Рис. 1.18. Правое и левое легкие. Левое легкое разрезано во фронтальной плоскости, вид спереди: 1 – правое легкое; 2 – верхушка легкого; 3 – гортань; 4 – трахея; 5 – левое легкое; 6 – верхняя доля; 7 – главный бронх левого легкого; 8 – нижняя доля; 9 – нижний край; 10 – сердечная вырезка; 11 – медиальный край правого легкого; 12 – нижняя доля; 13 – косая щель; 14 – средняя доля; 15 – горизонтальная щель; 16 – верхняя доля правого легкого
Ацинус – функциональная и структурная единица легкого – система разветвлений одной терминальной (концевой) бронхиолы, которые несут на себе до 20 000 альвеол (рис. 1.19). Альвеола – воздушный пузырек неправильной формы. Альвеолы разделены межальвеолярными перегородками и выстланы изнутри альвеолоцитами. Альвеолы оплетены густой сетью кровеносных капилляров. Стенка альвеолы образует вместе с капиллярной стенкой воздушно-кровяной (аэрогематический) барьер, через который происходит газообмен между воздухом и кровью. Поглощенный из атмосферы кислород диффундирует в кровь, а поступающий из кровеносного русла через легочные капилляры углекислый газ – в альвеолы.
Содержащийся в эритроцитах гемоглобин обладает уникальным свойством обратимым образом соединяться с кислородом и является той средой, в которой кислород переносится по организму к различным тканям и органам. Его соединение с кислородом осуществляется в момент, когда кровь проходит через легкие; освобождение кислорода происходит в момент достижения кровью тканей. В норме в крови содержится 120–180 г/л гемоглобина (в среднем 158 г/л у мужчин и 140 г/л
Рис. 1.19. Строение ацинуса легкого: 1 – терминальная бронхиола; 2 – дыхательная бронхиола первого порядка; 3 – дыхательные бронхиолы второго порядка; 4 – дыхательные бронхиолы третьего порядка; 5 – альвеолярные ходы; 6 – альвеолярные мешочки; 7 – альвеолы у женщин). Однако этот показатель колеблется в зависимости от возраста, состояния здоровья, географических условий (высота над уровнем моря) и т. д. Уменьшение содержания гемоглобина ниже 130 г/л (мужчины) и 120 г/л (женщины) называется анемией (от греч. a-, an– начальная часть слова со значением отрицания, haima – кровь). Сразу после диффузии в эритроциты 02 связывается с гемоглобином, в результате чего образуется оксигемоглобин (HbO2). Оксигемоглобин является той формой, в которой кислород переносится из легких в различные ткани организма, где затем происходит его освобождение. Углекислый газ (СO2) в эритроцитах также связан с гемоглобином. Гемоглобин, связанный с CO2, называется карбогемоглобином (HbCO2).
Функция дыхательной системы
В процессе легочного дыхания чередуются вдох, во время которого атмосферный воздух, насыщенный кислородом, поступает в альвеолы, и выдох, при котором воздух, обогащенный углекислым газом, удаляется в окружающую среду. Вдох осуществляется благодаря сокращению наружных межреберных мышц и диафрагмы (главные мышцы), кроме них участвуют и другие мышцы. В акте выдоха участвуют внутренние межреберные мышцы и диафрагма (главные), а также мышцы брюшного пресса. Мышцы воздействуют на реберно-позвоночные суставы, поднимая (вдох) и опуская (выдох) ребра. Во время вдоха диафрагма уплощается, во время выдоха поднимается и куполы выдаются в грудную клетку. В зависимости от того, преобладает ли при дыхании поднимание ребер или уплощение диафрагмы, различают грудной (реберный) и брюшной (диафрагмалъный) тип дыхания. Первый тип преобладает у мужчин, второй – у женщин. Однако с возрастом в связи с уменьшением подвижности грудной клетки у мужчин увеличивается роль брюшного дыхания. Брюшное дыхание преобладает у работников физического труда, певцов. У беременных женщин по мере увеличения срока беременности возрастает роль грудного дыхания.
Дыхательные движения передаются от грудной клетки к легким через плевральную полость, в которой меняется давление. Так, перед вдохом давление в плевральной полости составляет 756 мм рт. ст., а во время выдоха оно увеличивается до 758 мм рт. ст. Иными словами, давление в плевральной полости отрицательное (атмосферное давление 760 мм рт. ст.). Вместе с тем при нормальном вдохе давление снижается до 758 мм рт. ст., а при выдохе повышается до 762 мм рт. ст.
Легочная вентиляция меняется в зависимости от состояния организма, чем больше физическая нагрузка, тем больше легочная вентиляция. И наоборот, при гиподинамии легочная вентиляция уменьшается.
Интенсивность легочной вентиляции определяется глубиной вдоха и частотой дыхательных движений. Для суждения о состоянии дыхательной системы определяют ряд показателей. Одним из наиболее информативных показателей легочной вентиляции служит минутный объем воздуха (MOB), который оценивается по объему воздуха, вдыхаемого или выдыхаемого за одну минуту. У взрослого здорового человека частота дыхания в покое составляет 12–16 в 1 мин, MOB – 6—10 л/мин, при работе он возрастает до 30—100 л/мин. В течение жизни человек делает около 700 млн вдохов и вдыхает 300–350 млн л воздуха.
Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) – наибольший объем воздуха, который может выдохнуть человек после максимального вдоха. Обычно для определения жизненной емкости легких используется спирометр. Жизненная общая емкость легких у взрослого мужчины составляет примерно 5,5 л, однако во время нормального дыхания обменивается только 500 мл воздуха. ЖЕЛ – один из важнейших показателей состояния дыхательной системы, который зависит от возраста мужчины, размеров его тела, а главное, от его физической активности. После 40–45 лет ЖЕЛ уменьшается, причем тем больше, чем ниже физическая активность (рис. 1.20).
Рис. 1.20. Механизм дыхания (схема): а – вдох; б – выдох; 1 – диафрагма давит снизу; 2 – легкие расширяются; 3 – воздух поступает в легкие; 4 – межреберные мышцы сокращаются; 5 – диафрагма поднимается вверх; 6 – легкие сжимаются; 7 – воздух выходит из легких; 8 – межреберные мышцы расслабляются
Сложная работа дыхательной системы призвана приспосабливать внешнее дыхание к постоянно меняющимся условиям внешней и внутренней среды организма. Эта деятельность регулируется нервной системой. В продолговатом мозге расположены центры вдоха и выдоха. Попеременные раздражения этих центров обусловливают ритмичные чередования вдоха и выдоха. К дыхательным центрам постоянно поступают сигналы о степени растяжения легких.
Важную роль в регуляции дыхания играют рН артериальной крови, напряжение в ней СO2 и 02. Так, например, увеличение напряжения СO2 в артериальной крови (гиперкапния) приводит к повышению минутного объема дыхания. Как правило, при этом возрастает как дыхательный объем, так и частота дыхательных движений. Если снижается рН артериальной крови по сравнению с нормальным уровнем, вентиляция легких увеличивается. Как правило, при этом возрастают как дыхательный объем, так и частота дыхательных движений. Если снижается рН артериальной крови по сравнению с нормальным уровнем, вентиляция легких увеличивается. Снижение напряжения 02 в артериальной крови (гипоксия) сопровождается увеличением вентиляции легких. При этом газы крови и рН могут воздействовать на нейроны дыхательных центров как непосредственно, так и путем возбуждения особых рецепторов – хеморецепторов, которые расположены в стенках некоторых крупных сосудов (общей сонной артерии, дуги аорты).
