Загальна анатомія дихальної системи.

Лекція 3.

 

Дихальна функція має велике значення у житті організму. Вона піддається безперервним змінам у залежності від умов зовнішнього середовища і роботи, що виконується організмом. Тому природньо, що анатомії дихальної системи слід приділити велику увагу і у першу чергу тому центральному органу дихальної системи як легеня в якому відбуваються процеси обміну кисню і вуглекислого газу між повітрям і кров’ю.

Що торкається ембріогенезу, то у всіх наземних хребетних тварин і людини стінка глоткової кишки, що розвивається із ентодерми, утворює спочатку непарну кишеню, яка пізніше ділиться на правий    і лівий вирости. Це і є закладка органів дихання: гортані, трахеї, бронхів та легень. Саме  спільним виникненням із ентодерми травної і дихальної систем пояснюється наявність перехресту травних і дихальних шляхів у людини в глотці. Закладка дихальної системи у зародка людини відбувається на 3-му тижні. Шляхом брунькування і виникнення нових відгалужень, будова ленів ускладнюється. Між епітеліальними виростами проникає мезенхіма, за рахунок якої формується сполучнотканинна сонова легені, гладка мускулатура і кровоносна система цього органа.

Для здійснення дихального акту потрібне пристосування, яке би забезпечило течію струменря чистого повітря на дихальну поверхню, тобто його циркуляцію. У зв’язку із цим крім легень ще є дихальні шляхи, а саме: носова порожнина і глотка (верхні дихальні шляхи), потім гортань, дихальне горло (трахея) і бронхи (нижні дихальні шляхи). Особливістю цих шляхів є будова їх стінок із неподатливих тканин (кісткової і хрящової), завдяки чому стінки не спадаються і повітря, не дивлячись на різку зміну тиску з позитивного на від’ємний, вільно циркулює в обидва боки при вдиху і видиху.

Повітря що вдихається для контакту із делікатною тканиною легенів повинне бути очищене від пилу, зігріте і зволожене. Це досягається у носовій порожнині. Носова порожнина розділена носовою перегородкою на дві симетричні половини, які спереду через ніздрі з’єднані з атмосферним повітрям, а ззаду через хоани з глоткою. Стінки порожнини разом з перегородкою і раковинами вистелені слизовою оболонкою, яка у ділянці ніздрів зливається із шкірою, а ззаду переходить у слизову глотки.

Слизова оболонка носа містить ряд пристосувань для обробки повітря, що вдихається. По-пеше, вона покрита миготливим епітелієм, війки якого утворюють суцільний килим, на якому осідає пил. Завдяки миготінню війок по напрямку до ніздрів пил, що осів виганяється назовні. По-друге, слизова оболонка містить слизові залози, секрет яких обволікає пил і сприяє його вигнанню. По-третє, підслизова тканина містить багато венозних судин, які на нижній раковині і на нижньому краї середньої раковини утворюють густі сплетення, що схожі на печеристі тіла, які можуть набухати за різних умов, а їх пошкодження є причиною носових кровотеч. Значення ці утворів полягає у тому, щоб зігрівати струмінь повітря, який проходить через ніс.

Описані пристосування слизової оболонки служать для механічної обробки повітря і розміщені на рівні середніх і нижніх носових раковин та носових ходів. Тому ця частина носової порожнини називається дихальною. У верхній частині носової порожнини, на рівні верхньої раковини, є пристосування для контролю за повітрям, що вдихується у вигляді органа нюху, тому верхню частину порожнини носа називають нюховою. Тут закладені периферичні закінчення нюхового нерва – нюхові клітини, які складають рецептор нюхового аналізатора. У випадках, коли ніздрі руйнуються якимись патологічним процесом і повітряний струмінь при диханні прямує через нижній носовий хід, тобто не контактує із нюховою частиною, то така людина не розрізняє запахів.

Додатковим пристосуванням для вентиляції повітря служать додаткові порожнини носа, які також вистелені слизовою оболонкою, що є безпосереднім продовженням слизової носа. Це:

1) гайморова або верхньощелепна порожнина, відкривається у середній носовий хід під середньою раковиною; широкий кістковий отвір гайморової порожнини закритий складкою слизової в якій залишається лише невелика щілина;

2) лобна пазуха також відкривається у середній носовий хід допереду від отвору гайморової пазухи;

3) комірки решітчастої кістки також відкриваються у середній носовий хід допереду від отвору гайморової пазухи;

4) клиновидна пазуха – відкривається дозаду від верхньої раковини.

