Дыхательная система

Systema respiratorium

Основная функция органов дыхания - обеспечение тканей человеческого организма кислородом и освобождение их от углекислого газа.

Наряду с этим органы дыхания участвуют в голосообразовании, обонянии, выработке некоторых гормонов, водно-солевом и липидном обмене и иммунологической защите.

В дыхательной системе (рис. 112) выделяют органы, выполняющие воздухопроводящую (полость носа, носоглотка, гортань, трахея, бронхи) и дыхательную, или газообменную, функции (легкие).

Рис. 112. Органы дыхания (схема). 1 - полость носа (cavitas nasi); 2 - полость рта (cavitas oris); 3 - глотка (pharynx); 4 - гортань (larynx); 5 - трахея (trachea); 6 - бронхи (bronchi); 7 - легкие (pulmones)

В воздухоносных путях происходят очищение, увлажнение, согревание вдыхаемого воздуха, а также рецепция (восприятие) обонятельных, температурных и механических раздражителей. Начальный отдел дыхательного аппарата - полость носа (cavitas nasi) - состоит из наружного носа и системы носовых ходов. Входными отверстиями в носовую полость являются ноздри (nares). Передневерхнюю стенку полости носа образуют кости черепа и хрящи носа, от полости рта ее отделяет нижняя стенка, состоящая из твердого и мягкого неба. Полость носа делится на две почти симметричные половины перегородкой, образованной вертикальной пластинкой решетчатой кости и сошником. Кзади полость носа открывается носоглоточными отверстиями - хоанами - в носоглотку.

От боковой стенки в просвет каждой половины вдаются по три изогнутые костные пластинки - носовые раковины, разделяющие полость носа на узкие, сообщающиеся между собой носовые ходы. В последние открываются пазухи воздухоносных костей: в верхний носовой ход - задние пазухи решетчатой кости, у заднего конца верхней носовой раковины - пазуха клиновидной кости; в средний носовой ход - передние и средние пазухи решетчатой кости, верхнечелюстная пазуха (гайморова пазуха) и лобная пазуха.

Слизистая оболочка носовой полости покрыта многорядным призматическим реснитчатым эпителием, содержащим большое количество бокаловидных экзокриноцитов, обильно кровоснабжается и иннервируется. В области верхней носовой раковины, прилежащих отделах носовой перегородки и боковой стенке в слизистой оболочке располагаются особые нервные обонятельные клетки, поэтому верхняя часть носовой полости называется обонятельной областью.

Пройдя через хоаны в глотку, воздух попадает в верхнюю часть дыхательной трубки - гортань.

Гортань (larynx; рис. 113, 114) расположена в передней части шеи ниже подъязычной кости, на уровне IV - VII шейных позвонков. Спереди покрыта подподъязычными мышцами, с боков и спереди к гортани прилежит щитовидная железа, сзади - гортанная часть глотки.

Рис. 113. Хрящи (А) и мышцы (Б) гортани. А: 1 - надгортанник (epiglottis); 2 - щитовидный хрящ (cartilago thyroidea); 3 - перстневидный хрящ (cartilago cricoidea); 4 - черпаловидный хрящ (cartilago arytenoidea); 5 - рожковидный хрящ (cartilago corniculata). Б: 1 - латеральная перстнечерпаловидная мышца (m. cricoarytenoideus lateralis); 2 - щиточерпаловидная мыцща (m. thyroarytenoideus); 3 - черпалонадгортанная мышца (m. aryepiglotticus); 4 - задняя перстнечерпаловидная мышца (m. cricoarytenoideus posterior); 5 - поперечная черпаловидная мышца (m. arytenoideus transversus); 6 - косая черпаловидная мышца (m. arytenoideus obliquus); 7 - щитоподъязычная мембрана (membrana thyrohyoidea); 8 - подъязычная кость (os hyoideum)

