yandex rtb 1
ГоловнаЗворотній зв'язок
yande share

Возрастная физиология и анатомия

4.2. Легкие

Дыхательная часть органов дыхания — легкие (рис. 22). Они пред­ставляют собой парный орган в виде конуса с утолщенным основани­ем и верхушкой, которая выступает на 1-2 см над I ребром. Границы

7. Г^ Л

3

2

1

легкого с возрастом изменяются. Верхушка легкого новорожденного находится на уровне I ребра. В дальнейшем она выступает над I реб­ром и к 20-25 годам располагается на 2 см выше ключицы. Нижняя граница легких у новорожденного на одно ребро выше, чем у взросло­го. С возрастом эта граница опускается, после 60 лет — на 1—2 см. Лег­кие имеют три поверхности: боковую, или реберную, нижнюю, или диафрагмальную, и серединную, или средостенную. На левом легком просматривается сердечное вдавление. Каждое легкое имеет на внут­ренней стороне ворота, через которые проходят бронхи, артерии, вены, нервы и лимфатические сосуды. Легкие глубокими щелями де­лятся на доли: правое — на три, левое — на две. На обоих легких есть косая щель, начинающаяся на 6-7 см ниже верхушки и идущая до ос­нования легкого. На правом легком имеется еще и горизонтальная щель, идущая на уровне IV ребра. Она менее глубокая и более корот­кая. Легкие у новорожденного неправильной конусовидной формы, верхние доли небольших размеров, нижние сравнительно велики. Масса обоих легких после рождения составляет 57 г, а объем — 67 см3.

Рис. 22. Схематическое строение легких человека:

1 — нижняя доля; 2 — косая щель; 3 — средняя доля; 4 — горизонтальная щель; 5 — верх­няя доля; 6 — правый главный бронх; 7— трахея; 8— верхушка легкого; 9 — основание легкого; 10 — сердечная вырезка

Легкое имеет мягкую и упругую консистенцию. У детей цвет лег­кого бледно-розовый, а затем ткань его темнеет, появляются темные пятна за счет пыли и других твердых частиц, которые откладываются в соединительнотканной основе легкого. Ацинус — функциональная единица легкого. Он представляет собой разветвление одной концевой бронхиолы, которая, в свою очередь, распадается на 14 - 16 дыхательных альвеол. Последние образуют 150 альвеолярных ходов с 20 000 альвеол. Один альвеолярный ход содержит около 21 альвеолы, а в одной легоч­ной дольке — 16—18 ацинусов. Ацинусы новорожденного имеют не­большое количество мелких легочных альвеол. Со второго года жизни ацинус растет за счет появления новых альвеолярных ходов и образо­вания новых легочных альвеол в стенках уже имеющихся альвеоляр­ных ходов. Альвеолы — это пузырьки произвольной формы, разделен­ные перегородкой толщиной 2—8 мкм. В перегородке располагаются густая сеть кровеносных капилляров и эластичные волокна. Также в альвеолах находятся поры для сообщения их между собой. Вход в альвеолу представляет собой округлое отверстие и открыт благодаря наличию в ней эластических волокон. Дыхательная поверхность всех альвеол составляет 40—120 м2. Образование новых альвеолярных хо­дов заканчивается к 7—9 годам, альвеол — к 12— 15 годам. К этому вре­мени размеры альвеол увеличиваются вдвое. В период от 25 до 40 лет строение ацинуса не изменяется. После 40 лет начинается старение легочной ткани, что выражается в укрупнении альвеол за счет разру­шения межальвеолярных перегородок.

Легкие находятся в полости грудной клетки в своеобразной обо­лочке — легочной плевре. Плевра образует два мешка — висцеральный и париетальный. Висцеральный плотно срастается с легочной тка­нью, покрывает легкое со всех сторон и заходит в его щели. Парие­тальный мешок покрывает внутреннюю поверхность грудной полос­ти и содержит в себе легкое. Между пристеночной и легочной плеврой находится герметически замкнутое пространство — плевральная по­лость (5—10 мкм). Полость плевры содержит небольшое количество серозной жидкости, которая облегчает движение легких при дыхании. Давление в полости ниже атмосферного. Отрицательное давление обусловлено эластичной тягой легких, т.е. их стремлением уменьшить свой объем. В конце спокойного выдоха давление в полости равно —3 мм рт. ст., к концу спокойного вдоха оно снижается до —6 мм рт. ст. В плевральной полости в обычных условиях не бывает газов.

