Общая анатомия дыхательной системы.
Дыхательная функция имеет большое значение в жизни организма. Она подвергается непрерывным изменениям в зависимости от условий внешней среды и выполняемой организмом. Поэтому естественно, что анатомии дыхательной системы следует уделить большое внимание и в первую очередь потому центральному органу дыхательной системы как легкое в котором происходят процессы обмена кислорода и углекислого газа между воздухом и кровью.
Что касается эмбриогенеза, то у всех наземных позвоночных животных и человека стенка глоточной кишки, развивающийся из энтодермы, образует сначала нечетное карман, позднее делится на правый и левый вырасти. Это и есть закладка органов дыхания: гортани, трахеи, бронхов и легких. Именно общим возникновением из энтодермы пищеварительной и дыхательной систем объясняется наличие перекреста пищеварительных и дыхательных путей у человека в глотке. Закладка дыхательной системы у зародыша человека происходит на 3-й неделе. Путем почкования и возникновение новых ответвлений, строение ленов усложняется. Между эпителиальными выростами проникает мезенхима, за счет которой формируется соединительнотканная оcнова легких, гладкая мускулатура и кровеносная система этого органа.
Для осуществления дыхательного акта требуется приспособление, которое бы обеспечило течение струи чистого воздуха на дыхательную поверхность, т.е. его циркуляцию. В связи с этим кроме легких еще дыхательные пути, а именно: носовая полость и глотка (верхние дыхательные пути), затем гортань, дыхательное горло (трахея) и бронхи (нижние дыхательные пути). Особенностью этих путей является строение их стенок с неподатливых тканей (костной и хрящевой), благодаря чему стенки не спадаются и воздух, несмотря на резкое изменение давления с положительного на отрицательный, свободно циркулирует в обе стороны при вдохе и выдохе.
Воздух вдыхаемый для контакта с деликатной тканью легких должно быть очищено от пыли, теплую и увлажненный. Это достигается в носовой полости. Носовая полость разделена носовой перегородкой на две симметричные половины, которые спереди через ноздри соединены с атмосферным воздухом, а сзади через хоаны с глоткой. Стенки полости вместе с перегородкой и раковинами выстланы слизистой оболочкой, в области ноздрей сливается с кожей, а сзади переходит в слизистую глотки.
Слизистая оболочка носа содержит ряд приспособлений для обработки воздуха, вдыхаемого. Во-первых, она покрыта мерцательным эпителием, реснички которого образуют сплошной ковер, на котором оседает пыль. Благодаря миганию ресничек по направлению к ноздре пыль, осевшую изгоняется наружу. Во-вторых, слизистая оболочка содержит слизистые железы, секрет которых обволакивает пыль и способствует его изгнанию. В-третьих, подслизистая ткань содержит много венозных сосудов, на нижней раковине и на нижнем крае средней раковины образуют густые сплетения, похожие на пещеристые тела, которые могут набухать при различных условиях, а их повреждения являются причиной носовых кровотечений. Значение эти образований заключается в том, чтобы согревать струю воздуха, который проходит через нос.
Описанные приспособления слизистой оболочки служат для механической обработки воздуха и размещены на уровне средних и нижних носовых раковин и носовых ходов. Поэтому эта часть носовой полости называется дыхательной. В верхней части носовой полости, на уровне верхней раковины, имеются приспособления для контроля за воздухом, в виде органа обоняния, поэтому верхнюю часть полости носа называют обонятельной. Здесь заложены периферические окончания обонятельного нерва - обонятельные клетки, составляющие рецептор обонятельного анализатора. В случаях, когда ноздри разрушаются какими-то патологическим процессом и воздушная струя при дыхании идет через нижний носовой ход, то есть не контактирует с обонятельной частью, то такой человек не различает запахов.
Дополнительным приспособлением для вентиляции воздуха служат дополнительные полости носа, которые также выстланы слизистой оболочкой, является непосредственным продолжением слизистой носа. Это:
1) гайморова или верхнечелюстная полость, открывается в средний носовой ход под средней раковиной; широкий костный отверстие гайморовой полости закрыт складкой слизистой в которой остается лишь небольшая щель;
2) лобная пазуха также открывается в средний носовой ход кпереди от отверстия гайморовой пазухи;
3) ячейки решетчатой кости также открываются в средний носовой ход кпереди от отверстия гайморовой пазухи;
4) клиновидная пазуха - открывается кзади от верхней раковины.
