В связи с функцией газообмена легкие получают не только артериальную, но и венозную кровь. Последняя притекает через ветви легочной артерии, каждая из которых входит в ворота соответствующего легкого и затем делится соответственно ветвлению бронхов. Самые мелкие ветви легочной артерии образуют сеть капилляров, оплетающую альвеолы (дыхательные капилляры). Венозная кровь, притекающая к легочным капиллярам через ветви легочной артерии, вступает в осмотический обмен (газообмен) с содержащимся в альвеоле воздухом: она выделяет в альвеолы свою углекислоту и получает взамен кислород. Из капилляров складываются вены, несущие кровь, обогащенную кислородом (артериальную), и образующие затем более крупные венозные стволы. Последние сливаются в дальнейшем в vv. pulmonales.
Артериальная кровь приносится в легкие по rr. bronchiales (из аорты, аа. intercostales posteriores и a. subclavia). Они питают стенку бронхов и легочную ткань. Из капиллярной сети, которая образуется разветвлениями этих артерий, складываются vv. bronchiales, впадающие отчасти в vv. azygos et hemiazygos, а отчасти - в vv. pulmonales. Таким образом, системы легочных и бронхиальных вен анастомозируют между собой.
В легких различают поверхностные лимфатические сосуды, заложенные в глубоком слое плевры, и глубокие, внутрилегочные. Корнями глубоких лимфатических сосудов являются лимфатические капилляры, образующие сети вокруг респираторных и терминальных бронхиол, в межацинусных и междольковых перегородках. Эти сети продолжаются в сплетения лимфатических сосудов вокруг ветвлений легочной артерии, вен и бронхов.
Отводящие лимфатические сосуды идут к корню легкого и лежащим здесь регионарным бронхолегочным и далее трахеобронхиальным и околотрахеальным лимфатическим узлам, nodi lymphatici bronchopulmonales et tracheobronchiales.
Так как выносящие сосуды трахеобронхиальных узлов идут к правому венозному углу, то значительная часть лимфы левого легкого, оттекающая из нижней его доли, попадает в правый лимфатический проток.
Нервы легких происходят из plexus pulmonalis, которое образуется ветвями n. vagus et truncus sympathicus.
Выйдя из названного сплетения, легочные нервы распространяются в долях, сегментах и дольках легкого по ходу бронхов и кровеносных сосудов, составляющих сосудисто-бронхиальные пучки. В этих пучках нервы образуют сплетения, в которых встречаются микроскопические внутриорганные нервные узелки, где переключаются преганглионарные парасимпатические волокна на постганглионарные.
В бронхах различают три нервных сплетения: в адвентиции, в мышечном слое и под эпителием. Подэпителиальное сплетение достигает альвеол. Кроме эфферентной симпатической и парасимпатической иннервации, легкое снабжено афферентной иннервацией, которая осуществляется от бронхов по блуждающему нерву, а от висцеральной плевры - в составе симпатических нервов, проходящих через шейно-грудной узел.
Строение легких. Разветвление бронхов. Макро-микроскопическое строение легкого.
Соответственно делению легких на доли каждый из двух главных бронхов, bronchus principalis, подходя к воротам легкого, начинает делиться на долевые бронхи, bronchi lobares. Правый верхний долевой бронх, направляясь к центру верхней доли, проходит над легочной артерией и называется надартериаль-ным; остальные долевые бронхи правого легкого и все долевые бронхи левого проходят под артерией и называются подартериальными. Долевые бронхи, вступая в вещество легкого, отдают от себя ряд более мелких, третичных, бронхов, называемых сегментарными, bronchi segmentates, так как они вентилируют определенные участки легкого - сегменты. Сегментарные бронхи в свою очередь делятся дихотомически (каждый на два) на более мелкие бронхи 4-го и последующих порядков вплоть до конечных и дыхательных бронхиол (см. ниже).
Скелет бронхов устроен по-разному вне и внутри легкого соответственно разным условиям механического воздействия на стенки бронхов вне и внутри органа: вне легкого скелет бронхов состоит из хрящевых полуколец, а при подходе к воротам легкого между хрящевыми полукольцами появляются хрящевые связи, вследствие чего структура их стенки становится решетчатой.
В сегментарных бронхах и их дальнейших разветвлениях хрящи не имеют более формы полуколец, а распадаются на отдельные пластинки, величина которых уменьшается по мере уменьшения калибра бронхов; в конечных бронхиолах хрящи исчезают. В них исчезают и слизистые железы, но реснитчатый эпителий остается.
Мышечный слой состоит из циркулярно расположенных кнутри от хрящей неисчерченных мышечных волокон. У мест деления бронхов располагаются особые циркулярные мышечные пучки, которые могут сузить или полностью закрыть вход в тот или иной бронх.
Макро-микроскопическое строение легкого.
Сегменты легких состоят из вторичных долек, lobuli pulmonis secundarii, занимающих периферию сегмента слоем толщиной до 4 см. Вторичная долька представляет собой пирамидальной формы участок легочной паренхимы до 1 см в диаметре. Она отделена соединительнотканными перегородками от соседних вторичных долек.
Междольковая соединительная ткань содержит вены и сети лимфатических капилляров и способствует подвижности долек при дыхательных движениях легкого. Очень часто в ней откладывается вдыхаемая угольная пыль, вследствие чего границы долек становятся ясно заметными.
В верхушку каждой дольки входит один мелкий (1 мм в диаметре) бронх (в среднем 8-го порядка), содержащий еще в своих стенках хрящ (дольковый бронх). Число дольковых бронхов в каждом легком достигает 800. Каждый дольковый бронх разветвляется внутри дольки на 16-18 более т тонких (0,3 - 0,5 мм в диаметре) конечных бронхиол, bronchioli terminates, которые не содержат хряща и желез.
