Легкие; бронхиальное дерево и респираторный отдел легкого.
Легкие
Легкие занимают большую часть грудной клетки и постоянно изменяют свою форму и объем в зависимости от фазы дыхания. Поверхность легкого покрыта серозной оболочкой — висцеральной плеврой.
Легкое состоит из системы воздухоносных путей — бронхов (это т.н. бронхиальное дерево) и системы легочных пузырьков, или альвеол, выполняющих роль собственно респираторного отдела дыхательной системы.
Бронхиальное дерево
Бронхиальное дерево (arbor bronchialis) включает:
главные бронхи — правый и левый;
долевые бронхи (крупные бронхи 1-го порядка);
зональные бронхи (крупные бронхи 2-го порядка);
сегментарные и субсегментарные бронхи (средние бронхи 3, 4 и 5-го порядка);
мелкие бронхи (6…15-го порядка);
терминальные (конечные) бронхиолы (bronchioli terminales).
За терминальными бронхиолами начинаются респираторные отделы легкого, выполняющие газообменную функцию.
Всего в легком у взрослого человека насчитывается до 23 генераций ветвлений бронхов и альвеолярных ходов. Конечные бронхиолы соответствуют 16-й генерации.
Строение бронхов, хотя и неодинаково на протяжении бронхиального дерева, имеет общие черты. Внутренняя оболочка бронхов — слизистая — выстлана, подобно трахее, многорядным реснитчатым эпителием, толщина которого постепенно уменьшается за счет изменения формы клеток от высоких призматических до низких кубических. Среди эпителиальных клеток, помимо реснитчатых, бокаловидных, эндокринных и базальных, описанных выше, в дистальных отделах бронхиального дерева встречаются секреторные клетки Клара, а также каемчатые, или щеточные, клетки.
Собственная пластинка слизистой оболочки бронхов богата продольными эластическими волокнами, которые обеспечивают растяжение бронхов при вдохе и возвращение их в исходное положение при выдохе. Слизистая оболочка бронхов имеет продольные складки, обусловленные сокращением косоциркулярных пучков гладких мышечных клеток (в составе мышечной пластинки слизистой оболочки), отделяющих слизистую оболочку от подслизистой соединительнотканной основы. Чем меньше диаметр бронха, тем относительно сильнее развита мышечная пластинка слизистой оболочки.
На всем протяжении воздухоносных путей в слизистой оболочке встречаются лимфоидные узелки и скопления лимфоцитов. Это бронхоассоциированная лимфоидная ткань (т.н. БАЛТ-система), принимающая участие в образовании иммуноглобулинов и созревании иммунокомпетентных клеток.
В подслизистой соединительнотканной основе залегают концевые отделы смешанных слизисто-белковых желёз. Железы располагаются группами, особенно в местах, которые лишены хряща, а выводные протоки проникают в слизистую оболочку и открываются на поверхности эпителия. Их секрет увлажняет слизистую оболочку и способствует прилипанию, обволакиванию пылевых и других частиц, которые впоследствии выделяются наружу (точнее — заглатываются вместе со слюной). Белковый компонент слизи обладает бактериостатическими и бактерицидными свойствами. В бронхах малого калибра (диаметром 1 — 2 мм) железы отсутствуют.
Фиброзно-хрящевая оболочка по мере уменьшения калибра бронха характеризуется постепенной сменой замкнутых хрящевых колец на хрящевые пластинки и островки хрящевой ткани. Замкнутые хрящевые кольца наблюдаются в главных бронхах, хрящевые пластинки — в долевых, зональных, сегментарных и субсегментарных бронхах, отдельные островки хрящевой ткани — в бронхах среднего калибра. В бронхах среднего калибра вместо гиалиновой хрящевой ткани появляется эластическая хрящевая ткань. В бронхах малого калибра фиброзно-хрящевая оболочка отсутствует.
Наружная адвентициальная оболочка построена из волокнистой соединительной ткани, переходящей в междолевую и междольковую соединительную ткань паренхимы легкого. Среди соединительнотканных клеток обнаруживаются тучные клетки, принимающие участие в регуляции местного гомеостаза и свертываемости крови.
На фиксированных гистологических препаратах:
— Бронхи крупного калибра диаметром от 5 до 15 мм характеризуются складчатой слизистой оболочкой (благодаря сокращению гладкой мышечной ткани), многорядным реснитчатым эпителием, наличием желёз (в подслизистой основе), крупных хрящевых пластин в фиброзно-хрящевой оболочке.
