Дыхательные движения - системы организма (гистология)
Видео: Мышцы человека. Строение и функции мышечной системы человеческого организма
Вдох. Расположение ребер по отношению к позвоночному столбу и грудине таково, что сокращение мышц, прикрепленных к ребрам, не только углубляет грудную полость в передне-заднем направлении, но и расширяет ее. Более того, сокращение диафрагмы (с одновременным расслаблением мышц брюшной стенки, что дает диафрагме возможность опускаться) удлиняет грудную клетку. Поэтому при сокращении одних мышц и расслаблении других грудная клетка увеличивается в объеме за счет того, что она становится глубже, шире и длиннее. Вот что происходит при вдохе.
Для того чтобы грудная клетка при вдохе увеличивалась в объеме, необходимо, чтобы она чем-то заполнялась, по этой же причине невозможно раскрыть кузнечные меха, если закрыт впуск воздуха. Движения при вдохе недостаточно мощны для создания вакуума в грудной полости.
В норме грудная клетка будет при вдохе увеличиваться в размерах лишь в той степени, в какой она способна вместить дополнительный объем воздуха в своих воздушных пространствах, а также крови в своих кровеносных сосудах. В нормальных условиях воздух нагнетается только в легкие, дополнительное же количество крови нагнетается как в легочные сосуды, так и в сосуды грудной клетки, расположенные вне легких. Воздух не попадает ни в какую другую часть грудной клетки, кроме легких, потому что в других частях грудной клетки нет каких-либо отверстий, через которые он мог бы засасываться. Если же в грудной клетке возникает такое отверстие -как, например, при глубокой ножевой ране -в результате движений грудной клетки при вдохе воздух попадет в нее, минуя легкие. Это состояние будет рассмотрено в следующем разделе.
Легкие состоят в основном из: 1) губчатой ткани, участвующей в дыхании, в которой происходит газообмен между кровью и воздухом, и 2) разветвленной системы воздухоносных трубочек, называемых бронхиолами и бронхами, которые подводят воздух к ячейкам и ходам в губчатой дыхательной ткани и отводят его из них. Главный бронх, связанный с каждым легким, соединяется с трахеей (рис. 23 - 1), а она в свою очередь посредством гортани, через носоглотку и нос (или при необходимости рот), сообщается с наружным воздухом. Следовательно, при вдохе воздух проходит через нос в трахею, а оттуда в бронхиальное дерево к его конечным ветвям. Из них воздух направляется в ходы и ячейки губчатой, богатой капиллярами дыхательной ткани, где и происходит газообмен (рис. 23 - 1).
Роль эластина. Прежде чем мы вкратце рассмотрим механизм выдоха, следует указать, что легкие не имели бы тех размеров, благодаря которым они целиком заполняют пространства, в которых помещаются, если бы они достаточно сильно не растягивались во всех направлениях. В висцеральной плевре, покрывающей легкие, в перегородках между воздушными ячейками и в стенках бронхиального дерева имеется большое количество эластина. Так как легкие во время внутриутробного развития целиком заполняют те пространства, в которых они располагаются, а в полость плевры в процессе эмбриогенеза жидкость не попадает, легкие постепенно растягиваются по мере увеличения в размерах грудной полости. Этот же процесс продолжается и после рождения в период роста. В результате этого эластическая ткань легких в нормальных условиях всегда растянута (даже в конце выдоха), и легкое все время стремится спасться, подтягиваясь к месту своего прикрепления (корню, или воротам). Поэтому если через стенку грудной клетки воткнуть полую иголку в плевральную полость (между париетальным и висцеральным листками плевры), то воздух немедленно ворвется через нее в полость, которая при этом (в связи с тем, что легкое сжимается в области ворот) из потенциальной станет настоящей (заполненной воздухом). В плевральную полость иногда вводят воздух в качестве лечебной процедуры при туберкулезе, с тем чтобы обеспечить легкому покой. Состояние, при котором в плевральной полости имеется воздух, называется пневмотораксом. При некоторых заболеваниях содержание жидкости в плевральной полости, которая в норме образует лишь тонкую пленку, увеличивается. В этих случаях легкое также спадается. Такое состояние называется гидротораксом.
Выдох. Эластическая ткань легких остается в растянутом состоянии даже в конце выдоха, а при вдохе растягивается еще сильнее- поэтому в покое для выдоха человеку практически не приходится затрачивать мышечных усилий. Упругое сжатие эластических элементов в легких само по себе почти достаточно для изгнания воздуха через бронхиальное дерево и втягивания стенок и дна грудной клетки. При мышечной нагрузке, однако, а вероятно отчасти, и при спокойном дыхании, выдох облегчается сокращением мышц живота, которые приводят внутренние органы, расположенные в брюшной полости, под диафрагму, что подталкивает ее в грудную клетку.
Для того чтобы легкие могли опускаться и расширяться при вдохе, требуется, чтобы само бронхиальное дерево было эластичным. Бронхи, например, при вдохе удлиняются и расширяются. Корень легкого при вдохе также опускается. При выдохе различные отделы легкого возвращаются к их исходному состоянию благодаря сжатию эластина бронхиального дерева.
Две части системы: воздухоносные пути и респираторный отдел. Система полостей и трубок, которая проводит окружающий воздух ко всем частям легкого, образует воздухоносные пути дыхательной системы- ячейки и ходы в дыхательной ткани легкого (единственные участки, где осуществляется газообмен) образуют респираторный отдел дыхательной системы. Воздухоносные пути состоят из носа, носоглотки, гортани, трахеи, бронхов и бронхиол (рис. 23 - 1). Следует заметить, что некоторые из этих образований лежат вне легкого, а другие (некоторые бронхи и все бронхиолы) - внутри его. Необходимо учитывать, что те части воздухоносных путей, которые лежат вне легкого, должны обладать достаточно жесткими стенками, в противном случае при сильном вдохе они могут спадаться подобно тому, как это получается, когда напиток втягивается через мокрую соломинку. Жесткость стенок обеспечивается наличием в них хряща или кости.
Более того, следует помнить, что воздухоносные пути в дыхательной системе выполняют не только функции проведения воздуха к легким, но и от них. Выстилка воздухоносных путей, образованная слизистой оболочкой, фильтрует, очищает, нагревает или охлаждает, а также увлажняет воздух, который направляется по этим путям к респираторному отделу. Другими словами, воздухоносные пути дыхательной системы представляют собой отличную установку для кондиционирования воздуха. Ниже приводится описание различных отделов воздухоносных путей и их микроскопического строения.
