2 курс / Нормальная физиология / Anatomiya_i_fiziologiya_detei_i_podrostkov_2007

Рис. 59. Легкие. Вид спереди:

1 — верхушка легкого; 2 — верхняя доля левого легкого; 3 — нижняя доля левого легкого; 4 — основание легкого; 5 — сердечная вырезка; 6 — междолевые щели; 7 — нижняя доля правого легкого; 8 — средняя доля правого легкого; 9 — верхняя доля правого легкого; 10 — трахея; 11 — гортань

верхность уплощенная. На средостенной поверхности находятся ворота легкого, через которые в легкие входит главный бронх, ле­ гочная артерия, а выходят из легкого две легочные вены и лимфа­ тические сосуды. Бронхи, сосуды и нервы образуют корень легкого.

Каждое легкое глубокими щелями разделено на доли. У право­ го легкого имеется три доли: верхняя, средняя и нижняя, у левого легкого две доли — нижняя и верхняя. На основании характера де­ ления бронхов у долей выделяют сегменты, по 10 сегментов в каждом легком. Границы между сегментами на поверхности лег-

210

кого не видны. Внутри легкого границами между сегментами яв­ ляются пограничная область между разветвлениями соседних сег­ ментарных бронхов. В сегментах выделяют дольки, количество ко­ торых в одном сегменте достигает 80. В каждую дольку входит долъковый бронх диаметром 1 мм, который делится на концевые (терминальные) бронхиолы. Концевые бронхиолы разделяются на

дыхательные (респираторные) бронхиолы. Дыхательные бронхиолы переходят в альвеолярные ходы, на стенках которых имеются ми­ ниатюрные выпячивания (пузырьки) — альвеолы. Одна концевая бронхиола с ее разветвлениями (дыхательными бронхиолами, аль­ веолярными ходами и альвеолами) называется альвеолярным (ды­ хательным) деревом, или легочным ацинусом. Ацинус является структурно-функциональной единицей легкого, в его альвеолах происходит газообмен между протекающей по капиллярам кро­ вью и воздухом, поступающим в легкие. В обоих легких человека имеется 600—700 млн альвеол, дыхательная поверхность которых составляет от 40 м2 при выдохе и до 120 м2 при вдохе.

Плевра

Плевра — это серозная оболочка, которая покрывает легкие со всех сторон, прочно срастаясь с легочной паренхимой. Плевра, покрывающая легкие (легочная, висцеральная плевра) по корню легкого переходит на стенку грудной полости, образуя вокруг каж­ дого легкого замкнутый плевральный мешок (правый и левый). Плевру, выстилающую стенки грудной полости, называют при­ стеночной, или париетальной плеврой. У париетальной плевры вы­ деляют реберную плевру, прилежащую к ребрам, диафрагмальную плевру и средостенную (медиастинальную) плевру. Между парие­ тальной и висцеральной плеврой имеется узкая щель — плевраль­ ная полость, содержащая небольшое количество серозной жид­ кости. Эта жидкость смачивает соприкасающиеся поверхности висцеральной и париетальной плевры, облегчает скольжение лег­ ких в плевральных полостях во время дыхания.

В местах перехода одной части париетальной плевры в другую имеются так называемые плевральные синусы, в которые заходят нижние и передние края легких только при максимальном вдохе. Наиболее глубоким синусом является реберно-диафрагмальный си­ нус, образованный в месте перехода передней части реберной плевры в диафрагмальную плевру.

Границы легких и плевральных полостей. В практической меди­ цине большое значение имеет знание границ легких и плевраль­ ных мешков. Особенно актуальными эти сведения становятся при

211

воспалении легких (пневмониях), при заболеваниях плевры (плев­ ритах), появлении в плевральных мешках значительного количе­ ства жидкости или крови (при кровоизлияниях, ранениях). Вер­ хушки легких спереди располагаются на 3—4 см выше первого ребра или на 2 см выше ключицы. Нижнюю границу легких и плев­ ры определяют в ориентации на условные вертикальные линии, проводимые вдоль тела человека. Это окологрудинная линия, про­ ходящая по краю грудины (по обеим сторонам от нее), среднеклю­ чичная линия, проводимая вертикально через середину ключицы, передняя подмышечная линия (проходит по передней подмышеч­ ной складке), средняя подмышечная линия (идет вниз от самой глу­ бокой точки подмышечной ямки), задняя подмышечная линия (про­ ходит вдоль задней подмышечной складки), лопаточная линия (проходит через нижний угол лопатки) и околопозвоночная линия, проходящая вдоль позвоночного столба через реберно-позвоноч­ ные суставы.

