Анатомия и физиология дыхательной системы

Основная функция лёгких – обмен газов: поглощение кислорода из окружающей среды и удаление из организма двуокиси углерода. Эти процессы необходимы для клеточного метаболизма. Легочное кровообращение обеспечивает кровоток через легкие для непрерывного поглощения кислорода, его доставки к тканям и, одновременно, для удаления двуокиси углерода в альвеолы. Тесное сопряжение между вентиляцией и кровообращением является основой эффективности обмена газов.

Помимо газообмена легкие выполняют ряд метаболических функций, включая синтез сурфактанта и других веществ, а также метаболизм множества химических медиаторов. Расстройство этих функций может значительно повлиять на газообмен в легких.

В норме легкие обладают замечательной способностью поддерживать требуемые уровни поглощения кислорода и удаления двуокиси углерода в различных условиях. Болезнь легких, однако, может избирательно либо тотально влиять на физиологические процессы, вовлеченные в газообмен. Например, обструктивные болезни воздухоносных путей (ВП) препятствуют потоку воздуха к альвеолам и в обратном направлении, в то время как рестриктивные болезни легких нарушают соотношения между вентиляцией и кровотоком или создают барьер для диффузии газов.

Общая форма грудной клетки и ее содержимое

Легкие окружены стенками грудной клетки и снизу диафрагмой. Механические свойства грудной клетки и диафрагмы влияют на газообменную функцию легких. Движение легких внутри грудной полости во время вдоха и выдоха облегчается пространством между двумя этими структурами – плевральной полостью, образуемой соприкасающимися поверхностями. Одна выстилает грудную клетку изнутри – париетальная плевра, а другая покрывает легкие снаружи – висцеральная плевра. Париетальную и висцеральную плевру разделяет тонкий слой жидкости, служащей в качестве смазки. Изменение давления внутри плевральной полости обусловливают инспираторный и экспираторный поток воздуха в легких в норме и при патологии.

Плевральные оболочки, окружающие каждое легкое, простираясь медиально, образуют средостение – центрально расположенное вместилище крупных воздухоносных путей и сосудов, включающих легочные артерии и вены. Главные бронхи, легочные артерии и вены проникают в каждое легкое через их ворота. Точка бифуркации трахеи на левый и правый главные бронхи – киль – лежит в непосредственной близости к дуге аорты и разделению главного ствола легочной артерии на ветви, снабжающее на левое и правое легкие. Диафрагмальные нервы, образованные из третьего, четвертого и пятого шейных нервных корешков, иннервируют диафрагму и располагаются вдоль боковых поверхностей трахеи.

Структура воздухоносных путей в связи с их функцией

Воздухоносные пути могут быть рассмотрены как ряд дихотомически ветвящихся трубок: каждый «родительский» воздухоносный путь дает начало двум «дочерним» ветвям. В легком человека насчитывается в среднем 23 генерации воздухоносных путей. Первые 16 известны как проводящие воздухоносные пути, т.к. они обеспечивают доступ потоку газа к зонам легких, где происходит газообмен, и в обратном направлении. Эти воздухоносные пути включают бронхи, бронхиолы и терминальные бронхиолы. Последние 7 генераций состоят из дыхательных бронхиол, альвеолярных ходов и альвеолярных мешочков. Каждое из этих образований дает начало альвеолам. Дыхательная альвеола первого порядка и все дистально от нее расположенные ВП образуют легочный ацинус.

Строение стенок проводящих ВП значительно отличается от строения стенок дыхательных путей, в которых протекает газообмен.

Стенки проводящих ВП состоят из трех основных слоев:

Внутренней слизистой оболочки;
Гладкомышечного слоя, отделенного от слизистой соединительнотканной подслизистой прослойкой;
Внешнего соединительнотканного слоя, содержащего в больших бронхах хрящ.

Бронхиальный эпителий является псевдослоистым, содержащим высокие и низкие базальные клетки, каждая из которых прикреплена к базальной мембране. Бронхиолы выстланы простым эпителием. Эпителиальные клетки ВП несут на своей апикальной поверхности реснички, которые являются важными элементами мукоцилиарной системы. Реснички ритмично колеблются в направлении носоглотки, продвигая защитный слой слизи, секретируемой бокаловидными клетками, расположенными между реснитчатыми клетками эпителия. Мукоцилиарный «эскалатор» является важным механизмом очищения ВП и частью защиты дыхательной системы организма.

Гладкая мускулатура ВП, собранная в непрерывные пучки внутри соединительнотканной подслизистой прослойки, простирается от главных бронхов до дыхательных бронхиол. Мышечные пучки проникают также в газообменные зоны, располагаясь в стенках у входа в альвеолы.

