2 курс / Нормальная физиология / Физиологические_механизмы_компенсации_нарушенных_функций_системы

11

основание. Верхушка расположена над ключицей и выступает примерно на 2 см выше. Основание соответствует диафрагмальной поверхности. Каждое легкое состоит из долей, разделенных щелями (рисунок 1.6). В правом легком различают три доли: верхнюю, среднюю и нижнюю. В левом - две: верхнюю и нижнюю. Косая щель имеется в каждом легком, пересекает все три его поверхности, проникая внутрь органа. В левом легком она отделяет нижнюю долю от верхней, в правом - нижнюю от верхней и средней. Косая щель идет почти одинаково на обоих легких. Начинается она на заднем крае примерно на уровне III грудного позвонка, идет вперед, а затем направляется по реберной поверхности вперед и вниз по ходу VI ребра. В правом легком кроме косой щели имеется горизонтальная щель. Она отделяет от верхней доли треугольный участок - среднюю долю. Горизонтальная щель начинается от косой щели и проходит в проекции IV ребра.

Рисунок 1.6 - Легкие: 1 - трахея; 2 - верхушка легкого; 3 - верхняя доля; 4 - реберная поверхность; 5 - нижняя доля; 6 - нижний край; 7 - средостенная поверхность; 8 - передний край; 9 - главные бронхи; 10 - средняя доля; 11 - косая щель; 12 -горизонтальная щель

Доли легких состоят из сегментов, т.е. участков в форме конуса, который обращен основанием к поверхности легкого, а верхушкой - к его корню. Между собой сегменты разделены рыхлой соединительной тканью. Это позволяет при некоторых хирургических вмешательствах удалять не всю долю легкого, а лишь пораженный сегмент. В обоих легких выделяют по 10 сегментов. Каждый состоит из долек - участков легкого пирамидальной формы. Максимальный ее размер не превышает 10-15 мм. В общей сложности в обоих легких насчитывается около 1000 долек. На средостенной поверхности расположены ворота легких, куда входят главный бронх, легочная артерия и нервы, а выходят две легочные вены и лимфатические сосуды. Эти образования, окруженные соединительной тканью, составляют корень легкого. В корне левого легкого сверху расположена легочная артерия, затем - главный бронх, ниже которого находятся две легочные вены. В правом легком элементы его корня расположены: главный бронх, затем легочная артерия, ниже - легочные

12

вены. Снаружи легкие покрыты серозной оболочкой - висцеральной плеврой (рисунок 1.7).

Рисунок 1.7 - Плевральная полость

Висцеральный листок покрывает легкое со всех сторон и плотно срастается с подлежащей тканью. По поверхности корня легкого висцеральная плевра, не прерываясь, переходит в париетальную (пристеночную). Последняя выстилает стенки грудной полости, диафрагму и ограничивает с боков средостение. Она прочно срастается с внутренней поверхностью стенок грудной полости. Вследствие этого различают реберную, диафрагмальную и средостенную части париетальной плевры. Между висцеральным и париетальным листками образуется щелевидное пространство, называемое плевральной полостью. Каждое легкое имеет свою замкнутую плевральную полость. Она заполнена небольшим количеством (20-30 мл) серозной жидкости. Эта жидкость удерживает соприкасающиеся листки плевры друг относительно друга, смачивает их и устраняет между ними трение. Кроме того, в плевре, особенно париетальной, имеется развитая сеть люков и щелей, являющихся истоками лимфатических сосудов.

Кровоснабжение легких. Легкие снабжаются кровью за счет легочных и бронхиальных артерий. Питание легких в основном осуществляется через систему бронхиальных артерий, газообмен - за счет сосудов легочной артерии и легочных вен. Сосуды легких представляют собой так называемый малый круг кровообращения и представлены легочными артериями, капиллярами и легочными венами. Сосуды малого круга кровообращения и бронхиальные сосуды (система большого круга кровообращения) анастомозируют друг с другом, что имеет значение для разгрузки системы легочной артерии.

