Глава VI. Система органов дыхания. Дыхание

Общие данные

Между организмом и окружающей средой происходит постоянно газообмен. У человека, как и у животных, стоящих на высокой ступени развития, для этой цели имеется специальный аппарат - система органов дыхания. К системе органов дыхания относятся полость носа, гортань, дыхательное горло (трахея), бронхи и легкие (рис. 68). Органы дыхания в зависимости от особенностей функции можно подразделить на воздухоносные пути и дыхательную часть. Дыхательная часть представлена легочными альвеолами, в них происходит газообмен между воздухом и кровью. Все другие органы дыхательной системы являются воздухоносными путями, они служат для проведения вдыхаемого и выдыхаемого воздуха.

Рис. 68. Дыхательная система (схема). 1 - полость носа; 2 - полость рта; 3 - твердое небо; 4 - носоглотка; 5 - ротовая часть глотки; 6 - надгортанник; 7 - подъязычная кость; 8 - гортань; 9 - пищевод; 10 - трахея; 11 - верхушка левого легкого; 12 - левое легкое; 13 - бронхи; 14, 15 - легочные пузырьки (альвеолы); 16 - бронх; 17 - правое легкое. Показаны разветвления бронхов в легких (бронхиальное дерево)

К воздухоносным путям следует отнести и глотку, так как через ее носовую и ротовую части во время дыхания проходит воздух из полости носа в гортань (и обратно).

Одна из особенностей строения дыхательных путей заключается в том, что стенки большинства из них имеют твердый, костный или хрящевой скелет и поэтому не спадаются; в них всегда находится воздух. Все дыхательные пути изнутри выстланы слизистой оболочкой, имеющей мерцательный эпителий. В слизистой оболочке находятся железы, которые выделяют на ее поверхность слизь. Пыль и микробы, попадающие с воздухом, прилипают к слизи. Реснички мерцательного эпителия дыхательных путей постоянно колеблются в направлении, обратном струе вдыхаемого воздуха. Это способствует очищению дыхательных путей от пыли и микробов. Стенки легочных альвеол имеют другое строение (см. ниже).

При изучении системы органов дыхания следует иметь в виду, что с нею связаны и другие функции - обоняние и звукообразование. Орган обоняния находится в полости носа, при помощи него человек воспринимает запахи. Органом звукообразования является гортань.

Полость носа

Полость носа (cavumnasi) является начальным отделом системы органов дыхания (рис. 69). Воздух в нее попадает через два отверстия - ноздри. Скелет полости носа образован костями и хрящами. Различают верхнюю, нижнюю, две боковые стенки и перегородку полости носа. Верхняя стенка отделяет полость носа от передней черепной ямки, нижняя - от полости рта. По бокам от полости носа находятся глазницы и пазухи верхнечелюстных костей, кзади - носоглотка (описание костных стенок полости носа приведено ранее). Из хрящей, участвующих в образовании стенок полости носа, наиболее крупные - большой хрящ крыла носа (парный) и хрящ перегородки носа. Перегородка полости носа разделяет ее на две половины: правую и левую. В каждой половине от боковой стенки свисают три носовые раковины; между ними находятся три носовых хода: верхний, средний и нижний. Стенки полости носа покрыты слизистой оболочкой, выстланной мерцательным эпителием. Слизистая оболочка имеет сравнительно большую толщину и очень легко набухает под влиянием различных раздражений (химические вещества, инфекция и др.). В этой оболочке проходят в большом количестве кровеносные сосуды, а также нервные волокна и их окончания. Кровеносные сосуды образуют многочисленные сети. Последние особенно развиты в переднем отделе перегородки носа, где нередко возникают носовые кровотечения. Железы слизистой оболочки выделяют секрет - слизь, которая увлажняет стенки полости носа. На поверхности слизистой оболочки всегда находятся эмигрировавшие из сосудов клетки крови - лейкоциты, обладающие способностью захватывать микробов. В слизистой оболочке верхнего отдела полости носа имеются чувствительные обонятельные клетки, составляющие орган обоняния. Полость носа сообщается с придаточными воздухоносными пазухами (пазуха верхнечелюстной, лобной и клиновидной костей, лабиринт решетчатой кости), стенки которых выстланы слизистой оболочкой; последняя переходит в эти пазухи из полости носа. В полость носа открывается слезоносовой канал.

