1.5. Анатомические особенности

У новорожденного гортань расположена высоко, более короткая и широкая, чем у взрослого, трахея уплощена, легко сдавливается. Хрящи мягкие слизистая оболочка содержит малое количество желез. Мышечная ткань и строма развиты слабо.

Пионером в изучении возрастной анатомии трахеи внесла кандидатская диссертация бывшего директора нашего института И.Г.Лагуновой (1947), которая препарировала 403 трупа (при отсутствии патологии органов дыхания). По ее данным размеры трахеи с возрастом постепенно увеличиваются, причем относительно быстрее в первые 6 месяцев и медленнее в последующие годы, снова ускоряясь в период 14-16 лет.

Увеличение продольного и поперечного диаметра трахеи в процессе роста происходит равномерно с сохранением почти для всех возрастов соотношения между ними, равного в среднем 1:0,7. В 16% случаев оба диаметра одинаковы, редко преобладает передне-задний размер.

Четкого влияния на размеры и конфигурацию трахеи конституционального типа И.Г.Лагунова не отметила. На ее материале коническая форма одинаково често встречается как при брахиоформном, так и при долихоформном типе. Преобладающей формой трахеи представлялась коническая, затем воронкообразная. Наиболее редко встречалась трахея в форме песочных часов.

Трахея делится на правый и левый главные бронхи. У человека положение места деления трахеи зависит от возраста, пола,положения головы, дыхательных движений и индивидуальных особенностей. Длина трахеи новорожденного - 4 см, на втором году жизни - 4,5 см,, к 6 годам - 6,3 см, у взрослого - 9-14 см. Средний диаметр - 18 см?. Трахея является продолжением гортани? У новорожденных имеет веретенообразную форму, затем становится цилиндрической, а с 5 лет имеет коническую форму (Волкова и Пекарский М.И.,1976).

У детей до года бифуркация трахеи расположена на уроне III грудного позвонка, в возрасте от 2 до 6 лет - на уровне IV-V, от 7 до 12 лет - на уровне V-VI грудных позвонков. У женщин положение бифуркации трахеи соответствует чаще V грудному позвонку, у мужчин - хрящу между V и VI позвонками.

При запрокинутой голове трахея выходит из грудной полости на несколько сантиметров, а бифуркация устанавливается выше обычного уровня. При повороте головы в сторону трахея поворачивается передне-задней осью в ту же сторону. Бифуркация трахеи отстоит от поверхности груди на 12 см, варьируя в зависимости от формы груди и упитанности (выражености жировой клетчатки).

Относительно средней линии бифуркация смещена несколько вправо за счет перекинутой через левый главный бронх дуги аорты.

Углы отклонения правого и левого главных бронхов от средней лини образуют общий угол бифуркации трахеи. Величина его составляет в среднем 71 градус с вариациями от 40 до 108 градусов. У детей угол бифуркации меньше и колеблется от 40 до 75 градусов.

У людей с узкой и длинной грудной клеткой угол бифуркации трахеи - 60-80 градусов. При широкой и короткой грудной клетке - 70-90 градусов. Правый трахео-бронхиальный угол in situ в среднем равен 130-135 градусам, левый - 140-145 градусам. В 70% случаев отмечаются одинаковые углы отхождения бронхов от трахеи.

Средняя длина трахеи у взрослых мужчин - 12-13 см, у женщин - 11-12 см. Протяженность шейного отдела - 6-9 см. Расстояние от хрящей гортани до грудины у детей увеличивается с ростом от 2,5 см до 5 см.

Диаметр трахеи - в среднем 12 мм, у новорожденного 4-5 см. В верхних отделах он несколько меньше, расширяется в средней трети и уменьшается к бифуркации. В верхних отделах передне-задний диаметр больше, чем латеро-латеральный, однако в нижнем отделе - наоборот.

В широкой хирургической и онкологической практике традиционно выделяют шейный и грудной отделы трахеи. Условную границу проводят по плоскости верхней аппаратуры грудной клетки с ориентацией на край яремной вырезки. В рентгенологии и торакальной хирургии принято различать три отдела трахеи: верхнегрудной, среднегрудной и нижнегрудной (надбифуркационный).

Число хрящевых полуколец по разным авторам составляет 12-22 со значительными индивидуальными колебаниями. По левому контуру переднейповерхности трахеи хрящи несколько уплощены, по правому - более округлы и выпуклы. Часто встречаются различные варианты формы хрящевых пластинок: вилообразное расщепление, сращение между соседними полукольцами в виде различных мостиков, а иногда и полное слияние нескольких пластинок. Иногда полукольца редуцируются в фиброзную перепонку.

Хрящевой остов трахеи закладывается как непрерывное образование и только впоследствии происходит его расщепление на отдельные полукольца. Этим и объясняются различные неправильности их расщепления.

Ширина перепончатой части у взрослых составляет приблизительно 1/3 окружности трахеи, у новорожденного - 1/7, к 14 годам - 1/5.

