Органы дыхания (Organa Respiratoria)

Путь, по которому проходит вдыхаемый воздух, начинается носовой полостью.

Нос представляет собой сложное образование. Он состоит из наружного носа и носового прохода, его стенки образованы рядом костей черепа, дополняемых спереди хрящами и покрытых снаружи кожей, а изнутри слизистой оболочкой. Входными отверстиями в носовую полость являются ноздри, которые благодаря хрящам всегда открыты. От полости рта носовая полость снизу отделена перегородкой, состоящей из твердого и мягкого неба (это крыша или потолок ротовой полости). Сама же носовая полость посредине вдоль носа разделена перегородкой, образованной вертикальной пластинкой решетчатой кости и сошником, на две половины - правую и левую. Эти две половины носовой полости сзади открываются двумя носоглоточными отверстиями (хоаны) в носоглотку. От наружных боковых стенок каждой половины носовой полости в ее просвет вдаются по три изогнутые костные пластинки - раковины, разделяющие ту и другую половины на узкие, сообщающиеся между собой ходы.

В полость носа (рис. 190), как мы уже упоминали, открываются пазухи воздухоносных костей: в верхний носовой ход - задние ячейки решетчатой, у заднего конца верхней носовой раковины - пазуха основной кости, в средний носовой ход - передние и средние ячейки решетчатою лабиринта, пазуха верхней челюсти (гайморова полость) и лобная пазуха. Эти пазухи называются придаточными полостями носа. Они выстланы тонкой слизистой оболочкой, содержащей небольшое количество слизистых желез. Все эти перегородки и раковины, а также многочисленные придаточные полости черепных костей резко увеличивают объем и поверхность стенок носовой полости. Полости носа и глотки являются верхними дыхательными путями.

Рис. 190. Полость носа, полость рта и глотки. 1 - надгортанник; 2 - эпистрофей; 3 - язычок; 4 - отверстие евстахиевой трубы; 5 - спинка турецкого седла; 6 - гипофиз; 7 - верхний носовой ход; 8 - верхняя носовая раковина; 9 - продырявленная пластинка решетчатой кости; 10 -петуший гребень;, 11 - лобная пазуха; 12 - лобная кость; 13 - средняя носовая раковина; 14 - средний носовой ход; 15 - нижняя носовая раковина; 16 - нижний носовой ход; 17 - верхняя губа; 18 - нижняя губа; 19 - нижняя челюсть; 20 - твердое небо; 21 - язык; 22 - мягкое небо

Внутри, у входа в полость носа, около ноздрей имеются пучочки волос, задерживающие крупные пылевые частицы вдыхаемого воздуха. Вся внутренняя поверхность полости носа выстлана слизистой оболочкой, содержащей большое количество слизистых желез; на 1 см² слизистой оболочки носа открывается примерно около 150 желез. Слизь, выделяемая этими многочисленными железами, имеет большое значение в предохранении организма от вредного действия микробов; она ослабляет деятельность микробов, понижая их способность к размножению. Из кровеносных сосудов через клеточные щели на поверхность слизистой оболочки выходит большое количество лейкоцитов, которые захватывают и уничтожают микробную флору.

В области верхней носовой раковины и обращенной к ней части носовой перегородки в слизистой оболочке располагаются особые нервные обонятельные клетки, поэтому верхняя часть полости носа называется обонятельной областью.

Большая часть клеток слизистой оболочки полости носа (особенно верхней части), а также придаточных полостей (лобная, гайморовы пазухи и др.) снабжена мельчайшими нитевидными ресничками, отходящими по нескольку десятков от каждой клетки. Эти реснички непрерывно и волнообразно колеблются, быстро нагибаясь по направлению к выходным отверстиям и медленно снова выпрямляясь. При сильном увеличении эта масса ресничек напоминает хлебное поле, по колосьям которого бегут волны ветра. В результате работы этого ресничного эпителия слизь и вместе с ней пылинки и разного рода мелкие частицы, попадающие с наружным воздухом, постепенно передвигаются и выводятся из полости носа.

