Тема 4.   СТРОЕНИЕ И ФУНКЦИИ ДЫХАТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ.

 

Дыхательная система (systema respiratorium), или дыхатель­ный аппарат (apparatus respiratorius), снабжает организм кисло­родом и выводит из него углекислый газ.

Эта система состоит из дыхательных путей и парных дыхательных органов — легких.

 Соответственно расположению дыхательные пути подразделяются на верхний и нижний отделы.

К верхним дыхательным путям относят полость носа, носовую и ротовую части глотки. К нижним  - гортань, трахею, бронхи (бронхиальное дерево). Дыхательные пути представляют собой трубки разной величины и формы, просвет которых сохраняется благодаря наличию в их стенках костного или хрящевого скеле­та.

Изнутри, со стороны просвета, стенки дыхательных путей выстланы слизистой оболочкой, которая покрыта мерцатель­ным эпителием. В слизистой оболочке много желез, выделяю­щих слизь, и кровеносных сосудов. Благодаря этому дыхатель­ные пути выполняют не только воздухопроводящую, но и за­щитную функцию. В них воздух очищается от посторонних час­тиц, увлажняется, согревается.

В легких происходит газообмен. Из альвеол легких путем диффузии в кровь легочных капилляров поступает кислород, а обратно — из крови в альвеолы выходит углекислый газ.

К дыхательной системе относится сложно устроенный орган — гортань, которая выполняет не только воздухопроводящую, но и голосообразующую функцию.

 Нос.

Область носа включает наружный нос и полость носа. Наружный нос   состоит из корня, спинки, верхушки и крыльев носа. Корень носа   находится в верхней части лица, отделяясь от лба выемкой — переносьем. Боковые отделы наружного носа по срединной линии соединяет спинка носа, заканчивающаяся спереди верхуш­кой. Нижняя часть боковых отделов образует крылья носа, ограничивающие ноздри — отверстия для прохождения воздуха. Ноздри по срединной линии разделены перепо­нчатой частью носовой перегородки. Корень носа, верхняя часть спинки наружного носа имеют костную основу, образо­ванную носовыми костями и лобными отростками верхней че­люсти. Средняя часть спинки и боковой отдел наружного носа в качестве основы имеют парный треугольной формы латера­льный хрящ носа, который по срединной линии соединяется с таким же хрящом противопо­ложной стороны. Книзу от латерального хряща распо­лагается большой хрящ крыла носа, который спереди и сбоку ограничивает ноздрю соответ­ствующей стороны. Малые хрящи крыльев в количестве 2—3 с каждой стороны располо­жены позади большого хряща крыла носа, между ним и краем грушевидного отверстия.  

К внутренней поверхности спинки носа примыкает хрящ перегородки носа. Он непарный, имеет неправильную четырехугольную форму. Сзади и сверху хрящ перегородки носа соединен с перпендикулярной пластинкой решетчатой кости, сзади и снизу — с сошником и передней носовой остью. Между нижним краем хряща перегородки носа и передним краем сошника расположен уз­кий сошниково-носовой хрящ (cartilage vomeronasalis).

Хрящи носа, покрытые надхрящницей, соединены между собой и с прилежащими структурами соединительной тканью.

Полость носа разделяется перегородкой носа на правую и левую половины. Спереди на лице полость носа открывается ноздрями, сзади через хоаны она сообщается с носоглоткой. В составе перегородки носа различают перепончатую, хрящевую и костную части. Перепончатая и хрящевая части подвижные. В каждой половине полости носа выделяют переднюю часть — преддверие и собственно полость носа, расположенную сзади. Преддверие полости носа вверху ограничено небольшим возвышением — порогом носа, образованным верхним краем большого хряща крыла носа. На боковых стенках полости носа имеются по три вдающихся в полость носа возвышения — носовые раковины. Под верхней, средней и нижней носовыми раковинами располагаются углубления: верхний, средний и нижний носовые ходы. Верхний носовой ход имеется лишь в задних отделах носовой полости. Между перегородкой носа и медиальной поверхностью носовых раковин с каждой стороны расположен общий носовой ход, имеющий вид узкой вертикальной щели, ориентированной в сагиттальной плоскости. В верхний носовой ход открываются клиновидная пазуха и передние ячейки решетчатой кости; в средний носовой ход— лобная пазуха, верхнечелюстная пазуха, а также передние и средние ячейки решетчатой кости. Средний носовой ход с помощью клинонебного отверстия сообщается с крыловидно-небной ямкой; нижний носовой ход—с глазницей (через носо-слезный проток).

