Лёгкие человека - это парный орган, располагающийся в грудной клетке. Их основная функция – дыхание. Правое лёгкое имеет больший объём по сравнению с левым. Это обусловлено тем, что сердце человека, находясь посредине грудной клетки, имеет смещение в левую сторону. Объём лёгких составляет в среднем около 3 литров
, а у профессиональных спортсменов более 8
. Размерами одно лёгкое женщины примерно соответствует сплюснутой с одной стороны трёхлитровой банке, при массе 350 г
. У мужчин эти параметры на 10-15%
больше.
Формирование и развитие
Формирование лёгких начинается на 16-18 день эмбрионального развития из внутренней части зародышевого лепестка – энтобласта. С этого момента и примерно до второго триместра беременности происходит развитие бронхиального дерева. Уже с середины второго триместра начинается формирование и развитие альвеол. К моменту рождения структура лёгких младенца полностью идентичны этому органу взрослого человека. Только следует заметить, что до первого вдоха в лёгких новорожденного нет воздуха. И ощущения при первом вдохе для младенца сродни ощущениям взрослого человека, который попытается вдохнуть воду.Увеличение количества альвеол, продолжается до 20-22 лет. Особенно сильно это происходит в первые полтора–два года жизни. А после 50 лет, начинается процесс инволюции, вызванный возрастными изменениями. Уменьшается ёмкость лёгких, их размер. После 70 лет, ухудшается диффузия кислорода в альвеолах.
Строение
Левое лёгкое состоит из двух долей – верхней и нижней. У правого, кроме вышеперечисленных, есть ещё и средняя доля. Каждая из них делится на сегменты, а те, в свою очередь, на лабулы. Скелет лёгких состоит из древовидно разветвляющихся бронхов. Каждый бронх входит в тело лёгкого вместе с артерией и веной. Но раз эти вены и артерии из малого круга кровообращения, то по артериям течёт кровь, насыщенная углекислым газом, а по венам - кровь, обогащённая кислородом. Оканчиваются бронхи бронхиолами в лабулах, образуя в каждой полторы дюжины альвеол. В них и происходит газообмен.Суммарная площадь поверхности альвеол, на которой происходит процесс газообмена, непостоянна и меняется с каждой фазой вдоха-выдоха. На выдохе она составляет 35-40 кв.м., а на вдохе 100-115 кв.м.
Профилактика
Основным методом профилактики большинства заболеваний является отказ от курения и соблюдение правил техники безопасности при работе на вредных производствах. Как это ни удивительно, но отказ от курения понижает риск возникновения рака лёгкого на 93% . Регулярные физические упражнения, частое пребывание на свежем воздухе и здоровое питание дают шанс практически любому человеку избежать многих опасных заболеваний. Ведь многие из них не лечатся, и спасает их только пересадка лёгкого.Трансплантация
Первую в мире операцию по пересадке лёгкого выполнил в 1948 г наш врач – Демихов. С тех пор количество подобных операций в мире превысило 50 тысяч. По сложности эта операция даже несколько сложнее, чем пересадка сердца. Дело в том, что лёгкие, кроме основной функции дыхания, несут ещё и дополнительную – выработка иммуноглобулина. А его задача уничтожать всё чужеродное. И для пересаженных лёгких таким чужеродным телом может оказаться весь организм реципиента. Поэтому после трансплантации пациент обязан пожизненно принимать препараты, подавляющие иммунитет. Сложность с сохранением донорских лёгких - ещё один усложняющий фактор. Отдельно от организма они «живут» не более 4 часов. Пересаживать можно как одно, так и два лёгких. Операционная бригада состоит из 35-40 врачей высшей квалификации. Почти 75% пересадок происходят всего при трёх заболеваниях:ХОБЛ
Муковисцидоз
синдром Хэммена - Рича
Стоимость подобной операции на Западе составляет около 100 тыс. евро. Выживаемость пациентов находится на уровне 60%. В России подобные операции делают бесплатно, а выживает только каждый третий реципиент. Да и если во всём мире ежегодно делается более 3000 трансплантаций, то в России только 15-20. Достаточно сильное снижение цен на донорские органы в Европе и в США наблюдалось во время активной фазы войны в Югославии. Многие аналитики связывают это с бизнесом Хашима Тачи по продаже живых сербов на органы. Что кстати и подтвердила Карла Дель Понте.
Искусственные лёгкие – панацея или фантастика?
В 1952 году в Англии впервые в мире была проведена операция с использованием ЭКМО. ЭКМО - это не прибор и не устройство, а целый комплекс для насыщения крови пациента кислородом вне его тела и удаления из неё углекислого газа. Это крайне сложный процесс может в принципе служить неким подобием искусственного лёгкого. Только пациент оказывался прикованным к постели и зачастую находился в бессознательном состоянии. Но с использованием ЭКМО при сепсисе выживает почти 80%, а при серьёзной травме лёгких более 65% пациентов. Сами комплексы ЭКМО очень дороги, и например в Германии их всего 5, а стоимость процедуры составляет около 17 тыс. долларов.В 2002 году в Японии было объявлено об испытании прибора, подобного ЭКМО, только размером с две пачки сигарет. Дальше испытаний дело не пошло. Через 8 лет американские учёные из Йельского института создали почти полноценное, искусственное лёгкое. Оно было сделано наполовину из синтетических материалов, а наполовину из живых клеток лёгочной ткани. Устройство было испытано на крысе, и при этом оно вырабатывало специфический иммуноглобулин в ответ на введение патологических бактерий.
А буквально через год, в 2011 году, уже в Канаде, учёные сконструировали и испытали устройство, принципиально отличающееся от вышеприведённых. Искусственное лёгкое, которое полностью имитировало человеческое. Сосуды из силикона толщиной до 10 микрон, аналогичная человеческому органу площадь газопроницаемой поверхности. Самое главное, это устройство, в отличии от других не нуждалось в чистом кислороде и способно было обогащать кровь кислородом из воздуха. А для работы ему не нужны сторонние источники энергии. Его можно имплантировать в грудную клетку. Испытания на людях планируют провести к 2020 году.
Но пока это всё только разработки и экспериментальные образцы. А в наличии в этом году учёными Питсбургского университета было анонсировано устройство PAAL. Это такой же комплекс ЭКМО, только размером с футбольный мяч. Для обогащения крови ему нужен чистый кислород, и использовать его можно только в амбулаторных условиях, но зато пациент остаётся мобильным. И на сегодняшний день, это самая лучшая альтернатива лёгким человека.
Эмфизема легкого – хроническое заболевание легких, характеризующееся расширением мелких бронхиол (конечных разветвлений бронхов) и разрушением перегородок между альвеолами. Название болезни происходит от греческого emphysao – раздувать. В ткани легких образуются пустоты, заполненные воздухом, а сам орган раздувается и значительно увеличивается в объеме.
Проявления эмфиземы легких – одышка , затрудненное дыхание, кашель с небольшим выделением слизистой мокроты, признаки дыхательной недостаточности. Со временем грудная клетка расширяется и принимает характерную бочкообразную форму.
Причины развития эмфиземы легкого разделяют на две группы:
- Факторы, нарушающие эластичность и прочность легочной ткани – вдыхание загрязненного воздуха, курение , врожденная недостаточность альфа-1-антитрипсина (вещества, останавливающего разрушение стенок альвеол).
- Факторы, повышающие давление воздуха в бронхах и альвеолах – хронический обструктивный бронхит , закупорка бронха инородным телом.
Риск развития болезни у некоторых категорий выше, чем у других людей:
- Врожденные формы эмфиземы легкого, связанные с дефицитом сывороточного белка, чаще выявляются у жителей Северной Европы.
- Мужчины болеют чаще. Эмфизема обнаруживается при вскрытии у 60% мужчин и 30% женщин.
- У курящих людей риск развития эмфиземы в 15 раз выше. Пассивное курение также опасно.
Анатомия легких
Легкие – парные дыхательные органы, расположенные в грудной клетке. Легкие отделены друг от друга средостением. Его составляют крупные сосуды, нервы, трахея, пищевод.Каждое легкое окружено двухслойной оболочкой плеврой. Один ее слой срастается с легким, а другой с грудной клеткой. Между листами плевры остается пространство – плевральная полость, в которой есть определенное количество плевральной жидкости. Такое строение способствует растяжению легких во время вдоха.
Из-за особенностей анатомии правое легкое больше левого на 10%. Правое легкое состоит из трех долей, а левое из двух. Доли делятся на сегменты, а те в свою очередь на вторичные дольки. Последние состоят из 10-15 ацинусов.
Ворота легкого располагаются на внутренней поверхности. Это место, где в легкое входят бронхи, артерия, вены. Вместе они составляют корень легкого.
Функции легких:
- обеспечивают насыщение крови кислородом и выведение углекислого газа
- участвуют в теплообмене на счет испарения жидкости
- выделяют иммуноглобулин А и другие вещества для защиты от инфекций
- участвуют в преобразовании гормона – ангиотензина, вызывающего сужение сосудов
- бронхи, по которым воздух поступает в легкие;
- альвеолы, в которых происходит газообмен;
- кровеносные сосуды, по которым движется кровь от сердца к легким и назад к сердцу;
- Трахея и бронхи
– называются дыхательными путями.
Трахея на уровне 4-5 позвонка разделяется на 2 бронха – правый и левый. Каждый из бронхов заходит в легкое и составляет там бронхиальное дерево. Правый и левый – это бронхи 1-го порядка, в месте их разветвления образуются бронхи 2-го порядка. Самые мелкие – бронхи 15-го порядка.
Мелкие бронхи разветвляются, образуя 16-18 тонких дыхательных бронхиол. От каждой из них отходят альвеолярные ходы, заканчивающиеся тонкостенными пузырьками – альвеолами.
Функция бронхов – обеспечить проведение воздуха от трахеи к альвеолам и обратно.
Строение бронхов .
- Хрящевая основа бронхов
- крупные бронхи вне легкого состоят из хрящевых колец
- крупные бронхи внутри легкого – между хрящевыми полукольцами появляются хрящевые связи. Таким образом, обеспечивается решетчатая структура бронхов.
- мелкие бронхи – хрящи имеют вид пластин, чем меньше бронх, тем тоньше пластины
- конечные мелкие бронхи хрящей не имеют. В их стенках содержатся только эластичные волокна и гладкие мышцы
- Мышечный слой бронхов – гладкие мышцы расположены циркулярно. Они обеспечивают сужение и расширение просвета бронхов. В месте разветвления бронхов есть особые пучки мышц, которые могут полностью перекрыть вход в бронх и вызвать его обструкцию.
- Реснитчатый эпителий, выстилающий просвет бронхов, выполняет защитную функцию – защищает от инфекций , передающихся воздушно капельным путем. Мелкие ворсинки выводят из отдаленных бронхов бактерии и мелкие частицы пыли в более крупные бронхи. Оттуда они удаляются при кашле.
- Железы легких
- одноклеточные железы, выделяющие слизь
- мелкие лимфатические узлы, связанные с более крупными лимфоузлами на средостенье и трахее.
- Хрящевая основа бронхов
- Альвеола –
пузырек, в легких, оплетенный сетью кровеносных капилляров. В легких содержится более 700 млн. альвеол. Такая структура позволяет увеличить поверхность, в которой происходит газообмен. Внутрь пузырька по бронхам поступает атмосферный воздух. Через тончайшую стенку в кровь всасывается кислород, а внутрь альвеолы углекислый газ, выводящийся при выдохе.