Наружный воздух при вдохе проходит через все ходы носового лабиринта, обтекая большую и благодаря обилию кровеносных сосудов хорошо нагретую поверхность и особой полости; при этом вдыхаемый воздух легко и быстро нагревается почти до температуры тела. Одновременно он увлажняется и в значительной мере очищается от пыли и микробов, а так как в верхней части носовой полости имеются разветвления обонятельного нерва, то химический состав проходящего воздуха контролируется еще и по запаху, что оказывает весьма существенное влияние на силу и глубину дыхательных движений.

Пройдя носовую полость, вдыхаемый воздух через хоаны попадает в носоглотку, расположенную позади носовой и ротовой полости. Нижняя часть глотки переходит в две трубки: переднюю - дыхательную и заднюю - пищевод. В глотке дыхательный путь и пищеварительный перекрещиваются (см. рис. 156), благодаря чему в глотке создается возможность прохождения воздуха и другим, правда, менее удобным, путем - через рот (в случае закрытия по той или иной причине носовых ходов). При дыхании через рот воздух недостаточно согревается и недостаточно очищается. Поэтому здоровый человек должен всегда дышать носом.

Гортань. Верхнюю часть дыхательной трубки составляет гортань (larynx) (рис. 191, 192, 193, 194, 195 и 196), расположенная в передней части шеи ниже подъязычной кости на уровне IV-VI шейных позвонков. Она построена из подвижно соединенных между собой хрящей. Основу гортани составляет перстневидный хрящ (cartilago criooidea), который нижним краем соединяется посредством связки с первым хрящевым кольцом трахеи. На переднем ободке перстневидного хряща расположен самый большой - щитовидный - хрящ (cartilago thyreoidea) в виде двух широких пластинок, под углом расходящихся кзади (этот угол выступает на передней поверхности гортани и легко прощупывается), - это кадык, или адамово яблоко. На заднем ободке перстневидного хряща находятся два черпаловидных хряща (cartilagines arythaenoideae). Сверху и спереди гортань прикрывается надгортанником (epiglottis), приращенным передним концом к щитовидному хрящу (сверху). Надгортанник прикрывает вход в гортань в момент глотания пищи. Хрящи гортани соединены между собой (перстневидный с щитовидным, перстневидный с черпаловидными) суставами, а промежутки между хрящами затянуты соединительнотканными перепонками. Кроме связок, гортань оплетена тонкими мышцами, из которых наиболее важны боковые и задние перстневидно-черпаловидные и голосовые мышцы. К боковым поверхностям гортани снаружи прилегают верхние полюсы щитовидной железы. Вся гортань спереди покрыта передними мышцами шеи. Гортань мужчины несколько больше женской.

Рис. 191. Гортань человека. 1 - подъязычная кость; 2 - подъязычно-щитовидная перепонка; 3 - щитовидный хрящ; 4 - перстневидный хрящ; 5 - средняя перстневидно-щитовидная связка; 6 - хрящи трахеи; 7 - кольцевидные связки

Рис. 192. Гортань сзади. 1 - надгортанник; 2 - большой рожок подъязычной кости; 3-4 - подъязычно-щитовидная связка; 5 - верхний рожок щитовидного хряща; 6, 8 - черпало-надгортанная мышца; 7 - санториниев хрящ; 9, 10 - поперечная черпаловидная мышца; 11 - перстневидный хрящ; 12 - нижний рожок щитовидного хряща; 13 - задняя перстне-черпаловидная мышца; 14 - дыхательное горло

Рис. 193. Вход в гортань сверху и сзади. 1 - корень языка; 2 - небная миндалина: 3 - верхняя (ложная) голосовая связка; 4 - нижняя (истинная) голосовая связка; 5 - дыхательная щель; 6 - голосовая щель; 7 - надгортанник

Рис. 194. Полость гортани (фронтальный разрез). 1 - надгортанник; 2 - бугор надгортанника; 3 - преддверие гортани; 4 - желудочковая губа в разрезе; 5 - желудочек; 6 - голосовая губа; 7 - щитовидный хрящ; 5 - голосовая щель; 9 - полость гортани; 10 - полость трахеи; 11 - перстневидный хрящ; 12 - перстне-черпаловидная латеральная мышца; 13 - голосовая мышца; 14 - наружная щито-черпаловидная мышца; 15 - щель преддверия

Рис. 195. Голосовые связки человека (сверху). 1 - голосовая щель; 2 - голосовая мышца; 3 - поперечная черпаловидная мышца; 4 - голосовые связки; 5 - полость глотки

Рис. 196. Вид голосовой щели. А - при спокойном дыхании; Б - при произнесении звука. Белые полоски - голосовые связки

Большая часть гортани также выстлана слизистой оболочкой из мерцательного (ресничного) эпителия. При входе в гортань слизистая оболочка образует на ее боковой стенке две пары складок, идущих спереди назад, между которыми образуются углубления - кармашки (морганиевы желудочки)^*.