Гортань.

 Гортань выполняет дыхательную и голосообразовательную функции, защищает нижние дыхательные пути от попадания в них чужеродных частиц. Гортань напоминает неправильной формы трубку, расширенную вверху и суженную внизу. Верхняя граница гортани находится на уровне нижнего края IV шейного позвонка; нижняя — у нижнего края VI шейного позвонка. Гортань располагается в передней области шеи.  Вверху гортань прикреплена к подъязычной кости, внизу — продолжается в трахею. Спереди гортань прикрыта фасциями и мышцами шеи. Спереди и с боков гортань охватывается правой и левой долями щитовидной железы. Позади гортани находится гортанная часть глотки. Тесная связь гортани с глоткой объясняется развитием дыхательной системы из вентральной стенки глоточной части первичной кишки и принадлежностью глотки одновременно к дыхательным и пищеварительным путям. На уровне ротоглотки происходит перекрест дыхательных и пищеварительных путей.

Отделы гортани. У гортани выделяют преддверие, межжелудочковый отдел и подголосовую полость.

Преддверие гортани находится между входом в гортань вверху и складками преддверия (ложными голосовыми складками) внизу. Между складками преддверия расположена щель преддверия. Передняя стенка преддверия (высотою 4 см) образована покрытым слизистой оболочкой надгортанником, сзади — черпаловидными хрящами. Высота этой задней стенки преддверия гортани состав­ляет 1,0—1,5 см. Боковые стенки преддверия образованы с каждой стороны черпалонадгортанной связкой.

Межжелудочковын отдел, самый короткий, находится между складками преддверия вверху и голосовыми складками внизу.

С каждой стороны имеется углубление —желудочек гортани. Правая и левая голосовые складки  ограничивают голосовую щель. Длина этой щели у мужчин составляет 20—24 мм, у женщин — 16—19 мм. Ширина голосовой щели при дыхании равна в среднем 5 мм, при голосообразовании возрастает. Большую переднюю часть голосовой щели называют межперепончатой частью.

Подголосовая полость — нижний отдел гортани, находится между голосовыми складками сверху и до входа в трахею внизу.

Трахея. 

Трахея — полый трубчатый орган, служащий для прохождения воздуха в легкие и из легких. Трахея у взрослого че­ловека начинается на уровне нижнего края VI шейного позвонка, где она соединяется с гортанью и заканчивается на уровне верхне­го края V грудного позвонка. Трахея располагается в передней области шеи (шейная часть трахеи) и в средостении грудной полости (грудная часть). Кпереди от шейной части трахеи (в верхних ее отделах) расположены нижняя часть (перешеек) щитовидной железы, предтрахеальная пластинка шейной фасции, грудиноподъязычная и грудинощитовидная мышцы. Сзади к трахее прилежит пищевод. По бокам располагается парный сосудисто-нервный пучок, в состав которого входят общая сонная артерия, внутренняя яремная вена и блуждающий нерв. В грудной полости кпереди от трахеи находятся дуга аорты, плечеголовной ствол, плечеголовная вена, начальная часть левой общей сонной артерии и тимус. Позади трахеи расположен пищевод, по бокам — правая и левая медиастинальная плевра. Длина трахеи у взрослого человека составляет 9— 11 см (от 8,5 до 15 см), поперечный размер трахеи равен 1,5— 1,8 см. На уровне V грудного позвонка трахея разделяется на правый и левый главные бронхи (бифуркация трахеи). В просвет трахеи в области бифуркации вдается ее полулунный выступ —киль трахеи.