При попадании небольшого количества воздуха в плевральную полость легкое частично спадается, но вентиляция его продолжается. Такое состояние называется закрытым пневмотораксом. Через неко­торое время воздух из плевральной полости всасывается и легкое рас­правляется. При вскрытии грудной клетки, например при ранениях или внутригрудных операциях, давление вокруг легкого становится равным атмосферному и легкое спадается полностью. Его вентиляция прекращается, несмотря на сокращения дыхательных мышц. Такой пневмоторакс называется открытым. Двусторонний открытый пнев­моторакс без экстренной помощи приводит к смерти. В этом случае необходимо либо срочно начать искусственное дыхание ритмическим нагнетанием воздуха в легкие через трахею, либо немедленно герме­тизировать плевральную полость.

При вдохе сокращаются дыхательные мышцы и диафрагма, увели­чивается объем грудной полости и соответственно объем легких. В ре­зультате давление в легких становится меньше атмосферного, и воз­дух устремляется в них. В механизме вдоха важную роль играют еще два фактора: во-первых, наличие в плевральной полости жидкости, уменьшающей трение легких о стенку грудной клетки, и, во-вторых, отрицательное давление в плевральной полости. Последнее вследст­вие эластичности легочной ткани при вдохе увеличивается. Отрица­тельное давления выдоха меньше атмосферного приблизительно на 7 мм рт. ст., а в конце вдоха — на 9 мм рт. ст. Выдох, осуществляемый в покое, протекает пассивно. При расслаблении дыхательных мышц уменьшается объем грудной клетки и легких, вследствие чего воздух выходит наружу.

Существуют возрастные и половые различия типов дыхания. У детей раннего возраста ребра занимают горизонтальное положение, межре­берные мышцы развиты слабо, в связи с чем у новорожденных преоб­ладает диафрагмальное дыхание с незначительным участием межре­берных мышц. Диафрагмальный тип дыхания сохраняется до второй половины первого года жизни. По мере развития межреберных мышц ребра принимают косое положение и дыхание детей становится грудоб­рюшным с преобладанием диафрагмального. В возрасте от 3 до 7 лет развивается плечевой пояс и дыхание становится грудным. В 7-8 лет начинают проявляться половые различия в типе дыхания: у мальчи­ков преобладает брюшной тип дыхания, а у девочек — грудной. За­канчивается дифференцировка в 14-17 лет. Тип дыхания может ме­няться в зависимости от спортивной и трудовой деятельности.

Дыхательные объемы

Обычно в состоянии относительного покоя при каждом вдохе в легкие поступает около 500 мл воздуха и столько же выходит наружу. Этот объем воздуха называют дыхательным объемом и используют для характеристики глубины дыхания. Однако после спокойного выдоха в легких еще остается около 1500 мл воздуха — это резервный объем вы­доха. После спокойного вдоха человек может вдохнуть еще 1500 мл — резервный объем вдоха. Сумма этих трех объемов (дыхательного, ре­зервных объемов вдоха и выдоха) составляет жизненную емкость легких, которая зависит от возрастных, половых и морфологических особен­ностей человека и является одним из важнейших функциональных показателей внешнего дыхания. У взрослого человека жизненная ем­кость легких равна 3500 мл (500 мл + 1500 мл + 1500 мл). У мужчин она колеблется в пределах 3200-7200 мл, у женщин — 2500-5000 мл. У де­тей жизненная емкость легких может быть определена только после 4-5 лет. К 16-17 годам она достигает величины, характерной для взрослого человека. Даже при максимальном выдохе в легких остает­ся еще 1500 мл воздуха. Это остаточный объем. Жизненная емкость легких и остаточный объем в сумме составляют общую емкость легких. Из 500 мл вдыхаемого воздуха только 360 мл проходит в альвеолы и от­дает кислород в кровь. Остальные 140 мл остаются в воздухоносных путях и в газообмене не участвуют. Поэтому воздухоносные пути на­зывают «мертвым пространством».