Наявність носових раковин і додаткових порожнин збільшує поверхню слизової оболонки, дотик до якої сприяє кращій обробці повітря, що вдихається.

Із носової порожнини повітря що вдихується попадає у носову частину глотки – носоглотку, далі у її ротову частину і після цього в гортань. Дихання можливе і через рот, але відсутність у ротовій порожнині описаних пристосувань для контролю і обробки повітря обумовлює у осіб, що дихають через рот, часті захворювання. Деякі тварини, наприклад кролики, якщо їх заставити дихати ротом, заткнувши ніздрі, гинуть від інфекції. Тому необхідно слідкувати за тим, щоб дихання здійснювалося через ніс.

Гортань розташована на рівні IV, V і VI шийних хребців, у дорослих внаслідок загального вісцероптозу вона опускається дещо нижче. Вона розміщена нижче від під’язикової кістки у передньому відділ шиї, утворюючи тут чітко помітне через зовнішні покриви підвищення. Позду від неї лежить глотка, з якою гортань з’єднується безпосередньо за допомогою отвору, який називається входом у гортань. По боках від гортані проходять крупні кровоносні судини шиї, а спереду гортань прикрита м’язами інфрагіоїдної групи, шийною фасцією і верхніми відділами бокових часток щитоподібної залози. Внизу гортань переходить у трахею, або дихальне горло.

Будучи своєрідним музикальним інструментом, гортань разом з тим, побудована за принципом апарату руху, тому у ній можна розрізнити скелет у вигляді хрящів (3 парних і 3 непарних), з’єднання його у вигляді зв’язок та суглобів і м’язи, які рухають хрящами, у результаті чого змінюється ступінь натягу голосових зв’язок і величина голосової щілини.

На фронтальному розрізі гортань має форму пісочного годинника. Зверху вона нагадує лійку, яка звужується у напрямку до справжніх голосових зв’язок, після них знову йде розширення.

У порожнині гортані розрізняють три відділи: 1) верхній (присінок), розміщений від надгортанника до несправжніх голосових зв’язок; 2) середній – міжзв’язковий простір – розміщений між несправжніми і справжніми голосовими зв’язками; 3) нижній – називається підзв’язковим простором. Початкова частина верхнього відділу називається входом у гортань. Його обмежують: спереду – надгортанник, ззаду – верхівки черпакуватих хрящів, з боків складками слизової – plicae aryepiglotticae. На бокових ьстінках гортані між несправжнімиі справжніми голосовими зв’язками є щілини, які називаються шлуночками гортані (Морганієві), порожнина яких поширюється доверху і закінчується сліпим мішечком.

Гортань володіє значною рухливістю і приймає різне положення в залежності від рухів голови, від функціонального стану суміжних органів (наприклад глотки), від положення язика. Так при різко запрокинутій дозаду голові і відкритому роті гортань опускається, неадгортанник розміщується горизонтально і закриває вхід у гортань. При висунутому язику гортань піднімається, надгортанник приймає положення, яке близьке до горизонтального, вхід у гортань відкривається.

Викладені факти, вперше точно встановлені М.І. Пироговим, мають велике значення при проведенні інтратрахеального наркозу, бронхографії, проведенні штучного дихання „рот в рот” та інших міроприємствах.

Дихальне горло, трахея є продовженням гортані і починається на рівні нижнього краю VI шийного хребця і закінчується на рівні верхнього краю V грудного хребця, де ділиться на два бронхи – правий і лівий. Місце поділу трахеї називається біфуркацією, тобто роздвоєнням. Довжина трахеї коливається від 9 до 11 см, поперечний розмір складає в середньому 15-18 мм; шийний відділ охоплений  зверху щитоподібною залозою, перешийок якої розміщений спереду від другого до четвертого кільця, бокові ж частки спускаються до п’ятого чи шостого кільця, ззаді трахея прилягає до стравоходу, а по боках від неї розміщені загальні сонні артерії. Крім перешийка щитоподібної залози, спереду трахею прикривають також грудинно-під’язиковий і грудиннощитоподібний м’язи за винятком серединної лінії де внутрішні краї цих м’язів розходяться. Між м’язами і трахеєю є передтрахеальний (передорганний) клітковинний простір в якому розміщені артерії і вени щитоподібної залози. Грудний відділ трахеї прикритий спереду рукояткою грудини, залишками тимуса і судинами – лівою плечеголовою веною, початком плечеголового стовбура і лівою сонною артерією, а також дугою аорти.