Рис. 114. Полость гортани (А) трахея и бронхи (Б). 1 - надгортанник (epiglottis); 2 - преддверие гортани (vestibulum laryngis); 3 - складка преддверия (plica vestibularis); 4 - желудочек гортани (ventriculus laryngis); 5 - голосовая складка (plica vocalis); 6 - подголосовая полость (cavitas infraglottica); 7 - трахея (trachea); 8 - главные бронхи (bronchi principales); 9 - долевой бронх (bronchus lobaris); 10 - сегментарный бронх (bronchus segmentalis)

Скелет гортани состоит из непарных (перстневидный, щитовидный, надгортанный) и парных (черпаловидные, рожковидные, клиновидные) хрящей, соединенных между собой связками, соединительнотканными мембранами и суставами. Основу органа составляет перстневидный хрящ (cartilago cricoidea), соединяющийся своим нижним краем посредством связки с первым хрящевым кольцом трахеи. Над дугой перстневидного хряща располагается щитовидный хрящ (cartilago thyroidea), состоящий из двух широких пластин, соединяющихся под углом, открытым кзади. Угол легко прощупывается через кожу шеи и называется выступом гортани (кадык), или адамовым яблоком. Пластинка перстневидного хряща соединяется с помощью суставов с двумя черпаловидными хрящами (cartilagines arytenoideae). Сверху и спереди вход в гортань прикрыт надгортанником (epiglottis), прикрепляющимся своим нижним концом связкой к щитовидному хрящу. Надгортанник прикрывает вход в гортань в момент глотания пищи. Рожковидные хрящи (cartilagines corniculatae) расположены, как и клиновидные (cartilagines cuneiformes), в толще черпалонадгортанной складки над черпаловидными хрящами.

Хрящи гортани соединены между собой суставами - перстнещитовидными и перстнечерпаловидными. Движения в этих суставах изменяют натяжение голосовых связок, а промежутки между хрящами затянуты соединительнотканными мембранами.

Функцию голосового аппарата выполняют мышцы, суживающие голосовую щель: латеральные перстнечерпаловидные, поперечная черпаловидная, голосовые мышцы; расширяющие гортань - задние перстнечерпаловидные мышцы; напрягающие голосовые связки - перстнещитовидные и расслабляющие их - щиточерпаловидные и голосовые мышцы.

Гортань имеет три оболочки: слизистую, фиброзно-хрящевую и соединительнотканную. Слизистая оболочка, за исключением голосовых связок, выстлана многорядным призматическим реснитчатым эпителием. В средней части гортани имеются складки слизистой (см. рис. 114), образующие голосовые складки и складки преддверия, между которыми находятся углубления - желудочки гортани. Голосовые складки (plicae vocalis) покрыты многослойным плоским неороговевающим эпителием и образованы голосовой связкой и одноименной мышцей, натянутыми между внутренней стенкой щитовидного хряща и голосовыми отростками черпаловидных хрящей. Пространство между двумя голосовыми складками называют голосовой щелью. Благодаря сокращению мышц гортани происходит изменение величины щели, что влияет на высоту звука, производимого воздухом, проходящим через гортань.

Фиброзно-хрящевая оболочка состоит из гиалиновых и эластических хрящей, окруженных плотной волокнистой соединительной тканью, и выполняет роль опорного каркаса гортани. Адвентициальная оболочка соединяет орган с окружающими образованиями шеи.

На уровне VI - VII шейных позвонков гортань переходит в дыхательное горло - трахею. Трахея (trachea; см. рис. 114) - неспадающаяся трубка длиной 10 - 15 см, в которой различают шейную и грудную части. Позади трахеи на шее и в грудной полости располагается пищевод, впереди - щитовидная, вилочковая железы, а также крупные сосуды (дуга аорты и ее ветви).

На уровне IV - V грудных позвонков трахея делится на два главных бронха (bronchi principals), которые направляются к правому и левому легким. Место деления носит название бифуркации трахеи. Правый бронх более короткий, но шире, чем левый, и отходит от трахеи под тупым углом. Левый бронх проходит под дугой аорты, а правый огибается идущей сзади наперед непарной веной.