Наличие носовых раковин и дополнительных полостей увеличивает поверхность слизистой оболочки, прикосновение к которой способствует лучшей обработке вдуваемого воздуха.
Из носовой полости воздух что входит попадает в носовую часть глотки - носоглотку, далее в ее ротовую часть и после этого в гортань. Дыхание возможно и через рот, но отсутствие в ротовой полости описанных приспособлений для контроля и обработки воздуха обусловливает у лиц, дышат через рот, частые заболевания. Некоторые животные, например кролики, если их заставить дышать ртом, заткнув ноздри, погибают от инфекции. Поэтому необходимо следить за тем, чтобы дыхание осуществлялось через нос.
Гортань расположена на уровне IV, V и VI шейных позвонков, у взрослых вследствие общего висцероптоза она опускается несколько ниже. Она расположена ниже подъязычной кости в переднем отделе шеи, образуя здесь четко заметное через наружные покровы возвышение. Позади от нее находится глотка, с которой гортань соединяется непосредственно с помощью отверстия, которое называется входом в гортань. По бокам от гортани проходят крупные кровеносные сосуды шеи, а спереди гортань прикрыта мышцами инфрагиоиднои группы, шейной фасцией и верхними отделами боковых долей щитовидной железы. Внизу гортань переходит в трахею, или дыхательное горло.
Будучи своеобразным музыкальным инструментом, гортань вместе с тем, построена по принципу аппарата движения, поэтому в ней можно различить скелет в виде хрящей (3 парных и 3 непарных), соединение его в виде связок и суставов и мышцы, двигают хрящами, в результате чего изменяется степень натяжения голосовых связок и величина голосовой щели.
На фронтальном разрезе гортань имеет форму песочных часов. Сверху она напоминает воронку, которая сужается в направлении к настоящим голосовых связок, после них снова идет расширение.
В полости гортани различают три отдела: 1) верхний (преддверие), размещенный от надгортанника до ложных голосовых связок, 2) средний - межсвязочное пространство - расположенно между ложными и настоящими голосовыми связками, 3) нижний - называется подсвязочным пространством. Начальная часть верхнего отдела называется входом в гортань. Его ограничивают: спереди - надгортанник, сзади - верхушки черпаловидный хрящей, по бокам складками слизистой - plicae aryepiglotticae. На боковых стенках гортани между ложными и настоящими голосовыми связками есть щели, которые называются желудочками гортани (Морганьи), полость которых распространяется вверх и заканчивается слепым мешочком.
Гортань обладает значительной подвижностью и принимает различное положение в зависимости от движений головы, от функционального состояния смежных органов (например глотки), от положения языка. Так при резко запрокинутом кзади голове и открытом рте гортань опускается, неадгортанник размещается горизонтально и закрывает вход в гортань. При выдвинутом языке гортань поднимается, надгортанник принимает положение, близкое к горизонтальному, вход в гортань открывается.
Изложенные факты, впервые точно установлены М.И. Пироговым, имеют большое значение при проведении интратрахеального наркоза, бронхографии, проведении искусственного дыхания "рот в рот" и других мероприятиях.
Дыхательное горло, трахея является продолжением гортани и начинается на уровне нижнего края VI шейного позвонка и заканчивается на уровне верхнего края V грудного позвонка, где делится на два бронхи - правый и левый. Место разделения трахеи называется бифуркацией, есть раздвоением. Длина трахеи колеблется от 9 до 11 см, поперечный размер составляет в среднем 15-18 мм шейный отдел охвачен сверху щитовидной железой, перешеек которого размещен спереди от второго до четвертого кольца, боковые же доли спускаются до пятого или шестого кольца, сзади трахея прилегает к пищеводу, а по бокам от нее размещены общие сонные артерии. Кроме перешейка щитовидной железы, спереди трахею прикрывают также грудинно-подъязычный и грудиннощитоподобной мышцы за исключением срединной линии где внутренние края этих мышц расходятся. Между мышцами и трахеей является передтрахеальный (передорганний) клетчаточное пространство в котором размещены артерии и вены щитовидной железы. Грудной отдел трахеи прикрыт спереди рукояткой грудины, остатками тимуса и сосудами - левой плечеголовой веной, началом плечеголового ствола и левой сонной артерией, а также дугой аорты.
