Ю. М. Шапкайца Под редакцией акад
|
|
Скачать 4.38 Mb.
|
|
^
Основная функция легких – обмен газов: поглощение кислорода из окружающей среды и удаление из организма двуокиси углерода. Эти процессы необходимы для клеточного метаболизма. Эффективный газообмен возможен при интеграции и координации функций различных органов. Наружный воздух нагнетается к поверхности легкого, через которую происходит газообмен, в то время как альвеолярный газ, "нагруженный" двуокисью углерода, удаляется из легких с помощью того же насосного механизма. Легочное кровообращение обеспечивает кровоток через легкие для непрерывного поглощения кислорода, его доставки к тканям и, одновременно, для удаления двуокиси углерода в альвеолы. Тесное сопряжение между вентиляцией и кровообращением является основой максимальной эффективности обмена газов. В конечном итоге, система газообмена должна контролироваться, регулироваться и непрерывно приспосабливаться к широкому спектру изменений метаболизма, возникающих при физической нагрузке и различных заболеваниях. Помимо газообмена легкие выполняют ряд метаболических функций, включая синтез сурфактанта и других веществ, а также метаболизм множества химических медиаторов. Расстройство этих функций может значительно повлиять на газообмен в легких. В норме легкие обладают замечательной способностью поддерживать требуемые уровни поглощения кислорода и удаления двуокиси углерода в различных условиях. Болезнь легких, однако, может избирательно либо тотально влиять на физиологические процессы, вовлеченные в газообмен. Например, обструктивные болезни воздухоносных путей (ВП) препятствуют потоку воздуха к альвеолам и в обратном направлении, в то время как рестриктивные болезни легких (гл. 7) нарушают соотношения между вентиляцией и кровотоком или создают барьер для диффузии газов. Функция легких тесно сопряжена с их структурой, а структура обусловлена функцией. В этой главе представлен обзор структуры легких. Описание формы грудной клетки и ее содержимого предшествует рассмотрению структуры ВП и альвеол. Затем рассматриваются анатомические отношения между ВП, альвеолами и малым кругом кровообращения. Наконец, приводятся краткие данные о легочной лимфатической системе, иннервации легких и ВП. ^ Легкие окружены стенками грудной клетки и снизу диафрагмой (рис. 1-1). Механические свойства грудной стенки и диафрагмы влияют на газообменную функцию легких (гл.2). Движение легких внутри грудной полости во время вдоха и выдоха облегчается пространством между двумя этими структурами – плевральной полостью, образуемой соприкасающимися поверхностями. Одна выстилает грудную клетку изнутри – париетальная плевра, а другая покрывает легкие снаружи – висцеральная плевра. Париетальную и висцеральную плевру разделяет тонкий слой жидкости, служащей в качестве смазки. Механизм образования плевральной жидкости изучен недостаточно. Ее удаление частично зависит от легочной лимфатической системы. Изменения давления внутри плевральной полости обусловливают инспираторный и экспираторный поток воздуха в легких в норме и при патологии (гл.2). Плевральные оболочки, окружающие каждое легкое, простираясь медиально, образуют средостение — центрально расположенное вместилище крупных ВП и сосудов, включающих легочные артерии и вены. Главные бронхи, легочные артерии и вены проникают в каждое легкое через их ворота (рис. 1-2). Точка бифуркации трахеи на левый и правый главные бронхи – киль – лежит в непосредственной близости к дуге аорты и разделению главного ствола легочной артерии на ветви, снабжающие левое и правое легкие. Диафрагмальные нервы, образованные из третьего, четвертого и пятого шейных нервных корешков, иннервируют диафрагму и располагаются вдоль боковых поверхностей трахеи. ^ в связи с их функцией Воздухоносные пути могут быть рассмотрены