Структура газообменной зоны

Газообменная зона должна обеспечивать эффективную диффузию кислорода и двуокиси углерода через альвеолярную и капиллярную стенки. Она должна поддерживать обмен газов на протяжении всей жизни и выдерживать механические воздействия, сопровождающие расправление и спадение легких, а также влияние легочного кровотока. Расположение сосудистого эндотелия и альвеолярного эпителия в опорной соединительнотканной строме, по-видимому, идеально удовлетворяет этим требованиям.

Альвеолярный эпителий состоит из двух типов клеток: плоских выстилающих (I тип) и секреторных (II тип). Клетки первого типа, хотя и значительно меньшие по количеству, занимают до 95% площади альвеолярной поверхности. Клетки второго типа продуцируют и секретируют сурфактант, состоящий из протеинов и фосфолипидов. Он распределяется по альвеолярной поверхности и снижает поверхностное натяжение. Эндотелий капилляров также состоит из слоя плоских выстилающих клеток, располагающихся на эндотелиальной базальной мембране. В части альвеол базальные мембраны эпителия и эндотелия спаяны друг с другом, что создает сверхтонкий барьер для обмена газов. В отличие от тесного контакта соседних эпителиальных клеток, образующих непроницаемый барьер, соединения между эндотелиальными клетками довольно слабые, что позволяет воде и растворенным в ней веществам перемещаться между плазмой и интерстициальным пространством. Последнее представляет собой область между эпитеальной и эндотелиальной базальными мембранами.

В интерстиции представлены различные типы клеток, включая макрофаги и лимфоциты, которые играют важную роль в защите организма.

Следует помнить, что хотя диаметр каждой дочерней ветви меньше диаметра родительского ВП, от которого она берет начало, общая площадь поперечного сечения каждой последующей генерации ВП возрастает из-за значительного увеличения общего количества ВП.

Соотношение легочного сосудистого русла и воздухоносных путей

Схема распределения легочных артерий и вен соответствует схеме ветвления ВП. Легочные артерии, как правило, образуют пары с бронхами сходные с ними размером, что не характерно для легочных вен. В дополнение к системе легочных артерий и вен легкие обладают бронхиальным кровообращением, осуществляемым посредством бронхиальных артерий, отходящих от аорты и межреберных артерий.

Легочная лимфатическая система

Лимфатические сосуды располагаются на поверхности висцеральной плевры и в паренхиме легких, где они тесно прилегают к легочным артериям, венам и ВП. Лимфатические протоки содержат многочисленные клапаны, которые обеспечивают однонаправленный ток лимфы в сторону ворот легких. Легочные лимфатические сосуды впадают в лимфатические узлы, расположенные вокруг крупных ВП и в средостении.

Лимфатическая система обеспечивает поддержание жидкостного баланса легких и является элементом защитной системы организма. Лимфоидная ткань находится в стенках ВП, образуя бронхо-ассоциированную лимфоидную ткань.

Иннервация легких и воздухоносных путей

Легкие иннервируются ветвями блуждающего нерва и грудных симпатических ганглиев. Афферентные и эфферентные нейроны играют важную роль регуляции функции легких, включая регуляцию диаметра ВП. Кроме того, афферентные волокна очень важны для восприятия потока воздуха и уровня воздухонаполненности легких.

Эффективность мукоцилиарного транспорта

Эффективность мукоцилиарного транспорта – важнейшего компонента нормального функционирования воздухоносных путей – зависит от скоординированности действия реснитчатого аппарата мерцательного эпителия, а также качественных и количественных характеристик бронхиального секрета. В норме реснички мерцательного эпителия осуществляют сложный комплекс движений, состоящий из медленной фазы сгибания с последующим быстрым выпрямлением, что напоминает хлыстообразный удар в направлении проксимальных отделов воздухоносных путей. Частота движения ресничек у здоровых лиц 15 и более в секунду. Под влиянием синхронизированного движения ресничек любая частица, в том числе и микроорганизм, попавшая в респираторный тракт, должна за одну секунду проходить мимо 10 клеток. Время контакта микроорганизма с эпителиальной клеткой не превышает 1/10 с, что существенно затрудняет развитие инфекции. Ворсинки реснитчатого эпителия совершают свои движения в фазе золя бронхиального секрета, имеющего оптимальные для ворсинок параметры.

Приглашаю к сотрудничеству, а также на обучение программам сохранения и восстановления здоровья с применением натуральных препаратов.