Стінка трахеї складається з 16-20 неповних хрящових кілець, з’єднаних фіброзними зв’язками. Кожне хрящове непівкільце простягається лише на дві третини окружності (хрящова частина), задня третина закрита сполучнотканинною мембраною (мембранозна частина), яка містить гладком’язові волокна, що йдуть переважно у поперечному напрямку між кінцями хрящових напівкілець. Це пов’язано із розміщенням біля задньої стінки трахеї стравоходу і сприяє проходженню по ньому їжі. Буває вроджена патологія, яка називається експіраторний стеноз і при якій хрящова частина складає не дві третини, а не більше половини окружності трахеї в результаті чого мембранозна частина при акті дихання може балотувати і закривати просвіт трахеї, наближаючись до її передньої стінки.

Бронхи – правий і лівий відходять від трахеї у місці її біфуркації майже під прямим кутом і прямують до воріт відповідної легені. Правий бронх дещо ширший і коротший від лівого у зв’язку з тим, що права легеня більша за об’ємом від лівої. Він проходить більш вертикально і є ніби продовженням трахеї. Саме тому інородні тіла найчастіше із трахеї попадають якраз у правий бронх. У той же час лівий бронх майже удвічі довший від правого, тому ветиляція лівої легені дещо гірша, що сприяє більш частому виникненню запальних процесів. Хрящових кілець у правому бронху 6-8, у лівому 9-12 і на відміну від трахеї вони є суцільними.

Через правий бронх дугоподібно перекидається непарна вена, що впадає у верхню порожнисту вену, що проходить поряд. Це має значення для діагностики пухлин кореня правої легені, які можуть викликати розвиток „синдрому верхньої порожнистої вени”. Через лівий бронх перегинається дуга аорти. Між ним і дугою аорти проходить лівий поворотний гортанний нерв, що має значення для діагностики пухлин кореня лівої легені – виникає порушення фонації.

Легені – парні органи, які розташовані у правій і лівій половині грудної порожнини у правому та лівому серозних мішках плеври.

Кожна легеня має форму розділеного пополам конуса із заокругленою і повернутою догори вершиною, спрямованою вниз основою і ввігнутою медіальною поверхнею. В легені розрізняють верхівку і основу.

Верхівка легені у дорослої людини виступає з грудної порожнини в нижню латеральну ділянку шиї до рівня прикріплення І-го ребра до хребетного стовпа, тобто до рівня остистого відростка VII шийного хребця (на 4-5см вище від яремної вирізки грудини і на 2-3 см вище від ключиці). У новонароджених і дітей першого року життя верхівка легенів не виступає за межі грудної клітки. Це стається лише на 2-му році життя і пов’язане із опущенням передніх кінців ребер в результаті прямоходіння, що слід враховувати у дитячій клініці.

До верхівки легенів дотикається підключична артерія внаслідок чого на верхівці утворюється борозна. Таку ж борозну залишає перше ребро.

Основа легенів дотикається до діафрагми і має ввігнуту поверхню відповідно до форми купола діафрагми. Справа випукліть дещо більша за рахунок розташування під діафрагмою печінки, зліва випуклість менша. Нижній гострий край легенів проникає в заглиблення між пристінковою (реберною) і дафрагмальною плеврою, яке називається реберно-діафрагмальним синусом. При вдиху і видиху нижній край легені то входить у реберно-діафрагмальний синус, то виходить із нього. Амплітуда такого зміщення або екскурсії легенів сягає 7-8 см.

Гострим переднім краєм, обернутим допереду і медіально до груднини, реберна поверхня переходить в повернуту до хребетного стовпа і середостіння медіальну поверхню легені, яка розділяється на хребтову і середостінну частини. Передній край легені, як і нижній, гострий і заглиблюється у реберно-медіастінальний синус.