Все бронхи, начиная от главных и кончая конечными бронхиолами, составляют единое бронхиальное дерево, служащее для проведения струи воздуха при вдохе и выдохе; дыхательный газообмен между воздухом и кровью в них не происходит. Концевые бронхиолы, дихотомически ветвясь, дают начало нескольким порядкам дыхательных бронхиол, bronchioli respiratorii, отличающихся тем, что на их стенках появляются уже легочные пузырьки, или альвеолы, alveoli pulmonis. От каждой дыхательной бронхиолы радиарно отходят альвеолярные ходы, ductuli alveoldres, заканчивающиеся слепыми альвеолярными мешочками, sacculi alveoldres. Стенку каждого из них оплетает густая сеть кровеносных капилляров. Через стенку альвеол совершается газообмен.
Дыхательные бронхиолы, альвеолярные ходы и альвеолярные мешочки с альвеолами составляют единое альвеолярное дерево, или дыхательную паренхиму легкого. Перечисленные структуры, происходящие из одной конечной бронхиолы, образуют функционально-анатомическую единицу ее, называемую ацинус, acinus (гроздь).
Альвеолярные ходы и мешочки, относящиеся к одной дыхательной бронхиоле последнего порядка, составляют первичную дольку, lobulus pulmonis primarius. Их около 16 в ацинусе.
Число ацинусов в обоих легких достигает 30 000, а альвеол 300 - 350 млн. Площадь дыхательной поверхности легких колеблется от 35 м2 при выдохе до 100 м2 при глубоком вдохе. Из совокупности ацинусов слагаются дольки, из долек - сегменты, из сегментов - доли, а из долей - целое легкое.
Трахея. Топография трахеи. Строение трахеи. Хрящи трахеи.
Трахея, trachea (от греч. trachus - шероховатый), являясь продолжением гортани, начинается на уровне нижнего края VI шейного позвонка и оканчивается на уровне верхнего края V грудного позвонка, где она делится на два бронха - правый и левый. Место деления трахеи носит название bifurcatio tracheae. Длина трахеи колеблется от 9 до 11 см, поперечный диаметр в среднем 15 - 18 мм.
Топография трахеи.
Шейный отдел охватывается вверху щитовидной железой, сзади trachea прилежит к пищеводу, а по бокам от нее располагаются общие сонные артерии. Кроме перешейка щитовидной железы, спереди трахею прикрывают также mm. sternohyoideus и sternothyroideus, за исключением срединной линии, где внутренние края этих мышц расходятся. Пространство между задней поверхностью названных мышц с прикрывающей их фасцией и передней поверхностью трахеи, spatium pretracheale, заполнено рыхлой клетчаткой и кровеносными сосудами щитовидной железы (a. thyroidea ima и венозное сплетение). Грудной отдел трахеи прикрыт спереди рукояткой грудины, вилочковой железой, сосудами. Положение трахеи впереди пищевода связано с развитием ее из вентральной стенки передней кишки.
Строение трахеи.
Стенка трахеи состоит из 16 - 20 неполных хрящевых колец, cartilagines tracheales, соединенных фиброзными связками - ligg. аnnularia; каждое кольцо простирается лишь на две трети окружности. Задняя перепончатая стенка трахеи, paries membranaceus, уплощена и содержит пучки неисчерченной мышечной ткани, идущие поперечно и продольно и обеспечивающие активные движения трахеи при дыхании, кашле и т. п. Слизистая оболочка гортани и трахеи покрыта мерцательным эпителием (за исключением голосовых связок и части надгортанника) и богата лимфоидной тканью и слизистыми железами.
Кровоснабжение трахеи. Иннервация трахеи. Сосуды и нервы трахеи.
Сосуды и нервы трахеи. Трахея получает артерии из аа. thyroidea inferior, thoracica interna, а также из rami bronchiales aortae thoracicae. Венозный отток осуществляется в венозные сплетения, окружающие трахею, а также (и особенно) в вены щитовидной железы. Лимфатические сосуды трахеи на всем се протяжении идут к двум цепям узлов, расположенным по бокам ее (околотрахеальные узлы). Кроме того, от верхнего отрезка они направляются к предгортанным и верхним глубоким шейным, от среднего - к последним и надключичным, от нижнего - к передним медиастинальным узлам.
Нервы трахеи происходят из truncus sympathicus и п. vagus, а также из ветви последнего - n. laryngeus inferior.
Легкие. Анатомия легкого.
Легкие, pulmones (от греч. - pneumon, отсюда воспаление легких - пневмония), расположены в грудной полости, cavitas thoracis, по сторонам от сердца и больших сосудов, в плевральных мешках, отделенных друг от друга средостением, mediastinum, простирающимся от позвоночного столба сзади до передней грудной стенки спереди.
Правое легкое большего объема, чем левое (приблизительно на 10%), в то же время оно несколько короче и шире, во-первых, благодаря тому, что правый купол диафрагмы стоит выше левого (влияние объемистой правой доли печени), и, во-вторых, сердце располагается больше влево, чем вправо, уменьшая тем самым ширину левого легкого.