Рис. 69. Полость носа (в разрезе). 1 - надгортанник; 2 - второй шейный позвонок; 3 - язык; 4 - глоточное отверстие слуховой трубы; 5 - мягкое небо; 6 - твердое небо; 7 - нижняя губа; 8 - верхняя губа; 9 - пазуха клиновидной кости; 10 - пазуха лобной кости; 11 - верхняя раковина; 12 - верхний носовой ход; 13 - средняя раковина; 14 - средний носовой ход; 15 - нижняя раковина; 16 - нижний носовой ход

Воздух в полости носа очищается от пыли, согревается и увлажняется.

Посредством двух отверстий - хоан - полость носа сообщается с носоглоткой. Из носоглотки воздух переходит в ротовую часть глотки, а затем в гортань.

Дышать можно не только через нос, но и через рот, однако при этом воздух недостаточно очищается и не согревается. В результате могут наступить болезненные изменения в органах дыхания.

Длительное дыхание через рот сопровождается нарушением в физическом развитии (например, неправильное развитие грудной клетки).

Гортань

Гортань (larynx) располагается в области шеи на уровне IV - VI шейного позвонка (рис. 70). Спереди она покрыта мышцами шеи, лежащими ниже подъязычной кости, по бокам от нее располагаются доли щитовидной железы и крупные сосуды шеи, а сзади - глотка. Остов гортани образован хрящами. Самый крупный из них щитовидный хрящ; его можно хорошо прощупать. Меньшими по размеру являются перстневидный хрящ, парный черпаловидный хрящ и надгортанник. Надгортанник находится позади языка и во время глотания прикрывает вход в гортань, благодаря чему пища не попадает в дыхательные пути. Перстневидный хрящ лежит в основании гортани. Хрящи соединяются между собой при помощи связок и суставов.

Рис. 70. Гортань (в разрезе). 1 - надгортанник; 2 - подъязычная кость; 3, 8, 10 - полость гортани; 4 - желудочковая складка; 5 - щитовидный хрящ; 6 - желудочек гортани; 7 - голосовая складка; 9 - пластинка перстневидного хряща; 11 - дуга перстневидного хряща; 12 - хрящи трахеи

Изнутри гортань покрыта слизистой оболочкой, выстланной мерцательным эпителием. На боковой стенке гортани справа и слева имеется углубление - желудочек гортани. Гортань служит для проведения воздуха и является органом звукообразования. В образовании звуков участвуют две голосовые связки: правая и левая. Они натянуты между щитовидным и черпаловидными хрящами и ограничивают голосовую щель. Голосовые связки состоят из эластических соединительных волокон. При напряжении голосовых связок выдыхаемый воздух приводит их в колебание, в результате чего возникают звуки. В членораздельной речи участвует также язык, полость рта, губы, полость носа.

Напряжение или расслабление голосовых связок и сужение или расширение голосовой щели зависят от сокращения мышц гортани. Расширяет голосовую щель парная задняя перстнечерпаловидная мышца. Другие мышцы гортани (боковая перстнечерпаловидная, перстнещитовидная, голосовая и др.) участвуют в сужении голосовой щели или в изменении напряжения голосовых связок. Все мышцы гортани поперечнополосатые.

Гортань на уровне верхнего края VII шейного позвонка переходит в дыхательное горло.

Дыхательное горло

Дыхательное горло, или трахея (рис. 71), представляет трубку длиной около 12 см. Остовом трахеи являются хрящевые полукольца, соединенные между собой связками. Задняя стенка трахеи мягкая, состоит из соединительнотканной перепонки и довольно тесно связана с пищеводом. Изнутри трахея выстлана слизистой оболочкой, в толще которой находятся гладкие мышечные волокна и железы, выделяющие слизь. Снаружи трахея покрыта соединительнотканной оболочкой.

Рис. 71. Трахея, бронхи и легкие (вид спереди). 1 - верхушка легкого; 2а, 2б - междолевые борозды; 3 - сердечная вырезка; 4 - верхняя доля; 5 - нижняя доля; 6 - средняя доля (правое легкое); 7 - трахея (дыхательное горло); 8 - бронхи

Из области шеи трахея переходит в грудную полость и на уровне IV - V грудного позвонка делится на два бронха. Это разделение носит название бифуркации трахеи.

Бронхи

Бронхи (см. рис. 71) правый и левый называются главными; они входят в легкие и там делятся на бронхи меньшего диаметра. Стенки бронхов такого же строения, как и стенка дыхательного горла. Правый бронх шире, но короче левого и по положению является продолжением трахеи.