Медіальна поверхня правої і лівої легені відрізняються за формою внаслідок асиметричного положення серця і зміщення його у ліву сторону. Тому серце ніби відтісняє передній крвай лівої легені від передньої грудної стінки і на ньому виникає характерна серцева вирізка.

На медіальній поверхні легенів розташовані їх ворота. Ворота легенів – це заглиблення, яке не покрите плеврою і через яке проходить корінь легенів до якого входять: головний бронх, легенева артерія та діві вени, бронхіальні артерії та вени, лімфатичні вузли, вегетативні нервові волокна і клітковина, що оточені медіастінальною плеврою. Компоненти кореня легенів справа і зліва перебувають не у однакових топографічних взаємовідносинах. Справа бронх проходить над легеневою артерією, зліва – під нею. Вени як справа, так і зліва розташовані спереду і нижче від головного бронха і легеневої артерії. Таким чином абревіатура елементів кореня зверху вниз справа – БАВ, зліва – АБВ.

Нижче від воріт легені на її медіадльній поверхні видно подвійну складочку плеври, яка переходить з цього органа на середостіння як своєрідна брижа легені або легенева (Морозовська) зв’язка, що має значення у торакальній хірургії.

Порожнина плеври, тобто простір між її парієтальним листком, що покриває зсередини грудну стінку і вісеральним, що покриває легеню, в нормі не містить повітря. У ній є лише незначна кількість серозної рідини. Внаслідок цього тиск у плевральній порожнині від’ємний. Тиском атмосферного повітря, яке вільно проникає у бронхи і дихальні камери легенів, їх еластична тканина розтягується і поверхня притискається до парієтального листка, заповнюючи простір грудної порожнини.

Тканина легені у дорослої людини м’яка, губчаста, пружна і еластична. Щільність тканини легені досить виражено змінюється при народженні. У мертвонародженої доношеної дитини, яка ще не дихала густина легені 1,06, тобто більша ніж у води. Якщо таку легеню занурити у воду, то вона потоне. В той час густина легені, що дихала у три рази менша за густину води (0,342 у дорослого і 0,49 у новонародженого). Занурена у воду легеня новонародженого, що дихав – не тоне. На цьому ґрунтується легенева проба при судово-медичній експертизі.

Цікаві і деякі дані, які відносяться до величини і розмірів легені. Середня маса легенів у чоловіків – 1350 г, у жінок – 1050 г; відношення маси легенів до маси тіла у мужчин 1 : 37, у жінок 1 : 43. Права легеня важить більше, ніж ліва. Так, у чоловіків, маса правої легені в середньому 720 г, лівої – 630 г, у жінок відповідно 510 і 450 г. Відношення маси правої легені до маси лівої у мужчин
8 : 7, у жінок 17 : 15.

Для характеристики розвитку легенів важливе значення має та кількість повітря, яку людина виділяє при максимальному видиху після можливого глибокого вдиху. Ця кількість – так звана життєва ємність легенів – визначається спірометричним методом і в середньому у дорослої людини складає 3700 см куб. З них на долю повітря при спокійному поверхневому диханні припадає 400-500 см куб. (дихальне повітря). При форсованому вдиху в легені поступає ще 1600 см куб. додаткового повітря. При форсованому видиху із легенів виводиться ще 1600 см куб. резервного повітря. Однак навіть після самого глибокого видиху у легенях залишається біля 100 см куб. повітря (остаточне повітря).

При простій зовнішній будові легеня має досить складну внутрішню будову: система бронхів, що складно галузяться всередині легені, закінчується системою повітряних міхурців, або альвеол, де відбувається обмін газів між повітрям і кров’ю, яка тече у кровоносних капілярах, що оточують альвеолу.

У зв’язку із складною будовою легені людини при порівняно невеликому об’ємі і масі включають у себе біля 500 млн. альвеол які мають  загальну дихальну поверхню біля 120-130 м квадратних, що відповідає тій високій потребі тканин організму людини у кисні, яка визначається її активним взаємовідношенням із оточуючим середовищем.

