Осуществляется двумя системами сосудов:

Система легочной артерии.

Составляет малый круг кровообращения. Цель: насыщение венозной крови кислородом. Легочная артерия приносит венозную кровь, разветвляется вплоть до капилляров, оплетающих альвеолы. В результате газообмена в лёгких кровь отдаёт углекислый газ, насыщается кислородом, превращается в артериальную, и по легочным венам выходит из легких.

Система бронхиальной артерии.

Является частью большого круга кровообращения. Цель: кровоснабжение легочной ткани.

Бронхиальные артерии приносят в лёгкое артериальную кровь, осуществляют кровоснабжение лёгочной ткани (отдают клеткам кислород и питательные вещества, забирают углекислый газ и продукты обмена). В результате кровь превращается в венозную и по бронхиальным венам выходит из лёгкого.

Плевра (Pleura).

Серозная оболочка легкого. Образована рыхлой соединительной тканью, покрыта однослойным плоским эпителием с микроворсинками (мезотелий).

Имеет два листка:

– висцеральный листок; покрывает само легкое, заходит в междолевые борозды;

– париетальный (пристеночный) листок; покрывает стенки грудной клетки изнутри (ребра, диафрагму, отделяет легкое от органов средостения.). Над верхушкой легкого он образует купол плевры. Таким образом, вокруг каждого легкого образуется замкнутый плевральный мешок.

Плевральная полость – это герметичное щелевидное пространство между двумя листками плевры (между легкими и стенками грудной клетки). Она заполнена небольшим количеством серозной жидкости для уменьшения трения между листками.

НЕРЕСПИРАТОРНЫЕ ФУНКЦИИ ЛЁГКИХ

Основные нереспираторные функции лёгких - метаболическая (фильтрационная) и фармакологическая.

Метаболическая функция лёгких состоит в задерживании из крови и разрушении конгломератов клеток, сгустков фибрина, жировых микроэмболов. Это осуществляют многочисленные ферментные системы. Тучные клетки альвеол выделяют химотрипсин и другие протеазы, а альвеолярные макрофаги - протезы и липолитические ферменты. Поэтому эмульгированный жир и высшие жирные кислоты, попадающие в венозный кровоток через грудной лимфатический проток, после гидролиза в лёгких не поступают дальше лёгочных капилляров. Часть захваченных липидов и белков идёт на синтез сурфактанта.

Фармакологическая функция лёгких - синтез биологически активных веществ.

◊ Лёгкие - орган, наиболее богатый гистамином. Это важно для регуляции микроциркуляции в условиях стресса, но превращает лёгкие в орган-мишень при аллергических реакциях, вызывая бронхоспазм, вазоконстрикцию и повышенную проницаемость альвеолокапиллярных мембран. Лёгочная ткань в больших количествах синтезирует и разрушает серотонин, а также инактивирует не менее 80% всех кининов. Образование ангиотензина II плазмы крови происходит из ангиотензина I под действием ангиотензинпревращающего фермента, синтезируемого эндотелием лёгочных капилляров. Макрофаги, нейтрофилы, тучные, эндотелиальные, гладкомышечные и эпителиальные клетки вырабатывают оксид азота. Его недостаточный синтез при хронической гипоксии - главное звено патогенеза гипертензии малого круга кровообращения и потери способности лёгочных сосудов к вазодилатации под действием эндотелийзависимых субстанций.

◊ Лёгкие - источник кофакторов свёртывания крови (тромбопластина и др.), они содержат активатор, превращающий плазминоген в плазмин. Тучные клетки альвеол синтезируют гепарин, действующий как антитромбопластин и антитромбин, ингибирует гиалуронидазу, обладает антигистаминным эффектом, активизирует липопротеиновую липазу. Лёгкие синтезируют простациклин, тормозящий агрегацию тромбоцитов, и тромбоксан А2, оказывающий противоположный эффект.

Болезни органов дыхания наиболее распространены у современного человека и имеют высокую летальность. Изменения в лёгких оказывают системное действие на организм. Дыхательная гипоксия вызывает процессы дистрофии, атрофии и склероза во многих внутренних органах. Однако лёгкие выполняют и нереспираторные функции (инактивация ангиотензинконвертазы, адреналина, норадреналина, серотонина, гистамина, брадикинина, простагландинов, утилизация липидов, генерация и инактивация активных форм кислорода). Заболевания лёгких, как правило, - результат нарушения защитных механизмов.

