Морфофункциональная характеристика системы органов дыхания.

6.1. Зарисовка схем строения бронхиального дерева и ацинуса с проведением анализа функционального значения.

Бронхиальное дерево

Правый и левый главные бронхи начинаются от бифуркации трахеи на уровне верхнего края V грудного позвонка и направляются к воротам соответственно правого и левого лёгких. В области ворот лёгких каждый главный бронх делится на долевые (бронхи второго порядка). Над левым главным бронхом располагается дуга аорты, над правым - непарная вена. Правый главный бронх имеет более вертикальное положение и меньшую длину (около 3 см), чем левый главный бронх (4-5 см в длину). Правый главный бронх шире (диаметр 1,6 см), чем левый (1,3 см). Изнутри стенки главных бронхов выстланы слизистой оболочкой, снаружи покрыты адвентицией. Основой стенок являются не замкнутые сзади хрящей. В составе правого главного бронха насчитывается 6-8 хрящевых полуколец, у левого - 9-12 хрящей. Иннервация главных бронхов: ветви правого и левого возвратных гортанных нервов и симпатических стволов.                           Кровоснабжение: ветви нижней щитовидной, внутренней грудной артерии, грудной части аорты. Венозный отток осуществляется в плечеголовные вены.

Трахея (trachea) и бронхи (bronhi). Вид спереди. 1 - шитовидный хрящ; 2 - выступ гортани; 3 - перстне-щитовидная связка; 4 - перстневидный хрящ; 5 - перстне-трахеальная связка; 6 - кольцевые связки трахеи; 7 - хрящи трахеи; 8 - левый главный бронх; 9 - левая легочная артерия; 10 - левый верхний долевой бронх; 11 - сегментарные бронхи; 12 - левый нижний долевой бронх; 13 - аорта; 14 - пищевод; 15 - правая легочная артерия; 16 - правый нижний долевой бронх; 17 - непарная вена; 18 - сегментарные бронхи; 19 - правый средний долевой бронх; 20 - правый верхний долевой бронх; 21 - правый главный бронх; 22 - бифуркация трахеи.

Отток лимфы: в глубокие шейные латеральные (внутренние яремные) лимфатические узлы, пред- и паратрахеальные, верхние и нижние трахеобронхиальные лимфатические узлы.                                                      В области ворот правый главный бронх делится на 3 долевых бронха: правый верхний долевой бронх, средний долевой бронх, нижний долевой бронх. При вхождении в верхнюю долю правого лёгкого верхний долевой бронх располагается над долевой артерией (ветвью легочной артерии). Левый главный бронх в воротах лёгкого делится на два долевых бронха: левый верхний долевой бронх и левый нижний долевой бронх.                                                    Долевые бронхи дают начало более мелким сегментарным (третичным) бронхам, которые в дальнейшем делятся дихотомически.                    Сегментарный бронх входит в сегмент, который представляет участок лёгкого, основанием обращенный к его поверхности, верхушкой - к корню. Сегментарные бронхи делятся на субсегментарные, затем на дольковые. Дольковый бронх входит в дольку лёгкого, число которых в одном лёгком составляет примерно 80 и более.                                                       Дольковый бронх, войдя в дольку со стороны её верхушки, делится на 12-20 концевых (терминальных) бронхиол, число которых в обоих лёгких достигает 20 тыс. Терминальные (концевые) бронхиолы и образующиеся на их разветвлении дыхательные бронхиолы в своих стенках хрящей уже не имеют. Строение бронхов имеет общие черты на всём протяжении бронхиального дерева (до концевых бронхиол). Стенки бронхов образованы слизистой оболочкой с подслизистой основой, кнаружи от которых имеются фиброзно-хрящевая и адвентициальная оболочки.                         Слизистая оболочка бронхов выстлана реснитчатым эпителием. Толщина эпителиального покрова по мере уменьшения калибра бронхов уменьшается в результате изменения формы клеток от высоких призматических до низких кубических. В стенках бронхов малого калибра эпителий двухрядный, затем однорядный. Среди эпителиоцитов (помимо реснитчатых) имеются бокаловидные, эндокриноциты, базальные клетки (аналогичные клеткам стенок трахеи). В дистальных отделах бронхиального дерева среди эпителиоцитов имеются секреторные клетки Клара, вырабатывающие ферменты, расщепляющие сурфактант. Собственная пластинка слизистой оболочки содержит значительное количество продольных эластических волокон. Эти волокна способствуют растяжению бронхов при вдохе и возвращению в исходное положение при выдохе. В толще собственные пластинки слизистой оболочки имеются лимфоидная ткань (клетки лимфоидного ряда), сосуды и нервы. Относительная толщина мышечной пластинки слизистой оболочки (по отношению к бронхиальной стенке) нарастает от крупных бронхов к мелким. Наличие косых и циркулярных пучков гладких мышечных клеток мышечной пластинки способствует образованию продольных складок слизистой оболочки бронхов. Эти складки имеются лишь у крупных бронхов (5-15 мм в диаметре). В подслизистой основе бронхов, помимо сосудов, нервов, лимфоидной ткани, имеются секреторные отделы многочисленных слизисто-белковых желёз. Железы отсутствуют лишь у бронхов малого калибра (диаметр менее 2 мм).   Фиброзно-хрящевая оболочка по мере уменьшения диаметра бронхов изменяет свой характер. Главные бронхи содержат незамкнутые хрящевые кольца. В стенках долевых, сегментарных, субсегментарных бронхов имеются хрящевые пластинки. Дольковый бронх диаметром 1 мм содержит лишь отдельные мелкие пластинки хрящевой ткани. Бронхи более мелкого калибра (бронхиолы) не имеют в своих стенках хрящевых элементов. Наружная адвентициальная оболочка бронхов построена из волокнистой соединительной ткани, переходящей в междольковую соединительную ткань паренхимы лёгкого.                                                                                                           В составе лёгких, кроме бронхиального дерева, различают альвеолярное дерево, имеющее не только воздухопроводящие, но и дыхательные функции. Альвеолярное дерево, или лёгочный ацинус, является структурно-функциональной единицей лёгкого. В каждом лёгком насчитывается до 150 тыс. ацинусов. Ацинус представляет собой систему разветвления одной концевой (терминальной) бронхиолы. Терминальная бронхиола подразделяется на 14-16 дыхательных (респираторных) бронхиол первого порядка, которые дихотомически делятся на дыхательные бронхиолы второго порядка, а последние - также дихотомически на дыхательные бронхиолы третьего порядка.                                                                Дыхательные бронхиолы делятся на альвеолярные ходы, заканчивающиеся альвеолярными мешочками. Альвеолярные ходы и мешочки в своих стенках имеют выпячивания - пузырьки-альвеолы лёгкого.     Устройство дыхательных путей обеспечивает непосредственное и открытое сообщение с атмосферным воздухом, который, соприкасаясь с тёплой влажной и слизистой оболочкой, согревается, увлажняется и освобождается от пылевых частиц, которые мерцательным эпителием продвигаются кверху и с кашлем и чиханием удаляются наружу. Микробы же здесь обезвреживаются деятельностью блуждающих клеток лимфатических фолликулов, во множестве рассеянных в слизистой оболочке.