У легенях і їх внутрішній будові спостерігаються певні вікові зміни. Так у новонародженого існують всі галуження бронхіального дерева: термінальні бронхіоли, респіраторні бронхіоли, альвеолярні ходи і присінки. Існують і альвеолярні мішечки, але вони дуже слабко розвинені, дрібні і на їх стінці наявна невелика кількість простих альвеол з діаметром в 0,05 мм. Дихальні шляхи вже диференційовані, але розвиток власне дихальної паренхіми легенів, тобто ацинусів, відбувається головним чином після народження, коли діє дихальна функція: не тільки диференціюються структурні елементи стінок бронхів, особливо дрібних, але й ростуть альвеолярні мішечки, збільшується кількість альвеол. Будова ацинуса остаточно формується лише на 7-9 році життя і навіть після цього продовжується його ріст та розвиток. Після 40-50 років форма альвеолярних мішечків міняється, волни ніби роздуваються і зливаються один з одним, їх стає менше, так що ацинуси ніби сплющуються, а їх дихальна поверхня зменшується. Відбувається також інволюція гладкої мускулатури і особливо еластичної строми легенів.

Таким чином, дихальна паренхіма легенів формується і диференціюється переважно після народження у процесі дихальної функції. Інволюція – зворотні зміни паренхіми легенів у старості – пов’зана з ослабленням дихальної функції у цьому віці.

 

У правій легені розрізняють верхню середню і нижню частки. Ліва легеня складається лише із двох часток. Частки відділяються одна від одної міжчастковими щілинами, що являють собою занурення вісцеральної плеври у тканину легенів у напрямку до кореня до якого вони не доходять лише на 1 – 2 см. В першу чергу це є коса щілина що відділяє верхню частку як лівої, так і правої легені, прямуючи зверху і ззаду вниз і допереду. У проекції на поверхню тіла ця щілина проходить від рівня остистого відростка ІІІ грудного хребця до початку хрящової частини VІ ребра. У правій легені від зовнішньої частини косої міжчасткової щілини на рівні IV ребра майже поперечно іде горизонтальна щілина, яка відділяє середню частку від верхньої.

Для того, щоб повніше вивчити будову легені, розрізняють не тільки частки, що розмежовані міжчастковими щілинами, але й враховують галуження бронхів та судин. Дослідженнями Лінберга (1933), Нельсона (1934) було доведено, що в обох легенях можна виділити по чотири позапаренхіматозно розміщених бронхи. Тому крім часток було запропоновано виділяти у кожній легені зони: верхню, передню, задню і нижню, що відповідають зонам вентиляції бронхів 2-го порядку (зональних). Це підтверджується даними онтогенезу щодо розвитку бронхіального дерева і дослідження органа у постембріональному періоді та визначається потребами сучасної клінічної медицини.

Користуючись схемою Лінберга і Нельсона В.П. Бодуліна спроектувала зони легенів на грудну стінку. Проекція такого поділу відповідає лініям, одна з яких проходить від остистого відростка ІІІ хребця до хряща VI ребра, а друга від IV ребра біля грудини до остистого відростка VI  хребця.

Розвиток легеневої хірургії і вдосконалення топічної діагностики в пульмонології послужили поштовхом до детального вивчення внітрішньорганної будови судин і бронхів легенів. Виявлення закономірностей поділу бронхіального дерева лягло в основу сегментарного поділу легенів. Під сегментом розуміють ділянку легеневої тканини, яка вентилюється бронхом ІІІ порядку (сегментарний бронх) і відділена від сусідніх утворень сполучною тканиною. Форма сегмента нагадує конус чи піраміду з основою, спрямовану до периферії легені, а верхівкою – до кореня. На верхівці сегмента проходить ніжка, що складається з сегментарного бронха, сегментарної артерії та вени.

Найчастіше спостерігається десятисегментарна будова кожної легені:

в верхній частці виділяють три сегменти (верхівковий, передній і задній);

в середній частці правої легені виділяють два сегменти (латеральний, медіальний), в язичковій частині лівої легені – 2 (верхній язичковий та нижній язичковий);

нижня частка містить п’ять сегментів (верхівковий, базальний медіальний, базальний передній, базальний латеральний, базальний задній).

Кількість сегментів може індивідуально варіювати від 10 до 13.

Сегменти поділяються на субсегменти (бронхи IV- V порядків). Після цього йдуть часточки, які також розділені між собою сполучнотканинними перегородками. Часточки мають форму багатогранних зсічених пірамід, основи яких також повернуті до поверхні легені, зсічена верхівка – до кореня. Висота легеневих часточок від 21 до 27 мм, ширина основи від 9 до21 мм. Таких часточок нараховується до 800. Кожна часточка вентилюється бронхіолою, або часточковим бронхом діаметр якого становить 0,5-1 мм і стінка якого вже не має хряща, але має добре виражений гладком’язовий шар, що робить їх придатними до скорочення. Часточковий бронх ділиться на термінальні бронхіоли, а останні – на дихальні І, ІІ і ІІІ порядку. Дихальні бронхіоли ІІІ-го порядку переходять в альвеолярні ходи на стінках яких формуються альвеоли. Кожен альвеолярний хід має три присінки, які вже безпосередньо відкриваються в альвеоли.

Кожен альвеолярний хід разом з його присінками і альвеолами утворюють так званий ацинус, який є структурно-функціональною одиницею легені. Ацинус у перекладі з латинської означає „ягідка” тому, що він за зовнішнім виглядом нагадує ягоду малини.

Альвеоли зсередини вистелені дихальним епітелієм. Довкола альвеол розміщена густа сітка кровоносних капілярів, що належать до системи легеневої артерії. Саме цей контакт стінки альвеоли і капілярної сітки забезпечує функцію газообміну легенів.

Мале або легеневе коло кровообігу розпочинається у правому шлуночку серця, звідки виходить легеневий стовбур. При кожній систолі сеця в нього виштовхується венозна кров. Легеневий стовбур, вийшовши із правого шлуночка, прямує вверх і вліво, спірально огинаючи спереду і зліва висхідну аорту. Під дугою аорти він ділиться на коротшу ліву і довшу праву легеневу артерії, що йдуть до воріт правої і лівої легені. У легенях артерія галузиться разом із бронхами спірально огинаючи їх. Тобто градація порядків легеневої артерії така ж як і бронхів.

Капілярна сітка, що оплітає альвеоли, на шляху від останніх артеріальних розгалужень до перших витоків легеневих вен складається приблизно із 25 петель. Дрібні легеневі вени, що витікають з капілярів, спочатку проходять у перегородках ацинусів, а потім у міждолькових перегородках. Тобто на відміну від артерій вени не йдуть поряд з бронхами аж до рівня частки і лише часткові вени наближаються до часткової артерії і бронха. Із кожної легені кров поступає по венах у ліве передсердя де і закінчується мале коло кровообігу.

Крім кровоносних судин, що належать до малого кола кровообігу, в легенях є судини і великого кола кровообігу. Від аорти або її міжреберних гілок відходять бронхіальні артерії, які ідуть у ворота легенів. Вони живлять стінки бронхів, вісцеральну плевру та строму легенів і доходять лише до респіраторних бронхіол. Венозна кров відтікає у бронхіальні вени, які впадають або у легеневі вени, або у непарні і напівнепарну вени великого кола кровообігу.

В легенях є розгалужена лімфатична система. У плеврі є поверхнева сітка лімфатичних капілярів, а в стінках альвеол і бронхів – глибокі лімфатичні капіляри. Лімфатичні судини йдуть до воріт легенів, де є крупні лімфатичні вузли, що мають важливе значення у фізіології та патології легенів.

Щодо іннервації, то до воріт легенів підходять гілочки правого і лівого блукаючих нервів та ряд гілок від верхніх вузлів шийного і грудного відділів симпатичного стовбура. Тобто легені отримують симпатичну і парасимпатичну іннервацію, гілки яких складно переплітаючись утворюють переднє і заднє легеневі сплетіння. У тканині легенів нервові волокна поширюються разом із судинами та бронхами.

Нерви легенів мають: 1) чутливі волокна, які розпочинаються чутливими рецепторними апаратами (реагують переважно на розтягування і стиснення);
2) волокна, що проводять доцентрові нервові імпульси до кровоносних судин, гладкої мускулатури і залоз легенів; 3) волокна трофічної іннервації.

Між парієтальною плеврою, що вистеляє зсередини стінки грудної порожнини в якій розміщені легені, і вісцеральною плеврою, що покриває безпосередньо тканину легенів, є щілевидний простір – плевральна порожнина, яка заповнена невеликою кількістю серозної рідини, що зменшує тертя і збільшує контакт мів вказаними листками плеври.