Участок вокруг бронхиолы называется – ацинус. Он напоминает гроздь винограда и состоит из разветвлений бронхиолы, альвеолярных ходов и самих альвеол
- Кровеносные сосуды . В легкие кровь поступает из правого желудочка. Она содержит мало кислорода и много углекислого газа. В капиллярах альвеол кровь обогащается кислородом и отдает углекислый газ. После этого она собирается в вены и попадает в левое предсердие.
Причины эмфиземы легких
Причины эмфиземы принято разделять на две группы.
- Нарушение эластичности и прочности тканей легкого:
- Врожденная недостаточность α-1 антитрипсина . У людей с этой аномалией протеолитические ферменты (функция которых уничтожать бактерии) разрушают стенки альвеол. Тогда как в норме α-1 антитрипсин обезвреживает эти ферменты через несколько десятых секунды, после их выделения.
- Врожденные дефекты строения легочной ткани . Из-за особенностей строения бронхиолы спадаются, и повышается давление в альвеолах.
- Вдыхание загрязненного воздуха
: смог, табачный дым, угольная пыль, токсические вещества. Наиболее опасными в этом отношении признаны кадмий, окислы азота и серы, выделяемые тепловыми станциями и транспортом. Их мельчайшие частицы проникают в бронхиолы, откладываются на их стенках. Они повреждают реснитчатый эпителий и сосуды, питающие альвеолы а также активизируют особые клетки альвеолярные макрофаги.
Они способствует повышению уровня нейтрофильной эластазы, протеолитического фермента, разрушающего стенки альвеол.
- Нарушение гормонального баланса . Нарушение соотношения между андрогенами и эстрогенами нарушает способность гладких мышц бронхиол к сокращению. Это приводит к растяжению бронхиол и образованию полостей без разрушения альвеол.
- Инфекции дыхательных путей
: хронический бронхит, пневмония . Клетки иммунитета макрофаги и лимфоциты выявляют протеолитическую активность: они вырабатывают ферменты , растворяющие бактерии и белок, из которого состоят стенки альвеол.
К тому же сгустки мокроты в бронхах пропускают воздух внутрь альвеол, но не выпускают его в обратном направлении.
Это приводит к переполнению и перерастяжению альвеолярных мешочков.
- Возрастные изменения связаны с ухудшением кровообращения. К тому же пожилые люди более чувствительны к токсическим веществам в воздухе. При бронхитах и пневмониях легочная ткань хуже восстанавливается.
- Повышение давления в легких.
- Хронический обструктивный бронхит. Нарушается проходимость мелких бронхов. При выдохе в них остается воздух. С новым вдохом поступает новая порция воздуха, что приводит к перерастяжению бронхиол и альвеол. Со временем в их стенках возникают нарушения, приводящие к образованию полостей.
- Профессиональные вредности. Стеклодувы, музыканты-духовики. Особенностью данных профессий является повышение давления воздуха в легких. Постепенно ослабляются гладкие мышцы в бронхах, и нарушается кровообращение в их стенках. При выдохе весь воздух не изгоняется, к нему добавляется новая порция. Развивается порочный круг, приводящий к появлению полостей.
- Закупорка просвета бронха инородным телом приводит к тому, что воздух, оставшийся в сегменте, легкого не может выйти наружу. Развивается острая форма эмфиземы.
Механизм повреждения легких при эмфиземе
- Растяжение бронхиол и альвеол – их размер увеличивается вдвое.
- Гладкие мышцы растягиваются, а стенки сосудов истончаются. Капилляры запустевают и нарушается питание в ацинусе.
- Эластические волокна дегенерируют. При этом разрушаются стенки между альвеолами и образуются полости.
- Уменьшается площадь, в которой происходит газообмен между воздухом и кровью. Организм испытывает дефицит кислорода.
- Расширенные участки сдавливают здоровую ткань легких, что еще больше нарушает вентиляционную функцию легких. Появляется одышка и другие симптомы эмфиземы.
- Для компенсации и улучшения дыхательной функции легких активно подключается дыхательная мускулатура.
- Увеличивается нагрузка на малый круг кровообращения – сосуды легких переполняются кровью. Это вызывает нарушения в работе правых отделов сердца.
Виды эмфизем
Существует несколько классификаций эмфиземы легкого.По характеру течения:
- Острая . Развивается при приступе бронхиальной астмы, попадании в бронхи инородного предмета, резкой физической нагрузке. Сопровождается перерастяжением альвеол и вздутием легкого. Это обратимое состояние, но требует срочной медицинской помощи.
- Хроническая . Развивается постепенно. На ранней стадии изменения обратимы. Но без лечения болезнь прогрессирует и может привести к инвалидности.
По происхождению:
- Первичная эмфизема . Самостоятельное заболевание, которое развивается в связи с врожденными особенностями организма. Может диагностироваться даже у младенцев. Быстро прогрессирует и тяжелее поддается лечению.
- Вторичная эмфизема . Болезнь возникает на фоне хронических обструктивных заболеваний легких. Начало часто остается незамеченным, симптомы усиливаются постепенно, приводя к снижению трудоспособности. Без лечения появляются крупные полости, которые могут занимать целую долю легкого.
По распространенности:
- Диффузная форма . Ткань легкого равномерно поражена. Альвеолы разрушаются по всей легочной ткани. При тяжелых формах может потребоваться трансплантация легких.
- Очаговая форма. Изменения возникают вокруг туберкулезных очагов, рубцов, в местах к которым подходит закупоренный бронх. Проявления болезни менее выражены.
- Панацинарная эмфизема (везикулярная, гипертрофическая). Повреждены и вздуты все ацинусы в доле легкого или целом легком. Между ними отсутствует здоровая ткань. Соединительная ткань в легком не разрастается. В большинстве случаев признаков воспаления нет, однако есть проявления дыхательной недостаточности. Формируется у больных с тяжелой эмфиземой.
- Центрилобулярная эмфизема . Поражение отдельных альвеол в центральной части ацинуса. Просвет бронхиол и альвеол расширяется, это сопровождается воспалением и выделением слизи. На стенках поврежденных ацинусов развивается фиброзная ткань. Между измененными участками паренхима (ткань) легких остается неповрежденной и выполняет свою функцию.
- Периацинарная (дистальная, перилобулярная, парасептальная) – поражение крайних отделов ацинуса возле плевры. Эта форма развивается при туберкулезе и может привести к пневмотораксу – разрыву пораженного участка легкого.
- Околорубцовая – развивается вокруг рубцов и очагов фиброза в легких. Симптомы болезни обычно выражены незначительно.
- Буллезная (пузырчатая) форма. На месте разрушенных альвеол образуются пузыри, размером от 0,5 до 20 и более см. Они могут располагаться возле плевры или по всей ткани легкого, преимущественно в верхних долях. Буллы могут инфицироваться, сдавливать окружающую ткань или разрываться.
- Интерстициальная (подкожная) – характеризуется появлением под кожей пузырьков воздуха. Альвеолы разрываются, и пузырьки воздуха по лимфатическим и тканевым щелям поднимаются под кожу шеи и головы. Пузырьки могут остаться в легких, при их разрыве возникает спонтанный пневмоторакс.
- Компенсаторная – развивается после удаления одной доли легкого. Когда здоровые участки раздуваются, стремясь занять освободившееся место. Увеличенные альвеолы окружены здоровыми капиллярами, а в бронхах нет воспаления. Дыхательная функция легких при этом не улучшается.
- Старческая – вызвана возрастными изменениями в сосудах легких и разрушением эластичных волокон в стенке альвеол.
- Лобарная – встречается у новорожденных, чаще мальчиков. Ее появление связывают с непроходимостью одного из бронхов.
Симптомы эмфиземы легкого
Диагностика эмфиземы легкого
Обследование у врача
При появлении симптомов эмфиземы легкого обращаются к терапевту или врачу-пульмонологу.
Инструментальные методы диагностики эмфиземы легкого
- Рентгенография
– исследование состояния легких с помощью рентгеновских лучей, в результате которого на пленке (бумаге) получают изображение внутренних органов. Обзорный снимок грудной клетки делают в прямой проекции. Это означает, что пациент во время съемки стоит лицом к аппарату. Обзорный снимок позволяет выявить патологические изменения в органах дыхания и степень их распространения. Если на снимке будут признаки болезни, то назначают дополнительные исследования: МРТ, КТ, спирометрию, пикфлоуметрию.
Показания:
- 1 раз в год в рамках профилактического осмотра
- длительный кашель
- одышка
- хрипы , шум трения плевры
- ослабление дыхания
- пневмоторакс
- подозрение на эмфизему, хронический бронхит, пневмонию, туберкулез легких
- период кормления грудью
- легкие увеличены, они сдавливают средостенье и находят друг на друга
- пораженные участки легкого выглядят чрезмерно прозрачными
- расширение межреберных промежутков при активной работе мышц
- нижний край легких опущен
- низкое стояние диафрагмы
- уменьшение количества сосудов
- буллы и очаги завоздушивания ткани
- Магнитно-резонансная томография (МРТ) легких
– исследование легких, основанное на резонансном поглощении радиоволн атомами водорода в клетках, а чувствительная аппаратура фиксирует эти изменения. МРТ легких дает сведенья о состоянии крупных бронхов сосудов, лимфоидной ткани, наличии жидкости и очаговых образованиях в легких. Позволяет получить срезы толщиной 10 мм и рассмотреть их с разных позиций. Для изучения верхних частей легких и участков вокруг позвоночника внутривенно вводят контрастное вещество – препарат гадолиния.
Недостаток – воздух мешает точно визуализировать мелкие бронхи и альвеолы, особенно на периферии легких. Поэтому ячеистая структура альвеол и степень разрушения стенок просматриваются не четко.
Процедура длится 30-40 минут. На протяжении этого времени пациенту необходимо неподвижно лежать в туннеле магнитного томографа. МРТ не связана с облучением, поэтому исследование разрешено беременным и кормящим женщинам.
Показания:
- есть симптомы болезни, но на рентгеновском снимке изменений обнаружить не удается
- опухоли, кисты
- подозрение на туберкулез, саркоидоз , при которых образуются мелкие очаговые изменения
- увеличение внутригрудных лимфатических узлов
- аномалии развития бронхов, легких и их сосудов
- наличие кардиостимулятора
- металлические имплантанты, скобы, осколки
- психические заболевания, не позволяющие длительно лежать без движения
- вес пациента свыше 150 кг
- повреждение альвеолярных капилляров в месте разрушения легочной ткани
- нарушение кровообращения в мелких легочных сосудах
- признаки сдавливания здоровой ткани расширенными участками легкого
- увеличение объема плевральной жидкости
- увеличение размеров пораженных легких
- полости-буллы разного размера
- низкое стояние диафрагмы
- Компьютерная томография (КТ) легких
позволяют получить послойное изображение строения легких. В основе КТ поглощение и отражение тканями рентгеновских лучей. На основании полученных данных компьютер составляет послойное изображение толщиной 1мм-1см. Исследование нформативно на ранних сроках заболевания. При введении контрастного вещества КТ дает более полную информацию о состоянии сосудов легких.
Во время КТ легких рентгеновский излучатель вращается вокруг неподвижно лежащего пациента. Сканирование продолжается около 30 секунд. Врач попросит несколько раз задержать дыхание. Вся процедура занимает не более 20 минут. С помощью компьютерной обработки рентгеновские снимки, полученные с разных точек, суммируются в послойное изображение.