Передняя граница легкого идет от его верхушки через грудино­ ключичный сустав, затем через середину соединения рукоятки грудины с ее телом. Далее граница идет вниз до хряща VI ребра, где переходит в нижнюю границу. Нижняя граница легкого идет почти горизонтально, по среднеключичной линии пересекает VI ребро, по средней подмышечной линии — VIII ребро, по лопа­ точной линии — X ребро, по околопозвоночной линии — XII ребро, где нижняя граница переходит в заднюю границу, уходя­ щую вверх вдоль позвоночника. Нижняя граница левого легкого располагается несколько ниже границы правого легкого (пример­ но на полребра).

Верхняя и передняя границы плевры совпадают с такими же границами легкого. Нижняя граница плевры определяется по тем же линиям, что и легкое, только на одно ребро ниже.

Средостение

Средостением называют комплекс органов, расположенных в грудной полости между правым и левым легким. Передней грани­ цей средостения служит задняя поверхность грудины, задней гра­ ницей — грудной отдел позвоночника, нижней — диафрагма. Ввер­ ху средостение через верхнюю апертуру грудной клетки сообщается с областью шеи. В средостении располагаются сердце и перикард, грудная часть аорты, верхняя полая вена, тимус, трахея и глав­ ные бронхи, пищевод, грудной лимфатический проток и средо­ стенные лимфатические узлы, блуждающие и диафрагмальные не­ рвы, а также другие артерии, вены, нервы.

212

Возрастные особенности органов дыхания

Полость носа у новорожденного низкая (высота ее около 17,5 мм) и узкая. Носовые раковины относительно толстые, но­ совые ходы развиты слабо. Нижняя носовая раковина касается дна полости носа. Общий носовой ход остается свободным, хоаны низкие. К 6 мес жизни высота полости носа увеличивается до 22 мм и формируется средний носовой ход, к 2 годам формиру­ ется нижний, после 2 лет — верхний носовой ход. К 10 годам полость носа увеличивается в длину в 1,5 раза, а к 20 годам — в 2 раза, по сравнению с новорожденным. Из околоносовых пазух у новорожденного имеется только верхнечелюстная, она развита слабо. Остальные пазухи начинают фбрмироваться после рожде­ ния. Лобная пазуха появляется на 2-м году жизни, клиновидная — к 3 годам, ячейки решетчатой кости — к 3—6 годам. К 8—9 годам верхнечелюстная пазуха занимает почти все тело кости. Лобная пазуха к 5 годам имеет размеры горошины. Размеры клиновид­ ной пазухи у ребенка 6—8 лет достигают 2—3 мм. Пазухи решет­ чатой кости в 7-летнем возрасте плотно прилежат друг к другу; к 14 годам по строению они похожи на решетчатые ячейки взрос­ лого человека.

Гортань у новорожденного короткая, широкая, воронкообраз­ ная, располагается выше, чем у взрослого человека (на уровне II—IV позвонков). Пластинки щитовидного хряща располагаются под тупым углом друг к другу. Выступ гортани отсутствует. Вслед­ ствие высокого расположения гортани у новорожденных и детей грудного возраста надгортанник находится несколько выше языка корня, поэтому при глотании пищевой комок (жидкость) обхо­ дит надгортанник по сторонам от него. В результате ребенок может дышать и глотать (пить) одновременно, что имеет важное значе­ ние при акте сосания.

Вход в гортань у новорожденного относительно шире, чем у взрослого. Преддверие короткое, поэтому голосовая щель нахо­ дится высоко. Она имеет длину 6,5 мм (в 3 раза короче, чем у взрослого). Голосовая щель заметно увеличивается в первые три года жизни ребенка, а затем — в период полового созревания. Мышцы гортани у новорожденного и в детском возрасте развиты слабо. Гортань быстро растет в течение первых четырех лет жизни ребенка. В период полового созревания (после 10—12 лет)~вновь начинается активный рост, который продолжается до 25 лет у мужчин и до 22—23 лет у женщин. Вместе с ростом гортани в детском возрасте она постепенно опускается, расстояние между ее верхним краем и подъязычной костью увеличивается. К 7 годам нижний край гортани находится на уровне верхнего края VI шей­

213

ного позвонка. Положение, характерное для взрослого человека, гортань занимает после 17—20 лет.