Количество воздуха, вдыхаемого и выдыхаемого в течение одной минуты, называют минутным объемом дыхания. В покое его величина составляет от 7 до 10 л, при физической работе увеличивается до 150—180 л. Величина минутного объема дыхания также зависит от возраста, пола и степени тренированности человека. За счет большой частоты дыхания у детей минутный объем дыхания значительно выше, чем у взрослых. У новорожденного он составляет 650—670 мл, у ребенка первого года жизни — 2600—2700 мл, в 10 лет — 4300 мл, у взрослого человека — 5000-6000 мл.

Обмен газов в легких

Газообмен в легких осуществляется в результате диффузии кисло­рода из альвеолярного воздуха в кровь (500 л в сутки) и углекислого газа из крови в альвеолярный воздух (430 л в сутки). Диффузию обес­печивает разность парциального давления этих газов в альвеолярном воздухе и их напряжения в крови.

Парциальное давление газа в газовой смеси пропорционально процентному содержанию газа в ней (табл. 3). Разность парциального давления кислорода (100 мл рт. ст.) и углекислого газа (40 мм рт. ст.) в альвеолярном воздухе является той силой, с которой молекулы этих газов проникают через альвеолярную мембрану в кровь.

В крови газ находится в растворенном свободном состоянии. Сила, с которой молекулы растворенного газа стремятся выйти в газовую среду, называется напряжением газа в жидкости. Если парциальное давление газа выше его напряжения, газ будет растворяться. Если парциальное давление газа ниже его напряжения, то газ будет выхо­дить из раствора в газовую среду.

Таблица 3

Парциальное давление и напряжение газа в легких (мм рт. ст.)

Газ

Венозная кровь

Альвеолярный воздух

Артериальная кровь

Кислород Углекислый газ

40 46

100 40

96 39

 

Диффузия кислорода обеспечивается разностью парциальных давлений, составляющей 60 мм рт. ст. Кровь через капилляры малого круга протекает за 0,7 с, что достаточно для растворения кислорода в крови и перехода оксида углерода в альвеолярный воздух.

Переносчиком газов является кровь. Кислород и углекислый газ переносятся в связанном состоянии. Благодаря особому свойству ге­моглобина вступать в соединение с кислородом и углекислым газом кровь способна поглощать эти газы в значительном количестве. В нор­ме 1 л артериальной крови содержит 180—200 мл кислорода, веноз­ной — 120 мл. Часть кислорода, поглощаемая тканями из артериаль­ной крови, называется коэффициентом утилизации. Одна молекула гемоглобина способна присоединять к себе четыре молекулы кисло­рода, образуя нестойкое соединение оксигемоглобин. 1 г гемоглобина связывает 1,34 мл кислорода. В 100 мл крови содержится 15 г гемогло­бина. При поступлении в ткани оксигемоглобин отдает кислород клеткам, а образовавшийся в результате обмена веществ углекислый газ переходит в кровь и присоединяется к гемоглобину, образуя не­прочное соединение карбгемоглобин.

Обмен газов в тканях

Наименьшее напряжение кислорода наблюдается в местах его по­требления — в клетках, где кислород используется для процессов окисления. Молекулы кислорода, освобождающиеся в результате рас­щепления оксигемоглобина, движутся в направлении более низкого напряжения. В тканевой жидкости оно около 40 мм рт. ст., что значи­тельно ниже, чем в крови.

В клетках в результате обменных процессов наблюдается наиболь­шее напряжение углекислого газа (до 60 мм рт. ст.), в артериальной крови оно составляет 40 мм рт. ст. Углекислый газ движется по гради­енту напряжения в кровеносные капилляры и транспортируется кро­вью к легким.

 

38