Грудная клетка и дыхательная мускулатура

Грудная клетка содержит два легких, каждое из которых заключено в собственную плевру. Вер­хняя часть грудной полости невелика по разме­рам, в ней располагаются трахея, пищевод и к-ровеносные сосуды. Основание грудной полости образовано диафрагмой — главной дыхательной мышцей. При сокращении диафрагмы ее купол опускается на 1,5-7 см и содержимое грудной клетки (легкие) растягивается. Движения диаф­рагмы обычно обеспечивают 75 % изменения объема грудной полости. Вспомогательная ды­хательная мускулатура также увеличивает объем грудной клетки и способствует растяже­нию легких, воздействуя на ребра. Первые де-

сять пар ребер соединяются сзади с позвонками и, направляясь вниз и изгибаясь кпереди, при­крепляются к грудине. Движения ребер вверх и наружу приводят к увеличению объема грудной клетки.

В норме диафрагма и, в меньшей степени, на­ружные межреберные мышцы отвечают за вдох; выдох происходит пассивно. При возрастании ды­хательных усилий в акт дыхания вовлекаются так­же грудино-ключично-сосцевидные, лестничные и грудные мышцы. Грудино-ключично-сосцевид­ные мышцы помогают поднимать грудную клетку, тогда как лестничные мышцы предотвращают сме­щение верхних ребер внутрь во время вдоха. Груд­ные мышцы способствуют увеличению объема грудной клетки, когда руки упираются в непод­вижную опору. Выдох в норме осуществляется пассивно в положении лежа на спине, но становит­ся активным в положении стоя, а также при возра­стании дыхательных усилий. Выдох облегчают не­которые мышцы живота (прямые, наружные и внутренние косые и поперечная) и внутренние межреберные мышцы. Они помогают движению ребер вниз.

Кроме обычно рассматриваемой дыхательной мускулатуры, для процесса дыхания важны также некоторые мышцы глотки, обеспечивающие про­ходимость верхних дыхательных путей (гл. 5). Тоническая pi рефлекторная активность подборо-дочно-язычной мышцы при вдохе позволяет удер­живать язык на определенном расстоянии от зад­ней стенки глотки. Тоническая активность мышцы, поднимающей нёбную занавеску, мыш­цы, напрягающей нёбную занавеску, нёбно-гло-точной и нёбно-язычной мышц предотвращает за-падение мягкого нёба, особенно в положении лежа на спине.

ТРАХЕОБРОНХИАЛЬНОЕ ДЕРЕВО

Трахеобронхиальное дерево обеспечивает прове­дение потока газа в альвеолы. Увлажнение и фильтрация вдыхаемого воздуха осуществляется в верхних дыхательных путях (в носу, во рту и в глотке). Дихотомическое деление (каждый бронх разветвляется на два меньших бронха), начинаю­щееся с трахеи и заканчивающееся в альвеоляр­ных мешочках, включает 23 порядка, или генера­ции (рис. 22-1). При каждом делении количество дыхательных путей приблизительно удваивается. Каждый альвеолярный мешочек содержит в сред­нем 17 альвеол. Общее количество альвеол со­ставляет около 300 млн, у взрослого человека они формируют огромную площадь газообмена — 50-100 м².

При каждом делении элементов трахеоброн-хиального дерева характер эпителия их слизис­той оболочки и подлежащих структур постепенно меняется. Эпителий переходит от реснитчатого столбчатого к кубическому и затем к плоскому альвеолярному. Газообмен может осуществлять­ся только через плоский эпителий, который появ­ляется в дыхательных бронхиолах (бронхи 17-19-го порядка), Стенки дыхательных путей постепенно теряют хрящевую основу (в бронхио­лах) и гладкую мускулатуру. Утрата хрящевой основы приводит к тому, что с уменьшением диа­метра проходимость дыхательных путей стано­вится зависимой от радиального растяжения, обусловленного эластическими структурами ок­ружающих тканей. Вследствие этого диаметр мелких дыхательных путей определяется общим объемом легких.

Реснички столбчатого и кубического эпителия синхронно движутся таким образом, что слизь, вырабатываемая железами дыхательных путей,

Рис. 22-1. Дихотомическое ветвление дыхательных пу­тей. (С разрешения. Из: Weibel E. R. Morphometry of the Human Lung. Springer-Verlag, 1963.)

а также бактерии и частицы, подлежащие удале­нию, продвигаются вверх по направлению к поло­сти рта.

Альвеолы

Размер альвеол определяется силой тяжести и объе­мом легких. Средний диаметр альвеолы составляет 0,2 мм. При вертикальном положении тела наиболее крупные альвеолы располагаются в верхушках лег­ких, самые маленькие — у основания. При вдохе раз­ница в объеме альвеол уменьшается.

Каждая альвеола находится в тесном контакте с сетью легочных капилляров. Стенки альвеолы устроены асимметрично (рис. 22-2). В респиратор­ной (тонкой) части стенки альвеолы капиллярный эндотелий и альвеолярный эпителий разделены только их клеточными и базальной мембранами. В нереспираторной (толстой) части стенки аль­веолы капиллярный эндотелий отделен от аль­веолярного эпителия легочным интерстициаль-ным пространством. Легочное интерстициальное пространство содержит эластин, коллаген и, воз­можно, нервные волокна. Газообмен происходит в тонкой части альвеолокапиллярной мембраны толщиной < 0,4 мкм. Толстая сторона (1-2 мкм) обеспечивает альвеоле опору.

Дыхательный эпителий содержит по меньшей мере два типа клеток. Пневмоциты I типа — это плоские клетки, образующие между собой так на­зываемые плотные (1 hm) контакты. Плотные кон­такты предотвращают попадание крупных онкоти-чески активных молекул (например, альбумина) внутрь альвеол. Не столь многочисленные пневмо-циты II типа — это клетки округлой формы, имею­щие большое количество цитоплазматических включений (пластинчатые тельца). Пластинчатые тельца содержат сурфактант — вещество, играю­щее чрезвычайно важную роль в механике дыха­ния. В отличие от пневмоцитов I типа, пневмоциты II типа способны делиться (при необходимости) с образованием пневмоцитов I типа. Пневмоциты II типа устойчивы к токсическому действию кис­лорода.

В нижних дыхательных путях имеются также альвеолярные макрофаги, тучные клетки, лимфо­циты и клетки APUD-системы, у курящих лю­дей — нейтрофилы.