Лимфоток. Лимфатическая система легких имеет две сети: поверхностную (под плеврой) и глубокую (по ходу бронхов), сообщающихся между собой. В результате этого ток лимфы в легких может осуществляться от периферии к корню легкого. Лимфа из легких собирается в лимфатические узлы. Различают висцеральные и париетальные лимфатические узлы,

13

бронхопульмональные, бифуркационные, трахеобронхиальные и паратрахеальные лимфоузлы. Из этих лимфоузлов через систему лимфатических протоков лимфа попадает в большой грудной лимфатический проток и затем в верхнюю полую вену. Лимфатические узлы корня легкого являются своего рода прикорневыми коллекторами, которые собирают лимфу и как бы фильтруют инфекцию. Они одними из первых становятся барьером на пути инфекционных агентов.

Иннервация. Легкие иннервируются блуждающим, симпатическим, диафрагмальным и спинальными нервами.

Внутреннее строение легких. Главный бронх бронхиального дерева в воротах легкого делится на долевые, количество которых соответствует количеству долей (в правом - 3, в левом - 2). Эти бронхи входят в каждую долю и разделяются на сегментарные. Соответственно количеству сегментов выделяют 10 сегментарных бронхов. В бронхиальном дереве сегментарный бронх является бронхом III порядка (долевой - II, главный - I). Сегментарные в свою очередь разделяются на субсегментарные (9-10 порядков ветвления). Бронх диаметром около 1 мм входит в дольку легкого, поэтому называется дольковым. Он также многократно делится. Бронхиальное дерево заканчивается концевыми (терминальными)

бронхиолами (рисунок 1.8).

Рисунок 1.8 - Структурно-функциональная единица лёгкого - ацинус

Слизистая оболочка внутрилегочных бронхов изнутри выстлана мерцательным эпителием. В ней расположены многочисленные слизистые железы. Реснички эпителия перемещают слизь с осевшими на ней частицами вверх, по направлению к глотке. Под слизистой оболочкой находятся гладкие мышечные клетки, а снаружи от них - хрящ. Хрящевые полукольца в стенке главного бронха превращаются в долевых бронхах в хрящевые кольца. С уменьшением калибра уменьшаются размеры хрящевых пластинок. Постепенно кольца превращаются лишь в небольшие «включения» хряща. Выраженность гладких мышц с уменьшением диаметра бронхов возрастает. Бронхиолы в отличие от бронхов не имеют в стенке хрящевых элементов, их средняя оболочка представлена только гладкой

14

мускулатурой. В связи с такими особенностями строения многие дыхательные расстройства возникают на уровне бронхиол (бронхиальная астма, бронхоэктатическая болезнь, бронхоспастический синдром и т.д.). Наружная оболочка представлена рыхлой волокнистой соединительной тканью, которая отделяет бронхи от паренхимы легких. Терминальные бронхиолы заканчивают воздухоносный отдел дыхательной системы. Они переходят в респираторные (дыхательные) бронхиолы (I, II, III порядков). Респираторные бронхиолы III порядка дают начало альвеолярным ходам, которые заканчиваются скоплениями альвеол - альвеолярными мешочками. Респираторные бронхиолы I, II, III порядков, альвеолярные ходы и альвеолярные мешочки образуют ацинус - структурно-функциональную единицу легкого, в которой происходит обмен газов между внешней средой и кровью (рисунок 1.8).

Стенка альвеол состоит из одного слоя клеток - альвеолоцитов, расположенных на базальной мембране. По другую сторону базальной мембраны находится густая сеть кровеносных капилляров. Альвеолярный эпителий постоянно вырабатывает поверхностно-активное вещество, называемое «сурфактантом», который снижает поверхностное натяжение и препятствует слипанию альвеол при выдохе. Он также очищает их поверхность от попавших с воздухом инородных частиц и обладает бактерицидной активностью. Таким образом, альвеолярный воздух и кровь непосредственно не сообщаются между собой. Они разделяются так называемой альвеолярно-капиллярной мембраной, или аэрогематическим барьером (рисунок 1.9). В состав его входят: сурфактант, альвеолоциты, базальная мембрана (общая для альвеолоцитов и эндотелиоцитов), эндотелий капилляров. Газы переходят через альвеолярно-капиллярную мембрану путем диффузии. Направление и интенсивность перехода газов зависит от их концентрации в воздухе и крови (А.А. Швырев, 2013).

Рисунок 1.9 - Аэрогематический барьер

15

Физиология дыхания

Биомеханика вдоха и выдоха. Обмен газов между атмосферным воздухом и воздухом, находящимся в альвеолах, происходит благодаря ритмическому чередованию актов вдоха и выдоха. В легких нет мышечной ткани, и поэтому активно они сокращаться не могут. Активная роль в акте вдоха и выдоха принадлежит дыхательным мышцам. Различают мышцы вдоха и выдоха. Первые в свою очередь классифицируют на основные и вспомогательные. При этом вспомогательные мышцы включаются в обеспечение вдоха только в экстренных ситуациях, а в обычных условиях они выполняют иные функции. К основным мышцам вдоха относят: диафрагму, наружные межреберные мышцы и мышцы, поднимающие ребра. Во время вдоха объем грудной полости увеличивается в основном за счет опускания купола диафрагмы и поднимания ребер. Диафрагма обеспечивает 2/3 объема вентиляции. В обстоятельствах, затрудняющих вентиляцию легких (например, бронхиальная астма, пневмония), в обеспечении вдоха принимают участие вспомогательные мышцы: мышцы шеи (грудино- ключично-сосцевидная и лестничные), груди (большая и малая грудные, передняя зубчатая), спины (задняя верхняя зубчатая мышца). Мышцами выдоха являются: внутренние межреберные мышцы, подреберные мышцы и поперечная мышца груди, задняя нижняя зубчатая мышца (К.В. Судаков, Ю.Е. Вагин, В.В. Андрианов, 2009).

Акт вдоха, или инспирация - активный процесс, который обеспечивается увеличением объема грудной полости. Акт выдоха, или экспирация - пассивный процесс, происходящий в результате уменьшения объема грудной полости. Акты вдоха и выдоха ритмически сменяют друг друга. Фазы вдоха и следующего за ним выдоха составляют дыхательный цикл. Во время вдоха атмосферный воздух через воздухоносные пути поступает в легкие, при выдохе часть воздуха покидает их. При сокращении наружных косых межреберных мышц, которые идут сверху вперед и вниз, ребра поднимаются, и при этом увеличивается объем грудной полости за счет смещения грудины вперед и отхождения боковых частей ребер в стороны. Диафрагма, сокращаясь, занимает более плоское положение. При этом несжимаемые органы брюшной полости оттесняются вниз и в стороны, растягивая стенки брюшной полости. При спокойном вдохе купол диафрагмы спускается приблизительно на 1,5 см, соответственно увеличивается вертикальный размер грудной полости. Давление в плевральной полости становится более отрицательным. К концу спокойного вдоха оно снижается до -6 мм рт. ст. В момент глубокого вдоха оно может достигать -30 мм рт. ст. Легкие расширяются, их объем увеличивается, и в них засасывается воздух. У разных людей преимущественное значение в осуществлении акта вдоха могут иметь межреберные мышцы или диафрагма. Поэтому говорят о разных типах дыхания: грудном, или реберном и брюшном, или диафрагмальном. Установлено, что у женщин в основном преобладает грудной тип дыхания, а у мужчин - брюшной. При спокойном