^* (Эти желудочки были описаны уже Галеном, и правильнее было бы их называть желудочками Галена.)

Голосовые связки и задняя поверхность надгортанника покрыты многослойным плоским эпителием и слизистых желез не имеют. Увлажнение же голосовых связок происходит благодаря отеканию слизи из вышележащих кармашков. Верхняя пара складок называется ложными, а нижняя - истинными голосовыми связками (ligamenta vocalia). Пара истинных голосовых связок натянута между внутренней стенкой щитовидного хряща и отростками черпаловидных хрящей, располагающихся в стенке гортани против угла щитовидного хряща. Они состоят из эластических волокон и мышечной ткани, составляющей голосовую мышцу. Эта пара связок превращает отверстие гортани в узкую голосовую щель (rima glottidis). Толщина, длина и натяжение голосовых связок при помощи мышц могут изменяться. Мышцы, идущие от черпаловидных хрящей к щитовидному, натягивают голосовые связки, а перстневидно-черпаловидные мышцы производят сужение и расширение голосовой щели. Все сложные движения гортани, связанные с речью и голосом, обеспечиваются деятельностью 16 разных мышц. При обыкновенном спокойном дыхании голосовая щель умеренно расширена, связки почти неподвижны и при вдыхании и выдыхании не напряжены, поэтому воздух проходит из легких мимо них совершенно беззвучно.

При произношении звука голосовые связки сближаются до соприкосновения. Током сжатого воздуха из легких, надавливающим на них снизу, они на миг раздвигаются, после чего благодаря своей эластичности опять закрываются (сближаются), пока напор воздуха не откроет их снова. Возникающие таким образом колебания голосовых связок и дают звучание голоса.

Таким образом, звучащими частями являются напрягающиеся эластические голосовые связки, колеблющиеся при прохождении через голосовую щель сжатого в груди воздуха; соответственно степени напряжения связок возникает той или иной высоты звук.

Установлено, что изменения воздушного давления выражаются следующими числами: при разговоре шепотом давление воздуха в трахее около 36 мм ртутного столба; при обыкновенном разговоре - около 100 мм; при громком разговоре и пении - около 200 мм и выше. Оттенки голоса зависят как от длины и толщины голосовых связок, так и от строения полости рта и полости носа, которые играют роль резонаторов.

На качество голоса (высоту и тембр) имеет большое влияние величина гортани, толщина, длина и напряжение голосовых связок, степень сухости или чрезмерного увлажнения связок и дыхательных путей, степень индивидуальной эластичности их и т. п. Голос становится хриплым, незвучным, когда голосовые связки утеряли нормальную степень упругости, когда они недостаточно увлажнены, сухи или когда гортанные мышцы ослабли настолько, что не в состоянии сообщить им достаточное напряжение.

Звуки человеческого голоса, кроме основного тона, еще содержат весьма большое число добавочных тонов (обертонов), высота и сила их зависят от формы и объема, которые принимает полость рта при произношении звука. От них зависят индивидуальные особенности голоса, его тембр.

Трахея, бронхи. Дыхательная трубка (рис. 197), спускающаяся от нижнего конца гортани, называется трахеей, или дыхательным горлом (trachea). Это неспадающаяся, всегда зияющая трубка; длина ее у взрослого человека около 10-13 см. Верхний конец трахеи расположен на уровне VI-VII шейных позвонков. Она составлена из 16-20 неполных узких хрящевых колец, которые не смыкаются сзади; эта задняя часть трахеи и промежутки между хрящевыми кольцами затянуты соединительнотканной перепонкой. Позади трахеи лежит пищевод, стенка которого во время прохождения пищевого комка слегка выпячивается в ее просвет.