Немного истории.

Воспаление легких принадлежит к числу заболеваний рас­пространенных во все периоды развития человеческого общества. Богатый материал оставили нам античные ученые. Их взгляды на патологию органов дыхания отражали господство­вавшие представления о единстве природы, наличии прочной связи между явлениями. Один из основоположников древней медицины, выдающий­ся греческий врач и естествоиспытатель Гиппократ и другие древние це­лители воспринимали воспаление легких как динамичный про­цесс, заболевание целого организма и, в частности, рассматривали эмпиему плевры как исход воспаления легких. После Гиппократа самым крупным теоретиком античной ме­дицины был Клавдий Гален - римский врач и естествоиспытатель, производивший вивисекции и введший в практику ис­следование пульса. В средние века вплоть до эпохи Возрождения Гален считался непререкаемым авторитетом в области медици­ны. После Галена учение о воспалении легких в течение долгих лет не продвигалось вперед. Согласно взглядам Парацельса, Фернеля, Ван-Гельмонта, пневмония считалась местным воспалитель­ным процессом, и для ее лечения в то время применялись обильные кровопускания. Кровопускания делали настойчиво, повторно, и немудрено, что при этом смертность от пневмонии была очень высокой. До начала XIX столетия с названием "пневмония" не связывали определенного анатомического и клинического понятия.

В России история изучения пневмонии связана с именем С. П. Боткина. Он стал заниматься этой патологией человека, проходя стажировку в Германии у R.Virchow ; в этот период происходило становление клеточной теории, и диску­тировались догматы Rokitansky .

Наблюдая больных в клиниках Санкт-Петербурга, в еженедельной «Клинической газете» С. П. Боткин в шести лекциях описал тя­желые формы пневмонии, которые вошли в русско­язычную литературу под названием крупозное воспа­ление легких. Известный врач, вводя термин крупозная пневмония, имел в виду тяжелое расстройство дыхания, напоминавшее по своим клиническим проявлениям круп. Крупозное воспаление легких относилось к числу наиболее тяжело протекающих заболеваний, смертельные исходы превышали 80%.

Кровообращение в легких. Кровоснабжение легких. Иннервация легких. Сосуды и нервы легких.

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.

Кровоснабжение лёгких имеет особенности анатомии, гемодинамики и кровотока. Сосуды органов дыхания относятся к большому и малому кругам кровотока. Бронхиальные сосуды относятся к большому кругу кровообращения и обеспечивают поступление к органу кислорода, глюкозы и других питательных веществ . Лёгочные сосуды, в которых осуществляется газообмен, являются частью малого круга кровообращения.

Анатомия лёгочного кровоснабжения

От верхушки правого желудочка выходит лёгочная артерия, несущая венозную кровь. Она полностью находится внутри сердечной сумки. Длина лёгочной артерии составляет 5-6 см, диаметр — около 3,5 см. Затем сосуд делится на левую и правую ветви, снабжающие кровью правое и левое лёгкие. Стенки лёгочных артерий тонкие и эластичные, имеют очень большую растяжимость, благодаря чему сосуды способны выдерживать поступление больших объёмов крови от правого желудочка. Все сосуды артериальной системы малого круга отличаются большим диаметром, чем артерии большого круга кровообращения.

В лёгких правая и левая лёгочные артерии делятся на более мелкие ветви, которые располагаются рядом с бронхами и повторяют их ветвления. Наименее мелкие сосуды образуют сеть капилляров, оплетающих альвеолы. Базальная мембрана альвеолоцитов сливается с базальной мембраной дыхательных капилляров и через неё в процессе газообмена проходит кислород. Дыхательные капилляры собираются в венулы, а затем в более крупные вены.

Лёгочные вены короткие и, в отличие от артерий, находятся между лёгочными дольками. По ним обогащённая кислородом кровь попадает в левое предсердие. Затем благодаря работе левой половины сердца кровь поступает в большой круг кровообращения.

Бронхиальные артерии, обеспечивающие питание лёгочной ткани, отходят от грудного отдела аорты. Они ветвятся вместе с бронхами до уровня бронхиол. Капиллярная сеть опутывает слизистую оболочку стенок бронхов. По бронхиальным венам деоксигенированная кровь выходит из органа.

