Дыхательные бронхиолы, альвеолярные ходы, альвеолярные мешочки, альвеолы образуют альвеолярное дерево (легочный ацинус) - структурно - функциональная единица легкого.

По левой и правой легочным артериям в легкие поступает венозная кровь, которая обогащается кислородом в результате газообмена, отдает углекислый газ и, превратившись в артериальную кровь, по легочным венам стекает в левое предсердие.

Лимфатические сосуды легких впадают в бронхолегочные, а также в нижние и верхние трахеобронхиальные лимфоузлы.

Плевра

Плевра - тонкая гладкая серозная оболочка, которая окутывает каждое легкое.

Висцеральная                             Париетальная

плотно срастается с тканью          выстилает внутри стенки

легкого и заходит в щели             грудной полости

между долями легкого

 

В области корня легкого висцеральная плевра переходит в париетальную. Между листками плевры образуется щелевидное замкнутое пространство — плевральная полость.

В этой полости содержится небольшое количество серозной жидкости, которая увлажняет листки плевры при дыхании. В местах перехода реберной плевры в диафрагмальную и медиастинальную образуются углубления - плевральные синусы. Эти синусы являются резервными пространствами правой и левой плевральных полостей, а также резервуаром для накопления плевральной жидкости при патологических процессах.

Физиология дыхания

Дыхание - это процесс, связанный с доставкой кислорода из внешней среды внутрь клетки и выделением углекислого газа из клетки в окружающую среду.

Процесс дыхания:

1)  внутреннее (клеточное, тканевое);

2)  транспорт газов кровью или другими жидкостями тела;

3)  внешнее (легочное).

Механизм дыхания: кислород и углекислый газ с помощью диффузии проникают через слой тонкой пленки фосфолипидов, альвеолярный эпителий, две основные мембраны, эндотелий кровеносного капилляра.

В легких кровь из венозной превращается в артериальную, богатую кислородом и бедную углекислым газом. В тканях давление кислорода близко к нулю, а давление углекислого газа около 60 мм рт. ст. В результате разности давления углекислый газ из ткани диффундирует в кровь, а кислород - в ткани. Кровь становится венозной и по венозным сосудам поступает в легкие.

ЛЕГКИЕ

 

Дыхательная система пред­ставлена воздухоносными путями (носовая полость, носоглотка, гортань, трахея, бронхи) и соб­ственно дыхательным органом — легкими (Рис.2).

 

                                                             правое

                                                             легкое

                                                                                                    

 

1. долька

2. верхняя доля

3. средняя доля

4. нижняя доля

5. основание легкого

6. трахея

7. верхушка легкого                                          

 

Рис.2. Строение легкого

Легкие располагаются в груд­ной полости. Между правым и левым легкими лежит комплекс органов, входящих в состав средостения (сердце, сосуды, нервы, пищевод, трахея).

В состоянии покоя человек делает примерно 16 дыхательных движений в минуту. Мы делаем примерно 1000 вдохов в час, 26000 - за сутки, 9 миллионов в год.

Правое легкое несколько больше, немного короче и шире левого. Снаружи легкое покрыто серозной оболочкой — плеврой.

Если легкое достаточно на­полнено воздухом, то видно его дольчатое строение.

Вся поверхность разбита на маленькие многоугольные поля, размером от 0,5 до 1,2 см. Каж­дое из этих полей соответствует одной легочной дольке. Границы между дольками видны благода­ря прослойкам соединительной ткани и отложениям пигмента.

Цвет нормальных легких в дет­ском возрасте бледно-розовый. У взрослых легкие приобретают бо­лее темную окраску, становятся серыми с отдельными темными пятнами пигмента, который по­падает извне вместе с вдыхаемым воздухом и откладывается в со­единительной ткани легкого.

Ткань легкого мягкая, нежная, обладает упругостью из-за обилия эластичных волокон.

Легкое имеет форму непра­вильного конуса с закругленной верхушкой.Основание легкого обращено к диафрагме. Наиболь­шую поверхность составляет ре­берная,она прилежит к внутрен­ней поверхности ребер. Поверх­ность легкого, обращенная к сре­достению, называется медиальной. На этой поверхности находятся ворота легкого, куда входят глав­ный бронх, легочная артерия, не­рвы. Из ворот легкого выходят легочные вены, лимфатические сосуды. Рядом с воротами легко­го находятся лимфатические узлы. Все эти образования, окру­женные соединительной тканью, составляет корень легкого. Каждое легкое с помощью ще­лей разделяется на доли. Впра­вом легком три доли: верхняя, средняя, нижняя. В левом — две: верхняя и нижняя.