Стенка трахеи состоит из 16-20 неполных хрящевых колец, соединенных фиброзными связками. Каждое хрящевое полукольцо простирается лишь на две трети окружности (хрящевая часть), задняя треть закрыта соединительнотканной мембраной (мембранозной части), которая содержит гладкомышечные волокна, идущие преимущественно в поперечном направлении между концами хрящевых полуколец. Это связано с размещением у задней стенки трахеи пищевода и способствует прохождению по нему пищи. Бывает врожденная патология, которая называется экспираторный стеноз и при которой хрящевая часть составляет не две трети, а не более половины окружности трахеи в результате чего мембранозной части при акте дыхания может баллотироваться и закрывать просвет трахеи, приближаясь к ее передней стенки.
Бронхи - правый и левый отходят от трахеи в месте ее бифуркации почти под прямым углом и направляются к воротам соответствующего легкого. Правый бронх несколько шире и короче левого в связи с тем, что правое легкое больше объемом от левго. Он проходит более вертикально и является как бы продолжением трахеи. Именно поэтому инородные тела чаще из трахеи попадают раз в правый бронх. В то же время левый бронх почти вдвое длиннее правого, так вентиляция левого легкого несколько хуже, что способствует более частому возникновению воспалительных процессов. Хрящевых колец в правом бронха 6-8, в левом 9-12 и в отличие от трахеи они являются сплошными.
Через правый бронх дугообразно перебрасывается непарная вена, которая впадает в верхнюю полую вену, которая проходит рядом. Это имеет значение для диагностики опухолей корня правого легкого, которые могут вызвать развитие "синдрома верхней полой вены". Через левый бронх перегибается дуга аорты. Между ним и дугой аорты проходит левый возвратный гортанный нерв, что имеет значение для диагностики опухолей корня левого легкого - возникает нарушение фонации.
Легкие - парные органы, расположенные в правой и левой половине грудной полости в правом и левом серозных мешках плевры.
Каждое легкое имеет форму разделенного пополам конуса с закругленной и повернутой вверх вершиной, направленной вниз основой и вогнутой медиальной поверхностью. В легкого различают верхушку и основание.
Верхушка легкого у взрослого человека выступает из грудной полости в нижнюю латеральную область шеи до уровня прикрепления I-го ребра до позвоночного столба, то есть до уровня остистого отростка VII шейного позвонка (на 4-5см выше яремной вырезки грудины и на 2-3 см выше от ключицы). У новорожденных и детей первого года жизни верхушка легких не выступает за пределы грудной клетки. Это происходит только на 2-м году жизни связано с опущением передних концов ребер в результате прямохождения, что следует учитывать в детской клинике.
К верхушке легких примыкает подключичная артерия результате чего на верхушке образуется борозда. Такую же борозду оставляет первое ребро.
Основание легких касаясь диафрагмы и имеет вогнутую поверхность по форме купола диафрагмы. Дело выпуклой несколько больше за счет расположения под диафрагмой печени, слева выпуклость меньше. Нижний острый край легких проникает в углубление между ПРИСТЕНОЧНОЙ (реберной) и дафрагмальной плеврой, которое называется реберно-диафрагмального синуса. При вдохе и выдохе нижний край легкого то входит в реберно-диафрагмальный синус, то выходит из него. Амплитуда такого смещения или экскурсии легких достигает 7-8 см.
Острым передним краем, обернутым кпереди и медиально к грудине, реберная поверхность переходит в возвращенную к позвоночного столба и средостения медиальную поверхность легкого, разделяется на позвоночную и средостения части. Передний край легкого, как и нижний, острый и углубляется в реберно-медиастинальной синус.
