ОРГАНЫ ДЫХАНИЯ
Легкое, pulmo, - парный орган, окруженный правым и левым плевральными мешками, занимает большую часть грудной полости. Остающееся между обоими плевральными мешками пространство, ограниченное спереди грудиной, сзади — позвоночным столбом, снизу —сухожильной частью диафрагмы, а вверху обращенное к apertura thoracis superior, называется средостением, mediastinum. Условной фронтальной плоскостью, проходящей через трахею и корни легких, средостение делится на переднее и заднее, mediastinum anterius et posterius.
Рисунок: Легкие (pulmones). Вид спереди. I - подъязычная кость; 2 - срединная щито-подьязычная связка; 3 - щитовидный хрящ; 4 - перстне-щитовидная связка; 5 - перстневид-ный хрящ; 6 - трахея; 7 - левая общая сонная артерия; 8 - левая подключичная артерия; 9 -левая плечеголовная вена; 10 -I-е ребро (левое); 11 - верхушка левого легкого; 12 - верхняя доля левого легкого; 13 - сердце (покрытое перикардом); 14 - сердечная вырезка (левого легкого); 15 - косая щель; 16 - язычок левого легкого; 17 - нижняя доля левого легкого; 18 - париетальная плевра (реберная часть); 19 - мечевидный отросток грудины; 20 - хрящ VII-го ребра (правого); 21 - париетальная плевра (диафрагмальная часть); 22 - реберно-диафраг-мальный синус; 23 - нижняя доля правого легкого; 24 - косая щель; 25 - реберно-медиастинальный синус; 26 - средняя доля правого легкого; 27 - горизонтальная щель; 28 -верхняя доля правого легеого; 29 - пристеночная (париетальная) плевра (средостенная часть); 30 - тимус; 31 - правая плечеголовная вена; 32 - правая подключичная артерия; 33 -купол плевры; 34 - правая общая сонная артерия.
Функции легких. В процессе эволюции в легких сформировались два наиболее важных компонента, один из которых обеспечивает поступление воздуха и газообмен, а другой — защитные и иммунные функции. В альвеолярных образованиях происходит газообмен при контакте вдыхаемого воздуха с кровью. Слизистые оболочки, выстилающие дыхательные пути, клетки, секретирующие слизь, реснитчатые и другие образования, бактерицидные факторы осуществляют первый барьер защиты от многочисленных вредоносных воздействий воздушной среды. Лимфоидная ткань, ассоциированная с легкими, реагирует на антигенное влияние реакциями гуморального и клеточного иммунитета.
Известно, что человек ежедневно вдыхает около 10 000 литров воздуха, содержащего как органические, так и неорганические частицы, многие из которых патогенны. Удаление частиц происходит механически с поверхности слизистой оболочки носа, трахеи, бронхов или под влиянием направленных процессов, что зависит от размера частиц. Более мелкие частицы, не задерживаясь в верхних дыхательных путях, достигают нижних отделов, где с ними, помимо растворимых веществ типа ферментов, антител, бактерицидных факторов и т. п., вступают во взаимодействие макрофагеальные клетки. Макрофаги, особенно локализующиеся в альвеолах, — наиболее важный клеточный фактор как фагоцитоза, так и индукции иммунных реакций.
Легкое имеет два края: нижний край, margo inferior и передний край, margo anterior.
В нижнем отделе передний край левого легкого имеет сердечную вырезку, incisura cardiaca. Цвет легкого в детском возрасте бледно-розовый, впоследствии с годами он становится аспидно-синим с полосами и пятнами. Ткань легкого в нормальном состоянии эластична и на разрезе мелкопориста. Паренхима легкого состоит из системы ветвящихся воздухоносных трубок (бронхи, их ветви, бронхиолы, альвеолы) и ветвящихся кровеносных сосудов (артерии и вены), лимфатических сосудов и нервов. Все эти образования связаны между собой соединительной тканью.
Вентиляция легких осуществляется за счет дыхательных мышц. В акте вдоха принимают участие мышцы диафрагмы, наружные межреберные мышцы, межхрящевые части внутренних межреберных мышц. Во время вдоха эти мышцы увеличивают объем грудной полости. В акте выдоха принимают участие мышцы брюшной стенки, межкостные части внутренних межреберных мышц, эти мышцы уменьшают объем грудной полости.