— Бронхи среднего калибра отличаются меньшей высотой клеток эпителиального пласта и снижением толщины слизистой оболочки, также наличием желез, уменьшением размеров хрящевых островков.
— В бронхах малого калибра эпителий реснитчатый двухрядный, а затем однорядный, хрящей и желёз нет, мышечная пластинка слизистой оболочки становится более мощной по отношению к толщине всей стенки. Продолжительное сокращение мышечных пучков при патологических состояниях, например при бронхиальной астме, резко уменьшает просвет мелких бронхов и затрудняет дыхание. Следовательно, мелкие бронхи выполняют функцию не только проведения, но и регуляции поступления воздуха в респираторные отделы легких.
— Конечные (терминальные) бронхиолы имеют диаметр около 0,5 мм. Слизистая оболочка их выстлана однослойным кубическим реснитчатым эпителием, в котором встречаются щеточные клетки, секреторные (клетки Клара) и реснитчатые клетки. В собственной пластинке слизистой оболочки терминальных бронхиол расположены продольно идущие эластические волокна, между которыми залегают отдельные пучки гладких мышечных клеток. Вследствие этого бронхиолы легко растяжимы при вдохе и возвращаются в исходное положение при выдохе.
В эпителии бронхов, а также в межальвеолярной соединительной ткани встречаются отростчатые дендритные клетки, как предшественники клеток Лангерганса, так и их дифференцированные формы, принадлежащие к макрофагической системе. Клетки Лангерганса имеют отростчатую форму, дольчатое ядро, содержат в цитоплазме специфические гранулы в виде теннисной ракетки (гранулы Бирбека). Они играют роль антигенпредставляющих клеток, синтезируют интерлейкины и фактор некроза опухоли, обладают способностью стимулировать предшественники Т-лимфоцитов.
Респираторный отдел
Структурно-функциональной единицей респираторного отдела легкого является ацинус (acinus pulmonaris). Он представляет собой систему альвеол, расположенных в стенках респираторных бронхиол, альвеолярных ходов и альвеолярных мешочков, которые осуществляют газообмен между кровью и воздухом альвеол. Общее количество ацинусов в легких человека достигает 150 000. Ацинус начинается респираторной бронхиолой (bronchiolus respiratorius) 1-го порядка, которая дихотомически делится на респираторные бронхиолы 2-го, а затем 3-го порядка. В просвет названных бронхиол открываются альвеолы.
Каждая респираторная бронхиола 3-го порядка в свою очередь подразделяется на альвеолярные ходы (ductuli alveolares), а каждый альвеолярный ход заканчивается несколькими альвеолярными мешочками (sacculi alveolares). В устье альвеол альвеолярных ходов имеются небольшие пучки гладких мышечных клеток, которые на срезах видны как утолщения. Ацинусы отделены друг от друга тонкими соединительнотканными прослойками. 12-18 ацинусов образуют легочную дольку.
Респираторные (или дыхательные) бронхиолы выстланы однослойным кубическим эпителием. Реснитчатые клетки здесь встречаются редко, клетки Клара — чаще. Мышечная пластинка истончается и распадается на отдельные, циркулярно направленные пучки гладких мышечных клеток. Соединительнотканные волокна наружной адвентициальной оболочки переходят в интерстициальную соединительную ткань.
На стенках альвеолярных ходов и альвеолярных мешочков располагается несколько десятков альвеол. Общее количество их у взрослых людей достигает в среднем 300-400 млн. Поверхность всех альвеол при максимальном вдохе у взрослого человека может достигать 100-140 м², а при выдохе она уменьшается в 2-2½ раза.
Альвеолы разделены тонкими соединительнотканными перегородками (2-8 мкм), в которых проходят многочисленные кровеносные капилляры, занимающие около 75 % площади перегородки. Между альвеолами существуют сообщения в виде отверстий диаметром около 10-15 мкм — альвеолярных пор Кона. Альвеолы имеют вид открытого пузырька диаметром около 120…140 мкм. Внутренняя поверхность их выстлана однослойным эпителием — с двумя основными видами клеток: респираторными альвеолоцитами (клетки 1-го типа) и секреторными альвеолоцитами (клетки 2-го типа). В некоторой литературе вместо термина «альвеолоциты» используется термин «пневмоциты». Кроме того, у животных в альвеолах описаны клетки 3-го типа — щеточные.