Медиальная поверхность правой и левой легкие отличаются по форме в результате асимметричного положения сердца и смещения его в левую сторону. Поэтому сердце будто оттесняет передней край левого легкого от передней грудной стенки и на нем возникает характерная сердечная вырезка.
На медиальной поверхности легких расположены их ворота. Ворота легких - это углубление, которое не покрыто плеврой и через которое проходит корень легких в который входят: главный бронх, легочная артерия и деве вены, бронхиальные артерии и вены, лимфатические узлы, вегетативные нервные волокна и клетчатка, окруженных медиастинальной плеврой. Компоненты корня легких справа и слева находятся не в одинаковых топографических взаимоотношениях. Дело бронх проходит над легочной артерией, слева - под ней. Вены как справа, так и слева расположены спереди и ниже главного бронха и легочной артерии. Таким образом аббревиатура элементов корня сверху вниз справа - БАВ, слева - АБВ.
Ниже ворот легкого на его медиадльной поверхности видно двойную складочку плевры, которая переходит из этого органа на средостение как своеобразная брыжейка легкого или легочная (Морозовская) связи, что имеет значение в торакальной хирургии.
Полость плевры, то есть пространство между ее париетальным листком, покрывающая изнутри грудную стенку и висцеральним, покрывающим легкое, в норме не содержит воздуха. В ней есть лишь незначительное количество серозной жидкости. Вследствие этого давление в плевральной полости отрицательный. Давлением атмосферного воздуха, которое свободно проникает в бронхи и дыхательные камеры легких, их эластичная ткань растягивается и поверхность прижимается к париетальному листу, заполняя пространство грудной полости.
Ткань легкого у взрослого человека мягкая, губчатая, упругая и эластичная. Плотность ткани легкого достаточно выражено изменяется при рождении. В мертворожденной доношенного ребенка, который еще не дышала плотность легкого 1,06, т.е. больше чем у воды. Если такое легкое погрузить в воду, то оно утонет. В то время плотность легкого, дышала в три раза меньше плотности воды (0,342 у взрослого и 0,49 у новорожденного). Погруженое в воду легкое новорожденного, который дышал - не тонет. На этом основывается легочная проба при судебно-медицинской экспертизе.
Интересные и данные, относящиеся к величине и размеров легкие. Средняя масса легких у мужчин - 1350 г, у женщин - 1050 г, отношение массы легких к массе тела у мужчин 1: 37, у женщин 1: 43. Правое легкое весит больше, чем левое. Так, у мужчин, масса правого легкого в среднем 720 г, левой - 630 г, у женщин соответственно 510 и 450 г. Отношение массы правого легкого к массе левой у мужчин
: 7, у женщин 17: 15.
Для характеристики развития легких важное значение имеет количество воздуха, которое человек выделяет при максимальном выдохе после возможного глубокого вдоха. Это количество - так называемая жизненная емкость легких - определяется спирометрическим методом и в среднем у взрослого человека составляет 3700 см куб. Из них на долю воздуха при спокойном поверхностном дыхании приходится 400-500 см куб. (Дыхательное воздуха). При форсированном вдохе в легкие поступает еще 1600 см куб. дополнительного воздуха. При форсированном выдохе из легких выводится еще 1600 см куб. резервного воздуха. Однако даже после самого глубокого выдоха в легких остается около 100 см куб. воздуха (остаточного воздуха).
При простой внешнем строении легкое имеет достаточно сложное внутреннее строение: система бронхов, сложно ветвятся внутри легкого, заканчивается системой воздушных пузырьков, или альвеол, где происходит обмен газов между воздухом и кровью, которая течет в кровеносных капиллярах, окружающих альвеолы.
В связи со сложной строением легкие человека при сравнительно небольшом объеме и массе включают в себя около 500 млн. альвеол имеющих общую дыхательную поверхность у 120-130 м квадратных, соответствующую той высокой потребности тканей организма человека в кислороде, которая определяется ее активным взаимоотношением со средой.