Каждое легкое, pulmo, имеет неправильно конусовидную форму, с основанием, basis pulmonis, направленным вниз, и закругленной верхушкой, apex pulmonis, которая выстоит на 3 - 4 см выше I ребра или на 2 - 3 см выше ключицы спереди, сзади же доходит до уровня VII шейного позвонка. На верхушке легких заметна небольшая борозда, sulcus subclavius, от давления проходящей здесь подключичной артерии. В легком различают три поверхности. Нижняя, fades diaphragmatica, вогнута соответственно выпуклости верхней поверхности диафрагмы, к которой она прилежит. Обширная реберная поверхность, fades costalis, выпукла соответственно вогнутости ребер, которые вместе с лежащими между ними межреберными мышцами входят в состав стенки грудной полости. Медиальная поверхность, facies medialis, вогнута, повторяет в большей части очертания перикарда и делится на переднюю часть, прилегающую к средостению, pars mediastinal, и заднюю, прилегающую к позвоночному столбу, pars vertebrdlis. Поверхности отделены краями: острый край основания носит название нижнего, margo inferior; край, также острый, отделяющий друг от друга fades medialis и costalis, - margo anterior. На медиальной поверхности кверху и кзади от углубления от перикарда располагаются ворота легкого, hilus pulmonis, через которые бронхи и легочная артерия (а также нервы) входят в легкое, а две легочные вены (и лимфатические сосуды) выходят, составляя все вместе корень легко-г о, radix pulmonis. В корне легкого бронх располагается дор-сально, положение легочной артерии неодинаково на правой и левой сторонах. В корне правого легкого a. pulmonalis располагается ниже бронха, на левой стороне она пересекает бронх и лежит выше него. Легочные вены на обеих сторонах расположены в корне легкого ниже легочной артерии и бронха. Сзади, на месте перехода друг в друга реберной и медиальной поверхностей легкого, острого края не образуется, закругленная часть каждого легкого помещается здесь в углублении грудной полости по сторонам позвоночника (sulci pulmonales).
Каждое легкое посредством борозд, fissurae interlobares, делится на доли, lobi. Одна борозда, косая, fissura obllqua, имеющая на обоих легких, начинается сравнительно высоко (на 6 -7 см ниже верхушки) и затем косо спускается вниз к диафрагмальной поверхности, глубоко заходя в вещество легкого. Она отделяет на каждом легком верхнюю долю от нижней. Кроме этой борозды, правое легкое имеет еще вторую, горизонтальную, борозду, fissura horizontalis, проходящую на уровне IV ребра. Она отграничивает от верхней доли правого легкого клиновидный участок, составляющий среднюю долю. Таким образом, в правом легком имеется три доли: lobi superior, medius et inferior. В левом легком различают только две доли: верхнюю, lobus superior, к которой отходит верхушка легкого, и нижнюю, lobus inferior, более объемистую, чем верхняя. К ней относятся почти вся диафрагмальная поверхность и большая часть заднего тупого края легкого. На переднем крае левого легкого, в нижней его части, имеется сердечная вырезка, incisura cardiaca pulmonis sinistri, где легкое, как бы оттесненное сердцем, оставляет незакрытым значительную часть перикарда. Снизу эта вырезка ограничена выступом переднего края, называемым язычком, lingula pulmonus sinistri. Lingula и прилежащая к ней часть легкого соответствуют средней доле правого легкого.
Легкие человека — это орган, обеспечивающий процесс дыхания. Но они не являются единственными, кто участвует в нем. Это заблуждение присуще многим. Дыхание обеспечивают: ноздри, ротовая полость, гортань, трахея, мышцы груди и другие. Задача же самих легких снабжать кровь, а именно эритроциты (красные кровяные клетки) в ней, кислородом, обеспечивая его переход из вдыхаемого воздуха к клеткам.
Краткая анатомия легких
Легкие расположены в грудной клетке и заполняют большую ее часть. Легкие представляют собой сложную структуру из сплетения кровеносных, воздухоносных, лимфатических и нервных путей. Между легкими и другими органами (желудок, селезенка, печень и пр.) находится диафрагма, разделяющая их.
Следует отметить, что правое и левое легкое анатомически разные. Главным отличием является количество долей. Если у правого их три (нижняя, верхняя и средняя), то у левого всего две (нижняя и верхняя). Также левое легкое в длину больше правого.
Внутри легких находятся бронхи. Они разделены на сегменты, которые четко отделены друг от друга. Всего в легких 18 таких сегментов: 10 в правом и 8 в левом соответственно. В дальнейшем бронхи разветвляются на доли. Всего их насчитывается примерно 1600 - по 800 на каждое легкое.
Бронхиальные доли разделяются на альвеолярные ходы (от 1 до 4 штук), на конце которых расположены альвеолярные мешочки, из которых открываются альвеолы. Все это вместе называется собирательным названием которые состоят из и альвеолярного дерева.
Ниже будут рассмотрены особенности кровоснабжения системы легких.
Артерии, и капилляры легких
Диаметр легочной артерии и отходящих от нее ветвей (артериол) более 1 мм. Они обладают эластичной структурой, благодаря чему смягчается пульсация крови при систолах сердца, когда происходит выброс крови правым желудочком в легочный ствол. Артериолы и капилляры тесно сплетаются с альвеолами, тем самым образуя Количество таких сплетений определяет уровень кровоснабжения легких при вентиляции.
Капилляры большого круга обращения имеют размеры диаметром 7-8 микрометров. В то же время в легких имеется 2 вида капилляров. Широкие, диаметр которых находится в пределах от 20 до 40 микрометров, и узкие — диаметром от 6 до 12 микрометров. Площадь капилляров внутри человеческих легких составляет 35-40 квадратных метров. Сам переход кислорода в кровь происходит через тонкие стенки (или мембраны) альвеол и капилляров, которые работают как единое функциональное целое.
Дефицит напряжения кислорода
Главной функцией сосудов малого круга кровообращения является газообмен в легких. Тогда как обеспечивают питание тканей самих легких. Сеть венозных бронхиальных сосудов проникает как в систему большого круга (правое предсердие и непарная вена), так и в систему малого круга (левое предсердие и легочные вены). Поэтому по системе большого круга 70% крови, проходящей через бронхиальные артерии, не доходит до правого желудочка сердца, и проникает в через капиллярные и венозные анастомозы.
Описанное свойство ответственно за формирование так называемого физиологического недостатка кислорода в крови большого круга. Смешивание бронхиальной венозной крови с артериальной кровью легочных вен понижает количество кислорода по сравнению с тем, каким оно было в легочных капиллярах. Хотя данная особенность почти никак не сказывается на повседневной жизни человека, она может сыграть свою роль при различных заболеваниях (эмболия, митральный стеноз), приводя к серьезной дыхательной недостаточности. Для нарушения кровоснабжения доли легкого характерны: гипоксия, синюшность кожных покровов, обморок, учащенное дыхание и пр.