16

дыхании выдох осуществляется за счет эластической энергии, накопленной во время предшествующего вдоха. Когда дыхательные мышцы расслабляются, ребра пассивно возвращаются в исходное положение. Прекращение сокращения диафрагмы приводит к тому, что она занимает свое прежнее куполообразное положение за счет давления на нее со стороны органов брюшной полости. Возвращение ребер и диафрагмы в исходное положение приводят к уменьшению объема грудной полости, а, следовательно, к уменьшению в ней давления. Одновременно при возвращении ребер в исходное положение давление в плевральной полости повышается, т. е. в ней уменьшается отрицательное давление. Все эти процессы, обеспечивающие повышение давления в грудной и плевральной полости, приводят к тому, что легкие сдавливаются, и из них пассивно выходит воздух - осуществляется выдох. Усиленный выдох является активным процессом. В его осуществлении принимают участие: внутренние межреберные мышцы, волокна которых идут в противоположном направлении по сравнению с наружными: снизу вверх и вперед. При их сокращении ребра опускаются вниз, и объем грудной полости уменьшается. Усиленному выдоху способствует также сокращение мышц брюшного пресса, в результате чего объем брюшной полости уменьшается и повышается в ней давление, которое через органы брюшной полости передается на диафрагму и поднимает ее. Наконец, мышцы пояса верхних конечностей, сокращаясь, сдавливают в верхней части грудную клетку и уменьшают ее объем В результате уменьшения объема грудной полости в ней увеличивается давление, вследствие чего воздух выталкивается из легких - происходит активный выдох. На вершине выдоха давление в легких может быть больше атмосферного на 3 - 4 мм рт. ст. (К.В. Судаков, Ю.Е. Вагин, В.В. Андрианов, 2009; И.В. Гайворонский, Г.И. Ничипорук, А.И. Гайворонский, 2013).

Диффузия газов. Состав вдыхаемого и выдыхаемого воздуха довольно постоянен. Во вдыхаемом воздухе содержится 02 около 21 %, С02 - 0,03 %. В выдыхаемом: 02 около 16 -17 %, С02 - 4 %. Количество вдыхаемого и выдыхаемого азота практически одинаково. Переход газов через аэрогематический барьер обусловлен разностью их концентраций по обе стороны этой мембраны. Для газовой среды применяют такое понятие, как «парциальное давление», это та часть общего давления газовой смеси, которая приходится на данный газ. Если принять атмосферное давление за 760 мм рт. ст., парциальное давление кислорода в воздушной смеси будет составлять примерно 160 мм рт. ст. (760 мм рт. ст. 0,21). Парциальное давление углекислого газа в атмосферном воздухе при этом около 0,2 мм рт. ст. В альвеолярном воздухе парциальное давление кислорода приблизительно равно 100 мм рт. ст., парциальное давление углекислого газа - 40 мм рт. ст. Если газ растворен в жидкой среде, то говорят о его напряжении (по сути, напряжение - это синоним парциального давления). Напряжение 02 в венозной крови примерно 40 мм рт. ст. Следовательно, градиент (разница) давления для кислорода между альвеолярным воздухом и кровью составляет

17

60 мм рт. ст. Благодаря этому возможна диффузия этого газа в кровь. Там он в основном связывается с гемоглобином, превращая его в оксигемоглобин. Кровь, содержащая большое количество оксигемоглобина, называется артериальной.У здоровых лиц гемоглобин насыщается кислородом на 96 %. В 100 мл артериальной крови в норме содержится около 20 мл кислорода. В таком же объеме венозной крови кислорода содержится только 13-15 мл.

В результате обменных процессов, происходящих в тканях, образуется СО2и его напряжение в тканевой жидкости равно 60 мм рт. ст., а в артериальной крови значительно меньше. Поэтому СО2 диффундирует из тканей в кровь в сторону меньшего напряжения. С гемоглобином соединяется только 10 % поступившего количества этого газа. В результате такого взаимодействия образуется карбгемоглобин. Большая же часть углекислого газа вступает в реакцию с водой. Это приводит к образованию угольной кислоты (Н2СО3). Данная реакция ускоряется в 20000 раз особым ферментом, находящимся в эритроцитах - карбоангидразой. Угольная кислота диссоциирует (распадается) на протон водорода (Н+) и бикарбонатион (HCO3-). Большая часть углекислого газа переносится кровью именно в виде бикарбоната. Напряжение углекислого газа в венозной крови составляет примерно 46 мм рт. ст. Следовательно, градиент давления для него будет равен 6 мм рт. ст. (парциальное давление углекислого газа в альвеолярном воздухе - 40 мм рт. ст.) в пользу крови. Направление диффузии для углекислого газа следующее: из крови во внешнюю среду. В течение 1 мин из организма человека в состоянии покоя удаляется около 230 мл углекислого газа. Таким образом, диффузия идет из среды с большим парциальным давлением (напряжением) в среду с меньшим напряжением, т.е. по разности концентрации.