В легких и их внутреннем строении наблюдаются определенные возрастные изменения. Так у новорожденного существуют все ветвления бронхиального дерева: терминальные бронхиолы, респираторные бронхиолы, альвеолярные ходы и преддверия. Существуют и альвеолярные мешочки, но они очень слабо развиты, мелкие и на их стенке имеется небольшое количество простых альвеол с диаметром в 0,05 мм. Дыхательные пути уже дифференцированы, но развитие собственно дыхательной паренхимы легких, т.е. ацинусов, происходит главным образом после рождения, когда действует дыхательная функция: не только дифференцируются структурные элементы стенок бронхов, особенно мелких, но и растут альвеолярные мешочки, увеличивается количество альвеол.
Cтроение ацинуса окончательно формируется на 7-9 году жизни и даже после этого продолжается его рост и развитие. После 40-50 лет форма альвеолярных мешочков меняется, они будто раздуваются и сливаются друг с другом, их становится меньше, так что ацинусы как бы сплющиваются, а их дыхательная поверхность уменьшается. Происходит также инволюция гладкой мускулатуры и особенно эластичной стромы легких.
Таким образом, дыхательная паренхима легких формируется и дифференцируется преимущественно после рождения в процессе дыхательной функции. Инволюция - обратные изменения паренхимы легких в старости - сопряжена с ослаблением дыхательной функции в этом возрасте.
В правом легком различают верхнюю среднюю и нижнюю доли. Левое легкое состоит только из двух долей. Доли отделяются друг от друга междолевыми щелями, которые представляют собой погружение висцеральной плевры в ткань легких по направлению к корню к которому они не доходят лишь на 1 - 2 см. В первую очередь это коса щель отделяющей верхнюю часть как левого, так и правоого легкого, направляясь сверху и сзади вниз и кпереди. В проекции на поверхность тела эта щель проходит от уровня остистого отростка ІІІ грудного позвонка до начала хрящевой части V и ребра. В правом легком от внешней части косой междолевой щели на уровне IV ребра почти поперечно идет горизонтальная щель, которая отделяет среднюю долю от верхней.
Для того, чтобы полнее изучить строение легкого, различают не только доли, разграниченные междолевыми щелями, но и учитывают ветвления бронхов и сосудов. Исследованиями Линберг (1933), Нельсона (1934) было доказано, что в обоих легких можно выделить по четыре внепаренхиматозно размещенных бронхи. Поэтому помимо частиц было предложено выделять в каждой легкие зоны: верхнюю, переднюю, заднюю и нижнюю, соответствующие зонам вентиляции бронхов 2-го порядка (зональных). Это подтверждается данными онтогенеза по развитию бронхиального дерева и исследования органа в постэмбриональном периоде и определяется потребностями современной клинической медицины.
Пользуясь схемой Линберг и Нельсона В.П. Бодулина спроектировала зоны легких на грудную стенку. Проекция такого разделения соответствует линиям, одна из которых проходит от остистого отростка ИИИ позвонка до хряща VI ребра, а вторая от IV ребра около грудины до остистого отростка VI позвонка.
Развитие легочной хирургии и совершенствования топической диагностики в пульмонологии послужили толчком к детальному изучению внитриорганного строения сосудов и бронхов легких. Выявление закономерностей разделения бронхиального дерева легло в основу сегментарного деления легких. Под сегментом понимают участок легочной ткани, вентилируется бронхом ИИИ порядке (сегментарный бронх) и отделена от соседних образований соединительной тканью. Форма сегмента напоминает конус или пирамиду с основанием, направленную к периферии легкого, а верхушкой - к корню. На верхушке сегмента проходит ножка, состоящая из сегментарного бронха, сегментарной артерии и вены.
Чаще наблюдается десятисегментарное строение каждого легкого:
в верхней части выделяют три сегмента (верхушечный, передний и задний);
в средней доле правого легкого выделяют два сегмента (латеральный, медиальный), в язычковых части левого легкого - 2 (верхний язычковый и нижний язычковый)
нижняя часть содержит пять сегментов (верхушечный, базальный медиальный, базальный передний, базальный латеральный, базальный задний).
Количество сегментов может индивидуально варьировать от 10 до 13.