как ряд дихотомически ветвящихся трубок: каждый "родительский" ВП дает начало двум "дочерним" ветвям (рис. 1 -3). В легком человека насчитывается в среднем 23 генерации ВП. Первые 16 известны как проводящие ВП, поскольку они обеспечивают доступ потоку газа к зонам легких, где происходит газообмен, и в обратном направлении. Эти ВП включают бронхи, бронхиолы и терминальные бронхиолы. Последние семь генераций состоят из дыхательных бронхиол, альвеолярных ходов и альвеолярных мешочков. Каждое из этих образований дает начало альвеолам. Дыхательная бронхиола первого порядка ( Z = 17 на рис. 1 -3) и все дистально от нее расположенные газообменивающие ВП образуют легочный ацинус.  Рис. 1-1. Анатомия грудной клетки: легкие, грудная стенка, диафрагма, плевральная полость и центральные ВП. Плевральная полость образована прилегающими друг к другу висцеральной и париетальной плеврой Строение стенок проводящих ВП значительно отличается от строения стенок дыхательных путей, в которых протекает обмен газов (рис. 1-4). Стенки проводящих ВП состоят из трех основных слоев: внутренней слизистой оболочки; гладкомышечного слоя, отделенного от слизистой соединительнотканной подслизистой прослойкой; и внешнего соединительнотканного слоя, содержащего в больших бронхах хрящ. Между строением стенки ВП и общеизвестными клиническими расстройствами существуют важные функциональные связи, которые обсуждаются в главах 5 и 6. Бронхиальный эпителий является псевдослоистым, содержащим высокие и низкие базальные клетки, каждая из которых прикреплена к базальной мембране. Бронхиолы выстланы простым эпителием. Эпителиальные клетки ВП несут на своей апикальной поверхности реснички, которые являются важными элементами му-коцилиарной системы. Реснички ритмично колеблются в направлении носоглотки, продвигая защитный слой слизи, секретируемой бокаловидными клетками, расположенными между реснитчатыми клетками эпителия. Мукоцилиарный "эскалатор" является важным механизмом очищения ВП и частью защиты дыхательной системы организма. Гладкая мускулатура ВП, собранная в непрерывные пучки внутри соединительнотканной подслизистой прослойки, простирается от главных бронхов до дыхательных бронхиол. Мышечные пучки проникают также в газообменные зоны, располагаясь в стенках у входа в альвеолы.  Рис. 1-2. Отношения между крупными ВП и соеудами в грудной клетке. В средостении трахея делится у киля на левый и правый главные бронхи, которые лежат вблизи дуги аорты и легочной артерии. Диафрагмальные нервы, не показанные на рисунке, нисходят вдоль обеих сторон трахеи и идут в каудальном направлении, иннервируя обе половины диафрагмы. Три доли образуют правое и две – левое легкое, включая фрагмент левой верхней доли – lingual (язычок). Каждая доля полностью или частично покрыта висцеральной плеврой и содержит от двух до пяти сегментов, границы которых показаны схематично толстыми линиями на каждой доле.  Рис. 1-3. Трахеобронхиальное дерево как система дихотомически ветвящихся трубок. Проводящая зона, охватывающая первые 16 генераций ВП до уровня терминальных бронхиол (Z - 0-16), в газообмене не участвует. Транзиторная и респираторная зоны, в которых происходит газообмен, включают дыхательные бронхиолы, альвеолярные ходы, альвеолярные мешочки и альвеолы (Z - 17-23) (По: Weibel К. R. Geometry and dimensions of airways conductive and transitory zones. In: Morphometry of the Human Lung. New York: Springer-Verlag, 1963: 111.)  