Объем крови в легких
Как сказано выше, главной является обеспечение переноса кислорода из воздуха в кровь. Легочная вентиляция и кровоток — это 2 параметра, которые определяют насыщенность кислородом (оксигенация) крови в легких. Также имеет значение соотношение вентиляции и кровотока между собой.
Количество крови, которое проходит за минуту через легкие, примерно одинаковое с МОК (минутным обращением крови) в системе большого круга. В состоянии покоя величина этого обращения равняется 5-6 литрам.
Легочным сосудам характерна большая растяжимость, так как их стенки тоньше чем у схожих сосудов, например, в мышцах. Таким образом, они выполняют роль своеобразного хранилища крови, увеличиваясь в диаметре под нагрузкой и перенося большие объемы крови.
Давление крови
Одной из особенностей кровоснабжения легких является то, что в малом круге сохраняется низкое давление. Давление в легочной артерии в среднем составляет от 15 до 25 миллиметров ртутного столба, в легочных венах — от 5 до 8 мм рт. ст. Иными словами, движение крови в малом круге определяется разницей давления и составляет от 9 до 15 мм рт. ст. И это значительно меньше давления внутри большого круга кровообращения.
Следует отметить, что при физической нагрузке, приводящей к значительному увеличению кровотока в малом круге, не происходит увеличения давления благодаря эластичности сосудов. Эта же физиологическая особенность предупреждает отек легких.
Неравномерность кровоснабжения легких
Низкое давление в малом круге является причиной неравномерного насыщения кровью легких от их верхней части к основанию. В вертикальном состояние человека наблюдается разница между кровоснабжением верхних долей и нижних, в пользу уменьшения. Это происходит из-за того, что движение крови от уровня сердца к верхним долям легких осложнено гидростатическими силами, зависящих от высоты столба крови на уровнях между сердцем и верхушкой легких. Одновременно с этим гидростатические силы, наоборот, способствуют продвижению крови вниз. Такая неоднородность движения крови разделяет легкие на три условные части (верхняя, средняя и нижняя доля), которые называются зонами Веста (первая, вторая и третья соответственно).
Нервная регуляция
Кровоснабжение и иннервация легких связаны и работают как единая система. Обеспечение сосудов нервами происходит с двух сторон: афферентной и эфферентной. Или также называемые вагусной и симпатической. Афферентная сторона иннервации происходит за счет блуждающих нервов. То есть нервными волокнами, связанных с чувствительными клетками узловатого ганглия. Эфферентная же обеспечивается шейными и верхне-грудными нервами узлами.
Кровоснабжение легких и анатомия этого процесса сложны, и состоят из множества органов, включая нервную систему. Наибольшее влияние она оказывает на большой круг кровообращения. Так, возбуждение нервов стимуляцией электричеством в малом круге приводит к увеличению давления только на 10-15%. Иначе говоря, несущественно.
Крупные сосуды легких (в особенности легочная артерия) обладают крайне высокой реакцией. Увеличение давления в легочных сосудах приводит к замедлению ритма сердцебиения, уменьшению артериального давления, наполнению селезенки кровью, расслаблению гладких мышц.
Гуморальная регуляция
Катехоламин и ацетилхолин в регуляции большого круга имеют большее значение, чем малого. Введение одинаковых доз катехоламина в сосуды разных органов показывает, что в малом круге вызывается меньшее сужение просвета кровеносных сосудов (вазоконстрикция). Повышение количества ацетилхолина в крови приводит к умеренному увеличению объемов легочных сосудов.
Гуморальная в легких и легочных сосудах осуществляется с помощью препаратов, содержащих такие вещества, как: серотонин, гистамин, ангиотензин-II, простагландин-F. Их введение в кровь приводит к сужению легочных сосудов в малом круге кровообращения и повышению давления в легочной артерии.
1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДЫХАТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ
1.1. Строение дыхательной системы
Воздухоносные пути (нос, ротовая полость, глотка, гортань, трахея).
Легкие.
Бронхиальное дерево. Бронх каждого легкого дает более 20 последовательных ветвлений. Бронхи – бронхиолы – терминальные бронхиолы – дыхательные бронхиолы – альвеолярные ходы. Альвеолярные ходы заканчиваются альвеолами.
Альвеолы. Альвеола представляет собой мешочек из одного слоя тонких эпителиальных клеток, соединенных плотными контактами. Внутренняя поверхность альвеолы покрыта слоем сурфактанта
(поверхностно-активное вещество).
Легкое покрыто снаружи висцеральной плевральной мембраной. Париетальная плевральная мембрана покрывает изнутри грудную полость. Пространство между висцеральной и париетальной мембранами называется плевральной полостью
.
Скелетные мышцы, участвующие в акте дыхания (диафрагма, внутренние и наружные межреберные, мышцы брюшной стенки).
Особенности кровоснабжение легких.
Питающий кровоток
. Артериальная кровь поступает в ткань легких по бронхиальным артериям (ответвляются от аорты). Эта кровь снабжает ткань легких кислородом и питательными веществами. После прохождения через капилляры венозная кровь собирается в бронхиальные вены, которые впадают в легочную вену.
Дыхательный кровоток.
Венозная кровь поступает в легочные капилляры по легочным артериям. В легочных капиллярах кровь обогащается кислородом и по легочным венам артериальная кровь поступает в левое предсердие.
1.2. Функции дыхательной системы
Основная функция дыхательной системы – обеспечение клеток организма необходимым количеством кислорода и выведение из организма углекислого газа.
Другие функции дыхательной системы:
Выделительная – через легкие происходит выделение летучих продуктов обмена;
терморегуляторная – дыхание способствует теплоотдаче;
защитная – в ткани легких присутствует большое количество иммунных клеток.