Стенка трахеи состоит из слизистой оболочки, подслизистой основы, волокнисто-хрящевой и адвентициальной оболочек.

Слизистая оболочка выстлана многорядным эпителием, лежащим на базальной мембране. В составе эпителиального покрова преобладают реснитчатые эпителиоциты, которые имеют в среднем по 250 ресничек. Движения ресничек направлены вверх, в сторону гортани. В покровном эпителии трахеи находится значительное количество бокаловидных клеток, выделяющих слизь. Имеются также базальные (стволовые) клетки, эндокриноциты (выделяют норадреналин, серотонин, дофамин) и некоторые другие разновидности эпителиоцитов.

Главные бронхи. 

Правый и левый главные бронхи  начинаются от бифуркации трахеи на уровне верхнего края V грудного позвонка и направляются к воротам соответственно правого и левого легких. В области ворот легких каждый главный бронх делится на долевые (бронхи второго порядка). Над левым главным бронхом располагается дуга аорты, над правым — непарная вена. Правый главный бронх имеет более вертикальное положение и меньшую длину (около 3 см), чем левый главный бронх (4—5 см в длину). Правый главный бронх шире (диаметр 1,6 см), чем левый (1,3 см). Стенки главных бронхов имеют такое же строение, как и стенки трахеи. Изнутри стенки главных бронхов выстланы слизистой оболочкой, снаружи покрыты адвентицией. Основой стенок являются не замкнутые сзади хрящи. В составе правого главного бронха насчитывается 6--8 хрящевых полуколец, у левого — 9—12 хрящей.

Легкие. 

Правое и левое легкие располагаются в грудной полости, каждое в своей половине, в плевральных мешках. Между лег­кими находятся органы средостения: сердце с перикардом, аорта и верхняя полая вена, трахея с главными бронхами, пи­щевод, тимус, лимфатические узлы и др.

Форма и строение легких. По форме легкое напоминает конус с уплощенной медиальной стороной и закругленной вер­хушкой. Правое легкое имеет длину около 25—27 см, ширину — 12—14 см. Оно короче левого легкого примерно на 2—3 см и уже его на 3—4 см, что связано с более высокими расположени­ем правого купола диафрагмы по сравнению с левым.

Легкое имеет верхушку, основание и 3 поверхности: диафрагмальную, реберную и средостенную. Диафрагмальная поверхность соответствует основанию легкого, она вогнутая, обращена к диафрагме. Реберная поверхность выпуклая, при­лежит к внутренней поверхности грудной стенки — к ребрам и межреберным промежуткам. Позвоночная (задняя) часть этой поверхности закруглена и грани­чит с позвоночником. Медиастинальная (средостенная) часть легкого обращена к средостению. Поверхности легкого разделены краями. Передний край легкого разделяет реберную и медиальную поверхности, нижний край отделяет реберную и медиальную поверхности от диафрагмальной. На переднем крае левого легкого располагается углубле­ние — сердечная вырезка, ограни­ченная снизу язычком левого легкого.

Каждое легкое с помощью глубоких щелей подразделяется на крупные участки — доли. У правого легкого име­ется 3 доли: верхняя, средняя и нижняя. У левого легкого выде­ляют 2 доли — верхнюю и нижнюю. Косая щель имеется у обоих легких. Эта щель начинается на зад­нем крае легкого, на 6—7 см ниже его верхушки (уровень ос­тистого отростка III грудного позвонка), идет вперед и вниз к переднему краю органа на уровне перехода костной части VI Ребра в его хрящ. Далее косая щель переходит на медиальную поверхность и направляется к воротам легкого. Косая щель у обоих легких отделяет верхнюю долю от нижней. Правое лег­кое имеет горизонтальную щель. Она начинается на реберной поверх­ности примерно на середине косой щели, где пересекает сред­нюю подмышечную линию. Далее горизонтальная щель идет вначале поперечно к переднему краю, затем поворачивает к воротам правого легкого (по медиальной поверхности). Горизонтальная щель отделяет среднюю долю от верхней. Средняя доля правого легкого видна только спереди и с медиальной стороны. Между долями каждого легкого расположены их междолевые поверхности.