Половые различия гортани в раннем возрасте не наблюдаются.

Вдальнейшем рост гортани у мальчиков идет несколько быстрее, чем у девочек. После 6—7 лет гортань у мальчиков крупнее, чем у девочек того же возраста. В 10—12 лет у мальчиков становится за­ метным выступ гортани.

Хрящи гортани, тонкие у новорожденного, с возрастом стано­ вятся более толстыми, однако долго сохраняют свою гибкость.

Впожилом и старческом возрасте в хрящах гортани, кроме над­ гортанника, откладываются соли кальция. Хрящи окостеневают, становятся хрупкими и ломкими.

Трахея и главные бронхи у новорожденного короткие. Длина тра­ хеи составляет 3,2—4,5 см, ширина просвета в средней части — около 0,8 см. Перепончатая стенка трахеи относительно широкая, хрящи трахеи развиты слабо, тонкие, мягкие. В пожилом и стар­ ческом возрасте (после 60—70 лет) хрящи трахеи становятся плот­ ными, хрупкими, при сдавлении легко ломаются.

После рождения трахея быстро растет в течение первых 6 мес, затем рост ее замедляется и вновь ускоряется в период полового созревания и в юношеском возрасте (12—22 года). К 3—4 годам жизни ребенка ширина просвета трахеи увеличивается в 2 раза. Трахея у ребенка 10—12 лет вдвое длиннее, чем у новорожденно­ го, а к 20-г25 годам длина ее утраивается.

Слизистая оболочка стенки трахеи у новорожденного тонкая, нежная; железы развиты слабо. У ребенка 1—2 лет верхний край трахеи располагается на уровне IV—V шейных позвонков, в 5—6 лет — кпереди от V—VI позвонков, а в подростковом возрасте — на уровне V шейного позвонка. Бифуркация трахеи к 7 годам жиз­ ни ребенка находится кпереди от IV—V грудных позвонков, а после 7 лет постепенно устанавливается на уровне V грудного позвонка, как у взрослого человека.

Легкие у новорожденного неправильной конусовидной фор­ мы; верхние доли относительно небольших размеров. Средняя доля правого легкого по размерам равна верхней доли, а нижняя срав­ нительно большая. Масса обоих легких у новорожденного состав­ ляет 57 г (от 39 до 70 г), объем — 67 см3. Плотность недышавшего легкого равна 1,068 (легкие мертворожденного недышавшего ребенка тонут в воде). Плотность легкого дышавшего ребенка со­ ставляет 0,490. Бронхиальное дерево к моменту рождения в основ­ ном сформировано. На 1-м году жизни наблюдается его интенсив­ ный рост (размеры долевых бронхов увеличиваются в 2 раза, а главных — в 1,5 раза). В период полового созревания рост брон­ хиального дерева снова усиливается. Размеры всех его частей (брон­

214

хов) к 20 годам увеличивается в 3,5—4 раза (по сравнению с брон­ хиальным деревом новорожденного). У людей 40—45 лег бронхи­ альное дерево имеет наибольшие размеры. Возрастная инволюция бронхов начинается после 50 лет. В пожилом и старческом возрас­ те длина и диаметры просвета многих сегментарных бронхов не­ много уменьшаются, иногда появляются четкообразные выпячи­ вания их стенок.

Легочные ацинусы у новорожденного имеют небольшое коли­ чество мелких легочных альвеол. В течение второго года жизни ре­ бенка и позже ацинус растет за счет появления новых альвеоляр­ ных ходов и образования новых легочных альвеол в стенках уже имеющихся альвеолярных ходов. Образование новых разветвлений альвеолярных ходов заканчивается к 7—9 годам, легочных альве­ ол — к 12—15 годам. К этому времени размеры альвеол увеличива­ ются вдвое. Формирование легочной паренхимы завершается к 15— 25 годам. В период от 25 до 40 лет строение легочных ацинусов практически не меняется. После 40 лет начинается постепенное старение легочной ткани. Легочные альвеолы становятся крупнее, часть межальвеолярных перегородок исчезает. В процессе роста и раз­ витая легких после рождения их объем увеличивается: в течение 1 -го года — в 4 раза, к 8 годам — в 8 раз, к 12 годам — в 10 раз, к 20 годам — в 20 раз (по сравнению с объемом легких новорожденного).