Недостаток – значительная лучевая нагрузка.
Показания:
- при наличии симптомов не рентгеновском снимке изменения не обнаружены или их необходимо уточнить
- болезни с образованием очагов или с диффузным поражением паренхимы легкого
- хронический бронхит, эмфизема
- перед бронхоскопией и биопсией легкого
- решение вопроса об операции
- аллергия на контрастное вещество
- крайне тяжелое состояние пациента
- тяжелый сахарный диабет
- почечная недостаточность
- беременность
- вес пациента, превышающий возможности аппарата
- повышение оптической плотности легкого до -860-940 HU – это завоздушенные участки легкого
- расширение корней легких – крупных сосудов, входящих в легкое
- заметны расширенные ячейки – участки слияния альвеол
- выявляет размер и расположение булл
Сцинтиграфия легких –
введение в легкие меченных радиоактивных изотопов с последующим выполнением серии снимков вращающейся гамма-камерой. Препараты технеция - 99 М вводят внутривенно или в виде аэрозоля.Пациента помещают на стол, вокруг которого вращается датчик.
Показания:
- ранняя диагностика сосудистых изменений при эмфиземе
- контроль эффективности лечения
- оценка состояния легких перед операцией
- подозрение на онкологические заболевания легких
- беременность
- сдавливание легочной ткани
- нарушение кровотока в мелких капиллярах
- Спирометрия –
функциональное исследование легких, изучение объема внешнего дыхания. Процедуру проводят с помощью прибора-спирометра, который регистрирует количество вдыхаемого и выдыхаемого воздуха.
Пациент берет в рот загубник, подсоединенный к дыхательной трубке с датчиком. На нос надевают зажим, который перекрывает носовое дыхание. Специалист рассказывает, какие дыхательные тесты необходимо выполнить. А электронное устройство преобразовывает показания датчика в цифровые данные.
Показания:
- нарушение дыхания
- хронический кашель
- профессиональные вредности (угольная пыль, краска, азбест)
- стаж курения более 25 лет
- заболевания легких (бронхиальная астма , пневмосклероз , хроническая обструктивная болезнь легких)
- туберкулез
- пневмоторакс
- кровохарканье
- недавно перенесенные инфаркт , инсульт , операция на животе или грудной клетке
- увеличение общей емкости легких
- увеличение остаточного объема
- снижение жизненной емкости легких
- снижение максимальной вентиляции
- повышение сопротивления в дыхательных путях на выдохе
- снижение скоростных показателей
- уменьшение растяжимости легочной ткани
Пикфлоуметрия – измерение максимальной скорости выдоха для определения обструкции бронхов.
Определяется с помощью прибора – пикфлоуметра. Пациенту необходимо плотно обхватить мундштук губами и сделать максимально быстрый и сильный выдох через рот. Процедуру повторяют 3 раза с интервалом в 1-2 минуты.
Желательно проводить пикфлоуметрию утром и вечером в одно и то же время до приема лекарств.
Недостаток – исследование не может подтвердить диагноз «эмфизема легкого». Скорость выдоха снижается не только при эмфиземе, но и при бронхиальной астме, предастме, хронической обструктивной болезни легких.
Показания:
- любые заболевания, сопровождающиеся обструкцией бронхов
- оценка результатов лечения
Симптомы эмфиземы:
- снижение скорости выдоха на 20%
- Определение газового состава крови –
исследование артериальной крови в ходе которого определяют давление в крови кислорода и углекислого газа и их процентное содержание, кислотно-щелочное равновесие крови. Результаты показывают, насколько эффективно кровь в легких очищается от углекислого газа и обогащается кислородом. Для исследования обычно делают пункцию локтевой артерии. В шприц с гепарином берут образец крови, помещают ее в лед и отправляют в лабораторию.
Показания:
- цианоз и другие признаки кислородного голодания
- нарушения дыхания при астме, хронической обструктивной болезни легких, эмфиземе
- напряжение кислорода в артериальной крови ниже 60-80 мм рт. ст
- процентное содержание кислорода в крови менее 15%
- повышение напряжения углекислого газа в артериальной крови свыше 50 мм рт. ст
- Общий анализ крови –
исследование, которое включает подсчет клеток крови и изучение их особенностей. Для анализа берут кровь из пальца или из вены.
Показания – любые заболевания.
Противопоказаний не существует.
Отклонения при эмфиземе:
- повышенное количество эритроцитов свыше 5 10 12 /л
- повышен уровень гемоглобина свыше 175 г/л
- повышение гематокрита свыше 47%
- снижена скорость оседания эритроцитов 0 мм/час
- повышена вязкость крови: у мужчин свыше 5 сПз у женщин свыше 5,5 сПз
Лечение эмфиземы
Лечение эмфиземы легких имеет несколько направлений:- улучшение качества жизни больных – устранение одышки и слабости
- профилактика развития сердечной и дыхательной недостаточности
- замедление прогрессирования болезни
- полный отказ от курения
- физические упражнения для улучшения вентиляции легких
- прием медикаментов, улучшающих состояние дыхательных путей
- лечение патологии, вызвавшей развитие эмфиземы
Лечение эмфиземы медикаментами
| Группа препаратов | Представители | Механизм лечебного действия | Способ применения |
| Ингибиторы а1-антитрипсина | Проластин | Введение данного белка снижает уровень ферментов, разрушающих соединительные волокна ткани легких. | Внутривенная инъекция из расчета 60 мг/кг массы тела. 1 раз в неделю. |
| Муколитические препараты | Ацетилцистеин (АЦЦ) | Улучшает отхождение слизи из бронхов, имеет антиоксидантные свойства – снижает выработку свободных радикалов. Защищает легкие от бактериальной инфекции. | Принимают внутрь по 200-300 мг 2 раза в день. |
| Лазолван | Разжижает слизь. Улучает ее выведение из бронхов. Уменьшает кашель. | Применяют внутрь или ингаляционно. Внутрь во время еды по 30 мг 2-3 раза в сутки. В виде ингаляций на небулайзере по 15-22.5 мг, 1-2 раза в день. |
|
| Антиоксиданты | Витамин Е | Улучшает обмен веществ и питание в тканях легких. Замедляет процесс разрушения стенок альвеол. Регулирует синтез белков и эластичных волокон. | Принимают внутрь по 1-й капсуле в сутки. Принимают курсами по 2-4 недели. |
| Бронходилатирующие (бронхорасширяющие) средства Ингибиторы фосфодиэстеразы Антихолинергические средства | Теопэк | Расслабляет гладкую мускулатуру бронхов, способствует расширению их просвета. Уменьшает отек слизистой оболочки бронхов. | Первые два дня принимают по полтаблетки 1-2 раза в день. В дальнейшем дозу увеличивают – по 1 таблетке (0,3 г) 2 раза в день через 12 часов. Принимают после еды. Курс 2-3 месяца. |
| Атровент | Блокирует ацетилхолиновые рецепторы в мускулатуре бронхов и препятствует их спазму. Улучшает показатели внешнего дыхания. | В виде ингаляций по 1-2 мл 3 раза в день. Для ингаляции в небулайзере препарат смешивают с физраствором. | |
| Теофиллины | Теофиллин пролонгированного действия | Оказывает бронхолитический эффект, уменьшение системной легочной гипертензии. Усиливает диурез. Уменьшает утомление дыхательной мускулатуры. | Начальная доза 400 мг/сут. Каждые 3 дня ее можно увеличивать на 100 мг до появления необходимого терапевтического эффекта. Максимальная доза 900 мг/сут. |
| Глюкокортикостероиды | Преднизолон | Оказывает сильное противовоспалительное действие на легкие. Способствует расширению бронхов. | Применяют при неэффективности бронхорасширяющей терапии. В дозе 15–20 мг в сутки. Курс 3-4 дня. |
Лечебные мероприятия при эмфиземе
- Чрескожная электрическая стимуляция диафрагмы и межреберных мышц. Электростимуляция импульсными токами частотой от 5 до 150 Гц направлена на облегчение выдоха. При этом улучшается энергетическое обеспечение мышц, крово- и лимфообращение. Таким образом, удается избежать утомления дыхательной мускулатуры, за которой следует дыхательная недостаточность. Во время процедуры возникают безболезненные сокращения мышц. Сила тока дозируется индивидуально. Количество процедур 10-15 на курс.
- Ингаляции кислородом . Ингаляцию проводят длительно по 18 часов в сутки. При этом кислород подается в маску со скоростью 2–5 л в минуту. При тяжелой дыхательной недостаточности для ингаляции используют гелиево-кислородные смеси.
- Дыхательная гимнастика
- тренировка дыхательной мускулатуры, направленная на укрепление и координацию мышц во время дыхания. Все упражнения повторяют 4 раза в день по 15 минут.
- Выдох с сопротивлением. Сделать медленный выдох через соломинку для коктейля в стакан, наполненный водой. Повторить 15-20 раз.
- Диафрагмальное дыхание. На счет 1-2-3 сделать сильный глубокий вдох, втянув живот. На счет 4 сделать выдох – надув живот. Затем напрячь мышцы пресса и глухо покашлять. Это упражнение способствует отхождению мокроты.
- Выжимание лежа. Лежа на спине согнуть ноги и обхватить колени руками. На вдохе набрать полные легкие воздуха. На выдохе выпятить живот (диафрагмальный выдох). Выпрямить ноги. Напрячь пресс и покашлять.
Когда нужна операция при эмфиземе?
Хирургическое лечение эмфиземы требуется не часто. Оно необходимо в том случае, когда поражения значительные и медикаментозное лечение не уменьшает симптомы болезни.Показания к операции при эмфиземе:
- одышка, приводящая к потере трудоспособности
- буллы, занимающие более 1/3 грудной клетки
- осложнения эмфиземы – кровохарканье, рак, инфекция, пневмоторакс
- множественные буллы
- постоянные госпитализации
- диагноз «эмфизема легкого тяжелой степени»
- воспалительный процесс – бронхит, пневмония
- астма
- истощение
- выраженная деформация грудной клетки
- возраст старше 70 лет
Виды операций при эмфиземе легкого
- Трансплантация легкого и ее варианты: трансплантация легких вместе с сердцем трансплантация доли легкого. Трансплантацию проводят при объемном диффузном поражении или множественных крупных буллах. Цель – заменить пораженное легкое здоровым донорским органом. Однако очередь на трансплантацию, как правило, слишком большая и могут возникнуть проблемы с отторжением органа. Поэтому к таким операциям прибегают лишь в крайнем случае.
- Уменьшение объема легкого. Хирург удаляет наиболее поврежденные участки, примерно 20-25% легкого. При этом улучшается робота оставшейся части легкого и дыхательных мышц. Легкое не сдавливается, восстанавливается его вентиляция. Операцию проводят одним из трех способов.
- Миниинвазивная методика (торакоскопия) под контролем видеооборудования. Между ребрами делают 3 небольших разреза. В один вводится минивидеокамера, а в другие – хирургические инструменты. Пораженный участок удаляется через эти разрезы.
- Бронхоскопическая операция . Бронхоскоп с хирургическим оборудованием вводят через рот. Поврежденный участок удаляют через просвет бронха. Такая операция возможна лишь в том случае, когда пораженный участок находится поблизости от крупных бронхов.
Вскрытие грудной клетки. Врач удаляет пораженную долю и накладывает швы для герметизации легкого. После чего накладывает шов на грудную клетку.