Респираторные альвеолоциты, или альвеолоциты 1-го типа (alveolocyti respiratorii), занимают почти всю (около 95 %) поверхность альвеол. Они имеют неправильную уплощенную вытянутую форму. Толщина клеток в тех местах, где располагаются их ядра, достигает 5-6 мкм, тогда как в остальных участках она колеблется в пределах 0,2 мкм. На свободной поверхности цитоплазмы этих клеток имеются очень короткие цитоплазматические выросты, обращенные в полость альвеол, что увеличивает общую площадь соприкосновения воздуха с поверхностью эпителия. В цитоплазме их обнаруживаются мелкие митохондрии и пиноцитозные пузырьки.
К безъядерным участкам альвеолоцитов 1-го типа прилежат также безъядерные участки эндотелиальных клеток капилляров. В этих участках базальная мембрана эндотелия кровеносного капилляра может вплотную приближаться к базальной мембране эпителия альвеол. Благодаря такому взаимоотношению клеток альвеол и капилляров барьер между кровью и воздухом (аэрогематический барьер) оказывается чрезвычайно тонким — в среднем 0,5 мкм. Местами толщина его увеличивается за счет тонких прослоек рыхлой волокнистой соединительной ткани.
X Международная студенческая научная конференция
Студенческий научный форум — 2018
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке «Файлы работы» в формате PDF
Введение
Главным органом дыхания в человеческом организме являются легкие.
Лёгкие человека отвечают за дыхание и обогащения организма кислородом.
Легкие обеспечивают оптимальный уровень кислотно-основного баланса крови, иммунный ответ, фильтрацию микротромбов, регулирование коагуляции крови, вывод токсинов.
Таким образом, уникальное анатомическое строение легких человека полностью соответствует выполняемой ими функции, которую сложно переоценить.
Легкое и его строение
Легкие — важнейший парный орган человечего организма. Легкие занимают практически все пространство в грудной клетке, являясь базовым органом дыхательной системы. Размер и форма легких не постоянны и зависят от фазы дыхания.1
Свое название в русском языке этот орган получил благодаря свойству не тонуть в воде (за счет содержания воздуха внутри). Греческое слово pneumon и латинское — pulmunes также переводятся, как «легкое». Отсюда воспалительное поражение этого органа называется «пневмония». А лечением этого и других заболеваний легочной ткани занимается врач-пульмонолог.2
У человека легкие находятся в грудной полости и занимают при этом ее большую часть. Грудная полость ограничена спереди и сзади ребрами, внизу находится диафрагма. В ней также располагается средостение, содержащее в себе трахею, главный орган кровообращения — сердце, крупные (магистральные) сосуды, пищевод и некоторые другие важные структуры человеческого организма. Грудная полость не сообщается с внешней средой.
Каждый из этих органов снаружи полностью покрывается плеврой — гладкой серозной оболочкой, имеющей два листка. Один из них срастается с легочной тканью, второй — с грудной полостью и средостением. Между ними формируется плевральная полость, заполненная небольшим количеством жидкости. За счет отрицательного давления в плевральной полости и поверхностного натяжения жидкости в ней легочная ткань удерживается в расправленном состоянии. Помимо этого, плевра уменьшает ее трение о реберную поверхность при акте дыхания.
Легочная ткань напоминает мелкопористую губку розового цвета. С возрастом, а также при патологических процессах дыхательной системы, длительном курении цвет легочной паренхимы изменяется и становится темнее.
Легкое имеет вид неправильного конуса, верхушка которого обращена вверх и находится в области шеи, выступая на несколько сантиметров выше ключицы. Внизу, на границе с диафрагмой, легочная поверхность имеет вогнутый вид. Передняя и задняя его поверхность выпуклая (при этом на ней иногда наблюдаются отпечатки от ребер). Внутренняя боковая (медиальная) поверхность граничит со средостением и тоже имеет вогнутый вид.
На медиальной поверхности каждого легкого находятся так называемые ворота, через которые в легочную ткань проникает главный бронх и сосуды — артерия и две вены.
Размеры обоих легких не одинаковы: правое примерно на 10% больше левого. Это связано с расположением сердца в грудной полости: левее от срединной линии тела. Такое «соседство» обуславливает и их характерную форму: правое короче и шире, а левое — длинное и узкое. Форма этого органа зависит и от телосложения человека. Так, у худощавых людей оба легких более узкие и длинные, чем у тучных, что обусловлено строением грудной клетки.