Трахея и главные бронхи состоят из 16 - 20 гиалиновых хрящевых полуколец, соединяющихся между собой кольцевидными связками. Свободные концы хрящей соединены пучками гладких мышечных клеток и соединительнотканными пластинками, образующими перепончатую заднюю стенку трахеи.

Внутренняя поверхность трахеи и бронхов выстлана слизистой оболочкой, рыхло соединенной с помощью подслизистой основы с хрящами. Слизистая оболочка лишена складок, покрыта многорядным призматическим реснитчатым эпителием, содержащим большое количество слизистых бокаловидных экзокриноцитов.

Главным органом дыхательной системы являются легкие (pulmones; рис. 115, 116). Это парные органы, занимающие почти всю полость грудной клетки и постоянно изменяющие свои форму и размеры в зависимости от фазы дыхания. По форме они представляют собой усеченные конусы, верхушкой обращенные к надключичной ямке, а вогнутым основанием - к куполу диафрагмы. Закругленная верхушка легкого выходит через верхнее отверстие грудной клетки в область шеи до уровня шейки I ребра. Наружная выпуклая поверхность прилежит к ребрам. С внутренней стороны в каждое легкое входят главный бронх, легочная артерия, легочные вены и нервы, образующие корень легкого (radix pulmonis). Здесь же располагается большое количество лимфатических узлов. Место вхождения бронхиально-сосудистого пучка называется воротами легкого (hilum pulmonis).

Рис. 115. Сегменты правого (П) и левого (Л) легких с латеральной (вверху) и медиальной (внизу) сторон. Правое легкое: I - верхушечный (SI - segmentum apicale); II - задний (SII - segmentum posterius); III - передний (SIII - segmentum anterius); IV - латеральный (SIV - segmentum laterale); V - медиальный (SV - segmentum mediate); VI - верхушечный (верхний) [SVI - segmentum apicale (superius)]; VII - медиальный (сердечный) базальный [SVII - segmentum basale mediate (cardiacum)]; VIII - передний базальный (SVIII-segmentum basale anterius); IX - латеральный базальный (SIX-segmentum basale laterale); X - задний базальный (SX - segmentum basale posterius). Левое легкое: I + II - верхушечно-задний (SI + II - segmentum apicoposterius); III - передний (SIII - segmentum anterius); IV - верхний язычковый (SIV - segmentum lingulare superius); V - нижний язычковый (SV - segmentum lingulare inferius); VI - верхушечный (верхний) [SVI - segmentum apicale (superius)]; VII - медиальный (сердечный) базальный [Syn - segmentum basale mediale (cardiacum)]; VIII - передний базальный (SVIII - segmentum basale anterius); IX - латеральный базальный (SIX - segmentum basale laterale); X - задний базальный (SX-segmentum basale posterius)

Рис. 116. Правое (П) и левое (Л) легкие; вид спереди (вверху) и с медиальной стороны (внизу). 1 - реберная поверхность (facies costalis); 2 - медиастинальная поверхность (facies mediastinals); 3 - диафрагмальная поверхность (facies diaphragmatica); 4 - корень легкого (radix pulmonis); 5 - сердечное вдавление (impressio cardiaca); 6 - верхняя доля (lobus superior); 7 - средняя доля (правого легкого) (lobus medius); 8 - нижняя доля (lobus inferior); 9 - косая щель (fissura obliqua); 10 - горизонтальная щель (правого легкого) (fissura horizontalis)

Правое легкое шире и короче, чем левое. Левое легкое в области нижнепереднего края имеет углубление, которым оно прилегает к сердцу, - сердечное вдавление. Глубокими бороздами левое легкое делится на две, а правое - на три доли (lobi pulmones). Кроме того, в настоящее время легкие подразделяют на так называемые бронхолегочные сегменты (segmenta bronchopulmonalia): в правом легком их 11, а в левом - 10. Сегменты отделены друг от друга соединительнотканными перегородками и имеют форму конусов или пирамид, обращенных вершиной к воротам, а основанием - к наружной поверхности легкого.