Нужна ли госпитализация для лечения эмфиземы?
В большинстве случаев больные эмфиземой легкого лечатся дома. Достаточно принимать лекарства по схеме, придерживаться диеты и выполнять рекомендации врача.Показания для госпитализации:
- резкое усиление симптомов (одышка в покое, сильная слабость)
- появление новых признаков болезни (цианоз, кровохарканье)
- неэффективность назначенного лечения (симптомы не уменьшаются, ухудшаются показатели пикфлоуметрии)
- тяжелые сопутствующие заболевания
- впервые развившиеся аритмии
- сложности с установлением диагноза;
Питание при эмфиземе (диета).
Лечебное питание при эмфиземе легкого направлено на борьбу с интоксикацией, укрепление иммунитета и восполнение больших энергетических затрат больного. Рекомендована диета №11 и №15.Основные принципы диеты при эмфиземе
- Повышение калорийности до 3500 ккал. Питание 4-6 раз в день небольшими порциями.
- Белки до 120 г в день. Больше половины из них должны быть животного происхождения: мясо животных и птицы, печень, колбасные изделия, рыба любых сортов и морепродукты, яйца, молочные продукты. Мясо в любой кулинарной обработке, исключая чрезмерное жаренье. Все осложнения эмфиземы легкого являются опасными для жизни. Поэтому при появлении любых новых симптомов необходимо срочно обращаться за медицинской помощью.
- Пневмоторакс . Разрыв листка плевры, окружающего легкое. При этом воздух выходит в плевральную полость. Легкое спадается и становится неспособно к расправлению. Вокруг него в плевральной полости скапливается жидкость, которую требуется удалять. Появляется сильная боль в груди, усиливающаяся при вдохе, панический страх, учащенное серцебиение, больной принимает вынужденное положение. Лечение необходимо начать немедленно. Если легкое не расправится за 4-5 дней, понадобится операция.
- Инфекционные осложнения. Снижение местного иммунитета повышает чувствительность легких к бактериальным инфекциям. Часто развиваются тяжелые бронхиты и пневмонии, которые переходят в хроническую форму. Симптомы: кашель с гнойной мокротой, повышение температуры , слабость.
- Правожелудочковая сердечная недостаточность . Исчезновение мелких капилляров приводит к повышению кровяного давления в сосудах легких – легочной гипертензии. Возрастает нагрузка на правые отделы сердца, которые перерастягиваются и изнашиваются. Сердечная недостаточность – основная причина смерти больных эмфиземой. Поэтому при первых признаках ее развития (набухание шейных вен, боли в сердце и печени, отеки) необходимо вызвать скорую.
Прогноз эмфиземы легкого благоприятный при ряде условий:
- полный отказ от курения
- профилактика частых инфекций
- чистый воздух, отсутствие смога
- полноценное питание
- хорошая чувствительность к медикаментозному лечению бронхорасширяющими средствами.
Лёгкие человека являются важнейшим органом дыхательной системы. Их особенностями считаются парная структура, способность менять свои размеры, сужаться и расширяться много раз в течение дня. По форме данный орган напоминает дерево, и имеет многочисленные ответвления.
Где находятся лёгкие у человека
Лёгким отведена большая, центральная часть внутреннего пространства грудной клетки. Со спины данный орган занимает участок на уровне лопаток и 3-11 пар рёбер. Грудная полость, содержащая их, является замкнутым пространством, в котором отсутствует сообщение с внешней средой.
К диафрагме, разделяющей брюшину и грудину, примыкает основание парного органа дыхания. Соседние внутренности представлены трахеей, крупными магистральными сосудами, пищеводом. Близко расположенным к парной дыхательной структуре является сердце. Оба органа достаточно плотно прилегают друг к другу.
По форме лёгкие сравнимы с усечённым конусом, направленным вверх. Данный отдел дыхательной системы расположен рядом с ключицами, и немного выступает за их пределы.
Оба лёгких имеют различные размеры – расположенное справа доминирует над своим «соседом» на 8-10%. Также отличается их форма. в основном широкое и короткое, тогда как второе часто бывает более длинным и узким. Это обусловлено его расположением и тесным соседством с сердечной мышцей.
Форма лёгких во многом определяется особенностями конституции человека. При худощавом телосложении они становятся более длинными и узкими, чем при наличии лишнего веса.
Из чего состоят лёгкие
Лёгкие человека устроены своеобразным образом – в них полностью отсутствуют мышечные волокна, а в разрезе обнаруживается губчатая структура. Ткань этого органа состоит из долек, напоминающих по форме пирамидки, обращённых основанием в сторону поверхности.
Строение лёгких человека достаточно сложное, и представлено тремя основными составляющими:
- Бронхами.
- Бронхиолами.
- Ацинусами.
Данный орган насыщается 2 видами крови – венозной и артериальной. Ведущей является лёгочная артерия, постепенно разделяющаяся на более мелкие сосуды .
У человеческого эмбриона лёгочные структуры начинают своё формирование на 3 неделе протекания беременности. После достижения плодом 5 месяцев завершается процесс закладки бронхиол и альвеол.
К моменту рождения лёгочная ткань полностью сформирована, а сам орган содержит необходимое количество сегментов. После рождения формирование альвеол продолжается вплоть до достижения человеком 25 лет.
«Скелет» лёгких – бронхи
Бронхи (в переводе с греческого языка – «дыхательные трубки») представлены полыми трубчатыми ветвями трахеи, соединёнными непосредственно с лёгочной тканью. Их основное назначение состоит в воздухопроведении – бронхи являются дыхательными путями, по которым к лёгким поступает пропитанный кислородом воздух, а обратно выводятся отработанные воздушные потоки, насыщенные углекислым газом (СО2).
В области 4 грудного позвонка у мужчин (5 у женщин) трахея разделяется на левый и правый бронхи, направленные в соответствующие лёгкие. Они имеют особую систему разветвлений, напоминающую внешним видом строение древесной кроны. Именно поэтому бронхи часто называют «бронхиальным деревом».
Первичные бронхи не превышают в диаметре 2 см. Их стенки состоят из хрящевых колец и гладкомышечных волокон. Такая особенность строения служит поддержке органов дыхания, обеспечивает необходимое расширение бронхиального просвета. Бронхиальные стенки активно кровоснабжаются, пронизаны лимфоузлами, что позволяет им принимать лимфу из лёгких и участвовать в очищении вдыхаемого воздуха.
Каждый бронх снабжён несколькими оболочками:
- наружной (соединительнотканной);
- фиброзно-мышечной;
- внутренней (покрытой слизью).
Поступательное сокращение диаметра бронхов приводит к исчезновению хрящевой ткани и слизистой оболочки, их замене тонким слоем кубического эпителия.
Бронхиальные структуры предохраняют организм от проникновения различных микроорганизмов, сохраняют лёгочную ткань в нетронутом состоянии. При нарушении защитных механизмов они теряют способность в полной мере сопротивляться воздействию вредных факторов, что приводит к возникновению патологических процессов (бронхитов).
Бронхиолы
После проникновения в лёгочную ткань главного бронха, происходит его разделение на бронхиолы (конечные ветви «бронхиального дерева»). Эти ответвления отличаются отсутствием в них хрящей, и имеют диаметр не более 1 мм.
В основе стенок бронхиол – реснитчатые эпителиальные клетки и альвеолоциты, не содержащие в себе гладких мышечных клеток, а основное назначение этих структур состоит в распределении воздушного потока, поддержании сопротивления ему. Также они обеспечивают санацию дыхательных путей, выводят ринобронхиальный секрет.
Из трахеи воздух попадает прямо в альвеолы лёгких – маленькие пузырьки, расположенные на концах бронхиол. Диаметр этих «шариков» составляет от 200 до 500 мкм. Альвеолярное строение внешне во многом напоминает виноградные грозди.
Лёгочные альвеолы снабжены очень тонкими стенками, выстланными изнутри сурфактантом (веществом, препятствующим слипанию). Эти образования составляют дыхательную поверхность лёгких. Площадь последней склонна к постоянным колебаниям.
Ацинусы
Ацинусы – самая маленькая лёгочная единица. Всего их насчитывается около 300 000. Ацинусы являют собой конечный пункт деления бронхиального дерева, и образуют дольки, из которых формируются сегменты и доли целого лёгкого.
Доли лёгкого и бронхолёгочные сегменты
Каждое лёгкое состоит из нескольких долей, разделённых особыми бороздками (фиссурами). Правое содержит 3 доли (верхнюю, среднюю и нижнюю), левое – 2 (средняя отсутствует в связи с меньшими размерами).
Каждая доля разделяется на бронхолёгочные сегменты, отделёнными от соседних участков соединительнотканными перегородками. Эти структуры имеют форму неправильных конусов или пирамид. Бронхолёгочные сегменты являются функционально-морфологическими единицами, в пределах которых могут локализоваться патологические процессы. Удаление данной части органа часто выполняется вместо резекции долей лёгкого или всего органа.
В соответствии с общепринятыми нормами анатомии, в обоих лёгких насчитывается по 10 сегментов. Каждый из них имеет своё название и определённое место локализации.
Защитная оболочка лёгких – плевра
Лёгкие покрыты снаружи тонкой, гладкой оболочкой – плеврой. Также она выстилает собой внутреннюю поверхность грудной клетки, служит защитной плёнкой для средостения и диафрагмы.
Лёгочная плевра разделяется на 2 разновидности:
- висцеральную;
- париетальную.
Висцеральная плёнка плотно соединена с лёгочной тканью, и находится в щелях между долями лёгкого. В корневой части органа эта плевра постепенно становится париетальной. Последняя служит для защиты внутренней части грудной клетки.
Как работают лёгкие
Главным назначением данного органа выступает осуществление газообмена, в ходе которого кровь насыщается кислородом. Выделительные функции лёгких человека заключены в устранении с выдыхаемым воздухом углекислого газа и воды. Такие процессы служат полноценному протеканию обмена веществ в различных органах и тканях.
Принцип лёгочного газообмена:
- Когда человек вдыхает, воздух поступает по бронхиальному дереву в альвеолы. Также сюда устремляются потоки крови, содержащей большое количество углекислого газа.
- После того как газообменный процесс завершён, CO₂ посредством выдоха выводится во внешнюю среду.
- Насыщенная кислородом кровь поступает в большой круг кровообращения, и служит питанию различных органов и систем.
Выполнение дыхательного акта у человека происходит рефлекторно (непроизвольным способом). Контроль за этим процессом осуществляет особая структура, расположенная в мозге (центр дыхания).
Участие лёгких в акте дыхания рассматривается как пассивное, заключается в расширениях и сжатиях, вызванных движениями грудной клетки. Выполнение вдохов и выдохов обеспечивается мышечной тканью диафрагмы и грудной клетки, благодаря чему выделяют 2 разновидности дыхания – брюшное (диафрагмальное) и грудное (рёберное).
Во время выполнения вдоха объём внутренней части грудины возрастает. Далее в ней возникает пониженное давление, позволяющее воздуху без препятствий наполнять лёгкие. При выдохе процесс принимает обратное течение, а после расслабления дыхательных мышц и опускания рёбер сокращается объём грудной полости.
Интересно знать. Стандартная ёмкость лёгких – 3-6 л. Количество вдыхаемого за раз воздуха составляет в среднем 1/2 л. За 1 минуту выполняется 16-18 дыхательных движений, а на протяжении суток перерабатывается до 13 000 л воздуха.