Легкие у человека по анатомии подразделяются на три основные составляющие: бронхи, бронхиолы и ацинусы.3
Бронхи представляют собой полые трубчатые ветви трахеи и соединяют ее непосредственно с легочной тканью. Главной функцией бронхов является воздухопроведение.
Приблизительно на уровне пятого грудного позвонка трахея разделяется на два главных бронха: правый и левый, которые затем направляются в соответствующие легкие. В анатомии легких важное значение имеет система разветвлений бронхов, внешний вид которой напоминает древесную крону, поэтому ее так и называют — «бронхиальное дерево».
При вхождении главного бронха в легочную ткань он вначале разделяется на долевые, а затем — на более мелкие сегментарные (соответственно каждому легочному сегменту). Последующее дихотомическое (парное) деление сегментарных бронхов в конечном итоге приводит к образованию концевых и дыхательных бронхиол — самых мелких разветвлений бронхиального дерева.
По мере уменьшения диаметра бронхов (в процессе разветвления) хрящевая ткань и слизистая оболочка постепенно исчезают. Самые мелкие бронхи (бронхиолы) уже не содержат в своей структуре хряща, слизистая оболочка тоже отсутствует. Вместо нее появляется тонкий слой кубического эпителия.
Деление концевых бронхиол приводит к образованию нескольких порядков дыхательных. От каждой дыхательной бронхиолы во всех направлениях разветвляются альвеолярные ходы, которые слепо оканчиваются альвеолярными мешочками (альвеолами). Оболочка альвеол густо покрыта капиллярной сетью. Именно здесь и производится газообмен между вдыхаемым кислородом и выдыхаемым углекислым газом.
Диаметр альвеолы очень мал и колеблется от 150 мкм у новорожденного ребенка до 280-300 мкм у взрослого человека.
Внутренняя поверхность каждой альвеолы покрыта особым веществом — сурфактантом. Оно препятствует ее спадению, а также проникновению жидкости в структуры дыхательной системы. Помимо этого, сурфактант обладает бактерицидными свойствами и участвует в некоторых реакциях иммунной защиты.
Структуру, в состав которой входит дыхательная бронхиола и исходящие из нее альвеолярные ходы и мешочки, называют первичной долькой легкого. Установлено, что из одной конечной бронхиолы исходит приблизительно 14-16 дыхательных. Следовательно, такое количество первичных долек легкого образует главную структурную единицу паренхимы легочной ткани — ацинус.
Свое название эта анатомически-функциональная структура получила из-за характерного внешнего вида, напоминающего гроздь винограда (лат. Acinus — «гроздь»). В организме человека насчитывается приблизительно 30 тысяч ацинусов.
Общая площадь дыхательной поверхности легочной ткани за счет альвеол колеблется от 30 кв. метров при выдохе и до примерно 100 кв. метров при вдохе.
Ацинусы формируют дольки, из которых образуются сегменты, а из сегментов — доли, составляющие целое легкое.
В правом легком расположены три доли, в левом — две (из-за меньшего размера его). В обоих легких выделяется верхняя и нижняя доли, а правом — еще и средняя. Между собой доли отделены бороздками (фиссурами).
Доли подразделяются на сегменты, которые не имеют видимого разграничения в виде соединительнотканных прослоек. Обычно в правом легком насчитывается десять сегментов, в левом — восемь. Каждый сегмент содержит в своем составе сегментарный бронх и соответствующую ветвь легочной артерии. Внешний вид легочного сегмента имеет сходство с пирамидой неправильной формы, верхушка которой обращена к легочным воротам, а основание — к плевральному листку.
Верхняя доля каждого легкого имеет передний сегмент. В правом легком также имеется верхушечный и задний сегменты, а в левом — верхушечно-задний и два язычковых (верхний и нижний).
В нижней доле каждого легкого различают верхний, передне-, латерально- и заднебазальный сегменты. Помимо этого, в левом легком определяют медиобазальный сегмент.
В средней доле правого легкого выделяют два сегмента: медиальный и латеральный.
Таким образом, разделение по сегментам легких человека необходимо для определения четкой локализации патологических изменений легочной ткани, что особенно важно для практикующих врачей, например, в процессе лечения и наблюдения за течением пневмонии.
Особенности функций легкого
Главной функцией легких является газообмен, при котором из крови удаляется углекислый газ с одновременным насыщением ее кислородом, необходимым для нормального метаболизма практически всех органов и тканей человеческого организма.