Дыхание – процесс обмена газов между клетками и окружающей средой.
Стадии дыхания у млекопитающих и человека:
Конвекционный транспорт воздуха из атмосферы в альвеолы легких (вентиляция).
Диффузия газов из воздуха альвеол в кровь легочных капилляров (вместе с 1-й стадией называется внешним дыханием).
Конвекционный транспорт газов кровью от капилляров легких к капиллярам тканей.
Диффузия газов из капилляров в ткани (тканевой дыхание).
1.3. Эволюция дыхательной системы
Диффузионный транспорт газов через поверхность тела (простейшие).
Появление системы конвекционного переноса газов кровью (гемолимфой) к внутренним органам, появление дыхательных пигментов (черви).
Появление специализированных органов газообмена: жабры (рыбы, моллюски, ракообразные), трахеи (насекомые).
Появление системы принудительной вентиляции органов дыхания (наземные позвоночные).
2. МЕХАНИКА ВДОХА И ВЫДОХА
2.1. Дыхательные мышцы
Вентиляция легких осуществляется благодаря периодическим изменениям объема грудной полости. Увеличение объема грудной полости (вдох) осуществляется сокращением инспираторных мышц , уменьшение объема (выдох) – сокращением экспираторных мышц .
Инспираторные мышцы :
наружные межреберные мышцы
– сокращение наружных межреберных мышц поднимает ребра кверху, объем грудной полости увеличивается.
диафрагма
– при сокращении собственных мышечных волокон диафрагма уплощается и отходит книзу, увеличивая объем грудной полости.
Экспираторные мышцы :
внутренние межреберные мышцы
– сокращение внутренних межреберных мышц опускает ребра книзу, объем грудной полости уменьшается.
мышцы брюшной стенки
– сокращение мышц брюшной стенки приводит к подъему диафрагмы и опусканию нижних ребер, объем грудной полости уменьшается.
При спокойном дыхании выдох осуществляется пассивно – без участия мышц, за счет эластической тяги растянутых при вдохе легких. Во время форсированного дыхания выдох осуществляется активно – за счет сокращения экспираторных мышц.
Вдох: инспираторные мышцы сокращаются - объем грудной полости увеличивается - париетальная мембрана растягивается – объем плевральной полости увеличивается - давление в плевральной полости падает ниже атмосферного - висцеральная мембрана подтягивается к париетальной –объем легкого увеличивается за счет расширения альвеол – давление в альвеолах падает – воздух из атмосферы поступает в легкое.
Выдох: инспираторные мышцы расслабляется, растянутые эластические элементы легких сжимаются, (экспираторные мышцы сокращаются) - объем грудной полости уменьшается - париетальная мембрана сжимается – объем плевральной полости уменьшается - давление в плевральной полости повышается выше атмосферного - давление сдавливает висцеральную мембрану – объем легкого уменьшается за счет сдавления альвеол – давление в альвеолах растет – воздух из легкого выходит в атмосферу.
3. ВЕНТИЛЯЦИЯ ЛЕГКИХ
3.1. Объемы и емкости легкого (для самостоятельной подготовки)
Вопросы:
1. Объемы и емкости легкого
- Методы измерения остаточного объема и функциональной остаточной емкости (метод разведения гелия, метод вымывания азота).
Литература:
1. Физиология человека / В 3 т., под ред. Шмидта и Тевса. – М., 1996. – т.2., с. 571-574.
- Бабский Е.Б. и др. Физиология человека. М., 1966. – с.139-141.
- Общий курс физиологии человека и животных / Под ред. Ноздрачева А.Д. – М., 1991. - с. 286-287.
(учебники приведены в порядке пригодности для подготовки предложенных вопросов)
3.2. Легочная вентиляция
Легочная вентиляции количественно характеризуется минутным объемом дыхания (МОД). МОД – объем воздуха (в литрах), вдыхаемого или выдыхаемого за 1 минуту. Минутный объем дыхания (л/мин) = дыхательный объем (л) ´ частота дыхания (мин -1). МОД в покое составляет 5-7 л/мин, при физической нагрузке МОД может возрастать до 120 л/мин.
Часть воздуха идет на вентиляцию альвеол, а часть – на вентиляцию мертвого пространства легких.
Анатомическим мертвым пространством (АМП) называют объем дыхательных путей легких, потому что в них не происходит газообмена. Объем АМП у взрослого человека ~150 мл.
Под функциональным мертвым пространством (ФМП) понимают все те участки легких, в которых не происходит газообмен. Объем ФМП складывается из объема АМП и объема альвеол, в которых не происходит газообмен. У здорового человека объем ФМП превышает объем АМП на 5-10 мл.
Альвеолярная вентиляция (АВ) – часть МОД, достигающая альвеол. Если дыхательный объем составляет 0,5 л, а объем ФМП 0,15 л, то АВ составляет 30% МОД.
О 2 из альвеолярного воздуха поступает в кровь, а углекислый газ из крови выходит в воздух альвеол. За счет этого концентрация О 2 в альвеолярном воздухе уменьшается, а концентрация СО 2 растет. При каждом вдохе 0,5 л вдыхаемого воздуха смешивается с 2,5 л воздуха, оставшегося в легких (функциональная остаточная емкость легких). За счет поступления новой порции атмосферного воздуха концентрация О 2 в альвеолярном воздухе растет, а СО 2 – уменьшается. Таким образом, функция легочной вентиляции – поддерживать постоянство газового состава воздуха в альвеолах.
4. ГАЗООБМЕН В ЛЕГКИХ И ТКАНЯХ
4.1. Парциальные давления дыхательных газов в дыхательной системе
Закон Дальтона: парциальное давление (напряжение) каждого газа в смеси пропорционально его доле от общего объема.
Парциальное давление газа в жидкости численно равно парциальному давлению этого же газа над жидкостью в условиях равновесия.
4.2. Газообмен в легких и тканях
Газообмен между венозной кровью и альвеолярным воздухом осуществляется путем диффузии. Движущей силой диффузии является разность (градиент) парциальных давлений газов в альвеолярном воздухе и венозной крови (60 мм рт. ст. для О 2 , 6 мм рт. ст. для СО 2). Диффузия газов в легких осуществляется через аэро-гематический барьер, который состоит из слоя сурфактанта, эпителиальной клетки альвеолы, интерстициального пространства, эндотелиальной клетки капилляра.
Газообмен между артериальной кровью и тканевой жидкостью осуществляется аналогичным образом.(см. величины парциальных давлений дыхательных газов в артериальной крови и тканевой жидкости).
5. ТРАНСПОРТ ГАЗОВ КРОВЬЮ
5.1. Формы транспорта кислорода в крови
Растворенный в плазме (1,5% О 2)
Связанный с гемоглобином (98,5% О 2)
5.2. Связывание кислорода с гемоглобином
Связывание кислорода с гемоглобином – обратимая реакция. Количество образующегося оксигемоглобина зависит от парциального давления кислорода в крови. Зависимость количества оксигемоглобина от парциального давления кислорода в крови называется кривой диссоциации оксигемоглобина .
Кривая диссоциации оксигемоглобина имеет S-образную форму. Значение S-образности формы кривой диссоциации оксигемоглобина – облегчение отдачи О 2 в тканях. Гипотеза о причина S-образности формы кривой диссоциации оксигемоглобина – каждая из 4 молекул О 2 , присоединяемых к гемоглобину, изменяет сродство образовавшегося комплекса к О 2 .
Кривая диссоциации оксигемоглобина смещается вправо (эффект Бора) при повышении температуры, повышении концентрации СО 2 в крови, при снижении рН. Смещение кривой вправо облегчает отдачу О 2 в тканях, смещение кривой влево облегчает связывание О 2 в легких.
5.3. Формы транспорта углекислого газа в крови
Растворенный в плазме СО 2 (12% СО 2).
Гидрокарбонатный ион (77% СО 2). Почти весь СО 2 в крови гидратируется с образованием угольной кислоты, которая немедленно диссоциирует с образованием протона и иона гидрокарбоната. Этот процесс может протекать как в плазме крови, так и в эритроците. В эритроците он протекает в 10 000 раз быстрее, так как в эритроците существует фермент карбоангидраза, катализирующий реакцию гидратации СО 2 .
СО 2 + Н 2 0 = Н 2 СО 3 = НСО 3 - + Н +
Карбоксигемоглобин (11% СО 2) – образуется в результате присоединения СО 2 к свободным аминогруппам белка гемоглобина.
Hb-NH 2 + CO 2 = Hb-NH-COOH = Nb-NH-COO - + H +
Увеличение концентрации СО 2 в крови приводит к повышению рН крови, так как гидратация СО 2 и его присоединение к гемоглобину сопровождается образованием Н + .
6. РЕГУЛЯЦИЯ ДЫХАНИЯ
6.1. Иннервация дыхательных мышц
Регуляция работы дыхательной системы осуществляется путем контроля частоты дыхательных движений и глубины дыхательных движений (дыхательный объем).
Инспираторные и экспираторные мышцы иннервируются мотонейронами, располагающимися в передних рогах спинного мозга. Активность этих нейронов контролируется нисходящими влияниями продолговатого мозга и коры больших полушарий.
6.2. Механизм ритмогенеза дыхательных движений
В стволе мозге располагается нейронная сеть (центральный дыхательный механизм ), состоящая из 6 типов нейронов:
Инспираторные нейроны
(ранние, полные, поздние, пост-) – активируются в фазу вдоха, аксоны этих нейронов не покидают пределов ствола мозга, образуя нейронную сеть.
Экспираторные нейроны
– активируются в фазу выдоха, являются частью нейронной сети ствола мозга.
Бульбоспинальные инспираторные нейроны
– нейроны ствола мозга, которые посылают свои аксоны к мотонейронам инспираторных мышц спинного мозга.
Ритмические изменение активности нейронной сети – ритмические изменения активности бульбоспинальных нейронов – ритмические изменения активности мотонейронов спинного мозга – ритмическое чередование сокращений и расслаблений инспираторных мышц – ритмическое чередование вдоха и выдоха.
6.3. Рецепторы дыхательной системы
Рецепторы растяжения – располагаются среди гладкомышечных элементов бронхов и бронхиол. Активируются при растяжении легких. Афферентные пути следуют в продолговатый мозг в составе блуждающего нерва.
Периферичекие хеморецепторы образуют скопления в области каротидного синуса (каротидные тельца) и дуги аорты (аортальные тельца). Активируются при снижении напряжения О 2 (гипоксический стимул), повышении напряжения СО 2 (гиперкапнический стимул) и повышении концентрации Н + . Афферентные пути следуют в дорзальную часть ствола мозга в составе IX пары черепно-мозговых нервов.
Центральные хеморецепторы расположены на вентральной поверхности ствола головного мозга. Активируются при увеличении концентрации СО 2 и Н + в спинномозговой жидкости.
Рецепторы дыхательных путей – возбуждаются при механическом раздражении частицами пыли и т.п.
6.4. Основные рефлексы дыхательной системы
Раздувание легких ® торможение вдоха. Рецептивное поле рефлекса – рецепторы растяжения легких.
Снижение [О 2 ], повышение [СО 2 ], повышение [Н + ] в крови или спинномозговой жидкости ® увеличение МОД. Рецептивное поле рефлекса – рецепторы растяжения легких.
Раздражение воздухоносных путей ® кашель, чихание. Рецептивное поле рефлекса – механорецепторы дыхательных путей.
6.5. Влияние гипоталамуса и коры
В гипоталамусе происходит интеграция сенсорной информации от всех систем организма. Нисходящие влияния гипоталамуса модулируют работу центрального дыхательного механизма исходя из нужд всего организма.
Кортикоспинальные связи коры обеспечивают возможность произвольного управления дыхательными движениями.
6.6. Схема функциональной системы дыхания
Похожая информация.
Сосуды и нервы легких. Артериальная кровь для питания легочной ткани и стенок бронхов поступает в легкие по бронхиальным ветвям из грудной части аорты. Кровь от стенок бронхов по бронхиальным венам оттекает в притоки легочных вен, а также в непарную и полунепарные вены. По левой и правой легочным артериям в легкие поступает венозная кровь, которая в результате газообмена обогащается кислородом, отдает углекислоту и становится артериальной. Артериальная кровь из легких по легочным венам оттекает в левое предсердие. Лимфатические сосуды легких впадают в бронхолегочные, нижние и верхние трахеобронхиальные лимфатические узлы.
Иннервация легких осуществляется из блуждающего нерва и из симпатического ствола, ветви которых в области корня легкого образуют легочное сплетение, plexus pulmonalis . Ветви этого сплетения по бронхам и кровеносным сосудам проникают в легкое. В стенках крупных бронхов имеются сплетения нервных волокон в адвентиции, мышечной и слизистой оболочках.
68. Плевра; ее отделы, границы; полость плевры, синусы плевры.
Плевра, pleura , являющаяся серозной оболочкой легкого, подразделяется на висцеральную (легочную) и париетальную (пристеночную). Каждое легкое покрыто плеврой (легочной), которая по поверхности корня переходит в париетальную плевру, выстилающую прилежащие к легкому стенки грудной полости и отграничивающую легкое от средостения. Висцеральная (легочная) плевра, pleura viscerdlis (pulmondlis ), плотно срастается с тканью органа и, покрывая его со всех сторон, заходит в щели между долями легкого. Книзу от корня легкого висцеральная плевра, спускающаяся с передней и задней поверхностей корня легкого, образует вертикально расположенную легочную связку, llg . pulmonale , лежащую во фронтальной плоскости между меди льной поверхностью легкого и средостенной плеврой и опускающуюся вниз почти до диафрагмы.
Париетальная (пристеночная) плевра, pleura parietdlls , представляет собой сплошной листок, который срастается с внутренней поверхностью грудной стенки и в каждой половине грудной полости образует замкнутый мешок, содержащий правое или левое легкое, покрытое висцеральной плеврой (рис. 242). Исходя из положения частей париетальной плевры, в ней выделяют реберную, медиастинальную и диафрагмальную плевру. Реберная плевра [часть], pleura [ pars ] costdlis , покрывает внутреннюю поверхность ребер и межреберных промежутков и лежит непосредственно на внутригрудной фасции. Спереди возле грудины и сзади у позвоночного столба реберная плевра переходит в медиастинальную. Медиастинальная плевра [часть], pleura [ pars ] mediastindlls , прилежит с латеральной стороны к органам средостения, располагается в переднезаднем направлении, простираясь от внутренней поверхности грудины до боковой поверхности позвоночного столба. Медиастинальная плевра справа и слева сращена с перикардом; справа она граничит также с верхней полой и непарной венами, с пищеводом, слева - с грудной аортой. В области корня легкого медиасти- нальная плевра охватывает его и переходит в висцеральную. Вверху на уровне верхней апертуры грудной клетки реберная и медиастинальная плевра переходят друг в друга и образуют купол плевры, cupula pleurae , ограниченный с латеральной стороны лестничными мышцами. Сзади от купола плевры находятся головка I ребра и длинная мышца шеи, покрытая предпозвоноч-ной пластинкой шейной фасции, к которой купол плевры фиксирован. Спереди и медиально к куполу плевры прилежат подключичные артерия и вена. Над куполом плевры находится плечевое сплетение. Внизу реберная и медиастинальная плевра переходит в диафрагмальную плевру [часть], ple ura [ pars ] diafragmdtica , которая покрывает мышечную и сухожильную части диафрагмы, за исключением центральных ее отделов; где с диафрагмой сращен перикард. Между париетальной и висцеральной плеврой имеется щелевидное замкнутое пространство - плевральная полость, cdvitas pleurdlis . В полости находится небольшое количество серозной жидкости, которая смачивает соприкасающиеся гладкие, покрытые клетками мезо-телия листки плевры, устраняет трение их друг о друга. При ды-ха*нии, увеличении и уменьшении объема легких увлажненная висцеральная плевра свободно скользит по внутренней поверхности париетальной плевры.
В местах перехода реберной плевры в диафрагмальную и медиастинальную образуются большей или меньшей величины углубления - плевральные синусы, recessus pleurdles . Эти синусы являются резервными пространствами правой и левой плевральных полостей, а также вместилищами, в которых может скапливаться плевральная (серозная) жидкость при нарушении процессов ее образования или всасывания, а также кровь, гной при повреждениях или заболеваниях легких, плевры. Между реберной и диафрагмальной плеврой имеется хорошо заметный глубокий реберно-диафрагмальный синус, recessus costodiaphragma - ticus , достигающий наибольших размеров на уровне средней подмышечной линии (здесь его глубина около 9 см). В месте перехода медиастинальной плевры в диафрагмальную находится не очень глубокий, ориентированный сагиттально диафрагмоме-диастинальный синус, recessus phrenicomediastinalis . Менее выраженный синус (углубление) имеется в месте перехода реберной плевры (в переднем ее отделе) в медиастинальную. Здесь образуется реберно-медиастинальный синус, recessus costomediastinalis .