6.2. Виды дыхания: внешнее, тканевое. Основные принципы газообмена.

Дыхание (лат. respiratio) –  основная форма диссимиляции у человека, животных, растений и многих микроорганизмов. Дыхание – это физиологический процесс, обеспечивающий нормальное течение метаболизма (обмена веществ и энергии) живых организмов и способствующий поддержанию гомеостаза (постоянства внутренней среды), получая из окружающей среды кислород (О2) и отводя в окружающую среду в газообразном состоянии некоторую часть продуктов метаболизма организма (СО2, H2O и другие). В зависимости от интенсивности обмена веществ человек выделяет через лёгкие в среднем около 5 -- 18 литров углекислого газа (СО2), и 50 грамм воды в час. А с ними -- около 400 других примесей летучих соединений, в том числе и ацетон). В процессе дыхания богатые химической энергией вещества, принадлежащие организму, окисляются до бедных энергией конечных продуктов (диоксида углерода и воды), используя для этого молекулярный кислород.

Дыхание у человека включает внешнее дыхание и тканевое дыхание.

Функция внешнего дыхания обеспечивается как дыхательной системой, так и системой кровообращения. Атмосферный воздух попадает в лёгкие из носоглотки (где предварительно очищается от механических примесей, увлажняется и согревается) через гортань и трахеобронхиальное дерево (трахею, главные бронхи, долевые бронхи, сегментарные бронхи, дольковые бронхи, бронхиолы и альвеолярные ходы) попадает в лёгочные альвеолы. Дыхательные бронхиолы, альвеолярные ходы и альвеолярные мешочки с альвеолами составляют единое альвеолярное дерево, а вышеуказанные структуры отходящие от одной конечной бронхиолы образуют функционально-анатомическую единицу дыхательной паренхимы лёгкого -- амцинус (лат. бcinus -- гроздь). Смена воздуха обеспечивается дыхательной мускулатурой, осуществляющей вдох (набор воздуха в лёгкие) и выдох (удаление воздуха из лёгких). Через мембрану альвеол осуществляется газообмен между атмосферным воздухом и циркулирующей кровью. Далее кровь, обогащённая кислородом возвращается в сердце, откуда по артериям разносится ко всем органам и тканям организма. По мере удаления от сердца и деления, калибр артерий постепенно уменьшается до артериол и капилляров, через мембрану которых происходит газообмен с тканями и органами. Таким образом, граница между внешним и клеточным дыханием пролегает по клеточной мембране периферических клеток.