Недыхательные функции
Функционирование лёгких человека находится в тесной взаимосвязи с различными органами и системами. Здоровое состояние этого парного органа способствует бесперебойной, полноценной работе всего организма.
Помимо основной функции, лёгкие человека обеспечивают другие важные процессы:
- участвуют в поддержании кислотно-щелочного баланса, коагуляции (свёртываемости крови);
- способствуют выведению токсинов, алкогольных паров, эфирных масел;
- задерживают и растворяют жировые микроэмболы, сгустки фибрина;
- влияют на поддержание нормального водного баланса (в норме через них испаряется не менее 0,5 л воды в сутки, а при возникновении экстремальных ситуаций объём выводимой жидкости может возрастать в несколько раз).
Другой негазообменной функцией данного органа является фагоцитарная активность, состоящая в защите организма от проникновения болезнетворных микроорганизмов и поддержке иммунной системы. Данный орган также выполняет роль своеобразного «амортизатора» для сердца, защищает его от ударов и негативного внешнего воздействия .
Как сохранить здоровье лёгких
Лёгкие считаются достаточно уязвимым органом дыхательной системы, что подразумевает постоянную заботу о них. Предупредить развитие патологических процессов помогут:
- Отказ от табакокурения.
- Предупреждение сильных переохлаждений.
- Своевременное лечение бронхитов и простуд.
- Нормированные кардионагрузки, возникающие при занятиях бегом, плавании, езде на велосипеде.
- Поддержание нормального веса.
- Умеренное употребление соли, сахара, какао, пряных приправ.
Пребыванию органа в здоровом состоянии способствует присутствие в рационе сливочного, оливкового масла, свёклы, морепродуктов, натурального мёда, цитрусовых, кисломолочной продукции, злаков, грецких орехов. Овощи и фрукты должны занимать не менее 60 % всего меню.
Из жидкостей стоит отдавать предпочтение зелёному, шиповниковому чаю. Полезным считается регулярное употребление ананасов, содержащих особый фермент – бромелайн, способствующий уничтожению туберкулёзной палочки.
Легкие – жизненно важные органы, ответственные за обмен кислорода и углекислого газа в организме человека и выполняющие дыхательную функцию. Легкие человека – парный орган, однако строение левого и правого легкого не идентично друг другу. Левое легкое всегда отличается меньшими размерами и делится на две доли, в то время как правое легкое делится на три доли и имеет более крупный размер. Причина уменьшенного размера левого легкого проста – в левой части грудной клетки располагается сердце, поэтому дыхательный орган «уступает» ему место в полости грудной клетки.
Расположение
Анатомия легких такова, что они тесно прилегают к сердцу слева и справа. Каждое легкое имеет форму усеченного конуса. Верхушки конусов незначительно выступают за пределы ключиц, а основания прилегают к диафрагме, отделяющей полость грудной клетки от брюшной полости. Снаружи каждое легкое покрыто особой двухслойной оболочкой (плеврой). Один из ее слоев прилегает к легочной ткани, а другой прилегает к грудной клетке. Особые железы выделяют жидкость, которая заполняет плевральную полость (промежуток между слоями защитной оболочки). Плевральные мешки, изолированные друг от друга, в который заключены легкие, несет главным образом защитную функцию. Воспаление защитных оболочек легочной ткани называется .
Из чего состоят легкие?
Схема легких включает в себя три важнейших структурных элемента:
- Легочные альвеолы;
- Бронхи;
- Бронхиолы.
Каркасом легких является разветвленная система бронхов. Каждое легкое состоит из множества структурных единиц (долек). Каждая долька имеет пирамидальную форму, а ее размер в среднем составляет 15х25 мм. В вершину дольки легкого входит бронх, ветви которого называются малыми бронхиолами. Всего каждый бронх делится на 15-20 бронхиол. На концах бронхиол находятся особые образования – ацинусы, состоящие из нескольких десятков альвеолярных ветвей, покрытых множеством альвеол. Легочные альвеолы – это небольшие пузырьки с очень тонкими стенками, оплетенные плотной сетью капилляров.
– важнейшие структурные элементы легких, от которых зависит нормальный обмен кислорода и углекислого газа в организме. Они обеспечивают большую площадь для газообмена и непрерывно снабжают кровеносные сосуды кислородом. В ходе газообмена кислород и углекислый газ проникают сквозь тонкие стенки альвеол в кровь, где «встречаются» с эритроцитами.
Благодаря микроскопическим альвеолам, средний диаметр которых не превышает 0,3 мм, площадь дыхательной поверхности легких увеличивается до 80 квадратных метров.
Долька легкого:1 - бронхиола; 2 - альвеолярные ходы; 3 - дыхательная (респираторная) бронхиола; 4 - предсердие;
5 - капиллярная сеть альвеол; 6 - альвеолы легких; 7 - альвеолы в разрезе; 8 - плевра
Что представляет собой система бронхов?
Прежде чем попасть в альвеолы, воздух попадает в бронхиальную систему. «Воротами» для воздуха является трахея (дыхательная трубка, вход в которую находится прямо под гортанью). Трахея состоит из хрящевых колец, которые обеспечивают устойчивость дыхательной трубки и сохранение просвета для дыхания даже в условиях разреженного воздуха или механического сдавливания трахеи.
Трахея и бронхи:1 - гортанный выступ (кадык); 2 - щитовидный хрящ; 3 - перстнещитовидная связка; 4 - перстнетрахеальная связка;
5 - дугообразные трахейные хрящи; 6 - кольцевые связки трахеи; 7 - пищевод; 8 - раздвоение трахеи;
9 - главный правый бронх; 10 - главный левый бронх; 11 - аорта
Внутренняя поверхность трахеи – это слизистая оболочка, покрытая микроскопическими ворсинками (так называемый мерцательный эпителий). Задача этих ворсинок – фильтровать поток воздуха, не допуская попадания в бронхи пыли, инородных тел и мусора. Мерцательный или реснитчатый эпителий – естественный фильтр, который защищает легкие человека от вредных веществ. У курильщиков наблюдается паралич мерцательного эпителия, когда ворсинки на слизистой оболочке трахеи перестают выполнять свои функции и замирают. Это приводит к тому, что все вредные вещества попадают напрямую в легкие и оседают, вызывая серьезные заболевания (эмфизема, рак легких, хронические заболевания бронхов).
За грудиной трахея разветвляется на два бронха, каждый из которых входит в левое и правое легкое. Бронхи входят в легкие через так называемые «ворота», расположенные в углублениях, находящихся с внутренней стороны каждого легкого. Крупные бронхи разветвляются на более мелкие сегменты. Мельчайшие бронхи называются бронхиолами, на концах которых расположены вышеописанные пузырьки-альвеолы.
Бронхиальная система напоминает ветвистое дерево, пронизывающее легочную ткань и обеспечивающее бесперебойный газообмен в организме человека. Если крупные бронхи и трахея усилены хрящевыми кольцами, то более мелкие бронхи не нуждаются в укреплении. В сегментарных бронхах и бронхиолах присутствуют только хрящевые пластинки, а в концевых бронхиолах хрящевая ткань отсутствует.
Строение легких обеспечивает единую структуру, благодаря которой все системы органов человека бесперебойно снабжаются кислородом через кровеносные сосуды.
«Красноярский государственный медицинский университет им. профессора Войно-Ясенецкого
Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации»
Кафедра анатомии
Контрольная работа по анатомии
Тема: «Легкие, их строение, топография и функции. Доли легкого. Бронхо-легочный сегмент. Экскурсия легкого»
Красноярск 2009
ПЛАН
Вступление
1. Строение легких
2. Макро-микроскопическое строение легких
3. Границы лекгих
4. Функции легких
5. Вентиляция легких
6. Эмбриональное развитие легких
7. Легкие живого человека (рентген-исследование легких)
8. Эволюция дыхательной системы
9. Возрастные особенности легких
10. Врожденные пороки развития легких
Список используемой литературы
Вступление
Дыхательная система человека – совокупность органов, обеспечивающих в организме внешнее дыхание, или обмен газов между кровью и внешней средой и ряд других функций.
Газообмен выполняется легкими и в норме направлен на поглощение из вдыхаемого воздуха кислорода и выделение во внешнюю среду образованного в организме углекислого газа. Кроме того, дыхательная система участвует в таких важных функциях, как терморегуляция, голосообразование, обоняние, увлажнение вдыхаемого воздуха. Легочная ткань также играет важную роль в таких процессах как синтез гормонов, водно-солевой и липидный обмены. В обильно развитой сосудистой системе легких происходит депонирование крови. Дыхательная система также обеспечивает механическую и иммунную защиту от факторов внешней среды.
Главными органами дыхательной системы являются легкие.
1. Строение легких
Легкие (pulmones) – парные паренхиматозные органы, занимающие 4/5 полости грудной клетки и постоянно изменяющие форму и размеры в зависимости от фазы дыхания. Расположены в плевральных мешках, отделены друг от друга средостением, в состав которого входят сердце, крупные сосуды (аорта, верхняя полая вена), пищевод и другие органы.
Правое легкое объемистее, 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 (за счет объемистой правой доли печени) и, во-вторых, сердце располагается больше влево, уменьшая тем самым ширину левого легкого.
Форма легких. Поверхности. Края
Легкое имеет форму неправильного конуса с основанием, направленным вниз, и закругленной верхушкой, которая стоит на 3 – 4 см выше первого ребра или на 2 см выше ключицы спереди, сзади же доходит до уровня VII шейного позвонка. На верхушке легких заметна небольшая борозда от давления проходящей здесь подключичной артерии
В легком различают три поверхности. Нижняя (диафрагмальная) вогнута соответственно выпуклости верхней поверхности диафрагмы, к которой она прилежит. Обширная реберная поверхность выпукла соответственно вогнутости ребер, которые вместе с лежащими между ними межреберными мышцами входят в состав стенки грудной полости. Медиальная (средостенная) поверхность вогнута, приспособляясь в большей части к очертаниям околосердечной сумки, и делится на переднюю часть, прилегающую к средостению, и заднюю, прилегающую к позвоночнику.
Поверхности легкого отделены краями. Передний край отделяет реберную поверхность от медиальной. На переднем крае левого легкого имеется сердечная вырезка. Снизу эту вырезку ограничивает язычок левого легкого. Реберная поверхность сзади постепенно переходит в позвоночную часть медиальной поверхности, образуя тупой задний край. Нижний край отделяет реберную и медиальную поверхности от диафрагмальной.
На медиальной поверхности кверху и кзади от углубления, производимого околосердечной сумкой, располагаются ворота легкого, через которые бронхи, легочная артерия, а так же нервы входят в легкое, а две легочные вены и лимфатические сосуды выходят, составляя все вместе корень легкого. В корне легкого бронх располагается дорсально, положение же легочной артерии неодинаково на правой и левой стороне. В корне правого легкого легочная артерия располагается ниже бронха, на левой же 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.
Доли легкого
Каждое легкое посредством глубоко вдающихся в него борозд подразделяется на доли, которых у левого легкого две, а у правого – три. Одна борозда, косая, имеющаяся 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, 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: верхняя, средняя и нижняя. В левом легком различают только две доли: верхнюю, к которой отходит верхушка легкого, и нижнюю, более объемистую, чем верхнюю. К ней относится почти вся диафрагмальная поверхность и большая часть заднего тупого края легкого.
