|
А. Легкие в процессе дыхания
выполняют газообменную функцию - главная их роль в организме.
Функциональной единицей легкого является ацинус,
общее число которых в обоих легких достигает 300 тыс. Каждый ацинус вентилируется
концевой бронхиолой. Ацинус включает в себя дыхательные бронхиолы, отходящие от
концевой бронхиолы и делящиеся дихотомически. Дыхательные бронхиолы переходят в
альвеолярные ходы и альвеолярные мешочки, и те и другие несут на себе альвеолы
легкого (см. рис.1). Диаметр альвеол составляет 0,3…0,4 мм. Суммарная 
площадь всех альвеол достигает 80 м2, их число -
около 300…350 млн. Совокупность альвеолярных ходов и мешочков, несущих на себе
альвеолы, где происходит газообмен между газовой смесью и кровью организма,
называют дыхательной зоной. Между ацинусами и дольками легких имеются
дополнительные сообщения, обеспечивающие коллатеральную вентиляцию альвеол (до
30…40 %) в случае закупорки бронхиол. Кроме газообменной функции, легкие
выполняют и ряд других - негазообменных функций.
1. Выделительная - удаление воды и
некоторых летучих веществ: ацетона, этилмеркаптана, этанола,
эфира, закиси азота.
Газообменная функция является также и выделительной (удаление С02
из организма). 2. Выработка
биологически активных веществ гепарина, тромбоксана В2, простагландинов,
тромбопластина, факторов свертывания крови VII и VIII, гистамина, серотонина,
метилтрансферазы, моноаминоксидазы, гликозилтрансферазы. Легкие являются
основным источником тромбопластина в организме: когда его мало в крови,
выработка возрастает, когда много - выработка тромбопластина уменьшается.
3.
Инактивация биологически активных веществ - эндотелий капилляров легких
инактивирует за счет поглощения или ферментативного расщепления многие
биологически активные вещества, циркулирующие в крови: более 80 % брадикинина,
введенного в легочный кровоток, разрушается при однократном прохождении крови
через легкое, в легких инактивируется 90…95 % простагландинов группы Е и F,
ангиотензин I в ангиотензин II превращается с помощью ангиотензиназы.
4. Защитная функция - легкие являются
барьером между внутренней и внешней средой организма, в них образуются
антитела, осуществляется фагоцитоз, вырабатываются лизоцим, интерферон,
лактоферрин, иммуноглобулины; в капиллярах задерживаются и разрушаются микробы,
агрегаты жировых клеток, тромбоэмболы. Функцию фагоцитоза выполняют так
называемые альвеолярные фагоциты. Это крупные клетки округлой формы, они
находятся в свободном виде в альвеолах и являются макрофагами. Эти клетки
фагоцитируют попавшие в легкие мелкие пылевые частицы (менее 2 мкм),
микроорганизмы и вирусы, компоненты сурфактанта, продукты распада клеток
альвеолярного эпителия. Макрофаги с воздухом достигают бронхиол, а далее с
помощью мерцательного эпителия с мокротой выделяются из организма или попадают
в желудочно-кишечный тракт.
Вырабатываемый в легких лизоцим расщепляет гликозаминогликаны клеточной
оболочки микробов и делает их нежизнеспособными. Лактоферрин связывает железо,
необходимое для жизнедеятельности микробов, что ведет к бактериостатическому
эффекту. Иммуноглобулин А, которого в бронхах в 10 раз больше, чем в сыворотке
крови, в присутствии комплемента вместе с лизоцимом осуществляет лизис
бактерий. Этот глобулин агглютинирует бактерии и препятствует их фиксации на
слизистой оболочке, а также нейтрализует токсины.
5. Терморегуляция - в легких вырабатывается
большое количество тепла.
6. Легкие являются резервуаром воздуха для
голосообразования.
Б. Воздухоносный путь - это пространство,
которое обеспечивает доставку атмосферного воздуха в газообменную область. Он
начинается с отверстий носа и рта и включает полость рта (при ротовом дыхании),
носоглотку, гортань, трахею, бронхи и бронхиолы до 16-й генерации включительно
(рис. 12.1). Бронхи и бронхиолы последовательно дихотомически делятся. До 16-й
генерации включительно бронхиолы не имеют альвеол, поэтому непосредственного
газообмена между ними и кровью не происходит. При вдохе емкость воздухоносного
пути увеличивается в результате расширения бронхов под влиянием возбуждения
симпатических нервов. Расширение бронхов ведет к уменьшению сопротивления
движению воздуха, что облегчает вдох. В конце выдоха бронхи и бронхиолы
сужаются под влиянием парасимпатических нервов и изгоняют дополнительное количество
воздуха за счет уменьшения объема воздухоносного пути. Последующие три
генерации (17-18-19-ю) называют дыхательными бронхиолами (переходная зона). На
дыхательных бронхиолах имеются альвеолы однако они составляют всего 2 % от
общего их числа. Газовая смесь дыхательных бронхиол по своему составу
приближается к альвеолярной смеси: чем ближе к альвеолярным ходам, тем меньше
различие состава их газов. Последние четыре генерации (20-23) представляют
собой альвеолярные ходы и альвеолярные мешочки, они несут на себе основное
количество альвеол, где и происходит обмен между альвеолярной газовой смесью и
кровью (дыхательная зона). Воздухоносный путь, кроме доставки воздуха в
альвеолы, выполняет и ряд других функций.