Дополнительная информация по тел.: 8-967-197-76-37 или по E-Mail

Врач Восстановительной медицины Шипова Елена Игоревна

Другие статьи по теме:

Хронический обструктивный бронхит

На главную Функциональное гемосканирование Вода-источник жизни Справиться с болезнью Что мы едим Здоровье детей Красота и здоровье В помощь спортсменам Химия и Жизнь 60 – это не старость Информационная война Что такое БАД Препараты Кораллового клуба Паразиты вокруг нас Глисты Простейшие Бактерии Грибы Экология человека Карта сайта		Главная →Справиться с болезнью Структура воздухоносных путей и паренхимы лёгких Основная функция лёгких – обмен газов: поглощение кислорода из окружающей среды и удаление из организма двуокиси углерода. Эти процессы необходимы для клеточного метаболизма. Легочное кровообращение обеспечивает кровоток через легкие для непрерывного поглощения кислорода, его доставки к тканям и, одновременно, для удаления двуокиси углерода в альвеолы. Тесное сопряжение между вентиляцией и кровообращением является основой эффективности обмена газов. Помимо газообмена легкие выполняют ряд метаболических функций, включая синтез сурфактанта и других веществ, а также метаболизм множества химических медиаторов. Расстройство этих функций может значительно повлиять на газообмен в легких. В норме легкие обладают замечательной способностью поддерживать требуемые уровни поглощения кислорода и удаления двуокиси углерода в различных условиях. Болезнь легких, однако, может избирательно либо тотально влиять на физиологические процессы, вовлеченные в газообмен. Например, обструктивные болезни воздухоносных путей (ВП) препятствуют потоку воздуха к альвеолам и в обратном направлении, в то время как рестриктивные болезни легких нарушают соотношения между вентиляцией и кровотоком или создают барьер для диффузии газов. Общая форма грудной клетки и ее содержимое Легкие окружены стенками грудной клетки и снизу диафрагмой. Механические свойства грудной клетки и диафрагмы влияют на газообменную функцию легких. Движение легких внутри грудной полости во время вдоха и выдоха облегчается пространством между двумя этими структурами – плевральной полостью, образуемой соприкасающимися поверхностями. Одна выстилает грудную клетку изнутри – париетальная плевра, а другая покрывает легкие снаружи – висцеральная плевра. Париетальную и висцеральную плевру разделяет тонкий слой жидкости, служащей в качестве смазки. Изменение давления внутри плевральной полости обусловливают инспираторный и экспираторный поток воздуха в легких в норме и при патологии. Плевральные оболочки, окружающие каждое легкое, простираясь медиально, образуют средостение – центрально расположенное вместилище крупных воздухоносных путей и сосудов, включающих легочные артерии и вены. Главные бронхи, легочные артерии и вены проникают в каждое легкое через их ворота. Точка бифуркации трахеи на левый и правый главные бронхи – киль – лежит в непосредственной близости к дуге аорты и разделению главного ствола легочной артерии на ветви, снабжающее на левое и правое легкие. Диафрагмальные нервы, образованные из третьего, четвертого и пятого шейных нервных корешков, иннервируют диафрагму и располагаются вдоль боковых поверхностей трахеи. Структура воздухоносных путей в связи с их функцией Воздухоносные пути могут быть рассмотрены как ряд дихотомически ветвящихся трубок: каждый «родительский» воздухоносный путь дает начало двум «дочерним» ветвям. В легком человека насчитывается в среднем 23 генерации воздухоносных путей. Первые 16 известны как проводящие воздухоносные пути, т.к. они обеспечивают доступ потоку газа к зонам легких, где происходит газообмен, и в обратном направлении. Эти воздухоносные пути включают бронхи, бронхиолы и терминальные бронхиолы. Последние 7 генераций состоят из дыхательных бронхиол, альвеолярных ходов и альвеолярных мешочков. Каждое из этих образований дает начало альвеолам. Дыхательная альвеола первого порядка и все дистально от нее расположенные ВП образуют легочный ацинус. Строение стенок проводящих ВП значительно отличается от строения стенок дыхательных путей, в которых протекает газообмен. Стенки проводящих ВП состоят из трех основных слоев: Внутренней слизистой оболочки; Гладкомышечного слоя, отделенного от слизистой соединительнотканной подслизистой прослойкой; Внешнего соединительнотканного слоя, содержащего в больших бронхах хрящ. Бронхиальный эпителий является псевдослоистым, содержащим высокие и низкие базальные клетки, каждая из которых прикреплена к базальной мембране. Бронхиолы выстланы простым эпителием. Эпителиальные клетки ВП несут на своей апикальной поверхности реснички, которые являются важными элементами мукоцилиарной системы. Реснички ритмично колеблются в направлении носоглотки, продвигая защитный слой слизи, секретируемой бокаловидными клетками, расположенными между реснитчатыми клетками эпителия. Мукоцилиарный «эскалатор» является важным механизмом очищения ВП и частью защиты дыхательной системы организма. Гладкая мускулатура ВП, собранная в непрерывные пучки внутри соединительнотканной подслизистой прослойки, простирается от главных бронхов до дыхательных бронхиол. Мышечные пучки проникают также в газообменные зоны, располагаясь в стенках у входа в альвеолы. Структура газообменной зоны Газообменная зона должна обеспечивать эффективную диффузию кислорода и двуокиси углерода через альвеолярную и капиллярную стенки. Она должна поддерживать обмен газов на протяжении всей жизни и выдерживать механические воздействия, сопровождающие расправление и спадение легких, а также влияние легочного кровотока. Расположение сосудистого эндотелия и альвеолярного эпителия в опорной соединительнотканной строме, по-видимому, идеально удовлетворяет этим требованиям. Альвеолярный эпителий состоит из двух типов клеток: плоских выстилающих (I тип) и секреторных (II тип). Клетки первого типа, хотя и значительно меньшие по количеству, занимают до 95% площади альвеолярной поверхности. Клетки второго типа продуцируют и секретируют сурфактант, состоящий из протеинов и фосфолипидов. Он распределяется по альвеолярной поверхности и снижает поверхностное натяжение. Эндотелий капилляров также состоит из слоя плоских выстилающих клеток, располагающихся на эндотелиальной базальной мембране. В части альвеол базальные мембраны эпителия и эндотелия спаяны друг с другом, что создает сверхтонкий барьер для обмена газов. В отличие от тесного контакта соседних эпителиальных клеток, образующих непроницаемый барьер, соединения между эндотелиальными клетками довольно слабые, что позволяет воде и растворенным в ней веществам перемещаться между плазмой и интерстициальным пространством. Последнее представляет собой область между эпитеальной и эндотелиальной базальными мембранами. В интерстиции представлены различные типы клеток, включая макрофаги и лимфоциты, которые играют важную роль в защите организма. Следует помнить, что хотя диаметр каждой дочерней ветви меньше диаметра родительского ВП, от которого она берет начало, общая площадь поперечного сечения каждой последующей генерации ВП возрастает из-за значительного увеличения общего количества ВП. Соотношение легочного сосудистого русла и воздухоносных путей Схема распределения легочных артерий и вен соответствует схеме ветвления ВП. Легочные артерии, как правило, образуют пары с бронхами сходные с ними размером, что не характерно для легочных вен. В дополнение к системе легочных артерий и вен легкие обладают бронхиальным кровообращением, осуществляемым посредством бронхиальных артерий, отходящих от аорты и межреберных артерий. Легочная лимфатическая система Лимфатические сосуды располагаются на поверхности висцеральной плевры и в паренхиме легких, где они тесно прилегают к легочным артериям, венам и ВП. Лимфатические протоки содержат многочисленные клапаны, которые обеспечивают однонаправленный ток лимфы в сторону ворот легких. Легочные лимфатические сосуды впадают в лимфатические узлы, расположенные вокруг крупных ВП и в средостении. Лимфатическая система обеспечивает поддержание жидкостного баланса легких и является элементом защитной системы организма. Лимфоидная ткань находится в стенках ВП, образуя бронхо-ассоциированную лимфоидную ткань. Иннервация легких и воздухоносных путей Легкие иннервируются ветвями блуждающего нерва и грудных симпатических ганглиев. Афферентные и эфферентные нейроны играют важную роль регуляции функции легких, включая регуляцию диаметра ВП. Кроме того, афферентные волокна очень важны для восприятия потока воздуха и уровня воздухонаполненности легких. Эффективность мукоцилиарного транспорта Эффективность мукоцилиарного транспорта – важнейшего компонента нормального функционирования воздухоносных путей – зависит от скоординированности действия реснитчатого аппарата мерцательного эпителия, а также качественных и количественных характеристик бронхиального секрета. В норме реснички мерцательного эпителия осуществляют сложный комплекс движений, состоящий из медленной фазы сгибания с последующим быстрым выпрямлением, что напоминает хлыстообразный удар в направлении проксимальных отделов воздухоносных путей. Частота движения ресничек у здоровых лиц 15 и более в секунду. Под влиянием синхронизированного движения ресничек любая частица, в том числе и микроорганизм, попавшая в респираторный тракт, должна за одну секунду проходить мимо 10 клеток. Время контакта микроорганизма с эпителиальной клеткой не превышает 1/10 с, что существенно затрудняет развитие инфекции. Ворсинки реснитчатого эпителия совершают свои движения в фазе золя бронхиального секрета, имеющего оптимальные для ворсинок параметры. Приглашаю к сотрудничеству, а также на обучение программам сохранения и восстановления здоровья с применением натуральных препаратов. Дополнительная информация по тел.: 8-967-197-76-37 или по E-Mail Врач Восстановительной медицины Шипова Елена Игоревна Другие статьи по теме: Хронический обструктивный бронхит загрузка...