Воздух, проходя через голосовые связки, принимает участие в формировании членораздельной речи, благодаря возможности изменения просвета голосовой щели мышцами гортани.
Вентиляция легких — непроизвольный акт. Дыхательные движения осуществляются автоматически, благодаря наличию чувствительных нервных окончаний, реагирующих на концентрацию углекислоты и кислорода в крови и в спинномозговой жидкости. Эти нервные чувствительные окончания (хеморецепторы) посылают сигналы об изменении концентрации углекислоты и кислорода в дыхательный центр — нервное образование в продолговатом мозгу (нижняя часть головного мозга ).
Дыхательный центр обеспечивает координированную ритмичную деятельность дыхательных мышц и приспосабливает дыхательный ритм к изменениям наружной газовой среды и колебаниям содержания углекислоты и кислорода в тканях организма и крови. Не весь вдыхаемый воздух достигает альвеол. Объем воздухоносных путей, в которых газообмен не происходит, называют анатомическим мертвым пространством. Газообмен также не происходит на участках альвеол, где нет контакта альвеол с капиллярами.
Между альвеолярным воздухом и кровью капилляров малого круга кровообращения находится легочная мембрана. Она состоит из поверхностно-активной выстилки, легочного эпителия (клеток легочной ткани), эндотелия капилляров (клеток стенок капилляров) и двух пограничных мембран.
Перенос газов через легочную мембрану осуществляется благодаря диффузии молекул газов из-за разницы их парциального давления. Углекислота и кислород переходят из мест с более высокой концентрацией в области с более низкой концентрацией, т.е. кислород из альвелярного воздуха переходит в кровь, а углекислота из крови проникает в альвеолярный воздух.
Каждый капилляр проходит над 5-7 альвеолами. Время прохождения крови через капилляры в среднем — 0,8 секунд. Большая поверхность контакта, малая толщина легочной мембраны и относительно малая скорость тока крови в капиллярах способствуют газообмену между альвеолярным воздухом и кровью. Обогащенная кислородом и обедненная углекислотой кровь в результате газообмена становится артериальной. Выходя из легочных капилляров, она собирается в легочные венулы и через легочные вены попадает в левое предсердие, а откуда — в большой круг кровообращения.
Рисунок: Правое легкое (pulmo dexter). Медиальная (внутренняя) поверхность. 1 -верхушка легкого; 2 - борозда подключичной артерии; 3 - вдавление непарной вены; 4 - бронхо-легочные лимфатические узлы; 5 - правый главный бронх; 6 - правая легочная артерия; 7 - борозда непарной вены; 8 - задний край легкого; 9 - легочные вены; 10 - пи-щеводное вдавление; 11 - легочная связка; 12 - вдавление нижней полой вены; 13 -диафраг-мальная поверхность (нижняя доля легкого); 14 - нижний край легкого; 15 - средняя доля легкого; 16 - сердечное вдавление; 17 - косая щель; 18 - передний край легкого; 19 - верхняя доля легкого; 20 - висцеральная плевра (отрезана); 21 - борозда правой плечеголовной вены.
Правое и левое легкое располагаются в грудной клетке. Каждое легкое окружено оболочкой — плеврой — от соседних анатомических образований. Между плеврой, окружающей легкие, и грудной клеткой есть другой листок плевры — пристеночный листок, который выстилает внутреннюю поверхность грудной клетки.
Между легочной плеврой и пристеночной плеврой имеется щелевидное замкнутое пространство — плевральная полость. В плевральной полости находится небольшое количество жидкости, которая смачивает соприкасающиеся гладкие, листки пристеночной и легочной плевры, устраняя трение их друг о друга. При дыхании, увеличивается или уменьшается объем легких. При этом легочная плевра (висцеральная свободно скользит по внутренней поверхности пристеночной плевры. В местах перехода пристеночной плевры с реберной поверхности на дифрагму и средостение образуются углубления — плевральные синусы.