Внешнее дыхание человека включает две стадии:

1. вентиляция альвеол;

2. диффузия газов из альвеол в кровь и обратно.

Вентиляция альвеол осуществляется чередованием вдоха (инспирация) и выдоха (экспирация). При вдохе в альвеолы поступает атмосферный воздух, а при выдохе из альвеол удаляется воздух, насыщенный углекислым газом. Вдох и выдох осуществляется путём изменения размеров грудной клетки с помощью дыхательных мышц.

Выделяют два типа дыхания по способу расширения грудной клетки:

1. грудной тип дыхания (расширение грудной клетки производится путём поднятия рёбер);

2. брюшной тип дыхания (расширение грудной клетки производится путём уплощения диафрагмы). Тип дыхания зависит от двух факторов:

1. возраст человека (подвижность грудной клетки уменьшается с возрастом);

2. профессия человека (при физическом труде преобладает брюшной тип дыхания).

Тканевое дыхание.

Тканевое или клеточное дыхание -- совокупность биохимических реакций, протекающих в клетках живых организмов, в процессе которых происходит окисление углеводов, липидов и аминокислот до углекислого газа и воды. Высвобожденная энергия запасается в химических связях макроэргических соединений (молекула аденозинтрифосфорной кислоты и других макроэргов) и может быть использована организмом по мере необходимости. Входит в группу процессов катаболизма. На клеточном уровне рассматривают два основных вида дыхания: аэробное (с участием окислителя-кислорода) и анаэробное. При этом, физиологические процессы транспортировки к клеткам многоклеточных организмов кислорода и удалению из них углекислого газа рассматриваются как функция внешнего дыхания.

6.3. Составление презентаций на тему: «Функциональная анатомия органов дыхания».

6.4. Составление тезисов лабораторных показателей оценки функционирования органов дыхания здорового человека.

Оценка функционального состояния системы внешнего дыхания проводится с целью определения участия ее в энергетическом, тепловом, водном обменах организма, т. е. в физическом и химическом компонентах терморегуляции для поддержания, главным образом, газового и теплового гомеостаза. Различают качественные (ритм) и количественные (частота, глубина, минутный объем дыхания и др.) показатели дыхания.

Выделяют четыре первичных легочных объема:

ДО – дыхательный объем газа, вдыхаемого или выдыхаемого при каждом цикле в спокойном состоянии, (400–500 мл);

РОвд – резервный объем вдоха. Максимальное количество воздуха, которое можно вдохнуть дополнительно после обычного вдоха, (1 900 – 3 000 мл);

РОвыд– резервный объем выдоха. Максимальное количество воздуха,

которое можно выдохнуть после обычного выдоха, (700–1 000 мл);

ОО – остаточный объем. Количество газа, оставшегося в легких после

максимального выдоха. Объем остаточного воздуха составляет 1 100–2 000 мл.

Кроме того, различают также четыре емкости легких, каждая из которых включает два или более первичных объема:

ОЕЛ – общая емкость легких. Количество газа в легких в конце максимального вдоха. В нормальных условиях состоит из 50% РОвд + 11% ДО + 15%.

РОвыд + 24% ОО. Данная величина у взрослых составляет 4 200–6 000 мл;

ЖЕЛ – жизненная емкость легких. Наибольший объем газа, который

можно выдохнуть после максимального вдоха. Представляет собой сумму:

ДО+РОвд+РОвыд. У взрослых ЖЕЛ составляет 3 300–4 800 мл;

ЕВ – емкость вдоха. Максимум воздуха, который можно вдохнуть после

спокойного выдоха; состоит из ДО + РОвд. В норме ЕВ составляет около 75%

ЖЕЛ, а РОвыд – 25% ЖЕЛ;

ФОЕ – функциональная остаточная емкость. Количество газа, остающегося в легких после спокойного выдоха, равен сумме РОвыд + ОО.

Следует учитывать, что РОвыд – очень вариабельная величина, значительно меняющаяся даже у одного и того же лица.

Одним из основных показателей вентиляции легких является – минутный объем дыхания (МОД), который представляет собой объем воздуха, вдыхаемого или выдыхаемого за 1 мин. МОД = ДО*ЧДД (частота дыхательных движений).

ДЖЕЛ – должная жизненная емкость легких.

Коэффициент легочной вентиляции (КЛВ) рассчитывают по формуле:

КЛВ = ДО/РОвыд+ ОО.

Резерв дыхания (РД) – показатель, характеризующий возможность человека увеличить легочную вентиляцию, т. е. способность увеличивать интенсивность дыхания от спокойного до максимального:

РД=Max ВЛ – МОД, где Max ВЛ – максимальная вентиляция, л.