Рис. 1-4. Структура стенки BП – бронха, бронхиолы, альвеолы, бронхиальная стенка содержит реснитчатый псевдослоистый эпителий, гладкомыщечные клетки, слизистые железы, соединительную ткань и хрящ. В бронхиолах представлен простой эпителий, хрящ отсутствует и стенка более тонкая. Альвеолярная стенка приспособлена преимущественно для газообмена, а не для опорной функции. (По: Weibel E/R/? Taylor R/C/ Design and structure of the human lung/ In: Fishman A.P. ed/ Pulmonary Diseases and Disorders. Vol.1. New York: McGraw-Hill, 1988: 14.) ^ Газообменная зона должна обеспечивать эффективную диффузию кислорода и двуокиси углерода через альвеолярную и капиллярную стенки. Она должна поддерживать обмен газов на протяжении всей жизни и выдерживать механические воздействия, сопровождающие расправление и спадение легких, а также влияние легочного кровотока. Расположение сосудистого эндотелия и альвеолярного эпителия в опорной соединительнотканной строме, по-видимому, идеально удовлетворяет этим требованиям (рис. 1-5). Альвеолярный эпителий состоит из двух типов клеток: плоских выстилающих (I тип) и секреторных (II тип). Клетки первого типа, хотя и значительно меньшие по количеству, занимают до 95 % площади альвеолярной поверхности. Клетки второго типа продуцируют и секретируютсурфактант, состоящий из протеинов и фосфо-липидов. Он распределяется по альвеолярной поверхности и снижает поверхностное натяжение (гл. 2). Эндотелий капилляров также состоит из слоя плоских выстилающих клеток, располагающихся на эндотелиальной базальной мембране. В части альвеол базальные мембраны эпителия и эндотелия спаяны друг с другом, что создает сверхтонкий барьер для обмена газов (гл. 9). В отличие от тесного контакта соседних эпителиальных клеток, образующих непроницаемый барьер, соединения между эндотелиальными клетками довольно слабые, что позволяет воде и растворенным в ней веществам перемещаться между плазмой и интерстициалъным пространством. Последнее представляет собой область между эпителиальной и эндотелиальной базальными мембранами (гл. 14). В интерстиции представлены различные типы клеток, включая макрофаги и лимфоциты, играющие важную роль в защите организма. Функции этих клеток более детально рассматриваются в главе 7.  Рис 1-5 Альвеолярно-капиллярная мембрана. Показаны две прилегающие друг к другу альвеолы. Слияние (шальных слоев мембраны эпителиальной клетки I типа (ЕР) и эндотелиальной клетки (EN) вблизи Альвеолы1 создает сверхтонкий барьер для диффузии кислорода и двуокиси углерода между альвеолярным пространством и капилляром. Вблизи Альвеолы2 эпителиальная и эндотелиальная клетки разделены интерстициальным пространством. Интерстициальнное пространство является потенциальным местом скопления жидкости (фотография представлена G.G. Pietra, M.D.) ^ Воздухоносные пути, как система дихотомически ветвящихся трубок, представляют собой довольно сложный путь для движения газа к газообменным зонам и обратно. Хотя диаметр каждой дочерней ветви меньше диаметра родительского ВП, от которого она берет начало, общая площадь поперечного сечения каждой последующей генерации ВП возрастает из-за значительного увеличения общего количества ВП (рис. 1-6).  Рис. 1-6. Общая площадь поперечного сечения в зависимости от генерации ВП. Несмотря на то, что площадь поперечного сечения отдельного ВП уменьшается с каждой последующей генерацией, общая площадь поперечного сечения ВП возрастает из-за увеличения их количества. (По: Wcibcl К. R. Design of the airways and blood vessels considered as branching trees. In: Crystal R. G., West J. В., eds. The Lung: Scientific Foundations. New York: Raven Press, 1991: 717.) В легком человека диаметр ВП каждой генерации может быть рассчитан согласно следующему уравнению: d(z) = d0 x 2-Z/3, [1-1] где: d(z) - диаметр ВП генерации "Z", d0 - диаметр трахеи (ВП генерации "0"). На рис. 1 -7 показана средняя величина диаметра каждой генерации ВП человека. Факторы, определяющие скорость и характер воздушного потока в проводящих путях, включая их диаметр, обсуждаются в главе 2. Поскольку общая площадь поперечного сечения ВП возрастает в каждой последующей генерации, объемная скорость потока фактически снижается. В итоге, на уровне дыхательных бронхиол движение газа происходит за счет диффузии (гл.9), а не конвекции, т.