Легкие, расположенные в плевральных мешках, разделены средостением, в состав которого входят сердце, аорта, нижняя полая вена, пищевод и другие органы. Органы средостения также покрыты плеврой, которая называется медиастенальной плеврой. В верхней части грудной клетки, с правой и левой сторон пристеночная плевра соединяется с медиастенальной плеврой и образует купол плевры (правый и левый). Внизу легкие лежат на диафрагме. Правое легкое короче и шире левого легкого, т.к. правый купол диафрагмы выше левого купола диафрагмы. Левое легкое уже и длиннее правого легкого, потому что часть левой половины грудной клетки занимает сердце. Спереди, c боков, сзади и вверху легкие контактируют с грудной клеткой.
Рисунок: Левое легкое (pulmo sinisler). Медиальная (внутренняя) поверхность. 1 -верхушка легкого; 2 - борозда левой подключичной артерии, 2 - борозда левой плечеголовной вены; 4 - левая легочная артерия; 5 - левый главный бронх; 6 - передний край левого легкого; 7 - легочные вены (левые); 8 - верхняя доля левого легкого; 9 - сердечное вдавление; 10 - сер-дечная вырезка левого легкого; 11 - косая щель; 12 - язычок левого легкого; 13 - нижний край левого легкого; 14 - диафрагмальная поверхность; 15 - нижняя доля левого легкого; 16 - легочная связка; 17 - бронхо-легочные лимфатические узлы; 18 - борозда аорты; 19 -висцеральная плевра (отрезана); 20 - косая щель.
В каждом легком различают верхушку, основание и три поверхности — реберную, медиальную (обращена к средостению) и диафрагмальную. Поверхности легкого разделены краями. Передний край отделяет реберную поверхность от медиальной поверхности. Нижний край отделяет реберную и медиальную поверхности от диафрагмальной.
Каждое легкое делится на доли глубоко вдающимися в ткань легкого щелями. Доли также выстланы висцеральной плеврой. У правого легкого имеются три доли — верхняя, средняя и нижняя, а у левого легкого только две доли — верхняя и нижняя. На медиальной поверхности каждого легкого, примерно в центре, имеется воронкообразное углубление — ворота легкого. В ворота каждого легкого входит корень легкого.
Корень легкого состоит из главного бронха, легочной артерии, легочных вен (двух), лимфатических сосудов, нервных сплетений, бронхиальных артерий и вен. В воротах легкого также находятся лимфатические узлы. Расположение сосудистых образований в корне (воротах) легкого обычно таково, что верхнюю часть ворот занимают главный бронх, нервные сплетения, легочная артерия, лимфатические узлы, а нижнюю часть ворот легкого —легочные вены.
В воротах правого легкого вверху лежит главный бронх, под ним — легочная артерия и ниже ее — две легочные вены. В воротах левого легкого вверху располагается легочная артерия, под ней — главный бронх и еще ниже —две легочные вены. В воротах легких главные бронхи разбиваются на долевые бронхи.
Доли легких подразделяются на бронхолегочные сегменты - легочные участки, более или менее отделенные от таких же соседних участков прослойками соединительной ткани. Правое легкое имеет три сегмента в верхней доле, два сегмента в средней доле и пять сегментов в нижней доле. Левое легкое имеет пять сегментов в верхней доле и пять сегментов в нижней доле. Сегментарное строение легких связано с порядком ветвления бронхов в легких: в воротах легких главные бронхи разбиваются на долевые бронхи; долевые бронхи, в свою очередь, входят в ворота доли легкого и разделяются на сегментарные бронхи — по количеству легочных сегментов.
Правый верхний долевой бронх делится на верхушечный, задний и передний сегментарные бронхи. Правый среднедолевой бронх делится на латеральный (наружный) и медиальный (внутренний) сегментарные бронхи. Правый нижний долевой бронх делится на верхний, медиальный (сердечный) базальный, передний базальный, латеральный базальный и задний базальный сегментарные бронхи.
Левый верхний долевой бронх делится на верхушечно-задний, передний, верхний язычковый и нижний язычковый сегментарные бронхи. Левый нижний долевой бронх делится на верхний, медиальный (сердечный) базальный бронх, передний базальный, латеральный базальный и задний базальный сегментарные бронхи.