Регуляция дыхания (рисунок 1.10). Частота и глубина дыхания регулируются нервной системой - ее центральными (дыхательный центр) и периферическими (вегетативными) звеньями. В организме существуют специальные рецепторы, которые способны контролировать концентрации веществ, растворенных в крови. Их называют хеморецепторами. Они незамедлительно реагируют даже на малейшие изменения в содержании тех или иных веществ во внутренней среде. Эти рецепторы расположены в каротидном синусе (в области бифуркации общей сонной артерии), а также в центральной нервной системе (в продолговатом мозге). В регуляции дыхания участвуют также чувствительные нервные окончания, реагирующие на растяжение легких, химическое раздражение дыхательных путей. Важную роль играют проприоцепторы дыхательных мышц. От всех перечисленных рецепторов информация поступает в центральную нервную систему, где она интегрируется и изменяет работу дыхательного центра - совокупность нейронов, расположенных в продолговатом мозге центральной нервной системы. Дыхательный центр регулирует частоту дыхания постоянно, автоматически генерируя нервные импульсы. В нем выделяют два отдела: инспираторный (центр вдоха) и экспираторный (центр выдоха). При нормальном дыхании центр вдоха посылает ритмические сигналы к мышцам

18

груди и диафрагме, стимулируя их сокращение. Ритмические сигналы образуются в результате спонтанного образования электрических импульсов нейронами дыхательного центра. Сокращение дыхательных мышц приводит к увеличению объема грудной полости, в результате чего воздух входит в легкие. По мере увеличения объема легких возбуждаются рецепторы растяжения, расположенные в стенках легких; они посылают сигналы в мозг - в центр выдоха. Этот центр подавляет активность центра вдоха, и поток импульсных сигналов к дыхательным мышцам прекращается. Мышцы расслабляются, объем грудной полости уменьшается, и воздух из легких вытесняется наружу (К.В. Судаков, Ю.Е. Вагин, В.В. Андрианов, 2009).

Рисунок 1.10 - Схема регуляции дыхания

Таким образом, данный подраздел раскрывает основные особенности строения дыхательной системы человека. Знания элементов анатомии и физиологии органов дыхания, их сложного взаимодействия в обслуживании целостного организма необходимы каждому человеку, что позволяет вовремя диагностировать, предупреждать болезни и лечить их.

19

ЧАСТЬ 2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ СИСТЕМЫ ДЫХАНИЯ

Исследование органов дыхания ведется по общепринятой методике: расспрос, осмотр, пальпация, перкуссия, аускультация, а также использование инструментальных и лабораторных методов исследования.

РАССПРОС

При заболеваниях органов дыхания беспокоят:

1. Кашель. Важно выяснить подробно, какой кашель у больного: сухой (то есть без мокроты) или с мокротой, постоянный или приступами, интенсивный или небольшой (покашливание), каков его характер (лающий, грубый, громкий, хрипящий, сиплый, затрудненный или мягкий, свободный), в какое время он появляется (ночью, утром, равномерно в течение дня, при охлаждении).

При различных заболеваниях органов дыхания кашель имеет свои специфические особенности (А.Л. Гребенев, 2001). При одних заболеваниях кашель бывает только сухим, например, при ларингите, сухом плеврите, туберкулезе и др. Такие заболевания, как бронхиты, туберкулез легких, пневмосклероз, абсцесс в начале их развития могут вызывать только сухой кашель, а в дальнейшем – с выделением мокроты. «Утренний кашель»