Границы легких с возрастом также изменяются. Верхушка лег­ кого новорожденного находится на уровне первого ребра. В даль­ нейшем она выступает над перцым ребром и к 20—25 годам рас­ полагается выше первого ребра (на 2 см выше ключицы). Нижняя граница правого и левого легких у новорожденного проходит на одно ребро выше, чем у взрослого человека. По мере увеличения возраста ребенка эта граница постепенно опускается. В пожилом возрасте (после 60 лет) нижние границы легких располагаются на 1—2 см ниже, чем у людей в возрасте 30—40 лет.

В о п р о с ы д л я п о в т о р е н и я и с а м о к о н т р о л я :

1. Назовите стенки полости носа, укажите, где располагаются носо­ вые раковины и носовые ходы, какие функции они выполняют.

2.Перечислите хрящи и мышцы гортани. Какие функции выполняет каждая из этих мышц?

3.Что такое корень легкого, что входит в его состав?

4.Назовите поверхности правого и левого легких и их границы (по линиям).

5.Что такое бронхиальное дерево? Какие структуры его образуют?

6.Расскажите, как устроен легочный ацинус. Какие структуры легкого называют альвеолярным деревом?

215

7.Что такое плевра, какие части у нее выделяют, какие функции она выполняет?

8.Расскажите о средостении, его границах. Какие органы располага­ ются в средостении?

Дыхание

Дыхание — это процесс газообмена между организмом и внеш­ ней средой. Из внешней среды в организм человека поступает кислород, а во внешнюю среду выделяется углекислый газ. Кис­ лород необходим клеткам, тканям и органам для жизнедеятель­ ности, для процессов окисления, в результате которого высво­ бождается энергия. Углекислый газ (а также вода) являются конечным продуктом обмена веществ, процессов окисления. Ос­ тановка дыхания ведет к немедленному прекращению обмена ве­ ществ в организме и гибели (смерти) человека.

Газообмен у человека состоит из трех составляющих: внешнего дыхания, транспорта газов кровью и внутреннего (клеточного, тканевого) дыхания.

Внешнее дыхание выполняет дыхательная система, в том числе легкие, в которых кислород (0 2) через стенки легочных альвеол и кровеносных капилляров поступает в кровь. Одновременно из крови в альвеолы выделяется углекислый газ (С 02), и далее по дыха­ тельным путям он выводится из организма. Вдыхаемый и выдыха­ емый воздух различается по своему составу (табл. 10).

Т а б л и ц а 10

Содержание кислорода ( 0 2) и углекислого газа (С 02) во вдыхаемом и выдыхаемом воздухе

Содержание газов ( %)

Воздух

Транспорт газов (кислорода, углекислого газа) осуществляется кровью по кровеносным сосудам. К легким по легочным артериям от сердца притекает кровь, богатая углекислым газом. В легких кровь отдает углекислый газ и насыщается кислородом. Содержа-

216

щая кислород кровь из легких по легочным венам поступает к сердцу. От сердца по аорте, а затем по артериям кровь транспор­ тируется к органам, где снабжает кислородом (и питательными веществами) их клетки, ткани. В обратном направлении — от кле­ ток, тканей кровь по венам выносит углекислый газ к сердцу, а из сердца эта кровь, богатая углекислым газом, снова направляется к легким.

Внутреннее дыхание (клеточное, тканевое) представляет собой газообмен между кровью и тканями, клетками. Кислород из кро­ ви через стенки кровеносных капилляров поступает к клеткам и другим тканевым структурам, где включается в обмен веществ. Из клеток, тканей также через стенки капилляров в кровь выводится углекислый газ.

Таким образом, постоянно циркулирующая между легким и тканями кровь обеспечивает непрерывное снабжение клеток, тка­ ней кислородом и выведение углекислого газа. В тканях кислород крови проникает в клетки и другие тканевые элементы, а в обрат­ ном направлении переносит углекислый газ. Этот процесс внут­ реннего (тканевого) дыхания происходит при участии особых ды­ хательных ферментов.

