Легочное дыхание

При вдохе воздух поступает в нос, затем в носоглотку, гортань, трахею, бронхи и бронхиолы, и, наконец, в альвеолы.

Дыхательный путь начинается с носовой полости. Носовая полость образована костями лицевой части черепа и хрящами. В ней различают три носовых хода:

• верхний носовой ход – это обонятельный путь, в котором расположены около 125 млн. рецепторов обоняния;

• средний и нижний ходы – воздухоносные пути.

При нормальном дыхании человек дышит через нос, что имеет большое значение для организма. Воздух в носу согревается и механически очищается, чему способствует богатая кровеносными сосудами слизистая оболочка носа, мерцательный эпителий и извилистые носовые ходы. Частичное обезвреживание попавших в носовую полость микроорганизмов происходит с помощью лейкоцитов, мигрирующих через стенки капилляров в стенки носовых ходов и фагоцитирующих бактерии. Из носа воздух проходит в носоглотку, гортань и трахею.

Гортань выполняет функции воздухоносного пути и голосообразующего аппарата, за счет расположения в ней голосовых связок, между которыми находится голосовая щель Во время выдоха связки колеблются, и колебания передаются воздушному столбу голосовой щели – образуется звук. В членораздельной речи участвуют язык, губы и щеки, а глотка, гортань и полость рта являются резонаторами.

Трахея (дыхательное горло) расположена в передней части шеи и состоит из 16-20 неполных хрящевых колец с перепончатой задней стенкой, прилегающей к пищеводу. Трахея изнутри выстлана слизистой оболочкой. При дыхании мелкие частицы пыли прилипают к слизистой оболочке трахее, и реснички мерцательного эпителия продвигают их обратно к выходу из дыхательных путей.

В грудной полости трахея делится на бронхи (бифуркация трахеи), которые разветвляются на более мелкие веточки, бронхиолы (бронхиальное дерево) и заканчиваются альвеолами – легочными пузырьками. Бронхи также покрыты мерцательным эпителием, колебательные движения, которого совершаются по направлению к ротовой полости, что способствует выведению наружу слизи и частиц пыли.

Функции воздухоносных путей.

Газообменная – доставка атмосферного воздуха в газообменную область.

Негазообменные функции:

1. Очищение вдыхаемого воздуха.

2. Увлажнение вдыхаемого воздуха.

3. Инактивация биологически активных веществ в эндотелии легочных капилляров.

4. Согревание воздуха.

5. Терморегуляция – теплоиспарение, конвекция и теплопродукция.

В альвеолах происходит обмен газов, т.е. осуществляется собственно дыхательный процесс. Число альвеол примерно 300 млн, а их общая поверхность составляет от 40 до 140 м². Каждая альвеола покрыта густой сетью артериальных и венозных капилляров. Стенка альвеолы и капилляра состоят из одного слоя клеток (эпителиоцитов), что способствует свободной диффузии кислорода и углекислого газа.

Внутри альвеолы имеется тонкий слой пристеночной жидкости – сурфактанта, который выполняет несколько важных функций:

1. Уменьшение поверхностного натяжения жидкости, покрывающей альвеолы в 10 раз – предотвращение спадения (ателектаза) альвеол и облегчение вдоха.

2. Защита – бактериостатическая активность; обратный транспорт пыли и микробов, защита стенок альвеол от действия окислителей; уменьшение проницаемости легочной мембраны.

3. Облегчение диффузии кислорода из альвеол в кровь.

Функции легких.

Газообмен между организмом и окружающей средой и выделение СО₂.

Негазообменные функции:

1. Выделительная – удаление воды и летучих веществ.

2. Выработка биологически активных веществ – гепарина, тромбоксана В2, тромбопластина, факторов свертывания крови, гистамина, серотонина и др.

3. Инактивация биологически активных веществ в эндотелии легочных капилляров.

4. Защитная – образование антител; фагоцитоз; выработка лизоцима, интерферона, иммуноглобулинов; задержка и разрушение в капиллярах микробов.

5. Терморегуляция – выработка тепла.

6. Голосообразование – легкие – резервуар воздуха.

Легкое покрыто серозной оболочкой – плеврой (висцеральный листок). С поверхности легких плевра переходит на стенки грудной полости (париетальный листок). Оба листка плевры образуют герметичную полость – плевральную щель, давление в которой ниже атмосферного.

Отрицательное давление в плевральной полости. У новорожденного ребенка легкие полностью заполняют грудную клетку, но в дальнейшем рост ее идет более ускоренно, чем рост легких. В результате такого неравномерного роста между легкими и грудной клеткой образуется плевральная щель, или, как принято называть, полость. Плевральная полость образуется двумя листками плевры, из которых один покрывает внутреннюю поверхность грудной клетки, а другой – легкие. Щель между этими листками герметически закрыта.

Давление в плевральной полости было бы равно атмосферному, если бы легочная ткань не обладала эластичностью. Как любая эластичная ткань, например, резина, так и легочная оказывает определенное противодействие растяжению. При растяжении легочная ткань стремится вернуться в исходное состояние. Поэтому в противоположность атмосферному давлению, которое оказывает воздух на стенки легких, растягивая их, легкие развивают противодействуюшую силу, которая тем больше, чем больше растяжение легкого. В силу этого в плевральной щели давление не будет равно атмосферному, а будет меньше на величину эластической тяги, т.е. будет отрицательным. Если считать, что атмосферное давление равно 760 мм рт. ст., а при обычном вдохе эластическая тяга составляет 9 мм рт. ст., то давление в плевральной полости будет 760 – 9 = 751 мм рт. ст.

Отрицательное давление обычно измеряется величиной, на которую давление в плевральной щели ниже атмосферного. Эта величина всегда приводится с отрицательным знаком. В нашем примере давление в плевральной щели равно 9 мм рт. ст.

При нормальном дыхании в момент вдоха давление в межплевральной щели равно 9 мм рт.ст., а при выдохе 4 мм рт.ст.

При глубоком вдохе давление в плевральной щели еще более падает, так как легкие сильно растягиваются и их эластическая тяга возрастает. Давление при этом падает до 30 мм рт.ст.

Пневмоторакс. Пневмотораксом называют поступление воздуха в межплевральную щель при нарушениях целости грудной клетки, а иногда стенки легкого изнутри. В том и другом случае плевральная щель сообщается с окружающей средой, воздух поступает в нее, и тогда давление в ней становится таким же, как и в альвеолах, т.е. атмосферным; легкое при этом спадается, и человек перестает им дышать. В случае, когда нарушается целостность грудной клетки с двух сторон, наступает двусторонний пневмоторакс, и лишенный возможности дышать человек погибает от удушья.

Различают открытый, закрытый и клапанный пневмоторакс.

Искусственный пневмоторакс применяется при лечении туберкулеза легких, когда давление в плевральной полости уравновешивают с атмосферным, что ограничивает движения легкого и создает покой, необходимый больному органу. Через некоторое время воздух поглощается клетками плевры и в межплевральной щели вновь устанавливается отрицательное давление.