появляется у лиц, страдающих хроническим бронхитом, бронхоэктатической болезнью, абсцессом легкого и кавернозным туберкулезом легких. У таких больных мокрота скапливается за ночь в полостях легких и бронхоэктазах. Утром после подъема с постели и перемены положения тела больного она перемещается в соседние участки бронхов и, раздражая рефлексогенные зоны их слизистой оболочки, вызывает кашлевой рефлекс. Возникающий вследствие этого кашель приводит к отхождению мокроты. При бронхитах и пневмониях кашель может беспокоить больного в течение всего дня, однако он усиливается вечером «вечерний кашель». «Ночной кашель» наблюдается при туберкулезе, лимфогранулематозе или злокачественных новообразованиях. Увеличенные лимфатические узлы средостения при этих заболеваниях раздражают рефлексогенную зону бифуркации трахеи, особенно ночью, в период повышения тонуса блуждающего нерва, что вызывает кашлевой рефлекс. Постоянный кашель наблюдается при воспалении гортани, бронхов, при некоторых клинических формах туберкулеза легких и др. Периодический кашель всегда сопровождает грипп, ОРЗ (острые респираторные заболевания), пневмонии, туберкулез легких, хронические бронхиты. «Лающий кашель» наблюдается при коклюше, сдавливании трахеи загрудинным зобом или опухолью, поражении гортани,

истерии и др. Тихий и короткий кашель, или покашливание, - при сухом плеврите, в начальной стадии туберкулеза легких, при удалении небольшого количества секрета из гортани и трахеи, при неврозе. В случае воспаления голосовых связок кашель становится сильным, а при появлении язвочки на них – беззвучным (А.Л. Гребенев, 2001).

20

2.Отделение мокроты. У одних больных мокрота прозрачная, белая, у других – зеленоватая, грязная, у третьих – ржавая, кровянистая. Некоторые больные отмечают, что мокрота отходит скудная, плохо отхаркиваемая, жидкая или густая, отделяющаяся иногда полным ртом, а также комками, указывают время, когда она преимущественно отделяется; иногда мокрота имеет отвратительный запах.

От кровянистой мокроты (кровохаркания) надо отличать появление более или менее чистой крови из легких – легочные кровотечения, которые часто возникают неожиданно. Кровохарканье может появиться при заболеваниях:

- легких и воздухоносных путей (бронхов, трахеи, гортани): раке и туберкулезе легких, вирусной пневмонии, абсцессе и гангрене легких, аскаридозе (в период прохождения личинок через кровеносные сосуды легких), трахеите, ларингите при вирусном гриппе;

- сердечно-сосудистой системы: при некоторых пороках сердца, тромбозе или эмболии ветвей легочной артерии и др. (В.И. Маколкин, С.И. Овчаренко, В.А. Сулимов, 2012).

3.Болезненные ощущения в груди. Часто это – резкие колющие боли,

иногда более слабые и длительные болевые ощущения, а иногда только неопределенное стеснение в груди («мешает», «першит», «заложено»). Характерна для специально плевральных болей связь их с дыханием (боль при глубоком вдохе, при кашле). Боли могут быть поверхностными (торакалгии), например, при опоясывающем герпесе, межреберной невралгии, воспалении надкостницы ребер, и глубокими, которые связаны с поражением легких, плевры и органов средостения.

4.Одышка (тягостное ощущение нехватки воздуха). Одышка является важнейшим симптомом многих нелегочных внутренних болезней, в первую очередь сердечно-сосудистых, но и при заболеваниях системы дыхания она может быть достаточно выраженной, как постоянно, так и приступами.

Одышка по проявлению может быть: субъективной (субъективное ощущение больным затруднение дыхания – при неврозе, истерии, грудном радикулите, метеоризме), объективной (определяется объективными методами исследования и характеризуется изменением частоты, глубины или ритма дыхания, продолжительности вдоха или выдоха – при эмфиземе легких), одновременно объективной и субъективной (при воспалении легких,

туберкулезе).

Различают следующие виды одышки (D.R. Taylor, E.D. Bateman, L.P. Boulet et al., 2008):

- инспираторная (затруднен вдох), например, при инородных телах в верхних дыхательных путях;

- экспираторная (затруднен выдох), например, при бронхиальной астме; - смешанная (при значительном уменьшении дыхательной поверхности

различной этиологии).