Сегментарные бронхи входят в бронхолегочный сегмент и делятся в нем на ветви, насчитывающие 9-10 порядков ветвления. Сам бронхолегочный сегмент состоит из легочных долек. В центре сегмента проходит сегментарный бронх и сегментарная артерия. По границе соседних сегментов, в перегородке соединительной ткани проходит сегментарная вена, отводящая кровь от сегментов. Сегмент своим основанием обращен к поверхности легкого, а верхушкой — к корню.
Бронх диаметром в 1 мм содержит в своей стенке хрящ, входит в дольку легкого (часть легочного сегмента) под названием долькового бронха. Внутри дольки этот бронх делится на 18-20 концевых бронхиол, которых в обоих легких около 20000. Стенки концевых бронхиол не содержат хрящей. Каждая концевая бронхиола делится на дыхательные бронхиолы. От каждой дыхательной бронхиолы отходят альвеолярные ходы, несущие на себе альвеолы и заканчивающиеся альвеолярными мешочками. Стенки этих мешочков состоят из легочных альвеол. Диаметр альвеолярного хода и альвеолярного мешочка составляет 0,2-0,6 мм, альвеолы — 0,25-0,3 мм.
Бронхи в легких составляют бронхиальное дерево. Дыхательные бронхиолы, отходящие от концевой бронхиолы, альвеолярные ходы, альвелярные мешочки и легочные альвеолы образуют альвеолярное дерево легкого (легочный ацинус). В альвеолярном дереве происходит газообмен между кровью и наружным воздухом. Альвеолярное дерево является структурно-функциональной единицей легкого. Число легочных ацинусов (альвеолярных деревьев) в одном легком достигает 150000, а количество альвеол равно 300-350 млн. Площадь дыхательной поверхности всех альвеол составляет около 80 м2.
Границы легких. Верхушка правого легкого спереди выступает над ключицей на 2 см, а над I ребром — на 3-4 см. Сзади верхушка правого легкого находится на уровне остистого отростка VII шейного позвонка.
Кровоснабжение и лимфоотток легких.
Артериальная кровь для питания легочной ткани и бронхов поступает в легкие по бронхиальным ветвям грудной части аорты. Кровоснабжение легких осуществляется легочными и бронхиальными сосудами.
Легочные сосуды составляют малый круг кровообращения и выполняют главным образом функцию газообмена между кровью и воздухом.
Бронхиальные сосуды обеспечивают питание легких и принадлежат большому кругу кровообращения.
Между этими двумя системами существуют достаточно выраженные анастомозы.
Правая и левая легочные артерии являются ветвями легочного ствола. Легочные артерии в легких делятся на долевые, а затем на сегментарные ветви. Самые мелкие ветви легочной артерии образуют сеть капилляров, оплетающую альвеолы (дыхательные капилляры).
Легочная артерия несет кровь от правого желудочка сердца, она делится на правую и левую ветви, которые направляются к легким. Эти артерии ветвятся, следуя за бронхами, снабжают крупные структуры легкого и образуют капилляры, оплетающие стенки альвеол.
Воздух в альвеоле отделен от крови в капилляре 1) стенкой альвеолы, 2) стенкой капилляра и в некоторых случаях 3) промежуточным слоем между ними. Из капилляров кровь поступает в мелкие вены, которые соединяются и образуют легочные вены, доставляющие кровь в левое предсердие.
Бронхиальные артерии большого круга тоже приносят кровь к легким, а именно снабжают бронхи и бронхиолы, лимфатические узлы, стенки кровеносных сосудов и плевру. Большая часть этой крови оттекает в бронхиальные вены, а оттуда — в непарную (справа) и в полунепарную (слева). Очень небольшое количество артериальной бронхиальной крови поступает в легочные вены.
Бронхиальные ветви отходят от задней поверхности аорты, чаще всего на границе между дугой и началом нисходящей аорты. Общее количество бронхиальных артерий чаще всего равно 4 (по 2 для каждого легкого), но может колебаться от 2 до 6. Кроме бронхиальных ветвей в кровоснабжении легкого принимают участие пищеводные и перикардиальные артерии на бронхах формируется перибронхиальная артериальная сеть, дающая артериолы и капилляры, соединяющиеся с капиллярами легочных артерий.
