4.1.5. Функции воздухоносных путей

В альвеолы легких воздух поступает через воздухоносные пути. Они начинаются верхним отделом: носовыми ходами, ротовой полостью и гортанью.

Расположенная за гортанью трахея делится на два брон­ха, каждый из которых последовательно и многократно разделяется дихотомически. Всего в среднем насчитывается около 23 генераций бронхов. Длина и диаметр каждого последующего бронха уменьшаются. Начиная с 4 генерации бронхов, в связи с резким увеличением их количества, суммарное поперечное сечение прогрессивно растет (рис. 4.4). Так, если просвет дыхательных путей начиная с ноздрей и до 4-й генерации составляет около 2,0-2,5 см², то к 16-й генерации он увеличивается до 180 см², 19-й генерации - 940 см², а на уровне 23-й генерации суммарный просвет бронхиол составляет уже 11400 см².

Р ис. 4.4. Схема расширения дыхательных путей: 1 - трахея, 2 - бронхи, 3 - дыхательные бронхиолы, 4 - альвеолы (по Л.И. Шик).

Дыхательные пути разделяют на три зоны: кондуктивную (проводящую), транзиторную (переходную) и дыхательную. В первую входят 1-16 генерации бронхов, во вторую 17-19. Дыхательные бронхиолы включают 17-23 генерации, так как на их стенке появляются альвеолы. Количество альвеол на стенке бронхиол постепенно возрастает вплоть до 23 генерации. 23-я генерация бронхиол переходит в альвеолярные мешочки, разделенные перегородками примерно на 20 полостей - альвеол. Из общего объема легких (около 4500 мл) проводящая зона занимает 3% (около 150 мл), последующие генерации - около 30% (приблизительно 1500 мл).

С обственно дыхательная зона состоит примерно из 300 млн. альвеол. Форма альвеол близка к усеченной сфере диаметром 0,15-0,3 мм. У новорожденных диаметр альвеол примерно такой же, как и у взрослых. Отличие заключается в том, что в их легких насчитывается около 30 млн. альвеол, а сами легкие полностью занимают всю грудную полость. С возрастом грудная клетка растет быстрее легких, поэтому легкие постоянно находятся в перерастянутом состоянии, а внутриплевральное давление ниже атмосферного (рис. 4.5).

Рис. 4.5. Схема измерения отрицательного внутриплеврального давления. 1 – левое легкое, 2 – сердце, 3 – плевра, 4 – диафрагма, 5 – игла в межплевральном пространстве, 6 – зажим, 7 – кран, 8- кимограф.

Ветви легочной артерии почти полностью повторяют деление бронхов. Легочные артерии, капилляры и посткапиллярные вены тесно связаны с альвеолами, густо оплетая их. Поэтому геометрия альвеол находится в непосредственной зависимости от состояния кровенаполнения легких. Альвеолярный воздух от крови отделяется лишь двумя слоями клеток, между которыми находится тонкий слой соединительной ткани. Толщина этой, так называемой, легочной мембраны (аэрогематического барьера) составляет 0,4 - 1,5 мкм .

Воздухоносные пути служат для струйного поступления воздуха в альвеолы легких. Попутно они выполняют ряд функций, направленных на "кондиционирование воздуха". Можно выделить три основных механизма обеспечивающих этот процесс.

1. Согревание. Проходящий по дыхательным путям воздух согревается, благодаря тесному контакту с широкой сетью кровеносных капилляров подслизистого слоя.

2. Увлажнение. В легких вне зависимости от влажности атмосферы воздух насыщен до 100% парами воды, для чего ее необходимо примерно 44 г/м³. Проходя по дыхательным путям воздух, во время выдоха, частично успевает вернуть слизистым, как тепло, так и воду. Таким путем в воздухоносных путях совершается регенерация воздуха. Но все же, часть тепла и воды может выделяться. Выраженность этих про­цессов во многом зависит от состояния окружающей среды и глубины дыхания. При форсированном дыхании организм может терять до 10% тепла и до 200 мл/час воды.

3. Очищение (защитная функция). Можно выделить следующие этапы и механизмы, способствующие очищению поступающего в альвеолы воздуха. Частицы размером более 10 мкм задерживаются на волосках и влажных слизистых носовых ходов. Миновавшие эти барьеры частицы оседают на стенках трахеи, бронхов, бронхиол, покрытых реснитчатым эпителием. Реснички совершают колебательные движения: они медленно наклоняются по направлению выхода и быстро возвращаются в прежнее положение. В результате слизь вместе с частицами постепенно продвигается в сторону гортани, где отхаркивается или заглатывается. Средняя скорость движения слизи около 1 см/мин.

Но часть мелких частиц, попавших в альвеолы, могут выделяться с помощью сурфактантов, находящихся в водном слое на их поверхности, а также может захватываться макрофагами соединительной ткани. После чего они остаются на месте (угольная пыль в ткани легких сохраняется годами), либо через лимфу и кровь уносятся от легких. Аналогична участь и микроорганизмов.

Кроме того, дыхательные пути выполняют защитную функцию и рефлекторным путем: при чихании и кашле со струей воздуха удаляется и раздражитель. Чихательный рефлекс зарождается с рецепторов слизистой носа, а кашлевой - слизистой глотки, трахеи и бронхов.