Рис. 197. Разветвления бронхов и легочной артерии. 1 - трахея; 2, 3 - бронхи верхней и нижней доли левого легкого; 4 - мелкие бронхи; 5 - главные ветви; 6, 7 и 8 - бронхи нижней, средней и верхней доли правого легкого; 9 - ветвь легочной артерии

Интересно отметить, что у животных число колец трахеи непостоянно. Например, у жирафа и верблюда их число приближается к 100. От числа колец и зависит длина самой трахеи. У черепах и кроликов она так длинна, что изгибается спиралью. У птиц с длинной шеей она еще длиннее, например у лебедя трахея складывается в петлю и помещается внутри грудной кости, имеющей в себе полость.

На уровне IV-V грудных позвонков трахея делится на два крупных первичных бронха (bronchi primitivi), отходящих в правое и левое легкие. Это место деления носит название бифуркации (bifurcatio tracheae) (рис. 198). Через левый бронх перегибается дуга аорты, а правый огибается идущей сзади наперед непарной веной. По выражению старых анатомов, "дуга аорты сидит верхом на левом бронхе, а непарная вена - на правом".

Рис. 198. Разветвления бронхов (схематическое изображение). 1 - бронх; 2 - бронхиолы; 3 - дыхательные бронхиолы; 4 - альвеолы; 5 - альвеолярные ходы

Хрящевые кольца, расположенные в стенках трахеи и бронхах, делают эти трубки упругими и неспадающимися, благодаря чему воздух по ним проходит легко и беспрепятственно. Внутренняя поверхность всего дыхательного пути - трахеи, бронхов (и части бронхиол) - покрыта слизистой оболочкой из многорядного мерцательного (ресничного) эпителия.

Устройство дыхательных путей обеспечивает непосредственное и открытое сообщение с атмосферным воздухом, который, соприкасаясь с теплой влажной и слизистой оболочкой, согревается, увлажняется и освобождается от пылевых частиц, которые мерцательным эпителием продвигаются кверху и с кашлем и чиханием удаляются наружу. Микробы же здесь обезвреживаются деятельностью блуждающих клеток лимфатических фолликулов, во множестве рассеянных в слизистой оболочке.

Гладкая мускулатура бронхов снабжена центробежными волокнами блуждающих и симпатических нервов. Блуждающие нервы вызывают сокращение бронхиальной мускулатуры и сужение бронхов, а симпатические нервы расслабляют бронхиальную мускулатуру и расширяют бронхи.

Легкие (pulmones) (рис. 199, 200, 201, 202) в целом представляют собой довольно объемистые органы, занимающие почти всю полость грудной клетки, за исключением ее сердечной части. У человека имеется два легких - правое и левое. По форме они напоминают неправильные конусы с закругленными верхушками и вогнутым основанием, соответствующим выпуклому куполу диафрагмы. Суженная и закругленная верхушка легкого выходит через верхнее отверстие грудной клетки в область шеи до уровня шейки I ребра или на 3 см выше соединения хряща I ребра с грудиной. Наружная выпуклая поверхность прилежит к реберной стенке, вследствие чего на этой поверхности имеются отпечатки ребер. Глубокими бороздами правое легкое разделено на три доли, а левое - на две. У левого легкого на стороне, обращенной к срединной линии, имеется углубление, которым оно прилежит к сердцу. Левое легкое уже и длиннее, чем правое. Правое же легкое более объемисто и несколько короче левого, что зависит от более высокого стояния купола диафрагмы справа.

Рис. 199. Правое легкое с внутренней стороны. 1 - верхушка; 2 - реберная поверхность; 3 - ворота; 4 - междолевая борозда; 5 - бронх; 6 - легочная артерия; 7 - лимфатический узел; 8 - легочная вена; 9 - отпечаток проходящей непарной вены; 10 - легочная связка; 11 - нижняя доля; 12 - нижняя поверхность; 13 - нижний край; 14 - передний край; 15 - средняя доля; 16 - вдавление от сердца; 17 - верхняя доля; 18 - отпечаток проходящей верхней полой вены; 19 - средостенная поверхность

Рис. 200. Левое легкое с внутренней стороны. 1 - верхушка; 2 - борозда для подключичной артерии; 3 - ворота; 4 - легочные вены; 5 - вдавление от сердца; 6 - передний край; 7 - верхняя доля; 8 - язычок; 9 - междолевая борозда; 10 - нижняя поверхность; 11 - нижний край; 12 - нижняя доля; 13 - легочная связка; 14 - отпечаток от проходящей аорты; 15 - лимфатические узлы; 16 - бронх; 17 - легочная артерия; 18 - междолевая борозда; 19 - реберная поверхность