Купол плевры справа и слева достигает шейки I ребра, что соответствует уровню остистого отростка VII шейного позвонка (сзади). Спереди купол плевры поднимается на 3-4 см выше I ребра (на 1-2 см выше ключицы). Передняя граница правой и левой реберной плевры проходит неодинаково (рис. 243). Справа передняя граница от купола плевры спускается позади правого грудино-ключичного сустава, затем направляется позади рукоятки к середине ее соединения с телом и отсюда опускается позади тела грудины, располагаясь левее от средней линии, до VI ребра, где она уходит вправо и переходит в нижнюю границу плевры. Нижняя граница плевры справа соответствует линии перехода реберной плевры в диафрагмальную. От уровня соединения хряща VI ребра с грудиной нижняя граница плевры направляется латерально и вниз, по срединно-ключичной линии пересекает VII ребро, по передней подмышечной линии - VIII ребро, по средней подмышечной линии - IX ребро, по задней подмышечной линии - X ребро, по лопаточной линии -- XI ребро и подходит к позвоночному столбу на уровне шейки XII ребра, где нижняя граница переходит в заднюю границу плевры Слева передняя граница париетальной плевры от купола идет, так же как и справа, позади грудино-ключичного сочленения (левого). Затем направляется позади рукоятки и тела грудины вниз, до уровня хряща IV ребра, располагаясь ближе к левому краю грудины; здесь, отклоняясь латерально и вниз, пересекает левый край грудины и спускается вблизи от него до хряща VI ребра (идет почти параллельно левому краю грудины), где переходит в нижнюю границу плевры. Нижняя граница реберной плевры слева располагается несколько ниже, чем на правой стороне. Сзади, как и справа, на уровне XII ребра она переходит в заднюю границу. Граница плевры сзади (соответствует задней линии перехода реберной плевры в медиастинальную) опускается от купола плевры вниз вдоль позвоночного столба до головки XII ребра, где переходит в нижнюю границу (рис. 245). Передние границы реберной плевры справа и слева располагаются неодинаково: на протяжении от II до IV ребра они идут позади грудины параллельно друг другу, а вверху и внизу расходятся, образуя два треугольных пространства, свободных от плевры, - верхнее и нижнее межплевральные поля. Верхнее межплевральное поле, обращенное вершиной книзу, располагается позади рукоятки грудины. В области верхнего пространства у детей лежит вилочковая железа, а у взрослых - остатки этой железы и жировая клетчатка. Нижнее межплевральное поле, расположенное вершиной кверху, находится позади нижней половины тела грудины и прилежащих к нему передних отделов четвертого и пятого левых межреберных промежутков. Здесь околосердечная сумка непосредственно соприкасается с грудной стенкой. Границы легкого и плеврального мешка (как справа, так и слева) в основном соответствуют друг другу. Однако даже при максимальном вдохе легкое не заполняет плевральный мешок полностью, так как он имеет большие размеры, чем расположенный в нем орган. Границы купола плевры соответствуют границам верхушки легкого. Задняя граница легких и плевры, а также передняя их граница справа совпадают. Передняя граница париетальной плевры слева, а также нижняя граница париетальной плевры справа и слева существенно отличаются от этих границ у правого и левого легких.
Легочная долька (ЛД) - это, грубо говоря, пирамидальный сегмент легочной паренхимы, ориентированный своей верхушкой к воротам легкого, а основанием, поверхность которого около 0,5-2,0 см, - к висцеральной плевре (ВП). Междольковые перегородки (П), слаборазвитые у человека, разграничивают дольки. Легочная долька является морфофункциональной респираторной единицей легких.
Внутрилегочный бронх (ВБ), проникая в верхушку дольки, утрачивает хрящевые пластинки и становится претерминальной бронхиолой (ПБ) . Последняя делится на 50-80 терминальных бронхиол (ТБ), которые, в свою очередь, ветвятся, образуя около 100-200 респираторных бронхиол (РБ) . Последние подразделяются на 600-1000 альвеолярных ходов (АХ) , в которые открываются легочные альвеолы (А). Респираторная бронхиола с соответствующими альвеолярными ходами формирует небольшую дольковую субъединицу, называемую легочным ацинусом (ЛА). Легочная долька образована 200-300 ацинусами.
Ацинус в правой части рисунка срезан, чтобы показать ветвление респираторной бронхиолы на два альвеолярных хода, в которые открываются альвеолы. Внешний вид альвеол с эластическими «корзинками» (ЭК) изображен в середине рисунка. Характерно, что первые альвеолы образуются на уровне респираторной бронхиолы (РБ). Слева на рисунке изображена капиллярная сеть, окружающая альвеолы.
Кровоснабжение (васкуляризация) легких осуществляется двумя сосудистыми сетями:
- Функциональная васкуляризация осуществляется ветвями легочной артерии (ЛАр), которые сопровождают ветвления бронхов и входят в верхушку легочной дольки. Внутри дольки артерия следует по бронхиальным ветвлениям к респираторной бронхиоле. Здесь она переходит в капиллярную сеть (Кап) вокруг альвеол. Обогащенная кислородом кровь (темно-серая на рисунке) собирается в короткие вены (KB) на периферии дольки, затем поступает в вены висцеральной плевры (ВПв), а отсюда в вены междольковых перегородок (ВМП). На верхушке дольки вены междольковых перегородок сливаются, формируя одну из ветвей легочной вены (ЛВ).
- Питательная васкуляризация для легочной стромы и висцеральной плевры обеспечивается бронхиальными артериями (БА), которые сопровождают внутрилегочные бронхи и бронхиолы вплоть до респираторных бронхиол, где они анастомозируют с мелкими ветвями легочной артерии. Направление кровяного потока показано стрелками.
Висцеральная плевра (ВП) - это серозная оболочка , прилегающая к легким. Она образована следующими слоями:
серозной оболочкой (СО) , или мезотелием, - однослойным плоским эпителием, расположенным между плевральной полостью и подлежащей тканью;
подсерозной основой (ПО) - слоем плотной соединительной ткани со множеством эластических волокон (ЭВ), расходящихся в междольковые перегородки. Лимфатические сосуды и большое количество чувствительных нервных окончаний также проходят через подсерозную основу.
Строение пристеночной плевры во многом идентично строению висцеральной плевры.
Загрузка...