Разветвление бронхов. Бронхо-легочные сегменты
Соответственно делению легких на доли каждый из двух главных бронхов, подходя к воротам легкого, начинает делиться на долевые бронхи, которых в правом легком три, а в левом - два. Правый верхний долевой бронх, направляясь к центру верхней доли, проходит над легочной артерией и называется надартериальным; остальные долевые бронхи правого легкого и все долевые бронхи левого проходят под артерией и называются подартериальными. Долевые бронхи, вступая в вещество легкого, делятся на ряд более мелких, третичных бронхов, называемых сегментарными. Они вентилируют сегменты легкого. Сегментарные бронхи в свою очередь делятся дихотомически на более мелкие бронхи 4-го и последующих порядков вплоть до конечных и дыхательных бронхиол. Каждому сегментарному бронху легкого соответствует бронхо-легочный сосудисто-нервный комплекс.
Сегмент – участок легочной ткани, имеющий свои сосуды и нервные волокна. Каждый сегмент напоминает по форме усеченный конус, вершина которого направлена к корню легкого, а широкое основание покрыто висцеральной плеврой. В центре сегмента располагаются сегментарный бронх и сегментарная артерия, а на границе с соседним сегментом – сегментарная вена. Легочные сегменты отделяются друг от друга межсегментарными перегородками, состоящими из рыхлой соединительной ткани, в которой проходят межсегментарные вены (малососудистая зона). В норме сегменты не имеют четко выраженных видимых границ, иногда заметны благодаря разнице в пигментации. Бронхо-легочные сегменты – это функционально-морфологические единицы легкого, в пределах которых первоначально локализуются некоторые патологические процессы и удалением которых можно ограничиться при некоторых щадящих операциях вместо резекций целой доли или всего легкого. Существует много классификаций сегментов.
Представители разных специальностей (хирурги, рентгенологи, анатомы) выделяют разное число сегментов (от 4 до 12). Так Д. Г. Рохлин для целей рентгендиагностики составил схему сегментарного строения, согласно которой в правом легком имеется 12 сегментов (в верхней доле – три, в средней – два и в нижней – семь) и в левом – 11 (четыре в верхней доле и семь – в нижней). Согласно Международной (Парижской) анатомической номенклатуре, в правом легком различают 11 бронхо-легочных сегментов, в левом – 10 (рис.2).
2. Макро-микроскопическое строение легкого
Сегменты образованы легочными дольками, разделенными междольковыми соединительно-тканными перегородками. Междольковая соединительная ткань содержит вены и сети лимфатических капилляров и способствует подвижности долек при дыхательных движениях легкого. С возрастом в ней откладывается вдыхаемая угольная пыль, вследствие чего границы долек становятся ясно заметными. Число долек в одном сегменте около 80. Форма дольки напоминает неправильную пирамиду с диаметром основания 1,5 – 2 см. В верхушку дольки входит один мелкий (1 мм в диаметре) дольковый бронх, который разветвляется на 3 – 7 концевых (терминальных) бронхиол диаметром 0,5 мм. Они уже не содержат хряща и желез. Их слизистая оболочка выстлана однослойным реснитчатым эпителием. Собственная пластинка слизистой оболочки богата эластическими волокнами, которые переходят в эластические волокна респираторного отдела, благодаря чему бронхиолы не спадаются.
Ацинус
Структурно-функциональной единицей легкого является ацинус (рис.4). Он представляет собой систему альвеол, осуществляющих газообмен между кровью и воздухом. Начинается ацинус дыхательной бронхиолой, которая дихотомически делится 3 раза, дыхательные бронхиолы третьего порядка дихотомически делятся на альвеолярные ходы, которых тоже три порядка. Каждый альвеолярный ход третьего порядка заканчивается двумя альвеолярными мешочками. Стенки альвеолярных ходов и мешочков образованы несколькими десятками альвеол, в которых эпителий становится однослойным плоским (дыхательный эпителий). Стенку каждой альвеолы оплетает густая сеть кровеносных капилляров.
Респираторные бронхиолы, альвеолярные ходы и альвеолярные мешочки с альвеолами составляют единое альвеолярное дерево, или дыхательную паренхиму легкого. Они образуют функционально-анатомическую единицу ее, называемую ацинус, acinus (гроздь).
Число ацинусов в обоих легких достигает 800 тыс., а альвеол – 300-500 млн. Площадь дыхательной поверхности легких колеблется между 30 м. кв. при выдохе до 100 м кв. при глубоком вдохе. Из совокупности ацинусов слагаются дольки, из долек – сегменты, из сегментов – доли, а из долей – целое легкое.
Сурфактантная система легких
Сурфактант выстилает внутреннюю поверхность альвеол, имеется в плевре, перикарде, брюшине, синовиальных оболочках. Основу сурфактанта составляют фосфолипид, холестерол, белки и другие вещества. Сурфактант, выстилающий внутреннюю поверхность альвеол, снижает поверхностное натяжение альвеолярного слоя жидкости и предупреждает спадение альвеол. Он подобно мифическому Атланту поддерживает своды всех альвеол легкого, обеспечивая стабильность их объема: тем, которые функционируют, она не дает опасть во время выдоха, а тем, что находятся в резерве – полностью закрыться. В тех зонах, где продукция поверхностно-активной пленки нарушается, альвеолы спадаются, слипаются и уже не могут участвовать в газообмене. Такие безвоздушные зоны называют ателектазами. Если зона небольшая, то и беда небольшая. Но когда спадаются сотни альвеол, может развиться тяжелая форма дыхательной недостаточности.
Продуцируют сурфактант клетки альвеолоциты. Они уютно устроилась в стенке альвеолы. Работы у альвеолоцитов немало: пленка нуждается в постоянном обновлении. Ведь сурфактанту приходится выступать не только в роли Атланта, но в какой-то степени и в роли... санитара легких. Разнообразные инородные частицы, примеси, микроорганизмы, содержащиеся во вдыхаемом воздухе, проникая в альвеолы, в первую очередь попадают на пленку сурфактанта, и образующие ее поверхностно-активные вещества обволакивают их, частично обезвреживают. Понятно, что отработанный сурфактант подлежит удалению из легких. Часть его выводится через бронхи с мокротой, а другую часть поглощают и переваривают специальные клетки-макрофаги.
Чем интенсивнее дыхание, тем интенсивнее процесс обновления сурфактанта. Особенно много пленки расходуется и соответственно продуцируется тогда, когда мы занимаемся физической работой, физкультурой, спортом на свежем воздухе. В полости легкого появляется большое количество поверхностно-активной пленки, что облегчает проникновение воздуха в альвеолы. Раскрываются и начинают функционировать альвеолы, находящиеся в резерве.
Продукция сурфактанта снижается при резких метаболических нарушениях и поражениях легких. При недостатке сурфактанта развиваются отек и ателектазирование легких.
3. Границы легких
Верхушка правого легкого спереди выступает над ключицей на 2 см, а над 1 ребром на 3 – 4 см. Сзади верхушка легкого проецируется на уровне остистого отростка VII шейного позвонка
От верхушки правого легкого его передняя граница (проекция переднего края легкого) направляется к правому грудинно-ключичному сочленению, затем проходит через середину симфиза рукоятки грудины. Далее передняя граница опускается позади тела грудины, несколько левее средней линии, до хряща VI ребра и здесь переходит в нижнюю границу легкого.
Нижняя граница (проекция нижнего края легкого) пересекает по среднеключичной линии VI ребро, по передней подмышечной линии – VII ребро, по средней подмышечной линии – VIII ребро, по задней подмышечной линии – IX ребро, по лопаточной линии – Х ребро, по околопозвоночной линии заканчивается на уровне шейки XI ребра. Здесь нижняя граница легкого резко поворачивает кверху и переходит в заднюю его границу
Задняя граница (проекция заднего тупого края легкого) проходит вдоль позвоночного столба от головки II ребра до нижней границы легкого.
Верхушка левого легкого имеет такую же проекцию, как и верхушка правого легкого. Передняя граница его направляется к грудинно-ключичному сочленению, затем через середину симфиза рукоятки грудины позади ее тела опускается до уровня хряща IV ребра. Здесь передняя граница левого легкого отклоняется влево, идет вдоль нижнего края хряща IV ребра до окологрудинной линии, где резко поворачивает вниз, пересекает четвертый межреберный промежуток и хрящ V ребра. Достигнув хряща VI ребра, передняя граница левого легкого круто переходит в его нижнюю границу.
Нижняя граница левого легкого располагается несколько ниже (примерно на полребра), чем нижняя граница правого легкого. По околопозвоночной линии нижняя граница левого легкого переходит в заднюю его границу, проходящую слева вдоль позвоночника. Проекция границ правого и левого легких в области верхушки совпадают и сзади. Передняя и нижняя границы несколько отличаются справа и слева в связи с тем, что правое легкое шире и короче левого. Кроме того, левое легкое образует сердечную вырезку в области переднего его края.
4. Функции легких
Основная функция легких – обмен кислорода и углекислоты между внешней средой и организмом – достигается сочетанием вентиляции, легочного кровообращения и диффузии газов. Острые нарушения одного, двух или всех указанных механизмов ведут к острым изменениям газообмена.
До 60-х годов существовало мнение, что роль легких ограничивается только газообменной функцией. Лишь впоследствии было доказано, что легкие, помимо своей основной функции газообмена, играют большую роль в экзо- и эндогенной защите организма. Они обеспечивают очистку воздуха и крови от вредных примесей, осуществляют детоксикацию, ингибицию и депонирование многих биологически активных веществ. Легкие выполняют фибринолитическую и антикоагулянтную, кондиционирующую и выделительную функции. Они участвуют во всех видах обмена, регулируют водный баланс, синтезируют поверхностно-активные вещества, являются своеобразным воздушным и биологическим фильтром. В системе экзо- и эндогенной защиты, осуществляемой легкими, выделяют несколько звеньев: мукоцилиарное, клеточное (альвеолярные макрофаги, нейтрофилы, лимфоциты) и гуморальное (иммуноглобулины, лизоцим, интерферон, комплемент, антипротеазы и др.).
Другие метаболические функции легких
При избыточном поступлении продуктов белкового распада, а также жиров происходят их расщепление и гидролиз в легких. В альвеолярных клетках образуется сурфактант – комплекс веществ, обеспечивающих нормальную функцию легких.
В легких происходит не только газообмен, но и обмен жидкости. Известно, что из легких за сутки выделяется в среднем около 400–500 мл жидкости. При гипергидратации, повышенной температуре тела эти потери возрастают. Легочные альвеолы играют роль своеобразного коллоидно-осмотического барьера. При снижении коллоидно-осмотического давления (КОД) плазмы жидкость может выходить из сосудистого русла, приводя к отеку легких.
Легкие выполняют теплообменную функцию, являются своеобразным кондиционером, увлажняющим и согревающим дыхательную смесь. Тепловое и жидкостное кондиционирование воздуха осуществляется не только в верхних дыхательных путях, но и на всем протяжении дыхательных путей, включая дистальные бронхи. При дыхании температура воздуха в субсегментарных путях повышается почти до нормальной.