В воротах легкого главный бронх(этоначало бронхиального дерева) делится на долевые.Доле­вые входят в доли легкого и раз­ветвляются на сегментарные.Сег­ментарные бронхи входят в сег­мент,представляющий собой уча­сток легкого в форме кону­са, который обращен основанием к поверхности легкого, а верхуш­кой к корню. В центре сегмента располагается сегментарный бронх и сегментарная артерия, а вена — между сегментами. В свою очередь сегменты сложены из еще более мелких пирамид — долек. В обоих легких насчитывается до 1000 долек. При вдохе бронхи расширяются и удлиняются, а во время выдоха они сокращаются и укорачиваются, тем самым актив­но помогая дыханию.

В дольке бронх продолжает ветвиться на концевые бронхиолы, которыми заканчивается воздухо­носный отдел дыхательной систе­мы (рис. 3). Дальше происходит деление на еще более тонкие дыхательные бронхиолы, усеянные гроздьями микроскопических тонкостенных пузырьков — альвеол. Альвеолы и составляют дышащую поверх­ность легкого. Стенка альвеол очень тонкая, она образована лишь одним слоем клеток и густо оплетена сетью капилляров.

Рис.3. Строение ацинуса.

1 - терминальная бронхиола, 2 – концевая бронхиола, 3 – альвеолы.

 

В легочные капилляры посту­пает венозная кровь, насыщенная углекислым газом от правой по­ловины сердца. Венозная кровь поглощает кислород из воздуха альвеолы и выделяет углекислый газ в просвет альвеолы. Диффу­зия газов происходит из-за разно­сти парциального давления кис­лорода и углекислого газа в возду­хе альвеолы и крови капилляра.

Во время вдоха далеко не все альвеолы заполняются целиком атмосферным воздухом. Воздух обновляется лишь в части альвеол. Остальные составляют функциональный резерв, к которому организм прибегает в случае необходимости, например, когда повышается физическая нагрузка. Объем вдыхаемого и выдыхаемого воздуха в минуту составляет 6-9 литров. Но максимальный объем может достигать 60-90 литров в минуту, а у тренированных людей даже 160-170 литров.

Легкие не только орган дыха­ния, но и выполняют ряд функ­ций, не связанных с газообменом. В легких вырабатывается сурфак тант — вещество, препятствую­щее спадению и чрезмерному ра­стягиванию стенок альвеол (у курильщиков синтез сурфактанта нарушается). В легких происходит депонирование крови, ее очищение от биологических примесей (частицы клеток, сгустки фибрина), алкоголь снижает эту способность. Клетки легких участвуют в вод­ но-солевом, жировом обменах. Выделяют большое количество тепла, что важно для поддержа­ния постоянства температуры тела. Клетками легких синтезиру­ ются биологически-активные веще­ства (гистамин, простагландин, кинины) и вещества, участвую­щие в свертывании крови. Ритмическую смену вдоха и выдоха обеспечивает дыхатель­ный центр, расположенный в продолговатом мозге. Здесь пери­одически возникают импульсы, которые устремляются к дыха­тельным мышцам.

Нервные клетки дыхательно­го центра очень чувствительны к количеству углекислого газа, со­держащегося в крови. Как только его содержание начинает превы­шать норму, в дыхательном цен­тре усиливается возбуждение, оно распространяется по нервным путям, а в результате дыхание углубляется, учащается, и организм получает необходимые ему порции кислорода.

В обоих легких насчитывается примерно 300 миллионов альвеол и примерно 14 миллионов альвеолярных ходов.

Дыхательная поверхность обоих легких 30-40 м²  при  спокойном  дыхании  и 80-100 м² при  глубоком  дыхании, что  более чем в 50 раз превышает поверхность тела (рис. 4).

Рис. 4. Расположение бронхолегочных систем

 

Для того, чтобы уточнить локализацию изменений в легких по данным исследований, необходимо знать сегментарноестроениелегких.

Сегмент – часть доли легкого, ограниченная соединительнотканной перегородкой. (Рис.5,6) Каждый сегмент имеет собственный бронх и артерию.

Патологические процессы вначале могут локализоваться в пределах одного сегмента.

Рис.5. Сегменты легкого (модель Ковача – Жебека). 

Цифры означают номера сегментов.