Часть крови из бронхиальных артерий проходит опорные ткани лёгких, а затем поступает в лёгочные вены и входит в левое предсердие вместо возвращения в правое. Вследствие этой особенности объём крови, поступившей в левое предсердие на 1-2% превышает выброс правого желудочка.

Лимфатические сосуды

В лёгких в большом количестве присутствуют лимфатические сосуды, выполняющие дренажную функцию. Они находятся как в поверхностных слоях соединительной ткани, так и глубоко в лёгких, образуют сети вокруг бронхиол и в междольковых перегородках. Отток лимфы идёт к бронхолёгочным и верхним трахеобронхиальным лимфатическим узлам.

Большинство лимфатических сосудов левого лёгкого объединяются в правый грудной лимфатический проток. Через лимфатические сосуды для предотвращения отёка выводятся вышедшие из лёгочных капилляров плазменные белки и другие частицы.

Объём крови в малом круге кровообращения

В лёгких содержится 450 мл крови, что составляет около 9% всего объёма крови в организме. Примерно 380 мл поровну распределены между артериями и венами, а оставшийся объём находится в лёгочных капиллярах.

При различных физиологических и патологических состояниях количество крови в сосудах малого круга может снижаться и увеличиваться почти в 2 раза. Например, при игре на духовых музыкальных инструментах давление в лёгких сильно повышается и в системный кровоток может перейти до 250 мл крови. При кровотечениях часть крови из лёгких выходит в системный кровоток для компенсации патологического состояния.

Кровь способна перемещаться из системного круга кровообращения в малый при левожелудочковой недостаточности. Пролапс митрального клапана или сужение левого предсердно-желудочкового отверстия приводят к застою крови в лёгких и увеличению давления в сосудах. Иногда объём крови в малом круге возрастает почти в 2 раза. Объём системного русла значительно превышает объём кровеносной системы органа дыхания, поэтому переход крови из одной системы в другую оказывает значительное влияние на лёгочные сосуды, а его воздействие на системное кровообращение остаётся незаметным.

Газообмен между альвеолами и кровью

Углекислый газ выделяется из крови в альвеолы, а кислород поступает в венозную кровь, находящуюся в лёгочных капиллярах, путём диффузии. Газообмен осуществляется непрерывно, но в период систолы он более интенсивен, чем в период диастолы.

Движущей силой, обеспечивающей газообмен, является разность парциальных давлений газов в крови и воздухе, наполняющем альвеолы. По закону Дальтона парциальное давление газа в смеси прямо пропорционально его объёмному содержанию.

Тому, что кровь забирает из воздуха кислород и отдаёт углекислый газ, также способствуют следующие факторы:

• большая площадь контакта альвеол и дыхательных капилляров;
• большая скорость диффузии газов через альвеолярно-капиллярную мембрану;
• зависимость интенсивности кровоснабжения альвеол от эффективности их вентиляции.

Если некоторые альвеолы плохо вентилируются и содержание кислорода в них снижается, то просвет локальных сосудов на этих участках уменьшается. Кровь автоматически перенаправляется к другим альвеолам, которые вентилируются лучше.

Интенсивность вентиляции и кровоснабжения различных отделов лёгких

Активация кровообращения и вентиляции лёгких способствует более интенсивному газообмену. Интенсивность вентиляции различных участков органа зависит от положения тела человека: в вертикальном положении лучше вентилируются нижние отделы лёгких, в положении лёжа на спине — дорсальные, в положении на животе — вентральные, на боку — тоже нижние. Верхние отделы лёгких вентилируются хуже всего, так как они постоянно находятся в растянутом положении и их способность расправляться ограничена. Нижние участки органа не имеют жёсткого каркаса и на них влияет масса тела человека. Из-за того, что верхние участки хуже вентилируются, они чаще всего поражаются туберкулёзом.

Кровоснабжение лёгких также зависит от положения тела в пространстве. Интенсивность кровотока, так же как и интенсивность вентиляции, возрастает в направлении сверху вниз. Меньше всего снабжаются верхушки лёгких. Но в положении вниз головой кровоснабжение верхушек увеличивается и может превосходить кровоснабжение нижних отделов.