5. Вентиляция легких
При вдохе давление в легком ниже атмосферного, а при выдохе - выше, что дает возможность воздуху поступать внутрь легкого. Существует несколько видов дыхания:
а) реберное или грудное дыхание
б) брюшное или диафрагмальное дыхание
Реберное дыхание
В местах присоединения ребер к позвоночнику есть пары мышц, крепящиеся одним концом к ребру, а другим - к позвонку. Те мышцы, которые крепятся с дорзальной стороны тела, называются внешние межреберные мышцы. Они расположены прямо под кожей. При их сокращении ребра раздвигаются, раздвигая и приподнимая стенки грудной полости. Те мышцы, которые расположены с вентральной стороны, называются внутренними межрёберными мышцами. При их сокращении стенки грудной полости сдвигаются, уменьшая объем легких. Они используются при аварийном выдохе, так как выдох - явление пассивное. Спадение лёгкого происходит пассивно вследствие эластичной тяги лёгочной ткани.
Брюшное дыхание
Брюшное или диафрагмальное дыхание выполняется в частности с помощью диафрагмы. Диафрагма имеет в расслабленном состоянии форму купола. При сокращении мышц диафрагмы купол становится плоским, в результате чего объем грудной полости увеличивается, а объем брюшной полости уменьшается. При расслаблении мышц диафрагма принимает исходное положение за счет ее упругости, перепада давления и давления органов, находящихся в брюшной полости.
Ёмкость лёгких
Полная ёмкость лёгких равна 5000 см³, жизненная (при максимальном вдохе и выдохе) - 3500-4500 см³; обычный вдох составляет 500 см³. Лёгкие обильно снабжены чувствительными, вегетативными нервами и лимфатическими сосудами.
6. Эмбриональное развитие легких
В развитии легких выделяется:
Железистая стадия (с 5 нед до 4 мес внутриутробного развития) формируется бронхиальное дерево;
Каналикулярная стадия (4 – 6 мес внутриутробного развития) закладываются респираторные бронхиолы;
Альвеолярная стадия (с 6 мес внутриутробного развития до 8-летнего возраста) развивается основная масса альвеолярных ходов и альвеол.
Органы дыхания закладываются в конце 3-й недели зародышевой жизни в форме выроста вентральной стенки передней кишки позади зачатка щитовидной железы. Этот полый вырост на своем каудальном конце скоро подразделяется на две части соответственно двум будущим лекгим. Краниальный его конец образует гортань, а за ней, каудальнее, дыхательное горло.
На каждом зачатке легкого появляются шаровидные выступы, соответствующие будущим долям легкого; на зачатке правого легкого их три, на левом – два. На концах этих выступов образуются новые выпячивания, а на последних еще новые, так что картина напоминает развитие альвеолы. Таким путем на 6-ом месяце получается бронхиальное дерево, на концах разветвлений которого образуются ацинусы с альвеолами. Одевающая каждый зачаток легкого мезенхима проникает между формирующимися частями, давая соединительную ткань, гладкие мышцы и хрящевые пластинки в бронхах.
7. Легкие живого человека
Рис 1. Рентгенограммы легких: а) взрослого мужчины; б) ребенка.
При рентгенологическом исследовании грудной клетки ясно видны два светлых «легочных поля», по которым судят о легких, так как вследствие наличия в них воздуха они легко пропускают рентгеновские лучи и дают просветления. Оба легочных поля отделены друг от друга интенсивной срединной тенью, образуемой грудиной, позвоночником, сердцем и крупными сосудами. Эта тень составляет медиальную границу легочных полей; верхняя и латеральная границы образованы ребрами. Снизу находится диафрагма.
Верхняя часть легочного поля пересекается с ключицей, которая отделяет надключичную область от подключичной. Ниже ключицы на легочное поле наслаиваются пересекающиеся между собой передние и задние части ребер. Они располагаются косо: передние отрезки – сверху вниз и медиально; задние – сверху вниз и латерально. Хрящевые части передних отрезков ребер при рентгеновском исследовании не видны. Для определения различных пунктов легочного поля пользуются промежутками между передними отрезками ребер (межреберья).
Собственно легочная ткань видна в светлых ромбовидных межреберьях. В этих местах виден сетевидный или пятнистый рисунок, состоящий из более или менее узких тяжеобразных теней, наиболее интенсивных в области корней легких и постепенно убывающих в своей интенсивности от срединной тени сердца к периферии легочных полей. Это так называемый легочный рисунок. По обе стороны тени сердца на протяжении передних отрезков II – V ребер располагаются интенсивные тени корней легких. От тени сердца они отделены небольшой тенью главных бронхов. Тень левого корня несколько короче и уже, так как она больше прикрывается тенью сердца, чем справа.
Анатомической основой тени корней и легочного рисунка является сосудистая система малого круга кровообращения – легочные вены и артерии с радиарно отходящими от них ветвями, рассыпающимися в свою очередь на мелкие веточки. Лимфатические узлы в норме не дают тени.
Анатомический субстрат легочного рисунка и теней корней особенно ясно заметен при томографии (послойной рентгенографии), которая дает возможность получить снимки отдельных слоев легкого без наслоения на легочное поле ребер. Легочной рисунок и корневые тени есть симптом нормальной рентгеновской картины легких в любом возрасте, включая и ранний детский. При вдохе видны просветления, соответствующие плевральным синусам.
Рентгенологический метод исследования позволяет видеть изменения в соотношениях органов грудной клетки, происходящие при дыхании. При вдохе диафрагма опускается, куполы ее уплощаются, центр передвигается несколько книзу. Ребра поднимаются, межреберные промежутки делаются шире, Легочные поля становятся светлее, легочный рисунок отчетливее. Плевральные синусы «просветляются», становятся заметными. Сердце приближается к вертикальному положению. При выдохе возникают обратные соотношения.
8. Эволюция дыхательной системы
Мелкие растения и животные, обитающие в воде, получают кислород и выделяют углекислоту путем диффузии. При дыхании, происходящем в митохондриях, концентрация кислорода в цитоплазме снижается, поэтому кислород диффундирует в клетку из окружающей воды, где его концентрация выше, поскольку она поддерживается диффузией кислорода из воздуха и выделением его фотосинтезирующими организмами, обитающими в воде. Углекислота, образующаяся в результате обменных процессов, диффундирует по градиенту концентрации в окружающую среду. У простых растительных и животных организмов отношение поверхности тела к его объему достаточно велико, поэтому скорость диффузии газов через поверхность тела не является фактором, лимитирующим интенсивность дыхания или фотосинтеза. У более крупных животных отношение поверхности тела к объему меньше, и глубоко расположенные клетки уже не могут достаточно быстро обмениваться с окружающей средой газами путем диффузии. Поэтому глубоко лежащие клетки получают кислород и выделяют углекислый газ через внеклеточную жидкость, которая обменивается ими с окружающей средой.
Высшие растения не имеют специальных органов газообмена. Каждая клетка растения (корня, стебля, листа) самостоятельно обменивается с окружающим воздухом углекислым газом и кислородом путем диффузии. Интенсивность клеточного дыхания у растений обычно значительно ниже, чем у животных. Кислород легко диффундирует из воздуха в промежутки между мелкими частицами почвы, в окружающую их пленку воды и в корневые волоски, далее в клетки коры и, наконец, в клетки центрального цилиндра. Образующаяся в клетках углекислота также диффундирует в обратном направлении и выходит из корня наружу через корневые волоски. Кроме того, газы легко диффундируют через чечевички на корнях и стволах старых деревьев и кустарников. В листьях газообмен осуществляется через устьица по градиенту концентрации. Листья наземных растений сталкиваются с той же проблемой, что и клетки дыхательных поверхностей наземных животных: они должны обеспечивать достаточный газообмен, не теряя при этом слишком много воды. Растения этого достигают тем, что их листья (например, у растений засушливых мест обитания), более толстые и мясистые, имеют толстую кутикулу с устьицами, расположенными в углублениях (толстая кутикула с погруженными устьицами имеется и у хвойных).
Внешнее дыхание у большинства водных животных осуществляется при помощи специализированных структур, называемых жабрами. Специализированные жабры впервые появились у кольчатых червей. У губок и кишечнополостных газообмен осуществляется путем диффузии через поверхность тела. Дождевые черви, находясь в подземных ходах, получают достаточное количество кислорода путем его диффузии через влажную кожу. Морские черви, обитающие в песке или трубочках из песка, совершают волнообразные движения, чтобы создавать вокруг себя ток воды, иначе им не хватает растворенного в морской воде кислорода (в литре морской воды содержится около 5 мл кислорода, пресной - около 7 мл, воздуха - около 210 мл). Поэтому у морских червей (полихет) развились жабры - специализированные органы дыхания (выросты покровного эпителия). У ракообразных также появились жабры, обеспечивающие процесс дыхания в водной среде. Зеленый краб, способный жить в воде и на суше, имеет жабры, расположенные в полости тела на границе карапакса и места прикрепления ног. В этом месте движется скафогнатит (веслообразная часть второй максиллы), обеспечивающий непрерывный ток воды к жабрам. Если скафогнатит не будет гнать воду, то краб быстро погибнет в морской воде, тогда как в воздушной среде он может жить неопределенно долго, поскольку скорость диффузии кислорода из воздуха достаточна для удовлетворения всех потребностей его организма.
Жабры имеются также у моллюсков, рыб и некоторых амфибий. Газы диффундируют через тонкий жаберный эпителий в кровь и разносятся по всему организму. Каждое животное, дышащее при помощи жабр, имеет какое-либо приспособление, обеспечивающее непрерывное омывание их током воды (открывание рта рыбами, движение жаберных крышек, постоянное движение всего тела и др.). У двустворчатых моллюсков движение воды обеспечивается работой жаберных тычинок. Членистоногие решают проблему снабжения кислородом клеток организма иным путем: в каждом сегменте тела у них имеется пара дыхалец - отверстий, ведущих в разветвленную систему трубочек - трахей, по которым воздух доставляется ко всем внутренним органам. Трахеи заканчиваются микроскопическими разветвлениями - трахеолами, наполненными жидкостью, через их стенки кислород диффундирует в соседние клетки, а углекислый газ - в обратном направлении. Работа мышц брюшка обеспечивает продувку трахей воздухом. Трахейная система насекомых и паукообразных обеспечивает поступление кислорода и выделение углекислого газа, поэтому они обходятся без быстрого течения крови, необходимого позвоночным для снабжения их клеток кислородом.
Развитие легочного дыхания имеет свою длительную эволюцию. Примитивные легочные мешки появляются у паукообразных. Развиваются они (простые мешки) и у наземных брюхоногих моллюсков (легочные мешки образованы мантией). Развитие легких намечается у некоторых рыб, у ископаемых предков которых был вырост на переднем конце пищеварительного тракта. У той ветви рыб, которая впоследствии дала начало наземным позвоночным животным, из этого выроста развилось легкое. У других рыб он превратился в плавательный пузырь, т.е. в орган, который в основном служит для облегчения плавания, хотя иногда несет и дыхательную функцию. Некоторые рыбы обладают даже рядом костей, соединяющих этот орган с внутренним ухом и играющих, по-видимому, роль прибора для определения глубины. Кроме того, плавательный пузырь служит для издавания звуков. Близкими родичами той группы рыб, от которых произошли наземные позвоночные, являются двоякодышащие рыбы: они имеют жабры, с помощью которых дышат в воде. Поскольку эти рыбы живут в периодически пересыхающих водоемах, в засушливое время года они остаются в иле пересохшего русла, где дышат при помощи плавательных пузырей и имеют легочную артерию. Легкие большинства примитивных амфибий - тритонов, амбистом и др. - имеют вид простых мешков, покрытых снаружи капиллярами. Легкие лягушек и жаб имеют внутри складки, увеличивающие дыхательную поверхность. Лягушки и жабы не обладают грудной клеткой и не имеют межреберных мышц, поэтому у них существует нагнетательный тип дыхания, основанный на действии клапанов в ноздрях и мышц в области горла. Когда открыты носовые клапаны, дно ротовой полости опускается (рот закрыт) и в нее входит воздух. Затем носовые клапаны закрываются и мышцы горла, сокращаясь, уменьшают размеры ротовой полости и вытесняют воздух в легкие.