Легкие

Легкие (полатыниpulmo, по-гречески pneumon¹) находятся в грудной полости (см. рис. 71). Легких два - правое и левое. Каждое легкое имеет форму конуса; верхняя, суженная, часть его называется верхушкой, нижняя, расширенная - основанием. Верхушка выступает в область шеи на 2 - 3 см выше ключицы, основание обращено к диафрагме. На легком различают три поверхности: реберную, диафрагмальную и средостенную. Последняя обращена в сторону сердца; на ней имеется углубление - ворота легкого (hiluspulmonis). Через ворота легкого проходят бронх, нервы легкого, легочная артерия, две легочные вены и лимфатические сосуды. Все эти образования объединены соединительной тканью в общей пучок, носящий название корня легкого.

¹(Воспаление легких называется пневмонией.)

Главный бронх, войдя в легкое, внутри его делится древовидно на более мелкие бронхи, в стенках которых также имеются хрящи. Вся система разветвлений бронхов в легком носит название бронхиального дерева. Самые мелкие разветвления бронхов (диаметром 0,3 - 0,4 см) называются бронхиолами. В стенке бронхиол в отличие от бронхов нет хрящей и желез, но бронхиолы (как и бронхи) снабжены гладкими мышечными волокнами. Сокращение этих волокон может вызвать спазм (сужение) бронхиол.

Правое легкое состоит из трех, а левое из двух долей. Доли отделены друг от друга бороздами, которые видны на поверхности легкого. В каждой доле легкого различают отделы - сегменты, снабженные бронхами одинакового калибра. В правом легком 11 сегментов (верхняя доля - 3 сегмента, средняя - 2 и нижняя - 6), в левом легком 10 сегментов (верхняя доля - 4 сегмента, нижняя - 6 сегментов). Каждый сегмент в свою очередь состоит из множества легочных долек. Между дольками лежат прослойки соединительной ткани, в которых проходят нервы, кровеносные и лимфатические сосуды. В дольку входит бронх, называемый дольковым бронхом; внутри дольки он разделяется на бронхиолы. Бронхиолы переходят в расширения - альвеолярные ходы, на стенках которых находятся выпячивания, называемые легочными пузырьками, или альвеолами (рис. 72). Альвеола имеет форму полушария диаметром 0,2 - 0,3 мм. Стенка альвеолы состоит из одного ряда плоского так называемого дыхательного эпителия, лежащего на тонком слое эластических волокон. К альвеолам прилежит сеть кровеносных капилляров. Общая толщина стенки альвеолы и стенки капилляра равняется 0,1 - 0,5 ц. Через эту тончайшую стенку (перепонку) и происходит газообмен: в кровь из альвеол поступает кислород, обратно - углекислый газ. Альвеолы составляют дыхательную часть легкого, а бронхи - его воздухоносный отдел. В легких взрослого человека насчитывается около 300 - 400 млн. альвеол; общая поверхность их при вдохе составляет около 100 м².

Рис. 72. Долька легкого (схема). 1 - конечный бронх; 2 - бронхиолы; 3 - альвеолярные ходы; 4 - альвеолы (в разрезе); 5 - альвеолы; 6 - капилярная сеть альвеол; 7 - плевра; 8 - лимфатические сосуды; 9 - ветвь легочной артерии; 10 - ветвь легочной вены

По своему строению легкие напоминают железу, имеющую гроздевидное строение. Строение легких - большая поверхность альвеол, огромное количество прилежащих к ним кровеносных капилляров и незначительная толщина стенки альвеол и капилляров - способствует функции газообмена.

Легкие покрыты серозной оболочкой - плеврой.

Плевра

Плевра (pleura) представляет собой тонкую блестящую пластинку. Около каждого легкого она образует плевральный мешок. В плевре различают два листка: пристеночный и внутренностный.

Пристеночный листок плевры покрывает с внутренней стороны стенки грудной полости. В нем различают три части: реберную, диафрагмальную и средостенную. Одна часть пристеночной плевры переходит в другую; в местах перехода образуются щелевидные пространства - синусы (пазухи). Наиболее значительный из них диафрагмально-реберный синус (правый и левый). При вдохе легкое расширяется и заходит в плевральные синусы, за исключением нижней части диафрагмально-реберного синуса.

Внутренностный листок плевры сращен с веществом легкого. У корня легкого один листок плевры переходит в другой. Между двумя листками плевры (пристеночным и внутренностным) имеется щелевидное пространство - полость плевры. В полости плевры находится небольшое количество серозной жидкости, которая увлажняет прилегающие друг к другу листки плевры. Благодаря этому уменьшается трение плевры во время дыхания. В полости плевры воздуха нет, и давление там отрицательное. Правая и левая плевральные полости между собой не сообщаются.

Границы легкого и плевры (рис. 73). В практической медицине при различных заболеваниях органов грудной полости приходится часто определять границы легкого и плевры. Верхушка легкого, как уже указывалось, находится в области шеи на 2 - 3 см выше ключицы. Передняя граница легкого от верхушки проводится косо книзу и кнутри через грудино-ключичное сочленение до места соединения рукоятки грудины с ее телом. Отсюда передняя граница правого легкого спускается по грудине почти отвесно, заходя несколько влево от срединной линии, до уровня хряща VI ребра, где она переходит в нижнюю границу. Передняя граница левого легкого спускается по грудине вниз только до уровня хряща IV ребра, затем отклоняется влево, пересекает хрящ V ребра, достигает VI ребра, где переходит в нижнюю границу. Такая разница в передней границе левого легкого обусловлена тем, что большая часть сердца расположена влево от срединной линии.

Рис. 73. Границы легких и пристеночной плевры (вид спереди). 1 - IX - ребра; 1 - верхушка легкого; 2, 4 - межплевральные пространства; 3 - передняя граница левого легкого; 5 - сердечная вырезка; 6 - нижняя граница левого легкого; 7 - нижняя граница плевры; 8, 9 - междолевые борозды

Для определения нижней границы легкого и плевры условно проводят вертикальные линии: среднеключичную (через середину ключицы), среднюю подкрыльцовую (через середину подкрыльцовой впадины), лопаточную (через нижний угол лопатки) и околопозвоночную (сбоку от позвоночника).

Нижняя граница легкого определяется по среднеключичной линии на уровне VI ребра, по средней подкрыльцовой - на уровне VIII ребра, по лопаточной - на уровне X ребра, по околопозвоночной - на уровне XI ребра. Нижняя граница плевры проходит на одно ребро ниже границы легкого. Задняя граница легкого определяется по околопозвоночной линии. Передняя и задняя границы плевры почти совпадают с соответствующими границами легкого.

Средостение

Средостение (mediastinum) представляет собой пространство, занимаемое органами, расположенными в грудной полости между двумя легкими. Оно ограничено спереди грудиной, сзади - грудным отделом позвоночника, снизу - сухожильным центром диафрагмы, с боков - средостенными частями плевры. Средостение условно делят на переднее и заднее, границу между ними проводят через корни легких. В переднем средостении находятся сердце, вилочковая железа и крупные кровеносные сосуды: восходящая аорта, легочный ствол, верхняя полая вена и др. В заднем средостении располагаются пищевод, нервы и сосуды: блуждающий нерв, симпатические нервы, грудная аорта, грудной лимфатический проток и др.

Между органами средостения находится клетчатка.

Значение дыхания

Для жизнедеятельности организма нужны не только питательные вещества, но и кислород. Кислород участвует в обмене веществ. В процессе обмена веществ в тканях происходит непрерывное потребление кислорода и образование углекислого газа. Почти все окислительные процессы в тканях, в результате которых высвобождается необходимая для жизнедеятельности организма энергии, протекают с участием кислорода. Поэтому прекращение поступления кислорода приводит к гибели тканей и организма. Наиболее чувствительна к недостатку кислорода нервная ткань.

Обмен газов, происходящий в тканях, т. е. потребление клетками и межклеточным веществом кислорода и выделение углекислого газа, носит название тканевого дыхания. Тканевое дыхание представляет сложный процесс, в котором участвуют особые вещества - дыхательные пигменты и дыхательные ферменты.

Доставка кислорода к тканям и вынос углекислого газа, образующегося в процессе обмена, осуществляются кровью. Поскольку кислород непрерывно расходуется, а углекислота накапливается, поддержание постоянной концентрации газов в крови возможно лишь при условии непрерывного пополнения кислорода и выведения углекислого газа. Такой процесс происходит также непрерывно в легких (в легочных альвеолах) и носит название легочного дыхания. Легочное дыхание состоит в том, что из легочных альвеол в кровь поступает кислород, а из крови в легочные альвеолы - углекислый газ.

Осуществление легочного дыхания возможно лишь при условии постоянного поступления в легкие из окружающей атмосферы свежего воздуха и выведения воздуха, находящегося в альвеолах. Такой процесс называется легочной вентиляцией.