е. поступательного движения воздуха.  Рис 1-7 Зависимость среднего диаметра ВП от порядкового номера генерации. Диаметр отдельного ВЦ уменьшается последовательно в каждой генерации. Диаметр ВП от крупных бронхов до уровня терминальных бронхиол может быть предсказан, если известен диаметр трахеи (d(1). (По: llaefeli-Bleuer В., Weihel E. R. Morphoinetry of the human pulmonary acinus. Anat. Rec, 220: 413, 1988.) ^ Схема распределения легочных артерий и вен соответствует схеме ветвления ВП (рис. 1-8). Легочные артерии, как правило, образуют пары с бронхами сходных с ними размеров, что не характерно для легочных вен. В дополнение к системе легочных артерий и вен легкие обладают бронхиальным кровообращением, осуществляемым посредством бронхиальных артерий, отходящих от аорты и межреберных артерий. Легочное кровообращение описывается в главе 12, а важные функциональные отношения между ним и дистальными ВП обсуждаются в главе 13. ^ Легочные лимфатические сосуды образуют важную систему взаимодействия с внесосудистой жидкостью в легких (гл. 14). Лимфатические сосуды располагаются на поверхности висцеральной плевры и в паренхиме легких, где они тесно прилегают к легочным артериям, венам и ВП (рис. 1-8). Лимфатические протоки содержат многочисленные клапаны, которые обеспечивают однонаправленный ток лимфы в сторону ворот легких. Легочные лимфатические сосуды впадают в лимфатические vruibi, расположенные вокруг крупных ВП и в средостении. Лимфатическая система обеспечивает поддержание жидкостного баланса легких и является элементом защитной системы организма. Лимфоидная ткань находится в стенках ВП, образуя бронхо-ассоциированную лимфоидную ткань. Роль иммунокомпетентных клеток, включая те, что являются частью лимфатической системы, в иммунообусловленных болезнях легких описывается в главе 7.  Рис. 1-8. Анатомические соотношения ВЦ, легочных артерий, легочных вен и лимфатических сосудов. Артерии и ВЦ одного и того же диаметра расположены парами. (По: Nagaishe С., Nagasawa N., Okado Y., Yainashita M., Inaba N. Functional Anatomy and Histology of the Lung. Baltimore: University Park Press, 1972: 1/18.)  Рис. 1-9. Иннервация легких. Диафрагмальные и межреберные нервы проводят сигнал от мотопейронов к главным дыхательным мышцам. Симпатические и парасимпатические нервы им нервируют легкие, играя важную роль в контроле диаметра ВП, скорости воздушного потока и передаче информации о наполнении легких. ^ Легкие иннервируются ветвями блуждающего нерва и грудных симпатических ганглиев (рис. 1-9). Афферентные и эфферентные нейроны играют важную роль в регуляции функции легких, включая регуляцию диаметра ВП (гл. 5). Кроме того, афферентные волокна очень важны для восприятия потока воздуха и уровня возду-хонаполненности легких (гл. 16). ^ Haefely-Bleuer В., Weibel E. R. Morphometry of the human pulmonary acinus. Anat. Rec. 220: 401-414, 1988. Murray J. F. The Normal Lung: The Basis for Diagnosis and Treatment of Pulmonary Disease. Philadelphia: W. B. Saunders, 1986:23-82. Osmond D. G. Functional anatomy of the chest wall. In: Roussos C., Macklem P. T, eds. The Thorax (Part A). New York: Marcel Dekker, 1985: 199-233. Weibel E. R. Design of the airways and blood vessels considered as branching trees. In: Crystal R. G., West J. В., eds. The Lung : Scientific Foundations. New York: Raven Press, 1991: 711-720. Глава 2 |
Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:
Похожие:
База данных защищена авторским правом ©MedZnate 2000-2016
allo, dekanat, ansya, kenam
обратиться к администрации | правообладателям | пользователям
allo, dekanat, ansya, kenam
обратиться к администрации | правообладателям | пользователям