Эволюция дыхательной системы происходила в направлении постепенного расчленения легкого на более мелкие полости, так что строение легких у рептилий, птиц и млекопитающих постепенно усложняется. У ряда рептилий (например, у хамелеона) легкие снабжены придаточными воздушными мешками, которые раздуваются при наполнении воздухом. Животные принимают угрожающий вид - это играет роль защитного приспособления для отпугивания хищников. Легкие птиц также имеют воздушные мешки, распространяющиеся по всему телу. Благодаря им, воздух может проходить через легкое и полностью обновляться при каждом вдохе. У птиц при полете существует двойное дыхание, когда воздух в легких насыщается кислородом при вдохе и выдохе. Кроме того, воздушные мешки играют роль мехов, продувающих воздух через легкие за счет сокращения летательных мышц.
Легкие млекопитающих и человека имеют более сложное и совершенное строение, обеспечивающие достаточное насыщение кислородом всех клеток тела, и тем самым, обеспечивают высокий обмен веществ. Поверхность их органов дыхания во много раз превышает площадь поверхности тела. Совершенный газообмен поддерживает постоянство внутренней среды организма, что дает возможность млекопитающим и человеку обитать в различных климатических условиях.
9. Возрастные особенности легких
Легкие у новорожденного неправильной конусовидной формы, верхние доли относительно небольших размеров, средняя доля правого легкого по размерам равна верхней доле, а нижняя сравнительно велика. На втором году жизни ребенка величина долей легкого относительно друг друга становится такой же, как у взрослого человека.
Масса обоих легких новорожденного составляет в среднем 57 г, объем – 67 см3. Плотность недышавшего легкого составляет 1,068 (легкие мертворожденного ребенка тонут в воде), а плотность легкого дышавшего ребенка – 0,490. Бронхиальное дерево к моменту рождения в основном сформировано; на первом году жизни наблюдается его интенсивный рост – размеры долевых бронхов увеличиваются в 2 раза, а главных – в полтора раза. В период полового созревания рост бронхиального дерева снова усиливается. Размеры всех его частей к 20 годам увеличиваются в 3,5 – 4 раза по сравнению с бронхиальным деревом новорожденного. У людей 40 – 45 лет бронхиальное дерево имеет наибольшие размеры.
Возрастная инволюция бронхов начинается после 50 лет.В пожилом и старческом возрастах длина и диаметр просвета сегментарных бронхов немного уменьшаются, иногда появляются выпячивание их стенок, извилистость хода.
Легочные ацинусы у новорожденного имеют небольшое количество мелких легочных альвеол. В течение первого года жизни ребенка и позже ацинус растет за счет появления новых альвеолярных ходов и образования новых легочных альвеол в стенках уже имеющихся альвеолярных ходов.
Образование новых разветвлений альвеолярных ходов заканчивается к 7 – 9 годам, легочных альвеол – к 12 – 15 годам. К этому же времени размеры альвеол увеличиваются вдвое. Формирование легочной паренхимы завершается к 15 – 25 годам. В период от 25 до 40 лет строение легочного ацинуса практически не меняется. После 40 лет постепенно начинается старение легочной ткани: сглаживаются межальвеолярные перегородки, легочные альвеолы становятся мельче, альвеолярные ходы сливаются друг с другом, размеры ацинусов увеличиваются.
В процессе роста и развития легких после рождения увеличивается их объем в течение 1-го года в 4 раза, к 8 годам – в 8 раз, к 12 годам – в 10 раз, к 20 годам – в 20 раз по сравнению с объемом легких новорожденного.
Границы легких с возрастом тоже изменяются. Верхушка легкого у новорожденного находится на уровне 1 ребра. В дальнейшем она выступает над 1 ребром, а к 20 – 25 годам располагается на 3 – 4 см выше 1 ребра. Нижняя граница правого и левого легких у новорожденного на одно ребро выше, чем у взрослого человека. По мере увеличения возраста ребенка эта граница постепенно опускается. В пожилом возрасте (после 60 лет) нижние границы легких располагаются на 1 – 2 см ниже, чем у людей в возрасте 30 – 40 лет.
10. Врожденные пороки развития легких
Гамартома и другие врожденные опухолевидные образования
Гамартома встречается часто (до 50% всех доброкачественных новообразований легких). Она может располагаться как в бронхиальной стенке, так и в легочной паренхиме. Различают локальные и диффузные гамартомы, занимающие всю долю или легкое. При гистологическом исследовании в гамартоме преобладает хрящевая ткань. Встречаются также липогамартохондромы, фиброгамартомы, фиброгамартохондромы и др. (обнаруживаются случайно при рентгенологическом исследовании). При редко встречающейся эндобронхиальной локализации возникают симптомы, связанные с нарушением бронхиальной проходимости (кашель, повторные пневмонии). Периферические образования, как правило, протекают бессимптомно. Малигнизация является казуистической. При трудностях дифференциальной диагностики с периферическим раком легкого, предпочтение следует отдать оперативному методу лечения. При периферических гамартомах производят их энуклеацию с ушиванием ложа или краевую резекцию легкого. Возможно торакоскопическое удаление. При эндобронхиальных гамартомах выполняют резекцию бронха или соответствующего отдела легкого (при необратимых вторичных изменениях). Прогноз хороший.
Добавочное легкое (доля) с обычным кровоснабжением
Этот редко диагностируемый порок, как правило, протекает бессимптомно. Он заключается в наличии участка легочной ткани, имеющего собственный плевральный покров и располагающегося обычно в верхнем отделе правой плевральной полости. Бронх отходит непосредственно от трахеи, кровообращение осуществляется за счет ветвей легочных артерий и вен. В редких случаях возникновения хронического воспалительного процесса показано удаление добавочного легкого (доли).
Добавочное легкое (доля) с аномальным кровообращением
Представляет собой участок обычно не аэрируемой легочной ткани, который расположен вне нормально развитого легкого (в плевральной полости, в толще диафрагмы, в брюшной полости, на шее) и снабжается кровью из большого круга кровообращения. Чаще всего этот порок не дает клинических проявлений и является случайной находкой. Диагноз можно установить при аортографии. Если в этом добавочном легком возникает патологический процесс, показана операция - удаление добавочного легкого.
Бронхогенная (истинная) киста легкого
Бронхогенная киста легкого формируется в результате аномальной закладки бронхиальной стенки вне нормально развитого бронхиального дерева. С ростом ребенка наблюдается постепенное увеличение кисты из-за ретенции секрета бронхиального эпителия, причем размеры кисты могут достигать 10 см в поперечнике и более. В случае прорыва содержимого в бронхиальное дерево в связи с нагноением киста опорожняется и в дальнейшем может существовать либо в виде сухой или частично содержащей жидкость полости, не дающей клинических проявлений, либо являться очагом хронически текущего нагноительного процесса.
При возникновении клапанного механизма в зоне сообщения кисты с бронхиальным деревом может наблюдаться острое вздутие кисты с возникновением признаков дыхательной недостаточности из-за сдавлевания здоровых частей и смещения средостения.
Длительное время аномалия может протекать бессимптомно. В случае инфицирования кисты наблюдается кашель со скудной слизистой или слизисто-гнойной мокротой, а при обострениях - увеличение количества мокроты, которая приобретает гнойный характер, слабо выраженная температурная реакция и интоксикация.
Рентгенологически до прорыва кисты в бронх видна круглая тень с четкими контурами, иногда изменяющая форму при дыхании (симптом Неменова). После прорыва содержимого в бронхиальное дерево выявляется тонкая кольцевидная тень, иногда с уровнем жидкости на дне (преимущественно при обострениях).
Дифференциальный диагноз опорожнившейся кисты следует проводить с крупными (гигантскими) эмфизематозными буллами, для которых характерен зрелый или даже пожилой возраст больных, рентгенологически менее четко очерченные границы, хорошо определяемые при КТ, отсутствие горизонтального уровня в полости, отсутствие эпителиальной выстилки.
Бронхогенные кисты, дающие те или иные клинические проявления (хроническое нагноение, острое вздутие), подлежат удалению с помощью тех или иных видов экономных резекций легкого.
Кисты легкого с аномальным кровоснабжением (внутридолевая секвестрация)
Кисты легкого с аномальным кровоснабжением являются наиболее частыми среди безусловных пороков развития, имеющих клиническое значение. Суть аномалии состоит в том, что в одной из долей антентально формируется группа бронхогенных кист, первично не сообщающихся с бронхами данной доли и имеющих отдельное артериальное кровоснабжение за счет довольно крупного сосуда, отходящего непосредственно от нисходящей аорты. Отделенность врожденного патологического внутридолевого образования от системы легочного кровообращения и бронхиального дерева доли побудило назвать аномалию внутридолевой секвестрацией от латинского «sequestratio» - «отделение», «обособление» (не путать с секвестрацией при отделении омертвевшей ткани от живой в ходе нагноительного процесса).
Секвестрация чаще наблюдается в заднебазальном отделе нижней доли правого легкого, хотя описаны и другие локализации. Первоначально группа кист, наполненных жидкостью, не дает клинических проявлений, а затем, после инфицирования и прорыва в бронхиальное дерево является источником хронического нагноительного процесса, текущего по типу нижнедолевых бронхоэктазий.
Клинические проявления заключаются в кашле со слизистой или слизисто-гнойной мокротой и периодических обострениях с увеличением гнойного отделяемого и повышением температуры тела.
Лечение внутридолевой секвестрации оперативное - удаление обычно пораженной нижней доли или только базальных сегментов. Во время операции следует четко верифицировать и изолированно перевязать аномальный сосуд, проходящий в толще легочной связки, во избежание трудно останавливаемого артериального кровотечения (известны летальные исходы от кровопотери).
Правое легкое Левое легкое
| Доли | Сегменты | Доли | Сегменты |
1-верхушечный 3-передний 4-наружный 5-внутренний 6-верхушечно-нижний 7-сердечно-нижний 8-передненижний 9-наружнонижний 10-задненижний |
Язычковая |
1-2-верхушечно-задний 3-передний 4-верхнеязычковый 5-нижнеязычковый 6-верхушечно-нижний 7-сердечно-нижний 8-передненижний 9-наружнонижний 10-задненижний |
Список используемой литературы:
1. Анатомия человека: В 2-х томах. Под ред. М.Р. Сапина. – 2-е изд. Т 1. М.: Медицина, 1993.
2. Анатомия человека. Учебное пособие для студентов специальности «Высшее сестринское образование» для заочной и очной форм обучения. Красноярск: Изд-во КрасГМА, 2004.
3. Анатомия и физиология человека. Н.М. Федюкевич. Ростов-на-Дону: Феникс, 2002.
4. Розенштраух Л.С., Рыбакова Н.И., Винер М.Г. Рентгенодиагностика заболеваний органов дыхания. «-е изд. – М.: Медицина, 1998.
5. «Физиология, основы и функциональные системы» под ред. К.А. Судакова, - М., Медицина,2000.