В реконструктивно-пластической хирургии трахеи мы используем наиболее рациональное деление трахеи на сегменты в зависимости от прилегающих анатомических структур (рис.1): 1) перстневидный (длина 1-1,5 см, 2 хрящевых полукольца); 2) щитовидный (1 - 1,5 см, 2-3 полукольца); 3) яремный (1,5-2,5 см, 3-4 полукольца); 4) плечеголовной (2-2,5 см, 5-6 полуколец); 5) аортальный (2-2,5 см, 3-5 полуколец); 6) бифуркационный (1,5-2 см, 1 полукольцо).

Стенки трахеи состоят из слизистой оболочки, подслизистой основы, волокнисто-мышечно-хрящевой и соединительнотканной оболочек (Плитниченко Б.Г., Шабутин С.В.,1983; Raid L.,1976).

Схема строения стенки нижних дыхательных путей представлена на рис.2.

У взрослого человека толщина стенки в среднем составляет 2,2 мм, главных бронхов - 1,5 мм. [Engel S.? 1962; Weibel E.R.1963].

По данным Barnett B. и Miller C.E. (1966) на 1 мкм² поверхности слизистой оболочки трахеи приходится 10-35 ресничек. Посредством мерцательных движений, противоположных движению вдыхаемого воздуха, слизь, продуцируемая железистым эпителием трахеи и бронхов, движется снизу вверх.

Бокаловидные клетки - одноклеточные эндоэпителиальные железы, выделяющие слизистый секрет. Имеют круглое или овальное ядро ближе к основанию клетки. В цитоплазме выявляется большое количество секреторных гранул, за счет которых клетка, растягиваясь, принимает вид бокала. Эти клетки выявляются в трех фазах: активной, неактивной и промежуточной, в зависимости от количества секреторных гранул. В неактивной фазе на их поверхности появляются микроворсинки. А.Хем и Д.Кормак выделяют их как “щеточные”.

Базальные клетки считаются стволовыми для реснитчатых и бокаловидных клеток. Располагаясь в основании последних, базальные клетки имеют продолговатую или многоугольную форму и крупное ядро. Посредством десмосом они контактируют между собой. В настоящее время в эпителиальной выстилке трахеи и бронхов выделяют нейроэндокринные клетки [Becker K.L. 1978].

Следующим элементом слизистой оболочки трахеи является собственная пластинка, состоящая из рыхлой волокнистой неоформленной соединительной ткани. Она содержит коллагеновые, эластические и ретикулярные волокна, расположенные рыхло. В основном веществе, в пространствах между волокнами расположены фибробласты, макрофаги, лимфоциты, тучные и плазматические клетки.

Подслизистую основу также составляет рыхлая неоформленная соединительная ткань. Однако расположение волокон более рыхлое, чем в собственной пластинке слизистой оболочки Клеточные элементы представлены более скудно [Wailou M. et al.,1980].

Одним из основных структурных образований подслизистой основы являются слизисто-серозные железы.

Мышечно-волокнисто-хрящевая оболочка трахеи и главных бронхов образована хрящевыми полукольцами, свободные концы которых соединены пучками гладкой мышечной ткани. Расположенные рядом хрящевые полукольца соединяются между собой плотной соединительной тканью, переходящей в такую же ткань надхрящницы каждого кольца. В состав этой ткани входят пучки коллагеновых волокон, что и определяет эластичность стенок трахеи.

Слизистая оболочка и подслизистая основа перепончатой стенки трахеи имеет аналогичное строение. Пучки гладкомышечных клеток, располагающиеся преимущественно в поперечной плоскости к длиннику трахеи, обеспечивают активное движение трахеи при дыхании, не препятствует прохождению пищевого комка по пищеводу.

В перепончатой стенке трахеи, в отличие от хрящевой, железы располагаются не только в подслизистой основе, но и вне ее - в собственной пластинке слизистой оболочки, в промежутке между пучками мышечных клеток и даже в соединительной ткани адвентициальной оболочки. Рыхлая ткань адвентиции соединяет трахею с прилежащими тканями. [Яхница А.Г.,1967].

Трахея и бронхи участвуют не только в проведении воздуха к легким и обратно, но и несут ряд специфических функций: защитную, увлажнения воздуха и др. Железы играют важнейшую роль в функциональной нагрузке трахеи. Они выделяют в ее просвет слизисто-серозный секрет, обеспечивающий сохранность и нормальную функцию клеток мерцательного эпителия. Секрет желез сдерживает развитие микроорганизмов, препятствует развитию в слизистой оболочке дистрофических и некробиотических процессов, препятствует воспалению. Кроме того, секрет желез - важный фактор согревания воздуха и обеспечения терморегуляции.