С внутренней стороны в каждое легкое входят толстые пучки, состоящие из первичного бронха, легочной артерии, небольшой бронхиальной артерии и нервов. Место вхождения бронхиально-сосудистого пучка называется воротами легких (hilus pulmonis). Из ворот каждого легкого выходят по две легочные вены и лимфатические сосуды. Все эти бронхиально-сосудистые пучки, вместе взятые, образуют корень легкого (radix pulmonis). Вокруг легочных корней заложены в большом количестве бронхиальные лимфатические узлы.

Входя в легкие, левый бронх делится на две, а правый - на три ветви по числу легочных долей. В дальнейшем бронхи многократно делятся на множество более мелких ветвей, в конце концов превращаясь в мельчайшие (до 1 мм в диаметре) трубочки уже с мягкими стенками - бронхиолы, которые входят в легочные дольки, отделенные друг от друга тонкими прослойками соединительной ткани. По мере того как бронхиальные ветви делаются тоньше, хрящевые кольца постепенно уменьшаются, превращаясь в небольшие бляшки, а затем в бронхиолах уже исчезают совсем. В мягких стенках бронхиол имеются гладкие мышечные волокна. Разветвления бронхов настолько значительны, что вся эта система получила название бронхиального дерева (см. рис. 197).

Бронхиолы (см. рис. 198) в дальнейшем переходят в ветвистые альвеолярные ходы, имеющие около 0,5 мм в диаметре, которые оканчиваются слепо небольшими продолговатыми мешочками или легочными пузырьками; стенки пузырьков состоят как бы из группы тесно усаженных один к другому вздутий. Эти ячеистые углубления в стенках легочных пузырьков, называемые альвеолами (alveolae), являются конечной частью дыхательного пути. Несколько таких соседних пузырьков составляют первичную легочную дольку, а несколько первичных долек образуют более крупную дольку, сидящую на конце мелкой веточки бронха.

Таким образом, первичной ячейкой легочной паренхимы является легочный пузырек, или альвеола. Так называемый ацинус (acinus) образуют 15-20 альвеол, легочную дольку составляют 12-18 ацинусов. Из долек составляются доли.

Альвеолярные ходы и альвеолы обвиты множеством упругих соединительнотканных и эластических волокон, которые составляют также основу мельчайших бронхов и бронхиол, благодаря чему легочная ткань легко растягивается во время вдоха и снова спадается во время выдоха.

Отдельные дольки легких по виду можно грубо сравнить с виноградными гроздьями в сильно уменьшенном виде, причем нужно представить, что из виноградин удалено все содержимое и оставлена только кожица ягод и корка поддерживающих их стволиков и веточек.

Наиболее важной частью легких являются альвеолы. Стенки легочных пузырьков (альвеолы) выстланы изнутри тончайшим однослойным плоским эпителием (респираторный эпителий). Опорной же тканью легочного пузырька является, как упомянуто, сеть из тончайших эластических волокон. Как известно, до рождения плод через легкие не дышит и легочные пузырьки находятся в спавшемся состоянии; после рождения с первым же вдохом альвеолы раздуваются и остаются расправленными на вею жизнь, сохраняя в себе некоторое количество воздуха даже при самом глубоком выдохе.

Под эпителием легочных пузырьков непосредственно залегает чрезвычайно густая сеть капилляров, на которые разбиваются конечные ветви легочной артерии. Через тончайшую альвеолярную стенку и стенку капилляра, тесно прилежащие одна к другой, и происходит дыхательный обмен газов и выделение водяных паров.

Полнота газообмена обеспечивается огромной поверхностью, через которую он происходит. Каждый легочный пузырек представляет собой эластический мешочек размером 0,25 миллиметра. Количество же легочных пузырьков в обоих легких достигает колоссальной цифры, доходя до 350 млн. Вот почему дыхательная поверхность легких огромна. Если вообразить себе, что все легочные альвеолы растянуты и образуют один пузырь с гладкой поверхностью, то диаметр этого пузыря будет равен 6 м, его вместимость будет более 50 м³, а внутренняя поверхность составит 113 м² и, таким образом, будет приблизительно в 56 раз больше всей кожной поверхности тела человека. Трахея и бронхи в дыхательном газообмене не участвуют, а являются только воздухо-проводящими путями.