Механизм вдоха и выдоха

Благодаря ритмичному сокращению диафрагмы (16—18 раз в минуту) и других дыхательных мышц (наружных и внутренних межреберных мышц) объем грудной клетки то увеличивается (при вдохе), то уменьшается (при выдохе). При расширении грудной клетки легкие пассивно растягиваются, расширяются. При этом давление в легких понижается и становится ниже атмосферного (на 3—4 мм рт. ст.). Поэтому воздух через дыхательные пути из внешней среды устремляется в легкие. Так происходит вдох. При глубоком вдохе, форсированном дыхании сокращаются не только дыхательные мышцы, но и вспомогательные (мышцы плечевого пояса, шеи, туловища). Выдох осуществляется при расслаблении мышц вдоха и сокращении мышц выдоха (внутренние межреберные мышцы, мышцы передней брюшной стенки). Приподнятая и расширенная при вдохе грудная клетка в силу своей тяжести и при действии ряда мышц живота опускается. Растянутые легкие благодаря своей эластичности уменьшаются в объеме. При этом давление в легких резко возрастает, и воздух покидает легкие. Так происходит выдох. При кашле, чиханье, быстром выдохе участву­ ют мышцы живота, брюшного пресса, ребра (грудная клетка) опускаются, диафрагма резко поднимается.

217

При спокойном дыхании человек вдыхает и выдыхает 500 мл воздуха. Это количество воздуха (500 мл) называют дыхательным объемом. При глубоком (дополнительном) вдохе в легкие посту­ пит еще 1500 мл воздуха. Это резервный объем вдоха. При равномер­ ном дыхании после спокойного выдоха человек при напряжении дыхательных мышц может выдохнуть еще 1500 мл воздуха. Это резервный объем выдоха. Количество воздуха (3500 мл), складываю­ щееся из дыхательного объема (500 мл), резервного объема вдоха (1500 мл), резервного объема выдоха (1500 мл) называют жиз­ ненной емкостью легких. У тренированных, физически развитых людей жизненная емкость легких может достигать 7000—7500 мл. У женщин в связи с меньшей массой тела жизненная емкость легких меньше, чем у мужчин.

После того как человек выдохнет 500 мл воздуха (дыхательный обмен), а затем еще сделает глубокий выдох (1500 мл), в его лег­ ких все еще остается примерно 1200 мл остаточного объема возду­ ха, удалить который из легких практически невозможно. Дышав­ шее легкое всегда содержит воздух. Поэтому легочная ткань в воде не тонет.

В течение 1 мин человек вдыхает и выдыхает 5—8 л воздуха. Это минутный объем дыхания, который при интенсивной физической нагрузке может достигать 80—120 л в минуту.

Из 500 мл выдыхаемого воздуха (дыхательный объем) только 360 мл проходит в альвеолы и отдает кислород в кровь. Остальные 140 мл остаются в воздухоносных путях и в газообмене не уча­ ствуют. Поэтому воздухоносные пути называют «мертвым простран­ ством».

Газообмен в легких

В легких происходит газообмен между поступающим в альвео­ лы воздухом и протекающей по капиллярам кровью (рис. 60). Ин­ тенсивному газообмену между воздухом альвеол и кровью спо­ собствует малая толщина так называемого аэрогематического барьера. Этот барьер между воздухом и кровью образован стенкой альвеолы и стенкой кровеносного капилляра. Толщина барьера — около 2,5 мкм. Стенки альвеол построены из однослойного плос­ кого эпителия (альвеолоцитов), покрытого изнутри, со стороны просвета альвеол, тонкой пленкой фосфолипида — сурфактан­ том. Сурфактант препятствует слипанию альвеол при выдохе и понижает поверхностное натяжение. Альвеолы оплетены густой сетью кровеносных капилляров, что сильно увеличивает площадь, на которой совершается газообмен между воздухом и кровью.

218

Рис. 60. Обмен газами между кровью и воздухом альвеол:

1 — просвет альвеолы; 2 — стенка альвеолы; 3 — стенка кровеносного капилляра; 4 — просвет капилляра; 5 — эритроцит в просвете капилляра. Стрелками показан путь кислорода (0 2), углекислого газа (С02) через аэрогематический барьер (между кровью и воздухом)

Во вдыхаемом воздухе — в альвеолах — концентрация кисло­ рода (парциальное давление) намного выше (100 мм рт. ст.), чем в венозной крови (40 мм рт. ст.), протекающей по легочным ка­ пиллярам. Поэтому кислород легко выходит из альвеол в кровь, где он быстро вступает в соединение с гемоглобином эритроци­ тов. Одновременно углекислый газ, концентрация которого в ве­ нозной крови капилляров высокая (47 мм рт. ст.), диффундирует в альвеолы, где капиллярное давление С 0 2 значительно ниже (40 мм рт. ст.). Из альвеол легкого углекислый газ выводится с выдыхаемым воздухом.

219