Терминология. Концевая часть железы (син. ацинус, секреторный отдел, альвеола) - комплекс апикальных поверхностных клеток, имеющих общую базальную мембрану. Термин “альвеола” рекомендуется гистологической номенклатурой (Мехико, 1980). “Тело железы” - неправильный термин. Т.А.Акматов (1989) рекомендует пользоваться понятием “главный отдел” - комплекс альвеол и выводных протоков, расположенных совместно в пределах соединительнотканной капсулы и открывающиеся одним общим выводным протоком на поверхность слизистой оболочки.

Железы трахеи впервые упомянуты A. Laurentius в 1600 году в анатомическом руководстве. Наиболее полно их описал C.Frankenkauser. Железы он относил к сложно-трубчатым, а по характеру секрета - к смешанным. Желез много и в межхрящевых промежутках и в перепончатой стенке трахеи. Лежат в основном в подслизистой основе и только одиночные - в слизистой оболочке.

В стенках трахеи взрослого человека расположено от 3500 до 6000 желез, то есть около 1/6 общего количества желез всех нижних дыхательных путей 1 железы на 1 мм² поверхности стенок. В.Д.Мацепон выделяет 5 слоев расположения желез в перепончатой стенке. Плотность расположения желез наиболее высокая в верхней трети трахеи и в области бифуркации, где их количество достигает до 15-20 на см², а в средней трети - 4-8 на см².

Возрастные изменения проявляются в слизистом перерождении железистого аппарата. В процессе старения железистых элементов мерокриновый тип секреции заменяется апокриновым. В секрете исчезают сульфо- и сиалосахариды. повышается вязкость секрета. Это сочетается с уменьшением мерцательной поверхности эпителия и приводит к образованию многочисленых слизистых пробок по ходу выводных протоков желез. Многие железы превращаются в слизистые кисты.

А.Г.Яхница обнаруживал у лиц старше 65 лет замещение секретирующих клеток желез клетками типа онкоцитов, у которых отсутствует секреторная функция. При этом в окружающей соединительной ткани появляются шаровидные скопления метаболитов, состоящих из нейтральных мукополисахаридов. Железы стенок трахеи вовлекаются в неспецифический воспалительный процесс и служат источником злокачественных новообразований.

Существенный вклад в изучение морфологических особенностей желез трахеи и их онтогенеза внес Т.А. Акматов. В результате изучения дыхательных путей 142 трупов ему удалось доказать, что в хрящевой стенке трахеи железы располагаются в один слой, а в перепончатой - в три слоя. Количество слоев в кранио-каудальном направлении уменьшается. В хрящевой стенке главные отделы желез залегают в подслизистой основе и волокнистой оболочке. Устья выводных протоков желез мембранозной стенки трахеи располагаются продольно ориентрванными цепочками между складками слизистой оболочки.

Общее количество желез не изменяется от периода новорожденности до подросткового возраста включительно. Максимальное на протяжении постнатального онтогенеза общее число желез в стенке трахеи (3565 желез) обнаруживается у пожилых людей. В старости число желез снижается до 3467. Численность желез в хрящевой стенке трахеи в 2,5-3 раза больше, чем в перепончатой. В нижней трети этой стенки количество желез на 7-8% выше, по сравнению с верхней или средней третью. В пожилом и старческом возрастах размеры главных отделов желез в стенке трахеи уменьшаются.

Наиболее крупные железы располагаются в адвентициональной оболочке мембранозной стенки. В старости численность альвеол в главном отделе железы уменьшается особенно кнутри от мышечных пучков. Выводные протоки желез располагаются под углом 45-90% к поверхности слизистой оболочки трахеи. У старых и пожилых они образуют ампулообразное расширение. Глубоко залегающие протоки образуют S-образный изгиб. У стариков плотность расположения устьев уменьшается в 4-4,5 раза. Толщина эпителия возле устьев желез наименьшая. Железисто-лимфоидное соотношение с возрастом претерпевает значительные изменения. У детей лимфоидные скопления располагаются рядом с протоками и главными отделами желез. У пожилых людей лимфоидные элементы располагаются также в соединительной строме желез.

Ультраструктура. При скенирующей электронной микроскопии удалось изучить поверхнстный эпителий дыхательных путей и расположение реснитчатых клеток. Реснитчатые клетки имеют полигональный вид, однако рассмотреть их контур и структуру удается только при определенных усоловиях, так как они покрыты густым ковром ворсинок. Этот покров мешает увидеть нецилиарные клетки, вершина которых скрываются за ворсинками. Внешне поверхность эпителия (концы ворсинок) напоминает джунгли Амазонки (вид с самолета).

Типичные реснитчатые клетки имеют 200-250 ворсинок на поверхности. Размеры их меняются в зависимости от уровня дыхательных путей. В трахее их длина составляет 5-8 мкм от поверхности клетки. У основания ресничек расположены микроворсинки в виде небольших выступов мембраны длиной 0,1-0,2 мкм. Эти образования играют важную роль в метаболизме реснитчатых клеток и в реабсорбции излишнего количества жидкости, скопившейся в просвете дыхательных путей [Braga P.C., Allegra L.,1992].