Венозная кровь от стенок бронхов по бронхиальным венам поступает в притоки легочных вен, а также в непарную и полунепарные вены. По левой и правой легочным артериям в легкие поступает венозная кровь, которая в результате газообмена обогащается кислородом, отдает двуокись углерода и становится артериальной. Артериальная кровь из легких по легочным венам поступает в левое предсердие.
Лимфатическая система легкого. Началом лимфатических путей легких являются поверхностные и глубокие сети лимфатических капилляров. Поверхностная сеть расположена в висцеральной плевре. Глубокая капиллярная сеть находится в соединительной ткани внутри легочных долек, в междольковых перегородках, в подслизистой основе стенки бронхов, вокруг внутрилегочных кровеносных сосудов и бронхов, далее идет к воротам легкого.
Иннервация легкого. Вегетативные нервы легких происходят из симпатического пограничного ствола — симпатическая иннервация легких и из блуждающих нервов — парасимпатическая иннервация.
Симпатические нервы исходят из двух нижних шейных ганглиев и пяти верхних грудных.
От блуждающих нервов отходят к легким ветви на месте пересечения ими корня легкого. Те и другие нервы направляются к легочной ткани, сопровождая бронхи, и формируют два вегетативных легочных сплетения — переднее и заднее.
Легочная вентиляция. Вентиляция легких осуществляется путем периодической смены вдохов (инспирация) и выдохов (экспирация). Частота дыхательных движений в покое у здорового человека в среднем составляет 14-16 в минуту. Выдох обычно на 10-20% длиннее (дольше) вдоха. Пока внутриплевральное давление остается ниже атмосферного, размеры легких точно следуют за размерами грудной полости. Движения легких совершаются в результате сокращения дыхательных мышц в сочетании с движением частей грудной стенки и диафрагмы.
Дыхательные движения. Расслабление всех связанных с дыханием мышц придает грудной клетке положение пассивного выдоха. Соответствующая мышечная активность может перевести это положение во вдох или же усилить выдох.
Вдох создается расширением грудной полости и всегда является активным процессом. Благодаря своему сочленению с позвонками ребра движутся вверх и наружу, увеличивая расстояние от позвоночника до грудины, а также боковые размеры грудной полости (реберный или грудной тип дыхания). Сокращение диафрагмы меняет ее форму из куполообразной в более плоскую, что увеличивает размеры грудной полости в продольном направлении (диафрагмальный или брюшной тип дыхания). Обычно главную роль во вдохе играет диафрагмальное дыхание. Поскольку люди-существа двуногие, при каждом движении ребер и грудины меняется центр тяжести тела и возникает необходимость приспособить к этому разные мышцы.
При спокойном дыхании у человека обычно достаточно эластических свойств и веса переместившихся тканей, чтобы вернуть их в положение, предшествующее вдоху. Таким образом, выдох в покое происходит пассивно вследствие постепенного снижения активности мышц, создающих условие для вдоха. Активный выдох может возникнуть вследствие сокращения внутренних межреберных мышц в дополнение к другим мышечным группам, которые опускают ребра, уменьшают поперечные размеры грудной полости и расстояние между грудиной и позвоночником. Активный выдох может также произойти вследствие сокращения брюшных мышц, которое прижимает внутренности к расслабленной диафрагме и уменьшает продольный размер грудной полости.
Расширение легкого снижает (на время) общее внутрилегочное (альвеолярное) давление. Оно равно атмосферному, когда воздух не движется, а голосовая щель открыта. Оно ниже атмосферного, пока легкие не наполнятся при вдохе, и выше атмосферного при выдохе. Внутриплевральное давление тоже меняется на протяжении дыхательного движения; но оно всегда ниже атмосферного (т. е. всегда отрицательное).
У человека легкие занимают около 6% объема тела независимо от его веса.
с использованием материалов книги Григория Белоголовского «АНАТОМИЯ ЧЕЛОВЕКА»