Сегменты делятся на субсегменты (бронхи IV-V порядков). После этого идут дольки, которые также разделены между собой соединительнотканными перегородками. Дольки имеют форму многогранных усеченных пирамид, основания которых также возвращены к поверхности легкого, усеченная верхушка - к корню. Высота легочных долек от 21 до 27 мм, ширина основания от 9 до21 мм. Таких частиц насчитывается до 800. Каждая долька вентилируется бронхиолой, или дольчатым бронхом диаметр которого составляет 0,5-1 мм и в стенке которого уже нет хряща, но имеет хорошо выраженный гладкомышечных слой, что делает их пригодными к сокращению. Дольчатые бронхи делится на терминальные бронхиолы, а последние - на дыхательные I, II и III порядка. Дыхательные бронхиолы III-го порядка переходят в альвеолярные ходы на стенках которых формируются альвеолы. Каждый альвеолярный ход имеет три преддверия, которые уже непосредственно открываются в альвеолы.
Каждый альвеолярный ход вместе с его преддверия и альвеолами образуют так называемый ацинус, который является структурно-функциональной единицей легкого. Ацинус в переводе с латинского означает "ягодка" потому, что он по внешнему виду напоминает ягоду малины.
Альвеолы изнутри выстланы дыхательным эпителием. Вокруг альвеол находится густая сеть кровеносных капилляров, относящихся к системе легочной артерии. Именно этот контакт стенки альвеолы и капиллярной сетки обеспечивает функцию газообмена легких.
Малое или легочный круг кровообращения начинается в правом желудочке сердца, откуда выходит легочный ствол. При каждой систоле сердца в него выталкивается венозная кровь. Легочный ствол, выйдя из правого желудочка, направляется вверх и влево, спирально огибая спереди и слева восходящую аорту. Под дугой аорты он делится на короткую левую и длиннее правой легочной артерии, идущие к воротам правой и левого легкого. В легких артерия ветвится вместе с бронхами спирально огибая их. Градация порядков легочной артерии такая же как и бронхов.
Капиллярная сетка, оплетает альвеолы, на пути от последних артериальных разветвлений до первых истоков легочных вен состоит примерно из 25 петель. Мелкие легочные вены, вытекающие из капилляров, сначала проходят в перегородках ацинусов, а затем в междолькових перегородках. То есть в отличие от артерий вены не идут рядом с бронхами до уровня доли и лишь частичные вены приближаются к частичной артерии и бронха. С каждой легкие кровь поступает по венам в левое предсердие где и заканчивается малый круг кровообращения.
Кроме кровеносных сосудов, относящихся к малого круга кровообращения, в легких являются сосуды и большого круга кровообращения. От аорты или ее межреберных ветвей отходят бронхиальные артерии, которые идут в ворота легких. Они питают стенки бронхов, висцеральную плевру и строму легких и доходят лишь до респираторных бронхиол. Венозная кровь оттекает в бронхиальные вены, которые впадают или в легочные вены, или нечетные и полунепарную вены большого круга кровообращения.
В легких имеется разветвленная лимфатическая система. В плевре является поверхностная сетка лимфатических капилляров, а в стенках альвеол и бронхов - глубокие лимфатические капилляры. Лимфатические сосуды идут к воротам легких, где есть крупные лимфатические узлы, имеющие важное значение в физиологии и патологии легких.
По иннервации, то к воротам легких подходят веточки правого и левого блуждающих нервов и ряд ветвей от верхних узлов шейного и грудного отделов симпатического ствола. Есть легкие получают симпатическую и парасимпатическую иннервацию, ветви которых сложно переплетаясь образуют переднее и заднее легочные сплетения. В ткани легких нервные волокна распространяются вместе с сосудами и бронхами.
Нервы легких имеют: 1) чувствительные волокна, которые начинаются чувствительными рецепторными аппаратами (реагируют преимущественно на растяжение и сжатие);
) волокна, проводящие центростремительные нервные импульсы к кровеносных сосудов, гладкой мускулатуры и желез легких, 3) волокна трофической иннервации.
Между париетальной плеврой, что выстилают изнутри стенки грудной полости в которой размещены легкие, и висцеральной плеврой, покрывающей непосредственно ткань легких, является щелевидное пространство - плевральная полость, заполненная небольшим количеством серозной жидкости, которая уменьшает трение и увеличивает контакт мел указанным листками плевры.