В положении сидя кровоснабжение верхушек лёгких снижается на 15%, а в положении стоя — на 25% . В положении лёжа перфузия лёгких максимальна и её интенсивность во всех отделах органа одинакова. Поэтому при заболеваниях, приводящих к сердечно-лёгочной недостаточности, очень важно, чтобы больной соблюдал постельный режим.

При умеренной физической активности разница в интенсивности кровоснабжения разных отделов органа дыхания сглаживается. Особенности кровоснабжения лёгких связаны с различной степенью сдавливания артериальных сосудов тканями. Лёгочные артерии из-за низкого давления крови в них содержат мало гладкомышечных элементов.

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

1. 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.

1. Бабский Е.Б. и др. Физиология человека. М., 1966. – с.139-141.
2. 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.

Доли легких

Каждое легкое посредством борозд fissura interlobares делится на доли.

Правое легкое: - lobi superior

Левое легкое: - lobi superior

2- главные бронхи

3- долевые бронхи

4- сегментарные бронхи

7- нижняя доля правого легкого

8- сегмент

1- главные бронхи

2,3,4- долевые и сегментарные бронхи

5-15- ветви сегментарных бронхов, дольковый бронх и его разветвления

16- конечная бронхиола

17-19 дыхательные бронхиолы (три порядка ветвления)

20- 22 альвеолярные ходы (три порядка ветвления)

23- альвеолярные мешочки

• Вне легкого: скелет бронхов состоит из хрящевых полуколец, а при подходе к воротам легкого между хрящевыми полукольцами появляются хрящевые связи,вследствии чего структура их стенки становится решетчатой.
• На сегментарных бронхах и их дальнейших разветвлениях хрящи не имеют более полуколец, а распадаются на отдельные пластинки,величина которых уменьшается по мере уменьшения калибра бронхов.
• В конечных бронхиолах хрящи, слизистые железы исчезают, но решетчатый эпителий остается.

Строение легочной дольки

1- дольковый бронх

2- ветвь легочной артерии

3- легочный лимфатический узел

4- лимфатический сосуд

5,12- терминальные бронхиолы

6- респираторные бронхиолы

7- альвеолярный проток

8,9- легочные альвеолы

10- плевра

11- приток легочной вены

13- ветвь бронхиальной артерии

14- приток бронхиальной вены

Бронхолегочный сегмент

Функционально-морфологическая единица легкого, представленная участком легочной доли (вторичная долька), вентилируемым одним бронхом третьего порядка и кровоснабжаемым одной артерией.

Сегменты правого легкого

Верхняя доля: - верхушечный

Передний

Средняя доля: - латеральный

Медиальный

Нижняя доля: - верхушечный

Медиальный (сердечный)

Передний базальный

Задний базальный

Сегменты левого легкого

Верхняя доля: - верхушечный

Передний

Верхний язычковый

Нижний язычковый

Нижняя доля: - верхушечный

Медиальный (сердечный)

Передний базальный

Латеральный базальный

Задний базальный

Сосуды малого круга кровообращения

• К сосудам малого круга относятся:

Легочный ствол trunkus pulmonalis (венозная кровь) и Легочные вены venae pulmonalis (артериальная кровь), в количестве двух пар, правой и левой.

Нервы легких происходят из plexus pulmonalis, который образуется ветвями n.vagus и trunkus sympathikus.

В бронхах различают три нервных сплетения: в адвентиции, мышечном слое и под эпителием.

1 – трахея

2 - n. vagus sinister

3 - n. recurrens sinister

4,11 - легочные ветви блуждающего нерва

5 - легочная артерия

6 – легочная вена

7 – нисходящая аорта

8 – пищевод

9 -легочная вена

10 –легочная артерия

12 - n. recurrens dexter

13 - n. vagus dexter.

• Поверхностные лимфатические сосуды, заложенные в глубоком слое плевры
• Глубокие внутрилегочные, корнями которых являются лимфатические капилляры, образующие сети вокруг респираторных и терминальных бронхиол, в межацинусных и междольковых перегородках.

1- грудной лимфатический проток

2- легочная артерия

3- легочные вены

4- грудная аорта

5- пищевод

6- дуга аорты

7- непарная вена

8- верхняя полая вена

9- правый лимфатический проток