Краткая морфо-функциональная характеристика дыхательной системы

Внешнее дыхание представляет собой совокупность процессов, обеспечивающих газообмен между альвеолярным воздухом (внутренней газовой средой организма) и внешней средой (т.е. оно направлено на вентиляцию альвеол легких). Результатом внешнего дыхания является поддержание на относительно постоянном уровне (оптимальном для нормального насыщения крови капилляров малого круга кровообращения кислородом) газового состава альвеолярного воздуха. Внешнее дыхание обеспечивается, прежде всего, дыхательной (респираторной) системой, которая с анатомической точки зрения включает:

ü дыхательные пути (верхние – носовая полость, носовая и ротовая часть глотки – и нижние – гортань, трахея и бронхи, в том числе внутрилегочные разветвления бронхов)

ü легкие – парные неполые дыхательные органы. Располагаются они в грудной полости (в правой и левой ее половинах), каждое в своем плевральном мешке, образованном париетальным листком плевры (серозная оболочка, выстилающая внутреннюю поверхность грудной стенки и образующая замкнутый мешок). Сами же легкие покрыты висцеральным листком плевры. Между висцеральным и париетальным листками плевры, в свою очередь, находится узкая плевральная щель (5-10 мкм), которая является вторичной полостью тела и заполнена небольшим количеством серозной жидкости, по составу сходной с лимфой. Нижние поверхности легких прилежат к диафрагме, а передние, боковые и задние соприкасаются с грудной стенкой. Легкие отделены друг от друга средостением, в состав которого входят сердце, крупные сосуды (аорта, верхняя полая вена), пищевод и некоторые другие органы.

Дыхательные пути состоят из трубок, просвет которых по направлению от начального отдела дыхательной системы (носовая полость) к терминальному ее отделу (внутрилегочные бронхи и, в конечном итоге, дыхательные бронхиолы и альвеолярные ходы) уменьшается по причине деления более крупных воздухоносных путей на ряд таковых меньшего калибра. Так, трахея дихотомически делится на два главных бронха, которые входят в легкие (в области их ворот). В легких главные бронхи многократно разветвляются на бронхи все меньшего калибра. В результате такого деления в конечном итоге образуются бронхиолы (самые мелкие бронхи). Самыми мелкими конечными бронхиолами являются дыхательные бронхиолы, на стенках которых имеются альвеолы. От каждой дыхательной бронхиолы отходят альвеолярные ходы, также несущие на себе альвеолы. Альвеолярные ходы, в свою очередь, заканчиваются альвеолярными мешками, стенка которых состоит из альвеол. Дыхательные бронхиолы, альвеолярные ходы и альвеолярные мешки, несущие на своих стенках альвеолы, образуют т.н. альвеолярное дерево, относящееся к дыхательной паренхиме легкого. Именно на уровне альвеолярного дерева (легочных альвеол) и осуществляется газообмен с кровью капилляров малого круга кровообращения, в связи с чем альвеолярное дерево называют собственно респираторным (дыхательным) отделом дыхательной системы. Все структуры альвеолярного дерева густо оплетены капиллярами малого круга кровообращения.

Рис. 1. Схема строения дыхательной системы человека

Разветвления главного бронха до уровня дыхательных бронхиол составляют в своей совокупности бронхиальное дерево, специализирующееся совместно с гортанью, трахеей и верхними дыхательными путями на проведении воздуха.

Наряду с участием в проведении воздуха гортань принимает участие и в образовании голоса. К ее стенкам через посредство мышц прикреплены эластичные голосовые связки, между которыми находится голосовая щель. Голосовые связки находятся в натянутом состоянии; их натяжение изменяется в зависимости от сокращения или расслабления связанных с ними мышц. Прохождение воздуха через голосовую щель на выдохе приводит в колебательные движения натянутые голосовые связки, что обуславливает появление звуков. В образовании звуков участвуют также язык, губы и нижняя челюсть.

Таким образом, в дыхательной системе с функциональной точки зрения можно выделить:

Ø воздухоносные пути,

Ø собственно дыхательный (респираторный) отдел.