Уже задолго до рождения легкие у человека принимают тот внешний вид, какой им свойствен после рождения, отличаясь только малыми размерами и отсутствием в них воздуха. Однако до 7-го месяца утробной жизни в легких еще не развиты альвеолы, и только с этого времени начинается их массовое образование; одновременно продолжается быстрый рост и новообразование бронхиол. Образование новых альвеол и бронхиол продолжается и в первые годы жизни. Так, ребенок в первые 2-3 года жизни дышит не теми альвеолами, которыми дышал новорожденный, а взрослый не теми, какими он дышал ребенком. Рост легких идет так быстро, что с момента рождения они увеличиваются в объеме в 22 раза.

Плевра (pleura)^* (рис. 201) очень тонкая, гладкая и влажная, богатая эластическими волокнами серозная оболочка, выстланная на свободной поверхности мезотелием, одевающая каждое из легких. Различают висцеральный листок плевры, плотно приращенный к самой ткани легкого, и париетальный (пристеночный), выстилающий изнутри стенки грудной клетки. У корней легких висцеральная плевра переходит в париетальную. Таким образом, вокруг каждого легкого образуется герметически замкнутая плевральная полость, представляющая узкую щель между висцеральным и париетальным листком и заполненная небольшим количеством серозной жидкости, играющей роль смазки, облегчающей дыхательные движения легких.

^* (От греческого слова pleura - бок, сторона.)

Рис. 201. Границы легких и плевры (спереди). 1 - верхушка легкого; 2 - верхнее межплевральное пространство; 3 - передний край легкого; 4 - нижнее межплевральное пространство; 5 - сердечная вырезка; 6 - нижний край легкого; 7 - нижняя граница плевры; 8, 9 - междолевые борозды

Средостение (mediastinum). Между правым и левым плевральными мешками находится пространство средостения, занятое сердцем и другими органами. Оно ограничено спереди грудиной с реберными хрящами, сзади - позвоночникам. В средостении располагается сердце с отходящими от него и спадающими в него крупными сосудами, трахея, вилочковая железа и проходят нервы диафрагмы; около позвоночного столба в нем находятся пищевод, грудная часть аорты, блуждающие нервы, симпатические стволы, непарная и полунепарная вены и грудной лимфатический проток.

Органы дыхания (рис. 202) имеют для организма исключительно большое значение. Для большинства живых существ основным биологическим процессом, освобождающим энергию, является окислительно-восcтановительный процесс. Поэтому существование большинства животных и человека при недостаточном снабжении их тканей кислородом невозможно. Чем выше организовано животное, тем интенсивнее у него протекают обменные процессы и тем меньше оно может сопротивляться кислородному голоданию. Холоднокровные животные, например, часами могут находиться в атмосфере, лишенной кислорода. Теплокровные же животные и в особенности человек не могут переносить прекращение окислительного процесса даже на несколько минут. Человека, погибающего от кислородного голодания, можно вернуть к жизни лишь в том случае, если период прекращения окислительного процесса длится минуты. Потребность в дыхании больше и острее, чем в питании. Например, собака без еды способна прожить 3 недели, без воды - 3 дня, а без воздуха - только 3 минуты. Таково жизненно важное значение органов дыхания для животных и человека.

Рис. 202. Схема строения дыхательной системы в целом. 1 - полость рта; 2 - носоглотка; 3 - язычок; 4 - язык; 5 - глотка; 5 - надгортанник; 7 - черпаловидный хрящ; 8 - гортань; 9 - пищевод; 10 - трахея; 11 - верхушка легкого; 12 - левое легкое; 13 - левый бронх; -14, 15 - альвеолы; 16 - правый бронх; 17 - правое легкое; 18 - полость трахеи; 19 - перстневидный хрящ; 20 - щитовидный хрящ; 21 - подъязычная кость; 22 - нижняя челюсть; 23 - преддверие рта; 24 - ротовое отверстие; 25 - твердое небо; 26 - правая наружная стенка носовой полости. Стрелками показывают направление вдыхаемого воздуха