Медиальная поверхность каждого легкого имеет углубление — ворота легкого, через которое проходят сосуды, нервы и главный бронх, образующие корень легкого. В воротах правого легкого в направлении сверху вниз располагаются главный бронх, ниже — легочная ар­терия, под которой лежит две легочные вены. В воротах левого легкого вверху находится легочная артерия, под ней — главный бронх, еще ниже — две легочные вены. Ворота у правого легкого несколько короче и шире, чем у левого.

В области ворот правый главный бронх  делится на 3 долевых бронха: правый верхний долевой бронх, средний долевой бронх, нижний долевой бронх. Левый главный бронх  в воротах легкого делится на два долевых бронха: левый верхний долевой бронх  и левый нижний долевой бронх.

Долевые бронхи дают начало более мелким сегментарным (третичным) бронхам, которые в дальнейшем делятся дихотомически.

Сегментарный бронх входит в сегмент, который представляет участок легкого, основанием обращенный к его поверхности, верхушкой — к корню. В центре сегмента располагаются сегментарный бронх и сегментарная артерия. На границе между соседними сегментами, в соединительной ткани, проходит сегментарная вена. Сегментарные бронхи делятся на субсегментарные, затем на дольковые.

Дольковый бронх  входит в дольку легкого, число которых в одном легком составляет примерно 80 и более. Каждая долька по форме напоминает пирамиду с полигональным основанием размерами 5—15 мм. Длина дольки достигает 20—25 мм. Верхушка каждой дольки обращена внутрь легкого, а основание — к его поверхности, покрытой плеврой. Дольковый бронх, войдя в дольку со стороны ее верхушки, делится на 12—20 концевых (терминальных) бронхиол, число которых в обоих легких достигает 20 000. Терминальные (концевые) бронхиолы и образующиеся при их разветвлении дыхательные бронхиолы в своих стенках хрящей уже не имеют.

Строение бронхов имеет общие черты на всем протяжении бронхиального дерева (до концевых бронхиол). Стенки бронхов образованы слизистой оболочкой с подслизистой основой, кнаружи от которых имеются фиброзно-хрящевая и адвентициальная оболочки.

Слизистая оболочка бронхов выстлана реснитчатым эпителием. Толщина эпителиального покрова по мере уменьшения калибра бронхов уменьшается. В стенках бронхов малого калибра эпителий двухрядный, затем однорядный. Среди эпителиоцитов (помимо реснитчатых) имеются бокаловидные, эндокриноциты, базальные клетки (аналогичные клеткам стенок трахеи). В дистальных отделах бронхиального дерева среди эпителиоцитов имеются секреторные клетки Клара, вырабатывающие ферменты, расщепляющие сур-фактант. Собственная пластинка слизистой оболоч­ки содержит значительное количество продольных эластических волокон. Эти волокна способствуют растяжению бронхов при вдохе и возвращению в исходное положение при выдохе. В толще собственной пластинки слизистой оболочки имеются лимфоидная ткань, сосуды и нервы. Относительная толщина мышечной пластинки слизистой оболочки (по отношению к бронхиальной стенке) нарастает от крупных бронхов к мелким. Наличие косых и циркулярных пучков гладких мышечных клеток мышечной пластинки способствует образованию продольных складок слизистой оболочки бронхов. Эти складки имеются лишь у крупных бронхов (5—15 мм в диаметре). В подслизистой основе бронхов, помимо сосудов, нервов, лимфоидной ткани, имеются секреторные отделы многочисленных слизисто-белковых желез. Железы отсутствуют лишь у бронхов малого калибра (диаметр менее 2 мм).