Воздухоносные пути включают носовую полость ( иногда и ротовую полость), носовую и ротовую часть глотки, гортань, трахею, бронхиальное дерево и специализируются на проведении воздуха. Воздухоносные пути не принимают участия в газообмене с кровью, в связи с чем их просвет носит название анатомически мертвого пространства, общий объем которого у взрослого человека составляет около 150 мл. Наряду с проведением воздуха, воздухоносные пути обеспечивают его согревание, очистку от пыли и микроорганизмов и некоторое увлажнение. Кроме того, в носовой полости (в области верхнего носового хода) локализованы обонятельные рецепторы, обеспечивающий восприятие молекул пахучих веществ, присутствующих во вдыхаемом воздухе. Стенка большинства воздухоносных путей (за исключением концевых бронхиол) содержит в своем составе костный или хрящевой скелет, который обеспечивает сохранение их просвета, а, следовательно, и выполнение основной функции – проведение воздуха в легкие и из легких наружу. Так, носовая полость имеет костный и хрящевой скелет, образованный носовыми костями, лобными отростками верхних челюстей и несколькими гиалиновыми хрящами. Гортань характеризуется хрящевым скелетом, включающим парные и непарные хрящи. Скелет трахеи и большинства бронхов (кроме самых мелких) также является хрящевым и представлен хрящевыми полукольцами, занимающими около 2/3 окружности соответствующей дыхательной трубки; задняя же часть этих дыхательных путей образована перепончатой стенкой. Благодаря хрящевым полукольцам просвет трахеи и большинства бронхов зияет, а сами они обладают гибкостью и эластичностью. Внутренней оболочкой воздухоносных путей является слизистая оболочка, содержащая большое количество слизистых желез, секрет которых обеспечивает очистку от пыли и микроорганизмов и увлажнение воздуха.

Рис. 2. Схема бронхиального и альвеолярного дерева легких человека. ГБ – главный бронх, КБ – крупные бронхи (внелегочные и внутрилегочные – долевые и сегментарные), СБ – средние бронхи (субсегментарные), МБ – мелкие бронхи и бронхиолы (внутридольковые бронхи), ТБ – терминальная (концевая) бронхиола, Ац – ацинус (долька легкого), Аб – дыхательная (респираторная) бронхиола, Ах – альвеолярный ход, Ам – альвеолярные мешочки, Эо – эпителий однорядный кубический мерцательный, с – собственная пластинка слизистой оболочки, м – мышечная пластинка слизистой оболочки, А – альвеола, Ма – межальвеолярная перегородка

Собственно респираторный (дыхательный) отдел, представлен альвеолярным деревом, которое включает дыхательные бронхиолы, альвеолярные ходы, альвеолярные мешки и альвеолы. Воздух, заполняющий пространства респираторного отдела дыхательной системы принимает участие в газообмене с кровью капилляров малого круга кровообращения. Причем газообмен осуществляется на уровне легочных альвеол, стенка которых образована всего лишь одним слоем плоских эпителиальных клеток (альвеолоцитов) и окружающей их базальной мембраной, что создает наиболее оптимальные условия для осуществления газообмена. Изнутри альвеолы выстланы слоем сурфактанта (толщиной 20-100 нм), который вырабатывается специальными секреторными эпителиальными клетками альвеол. Сурфактант обладает уникальными свойствами: он способен изменять свое поверхностное натяжение в зависимости от размеров альвеол. В частности, некоторое спадание альвеол сопровождается снижением поверхностного натяжения сурфактанта, что препятствует дальнейшему уменьшению альвеол и способствует их стабилизации. Общее количество альвеол в одном легком составляет около 400 млн, а их диаметр находится в пределах 150-300 мкм. Альвеолы густо оплетены капиллярами малого круга кровообращения; причем суммарная площадь контакта альвеол с капиллярами составляет около 90 м². Стенка альвеолы вместе с прилежащей к ней стенкой капилляра малого круга кровообращения составляют легочную мембрану или аэрогематический барьер, через который и осуществляется газообмен на уровне легких.

Рис. 3. Схема строения собственно респираторного отдела легкого (фрагмент альвеолярного дерева). К собственно дыхательному (респираторному) отделу дыхательной системы относят альвеолы, имеющие самые тонкие стенки (состоят из одного слоя плоских эпителиальных клеток, окруженного базальной мембраной) и густо оплетенные капиллярами малого круга кровообращения.

Рис. 4. Схема аэрогематического барьера в легких человека. Обратите внимание на то, что аэрогематический барьер (барьер между альвеолярным воздухом и кровью капилляров малого круга кровообращения) образован стенкой альвеолы и прилежащей к ней стенкой капилляра. Стенка альвеолы образована одним слоем плоских эпителиальных клеток – альвеолоцитов, окруженных снаружи базальной мембраной; изнутри стенка альвеолы покрыта сурфактантом – тонкой пленкой из фосфолипида – лецитина, изменяющей свое поверхностное натяжение при изменении степени растянутости альвеолы. Стенка капилляра образована одним слоем плоских эндотелиальных клеток и окружающей их базальной мембраной. Толщина аэрогематического барьера составляет 0,6-1,5 мкм. Через этот барьер по градиенту парциального давления диффундируют газы: кислород – из альвеолярного воздуха в кровь, а углекислый газ – в обратном направлении.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: