Анатомия и физиология. Гайворонский, Ничипорук. Учебник допущено Министерством образования Российской Федерации в качестве учебника для студентов образовательных учреждений среднего профессионального образования
 Скачать 12.08 Mb.
|
|
Границы легких Различают верхнюю, переднюю, нижнюю и заднюю границы легкого (рис. 8.10). Верхняя граница соответствует верхушке легкого. Она одинакова справа и слева — выступает спереди над ключицей на 2 — 3 см. Сзади она проецируется на уровне остистого отростка VII шейного позвонка. Передняя граница правого легкого идет от верхушки к правому грудино ключичному суставу и далее опускается по срединной линии до хряща VI ребра. Там она переходит в нижнюю границу. Передняя граница левого легкого проходит также, как у правого легкого, но только до уровня хряща IV ребра. В этом месте она резко отклоняется влево до окологрудинной линии, а затем поворачивает вниз, продолжаясь до хряща VI ребра (соответствует сердечной вырезке. Нижняя граница правого легкого пересекает по сред неключичной линии VI ребра по передней подмышечной линии — VII; по средней подмышечной — VIII; по задней подмышечной — IX; по лопаточной линии — X; по околопозвоночной — XI ребро. Такое смещение нижней границы легкого по каждой линии на одно ребро называется анатомическими часами. Нижняя граница левого легкого идет на ширину одного ребра нижете. по соответствующим межреберьям. Задняя граница легких соответствует заднему краю органа и проецируется вдоль позвоночного Рис. 8.11. Фронтальный разрез грудной клетки (сердце и легкие удалены — плевральная полость 2 — полость перикарда 3 — реберно-диафрагмаль ный синус 4 — диафрагмально-средо стенный синус 5 — диафрагма (сухожильный центр 6 — средостенная плевра 7 — диафрагмальная плевра 8 — реберная плевра столба от головки II ребра до шейки XI ребра по околопозвоноч- ной линии. Плевральная полость. Каждое легкое снаружи покрыто серозной оболочкой — плеврой. Выделяют висцеральный и париетальный листки плевры. Висцеральный листок покрывает легкое со всех сторон, заходит в щели между долями, плотно срастается с подлежащей тканью. По поверхности корня легкого висцеральная плевра, не прерываясь, переходит в париетальную (пристеночную). Последняя выстилает стенки грудной полости, диафрагму и ограничивает с боков средостение. Она прочно срастается с внутренней поверхностью стенок грудной полости. Вследствие этого различают реберную, диафрагма льну ю и средостенную части париетальной плевры (рис. Между висцеральными париетальным листками образуется щеле видное пространство, называемое плевральной полостью. Каждое легкое имеет свою замкнутую плевральную полость. Она заполнена небольшим количеством (20—30 мл) серозной жидкости. Эта жидкость удерживает соприкасающиеся листки плевры друг относительно друга, смачивает их и устраняет между ними трение. В плевральной полости имеются углубления — плевральные синусы реберно-диафрагмальный, диафрагмально-средостенный и реберно средостенный. Они ограничены частями париетальной плевры в местах их перехода друг в друга. Самый глубокий из них — реберно-ди- афрагмальный синус. Легочная ткань очень эластична. За счет эластической тяги легкие стремятся к спадению. Препятствует их спадению именно наличие герметичных плевральных полостей. Они как бы фиксируют поверхность легких к стенкам грудной полости. Благодаря эластической тяге легких давление в плевральной полости всегда остается отрицательным относительно атмосферного (с разницей примерно 6 мм рт. ст В случаях проникающих ранений грудной стенки, ткани легких или бронхов возможна разгерметизация плевральной полости. Она может возникать также вследствие различных патологических процессов, сопровождающихся разрушением легочной ткани и висцеральной плевры. При этих состояниях воздух проникает в плевральную полость. Наличие воздуха в плевральной полости получило название пневмоторакса. При пневмотораксе адекватная вентиляция легких становится невозможной. В случае обширной раны или длительного поступления воздуха в плевральную полость легкие полностью спадаются. Пневмоторакс подразделяют на открытый, закрытый и клапанный (напряженный). Открытый пневмоторакс имеет место в тех случаях, когда плевральная полость непосредственно сообщается с атмосферным воздухом через раневой канал. Следовательно, воздух свободно перемещается из внешней среды в плевральную полость и обратно. Часто в этом случае можно наблюдать зияющую рану грудной стенки. Закрытый пневмоторакс возникает тогда, когда рана быстро закрывается смещающимися мягкими тканями, что исключает дальнейшее попадание воздуха в плевральную полость. Клапанный пневмоторакс считается наиболее опасным. Мягкие ткани грудной стенки или поврежденный бронх играют роль клапана. Они пропускают воздух в полость на вдохе и препятствуют его выходу из нее при выдохе. При этом воздух с каждым дыхательным движением нагнетается в плевральную полость (отсюда второе название данного вида пневмоторакса — напряженный. Давление в плевральной полости все больше возрастает, вызывая сдавление легкого и смещение средостения в здоровую сторону. Накопление крови в плевральной полости носит название гемоторакс. При этом кровь под действием силы тяжести скапливается в нижележащих ее отделах. Продолжающееся кровотечение все больше оттесняет легкое вверх, а средостение — в здоровую сторону. В тяжелых случаях легкое полностью выключается издыхания. Скопление в плевральной полости воздуха и крови одновременно называют гемопневмотораксом. 8.5. Средостение Средостение, mediastinum, — это комплекс органов (рис. 8.12), расположенных между двумя легкими (между плевральными полостями. Средостение подразделяют на два отдела переднее и заднее. Условная граница между ними проходит по передней поверхности трахеи и главных бронхов. В переднем средостении расположены сердце с перикардом, вилочковая железа, диафрагмальные нервы и лимфатические узлы. В заднем средостении находятся трахея и главные бронхи, пищевод, блуждающий нерв, грудная часть аорты, сим Рис. 8.12. Горизонтальный разрез грудной клетки на уровне VI грудного позвонка — аорта 2 — ворота легкого 3 — нижняя доля левого легкого 4 — верхняя доля левого легкого 5 — висцеральная плевра 6 — перикард 7 — плевральная полость 8 — сердце 9 — грудина 10 — верхняя доля правого легкого 11 — реберная плевра 12 — средняя доля правого легкого 13 — нижняя доля правого легкого 14 — ребро 15 — нижний угол лопатки 16 — пищевод 17— тело VI грудного позвонка патический ствол, грудной лимфатический проток, непарная и по- лунепарная вены, лимфатические узлы. Все пространство между этими органами заполнено рыхлой волокнистой соединительной тканью и жировой клетчаткой. Физиология дыхания Биомеханика дыхательного акта. Частота дыхания (ЧД) в покое составляет 14 —18 в минуту и обеспечивается дыхательными мышцами. Учащенное дыхание называют та хи п но э , а редкое — бра- д и п но э. Различают мышцы вдоха и выдоха. Первые в свою очередь классифицируют на основные и вспомогательные. При этом вспомогательные мышцы включаются в обеспечение вдоха только в экстренных ситуациях, а в обычных условиях они выполняют иные функции. К основным мышцам вдоха относят диафрагму, наружные межреберные мышцы и мышцы, поднимающие ребра. Вовремя вдоха объем грудной полости увеличивается в основном за счет опускания купола диафрагмы и поднимания ребер. Диафрагма обеспечивает 2 / 3 объема вентиляции. В обстоятельствах, затрудняющих вентиляцию легких (бронхиальная астма, пневмония, в обеспечении вдоха принимают участие вспомогательные мышцы мышцы шеи (грудино-ключично-сосцевидная и лестничные, груди (большая и малая грудные, передняя зубчатая, спины (задняя верхняя зубчатая мышца). Мышцами выдоха являются внутренние межреберные мышцы, подреберные мышцы и поперечная мышца груди, задняя нижняя зубчатая мышца. При этом вдох идет более активно и с большей затратой энергии. Выдох же осуществляется пассивно под действием эластичности легких и тяжести грудной клетки. Сокращение мышц на выдохе имеет вспомогательный характер. Выделяют два типа дыхания — грудной и брюшной. При грудном типе преобладает увеличение объема грудной клетки за счет поднимания ребер, а не за счет опускания купола диафрагмы. Этот тип дыхания более характерен для женщин. Брюшной тип дыхания обеспечивается в первую очередь диафрагмой. При опускании купола происходит смещение органов живота вниз, что сопровождается выпячиванием передней брюшной стенки на вдохе. На выдохе купол диафрагмы поднимается и передняя брюшная стенка возвращается в исходное положение. Брюшной тип дыхания чаще наблюдается у мужчин. Механизм первого вдоха новорожденного. Легкие начинают обеспечивать организм кислородом с момента рождения. До этого плод получает 0 2 через плаценту по сосудам пуповины. Во внутриутробном периоде происходит бурное развитие дыхательной системы формируются воздухоносные пути, альвеолы. Следует отметить, что легкие плода с момента их образования находятся в спавшемся состоянии. Ближе к рождению начинает синтезироваться сурфактант. Установлено, что, еще находясь в организме матери, плод активно тренирует дыхательную мускулатуру диафрагма и другие дыхательные мышцы периодически сокращаются, имитируя вдохи выдох. Однако околоплодная жидкость при этом не поступает в легкие голосовая щель у плода находится в сомкнутом состоянии. После родов поступление кислорода в организм новорожденного прекращается, так как пуповина перевязывается. Концентрация 0 2 в крови плода постепенно уменьшается. В тоже время постоянно увеличивается содержание С 2 , что приводит к закислению внутренней среды организма. Эти изменения регистрируются хеморецеп торами дыхательного центра, который расположен в продолговатом мозге. Они сигнализируют об изменении гомеостаза, что ведет к активации дыхательного центра. Последний посылает импульсы к дыхательным мышцам — возникает первый вдох. Голосовая щель раскрывается, и воздух устремляется в нижние дыхательные пути и далее — в альвеолы легких, расправляя их. Первый выдох сопровождается возникновением характерного крика новорожденного. На выдохе альвеолы уже не слипаются, так как этому препятствует сурфак тант. У недоношенных детей, как правило, количество сурфактанта недостаточно для обеспечения нормальной вентиляции легких. Поэтому у них после рождения часто наблюдаются различные дыхательные расстройства. Дыхательные объемы. Для оценки функции легких большое значение имеет определение дыхательных объемов, те. количества вдыхаемого и выдыхаемого воздуха. Данное исследование проводится при помощи специальных приборов — спирометров. Определяют дыхательный объем, резервные объемы вдоха и выдоха, жизненную емкость легких, остаточный объем, общую емкость легких. Дыхательный объем (ДО) — количество воздуха, которое человек вдыхает и выдыхает при спокойном дыхании за один цикл рис. 8.13). Он составляет в среднем 400 — 500 мл. Объем воздуха, проходящий через легкие при спокойном дыхании за 1 мин, называют минутным объемом дыхания (МОД. Его вычисляют, умножая ДО на частоту дыхания (ЧД). В состоянии покоя человеку требуется 8 —9 л воздуха в минуту, те. около 500 л в час, 12000 — 13 000 л в сутки. При тяжелой физической работе МОД может многократно увеличиваться (дои более литров в минуту. Необходимо отметить, что Рис. 8.13. Спирограмма: ДО — дыхательный объем РОВд — резервный объем вдоха РОВыд — резервный объем выдоха ЖЕЛ — жизненная емкость легких далеко не весь объем вдыхаемого воздуха участвует в вентиляции альвеол. Вовремя вдоха часть его не доходит до ацинусов. Она остается в воздухоносных путях (от носовой полости до терминальных бронхиол, где отсутствует возможность для диффузии газов в кровь. Объем воздухоносных путей, в котором находящийся воздух не принимает участия в газообмене, называют дыхательным мертвым пространством. У взрослого человека на мертвое пространство приходится около 140—150 мл, те. примерно 1 / 3 ДО. Резервный объем вдоха (РОВд) — количество воздуха, которое человек может вдохнуть при самом сильном максимальном вдохе после спокойного вдоха, те. сверх дыхательного объема. Он составляет в среднем 1500—3000 мл. Резервный объем выдоха (РОВыд) — количество воздуха, которое человек может дополнительно выдохнуть после спокойного выдоха. Он составляет около 700—1000 мл. Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) — это количество воздуха, которое человек может максимально выдохнуть после самого глубокого вдоха. Этот объем включает в себя все предыдущие (ЖЕЛ = ДО + + РОВд + РОВыд) и составляет в среднем 3500—4500 мл. Остаточный объем легких (ООЛ) — это количество воздуха, остающееся в легких после максимального выдоха. Этот показатель в среднем равен 1000—1500 мл. За счет остаточного объема препараты легких не тонут вводе. На этом явлении основана судебно-медицинская экспертиза мертворожденности если плод родился живыми дышал, его легкие, будучи погруженными вводу, не тонут. В случае же рождения мертвого, не дышавшего плода, легкие опустятся на дно. Кстати, свое название легкие получили именно благодаря наличию в них воздуха. Воздух значительно уменьшает общую плотность этих органов, делая их легче воды. Общая емкость легких (ОЕЛ) — это максимальное количество воздуха, которое может находиться в легких. Этот объем включает в себя жизненную емкость и остаточный объем (ОЕЛ = ЖЕЛ + ООЛ). Он составляет в среднем 4500 —6000 мл. Жизненная емкость легких находится в прямой зависимости от степени развития грудной клетки. Известно, что физические упражнения и тренировка дыхательной мускулатуры в молодом возрасте способствуют формированию широкой грудной клетки с хорошо развитыми легкими. После 40 лет ЖЕЛ начинает постепенно умень шаться. Диффузия газов Состав вдыхаемого и выдыхаемого воздуха довольно постоянен. Во вдыхаемом воздухе содержится 0 2 около 21 %, СВ выдыхаемом 0 2 около 16—17 %, С 2 — 4 %. Следует отметить, что выдыхаемый воздух отличается по составу от альвеолярного, те. находящегося в альвеолах (0 2 — 14,4%, С 2 — 5,6%). Связано это стем, что при выдохе содержимое ацинусов смешивается с воздухом, находящимся в мертвом пространстве. Как уже было сказано, воздух этого пространства не принимает участия в газообмене. Количество вдыхаемого и выдыхаемого азота практически одинаково. Вовремя выдоха из организма выделяются пары воды. Остальные газы (в том числе, инертные) составляют ничтожно малую часть атмосферного воздуха. Следует отметить, что человек способен переносить большие концентрации кислорода в окружающей его воздушной среде. Так, при некоторых патологических состояниях в качестве лечебного мероприятия используют ингаляцию 100 % 0 2 . В тоже время длительное вдыхание этого газа вызывает негативные последствия. Переход газов через аэрогематический барьер обусловлен разностью их концентраций по обе стороны этой мембраны. Для газовой среды применяют такое понятие, как парциальное давление, это та часть общего давления газовой смеси, которая приходится на данный газ. Если принять атмосферное давление за 760 мм рт. ст, парциальное давление кислорода в воздушной смеси будет составлять примерно 160 мм рт. ст. (760 мм рт. ст. 0,21). Парциальное давление углекислого газа в атмосферном воздухе при этом около 0,2 мм рт. ст. В альвеолярном воздухе парциальное давление кислорода приблизительно равно 100 мм рт. ст, парциальное давление углекислого газа — 40 мм рт. ст. Если газ растворен в жидкой среде, то говорят о его напряжении по сути, напряжение — это синоним парциального давления. Напряжение 0 2 в венозной крови примерно 40 мм рт. ст. Следовательно, градиент (разница) давления для кислорода между альвеолярным воздухом и кровью составляет 60 мм рт. ст. Благодаря этому возможна диффузия этого газа в кровь. Там он в основном связывается с гемоглобином, превращая его в оксигемоглобин. Кровь, содержащая большое количество оксигемоглобина, называется артериальной. У здоровых лиц гемоглобин насыщается кислородом на 96 %. В 100 мл артериальной крови в норме содержится около 20 мл кислорода. В таком же объеме венозной крови кислорода содержится только 13—15 мл. Углекислый газ, образовавшийся в тканях, попадает в кровь (также по градиенту концентрации в тканях углекислый газ содержится в больших количествах. С гемоглобином соединяется только 10 % поступившего количества этого газа. В результате такого взаимодействия образуется карбгемоглобин. Большая же часть углекислого газа вступает в реакцию с водой. Это приводит к образованию угольной кислоты (Н 2 СО 3 ). Данная реакция ускоряется враз особым ферментом, находящимся в эритроцитах — карбоангидразой. Угольная кислота диссоциирует (распадается) на протон водорода (Ни бикарбонат-ион (HCO 3 - ). Большая часть углекислого газа переносится кровью именно в виде бикарбоната. Напряжение углекислого газа в венозной крови составляет примерно 46 мм рт. ст. Следовательно, градиент давления для него будет равен 6 мм рт. ст. (парциальное давление углекислого газа в альвеолярном воздухе — 40 мм рт. ст) в пользу крови. Направление диффузии для углекислого газа следующее из крови во внешнюю среду. В течение 1 мин из организма человека в состоянии покоя удаляется около 230 мл углекислого газа. Таким образом, диффузия идет из среды с большим ПД (напряжением) в среду с меньшим парциальным давлением (напряжением, те. по разности концентрации. Естественный состав атмосферного воздуха может существенно меняться за счет производственной и хозяйственно-бытовой деятельности людей, природных катаклизмов. Появление в его составе угарного газа в концентрации более 100—200 мг/м 3 способствует возникновению отравлений. При этом СО образует с гемоглобином устойчивое соединение — карбоксигемоглобин, который не в состоянии связывать кислород. Кроме угарного газа существует множество других веществ, способных существенно влиять на здоровье человека. К ним относятся, например, соединения серы (сероводород, ангидриды, пары серной кислоты, оксиды азота, канцерогены (бензпирен), радиоактивные вещества и др. Повышенное и пониженное атмосферное давление также соответствующим образом влияют на процессы дыхания. При пониженном давлении снижается и ПД 0 2 . Это наблюдается, например, при подъеме на высоту. На высоте дом над уровнем моря человек чувствует себя вполне удовлетворительно. Компенсаторно увеличивается частота дыхания, ускоряется кровообращение. Организм адаптируется к меньшему количеству кислорода, содержащемуся в воздухе. При подъеме выше 4000—6000 м появляются одышка, приступы удушья, сердцебиение некоторые участки кожи становятся цианотичными (фиолетовой окраски. Возникает так называемая горная болезнь». Повышение давления наблюдается, например, при нырянии сак валангом. Через каждые 10 м глубины давление повышается на 1 атм. При этом в кровь попадает большое количество газов. При быстром подъеме с глубины давление резко снижается. Газы, растворенные в крови, выходят из нее и могут образовывать пузырьки (как при открывании бутылки с газированной водой. Образовавшиеся пузырьки стоком крови переносятся в мелкие сосуды и закупоривают их. Возникает кессонная болезнь, которая может привести к смерти. Чтобы избежать ее появления, подъем с глубины следует осуществлять постепенно. |