Фиброзно-хрящевая оболочка по мере уменьшения диаметра бронхов изменяет свой характер. Главные бронхи содержат незамкнутые хрящевые кольца. В стенках долевых, сегментарных, субсегментарных бронхов имеются хрящевые пластинки. Дольковый бронх диаметром 1 мм содержит лишь отдельные мелкие пластинки хрящевой ткани. Бронхи более мелкого калибра (бронхиолы) не имеют в своих стенках хрящевых элементов. Наружная адвентициальная оболочка бронхов построена из волокнистой соединительной ткани, переходящей в междольковую соединительную ткань паренхимы легкого.

В составе легких, кроме бронхиального дерева (бронхов разного диаметра), различают альвеолярное дерево, имеющее не только воздухопроводящие, но и дыхательные функции. Альвеолярное дерево, или легочный ацинус, является структурно-функ­циональной единицей легкого. В каждом легком насчитывается до 150 000 ацинусов. Ацинус представляет собой систему разветвления одной концевой (терминальной) бронхиолы. Терминальная бронхиола подразделяется на 14—16 дыхательных (респираторных) бронхиол первого порядка, которые дихотомически делятся на дыхательные бронхиолы второго порядка, а последние — также дихотомически на дыхательные бронхиолы третьего порядка.

Длина одной дыхательной бронхиолы составляет 0,5—1 мм, диаметр — 0,15—0,5 мм. Свое название дыхательные бронхиолы получили в связи с тем, что на их тонких стенках (25—45 мкм) имеются единичные альвеолы. Дыхательные бронхиолы делятся на альвеолярные ходы, заканчивающиеся альвеолярными мешочками. Диаметр альвеолярных ходов и альвеолярных мешоч­ков у взрослого человека составляет 200—600 мкм (у детей — 150—400 мкм). Длина альвеолярных ходов и мешочков равна 0,7—1 м. Альвеолярные ходы и мешочки в своих стенках имеют выпячивания — пузырьки —альвеолы легкого. На один альвеолярный ход приходится примерно 20 альвеол. Диаметр одной альвеолы составляет 200—300 мкм, а площадь ее поверхности равна в среднем 1 мм2. Общее количе­ство альвеол в обоих легких достигает 600—700 млн. Площадь общей поверхности альвеол колеблется от 40 м2 при выдохе до 120 м2 при вдохе.

Ацинус имеет сложное строение. Дыхательные бронхиолы выстланы кубическим эпителием. Подлежащий слой гладких миоцитов очень тонкий, прерывистый. Альвеолярные ходы выстланы плоским эпителием. Вход в каждую альвеолу из альвеолярного хода окружен тонкими пучками гладких миоцитов. Альвеолы выстланы клетками двух типов: дыхательными (чешуйчатыми) и большими (гранулярными) альвеолоцитами, расположенными на сплошной базальной мембране. В альвеолярной эпителиальной выстилке встречаются также макрофагоциты. Дыхательные альвеолоциты — главная часть в структуре стенок альвеол. Эти клетки имеют толщину 0,1—0,2 мкм и несколько выпуклое ядро, а также многочисленные микропиноцитозные пузырьки, рибосомы и слабо развитые остальные органеллы. Через дыхательные альвеолоциты осуществляется газообмен. Большие альвеолоциты располагаются группами по 2—3 клетки. Это крупные клетки с большим округлым ядром и хорошо развитыми органеллами. Апикальная поверхность больших альвеолоцитов содержит микроворсинки. Большие альвеолоциты являются источником восстановления клеточной выстилки альвеол, они принимают активное участие в образовании сурфактанта.