Каждое легкое состоит из разветвлений бронхов, образующих своеобразный скелет органа - бронхиальное дерево, и системы легочных пузырьков, или альвеол, являющихся респираторным (газообменным) отделом дыхательной системы.

Бронхиальное дерево (arbor bronchialis; см. рис. 114) состоит из главного бронха, который делится на долевые бронхи. Последние переходят в сегментарные бронхи, которые в свою очередь подразделяются на бронхи 3 - 5-го порядка - субсегментарные, или средние, бронхи. Средние бронхи делятся на еще более мелкие (1 - 2 мм в диаметре) бронхи и концевые бронхиолы (bronchioli terminales). По мере того как бронхиальные ветви уменьшаются в диаметре, хрящевые кольца в их стенке постепенно также уменьшаются, превращаясь в небольшие бляшки, которые затем в бронхиолах исчезают. В мягких стенках бронхиол увеличивается количество гладких мышечных волокон.

Структурно-функциональной единицей респираторного отдела является ацинус (acinus pulmonaris). Он представляет собой систему альвеол, осуществляющих газообмен между кровью и тканями. Ацинус (рис. 117) начинается респираторной бронхиолой, которая, дихотомически ветвясь, переходит в альвеолярные ходы.

Рис. 117. Долька легкого (схема). 1 - бронхиола (bronchiolus); 2 - терминальная бронхиола (bronchiolus terminalis); 3 - дыхательная бронхиола (bronchiolus respiratorius); 4 - альвеолярные ходы (ductuli alveolares); 5 - альвеолярные мешочки (sacculi alveolares); 6 - альвеолы легкого (alveoli pulmonis)

Каждый альвеолярный ход заканчивается двумя альвеолярными мешочками. На стенках альвеолярных ходов и мешочков располагается несколько десятков альвеол легкого (alveoli pulmones). Общее количество их у взрослого человека достигает в среднем 300 - 400 млн. Стенки альвеол выстланы однослойным плоским эпителием. Под эпителием в тонких соединительнотканных перегородках залегают многочисленные кровеносные капилляры, образующие вместе с эпителиоцитами барьер между кровью и воздухом (аэрогематический барьер) толщиной 0,5 мкм, не препятствующий обмену газов и выделению водяных паров.

В ацинус входит 15 - 20 альвеол, в легочную дольку - 12 - 18 ацинусов. Из долек составляются доли легкого.

Легкие снаружи покрыты плеврой. Плевра (pleura; рис. 118) представляет собой тонкую, гладкую и влажную, богатую эластическими волокнами серозную оболочку, окружающую каждое легкое. Различают висцеральную плевру, плотно сращенную с тканью легкого, и париетальную плевру, выстилающую изнутри стенки грудной клетки. В области корня легкого висцеральная плевра переходит в париетальную. В целом вокруг каждого легкого образуется замкнутая плевральная полость, содержащая небольшое количество серозной жидкости, облегчающей дыхательные движения легких. На рис. 118 представлены топографические взаимоотношения границ легких и плевры и их отношение к грудному отделу позвоночника и грудной клетке.

Рис. 118. Границы легких и плевры. А - вид спереди; Б - вид сзади; 1 - верхние доли; 2 - средняя доля правого легкого (lobus medius pulmonis dextri); 3 - нижние доли; 4 - косая щель (fissura obliqua); 5 - горизонтальная щель (fissura horizontalis) правого легкого

Между правым и левым плевральными мешками находится средостение, ограниченное впереди грудиной и реберными хрящами, сзади - позвоночником. В средостении располагаются сердце с отходящими от него сосудами, вилочковая железа, нервы диафрагмы, пищевод, грудная часть аорты, блуждающие нервы, симпатические нервные стволы, непарная и полунепарная вены и грудной лимфатический проток.