1. Очищение вдыхаемого
воздуха
от крупных пылевых частиц происходит в волосяном фильтре в преддверии носа. В
полости носа удаляется до 85 % мелких частиц (размер до 4,5 мкм). Более мелкие
частицы (до 1 мкм), прошедшие дальше, оседают на слизистой оболочке носа, чему
способствуют турбулентный характер движения воздуха в носовых ходах и слизистый
секрет оболочки носа (за сутки его вырабатывается 100…500 мл). Со слизью, с
помощью мерцательного эпителия, частицы передвигаются к глотке и покидают
организм или попадают в пищеварительный
тракт. Слизистого секрета выделяется в трахее и бронхах до 10…100 мл в сутки.
Попавшие в легкие частицы подвергаются трансцитозу - переносятся в интерстиций
и поглощаются моноцитарной макрофагальной системой. Инородные частицы попадают
также из интерстиция (после трансцитоза) в лимфатическую систему и разрушаются
в лимфатических узлах. При вдыхании сильно пахнущих веществ внешнее дыхание
замедляется или на некоторый период останавливается, что предотвращает
попадание этих веществ в легкие. При этом закрывается голосовая щель и сужается
просвет бронхов.
Действие
воды на область нижних носовых ходов также вызывает рефлекторную остановку
дыхания (рефлекс ныряльщиков), то же самое наблюдается во время акта глотания,
что предотвращает попадание пищи в воздухоносные пути. Очищению воздуха от
попавших частиц способствуют кашель и чиханье - защитные рефлексы.
К а ш л е в о й р е ф л е к с начинается с
глубокого вдоха. Он возникает в результате раздражения ирритантных рецепторов
слизистой оболочки гортани, глотки, трахеи и бронхов, импульсы от которых
поступают по верхнегортанному, тройничному и блуждающему нервам в ядро
солитарного тракта, а оттуда - к экспираторым нейронам, обеспечивающим форсированный
выдох через рот и выброс воздуха с попавшими в воздухоносные пути частицами.
Главную роль в осуществлении кашлевого рефлекса играют мышцы живота.
Ч
и х а н ь е возникает в результате раздражения рецепторов тройничного нерва
оболочки носа. Механизм чиханья подобен механизму кашля, но воздух изгоняется в
основном через нос. При этом возникает
слезоотделение, что способствует очищению воздуха: попавшие в нос частицы
смываются слезой, оттекающей через слезноносовой канал в полость носа.
2.
Увлажнение вдыхаемого воздуха достигает
100 %, начинается еще в верхних дыхательных путях, в первую очередь в полости
носа насыщением воздуха влагой слизистой оболочки. Слизь образуется в
результате фильтрации жидкости из кровеносных капилляров, выделений из желез
слизистой оболочки и слезных желез. За сутки из оболочки носа может испаряться
в зависимости от температуры и влажности воздуха до 0,5 л воды. Оптимальная
влажность воздуха обеспечивает хорошую работу мерцательного эпителия бронхов.
Дегидратация слизистого слоя воздухоносных путей ведет к увеличению вязкости секрета,
покрывающего реснички, что ухудшает их работу.
3. Согревание воздуха также начинается в
верхних дыхательных путях, в альвеолы воздух поступает при температуре 37 °С.
Особое значение в согревании вдыхаемого воздуха имеет слизистая оболочка носа,
богато снабженная кровеносными сосудами. При дыхании носом температура воздуха
уже в носоглотке доходит до 35…36 °С. При раздражении чувствительных окончаний
тройничного нерва холодным воздухом афферентные импульсы поступают к
парасимпатическим центрам продолговатого мозга, в результате чего расширяются
сосуды оболочки носа и воздух лучше нагревается. Этому способствует также
сужение носовых ходов в результате увеличения объема кавернозной ткани носовых
раковин: воздух проходит более тонкой струей и лучше согревается. Если
температура воздуха выше 37 °С, то он охлаждается до этой температуры. Таким
образом, нос как начальный отдел воздухоносных путей играет главную роль в
очищении, согревании и увлажнении вдыхаемого воздуха. Около 50 % сопротивления воздушному
потоку верхних дыхательных путей приходится на долю носа. При спокойном дыхании
это сопротивление очень мало, поэтому мы его не ощущаем. При тяжелой физической
работе и активации дыхания сопротивление воздушному потоку сильно возрастает,
поэтому организм переходит на ротовое дыхание - становится легче дышать
вследствие уменьшения аэродинамического сопротивления.
4. Воздухоносные пути
участвуют в процессах терморегуляции за счет
теплоиспарения, конвекции и теплопродукции.
В. Грудная клетка является герметической
полостью для легких. Она предохраняет от высыхания и механического повреждения.
Грудная клетка своими экскурсиями обеспечивает сужение и расширение легких, а
значит, их вентиляцию. Важную роль в процессах внешнего дыхания играет
отрицательное давление в плевральной щели.
|