При вдохе насыщенный кислородом воздух по бронхиальному дереву проникает в альвеолы. Туда же поступает «отработанная» кровь из малого круга кровообращения, содержащая большое количество углекислого газа. После газообмена углекислый газ опять же по бронхиальному дереву выводится наружу при выдохе. А насыщенная кислородом кровь поступает в большой круг кровообращения и направляется далее к органам и системам человеческого организма.
Акт дыхания у человека является непроизвольным, рефлекторным. За это отвечает особая структура головного мозга — продолговатый мозг (дыхательный центр). По степени насыщения крови углекислотой регулируется темп и глубина дыхания, которое становится глубже и чаще при повышении концентрации этого газа.
В легких нет мышечной ткани. Поэтому их участие в акте дыхания исключительно пассивное: расширение и сжатие при движениях грудной клетки.
В осуществлении дыхания участвуют мышечная ткань диафрагмы и грудной клетки. Соответственно, выделяют два типа дыхания: брюшное и грудное.
На вдохе объем грудной полости увеличивается, в ней создается отрицательное давление (ниже атмосферного), которое позволяет воздуху беспрепятственно поступать в легкие. Это осуществляется сокращением диафрагмы и мышечного каркаса грудной клетки (межреберных мышц), что приводит к поднятию и расхождению ребер.
На выдохе, наоборот, давление становится выше атмосферного, и выведение насыщенного углекислотой воздуха производится практически пассивным путем. При этом объем грудной полости уменьшается за счет расслабления дыхательных мышц и опускания ребер.
При некоторых патологических состояниях в акт дыхания включаются и так называемые вспомогательные дыхательные мышцы: шеи, брюшного пресса и т. д.
Количество воздуха, которое человек вдыхает и выдыхает за один раз (дыхательный объем) составляет около полулитра. В минуту совершается в среднем 16-18 дыхательных движений. За сутки через легочную ткань проходит более 13 тысяч литров воздуха.
Средняя емкость легких составляет примерно 3-6 литров. У человека она избыточна: во время вдоха мы используем только около одной восьмой части этой емкости.
Помимо газообмена, у легких человека есть и другие функции:
— участие в поддержании кислотно-щелочного баланса;
— выполняют теплообменную функцию, являются своеобразным кондиционером, увлажняющим и согревающим дыхательную смесь.
— выведение токсинов, эфирных масел, паров алкоголя и т. д.;
— поддержание водного баланса организма. В норме через легкие испаряется около полулитра воды в сутки. При экстремальных ситуациях суточное выведение воды может достигать 8-10 литров.
— способность задерживать и растворять конгломераты клеток, жировые микроэмболы и сгустки фибрина;
— участие в процессах свертывания крови (коагуляции).
— фагоцитарная активность — участие в работе иммунной системы.4
Следовательно, строение и функции легких человека находятся в тесной взаимосвязи, что позволяет обеспечивать бесперебойную работу всего человеческого организма.
Влияние здоровья легких на состояние организма
В настоящее время не каждый человек может сказать, что у него здоровые легкие, так как опасность таится для здоровья легких буквально на каждом шагу. Жизнь организма человека имеет прямую взаимосвязь с кислородом. Легкие способны получить данный газ непосредственно из воздуха, причем это единственный орган, способный справиться с такой задачей.5
Здоровье организма человека получает существенный «удар» от окружающей нас среды, чрезмерно загазованной, загрязненной веществами оказывающими пагубное воздействие на него. Соединения химических элементов обладают способностью складироваться не только на дыхательных органах, но и в дыхательных путях.
Следствием этого, человек подвержен целому «букету заболеваний», среди которых наиболее опасные бронхиальная астма, аллергия, боли в суставах, бронхит. Нельзя забыть и про курение, пристрастие к алкоголю, которые ничего хорошего для состояния легких не предвещают.6
Процесс дыхания человеком осуществляется при помощи легких, парных органов.
Таким образом, игнорируя заботу о нормальном состоянии легких, заболевания дыхательных путей могут буквально пучиной поглотить организм человека, и исправить положение будет достаточно проблематично.
Заключение
Главным органом дыхания в человеческом организме являются легкие.
В настоящее время не каждый человек может сказать, что у него здоровые легкие, так как опасность таится для здоровья легких буквально на каждом шагу. Жизнь организма человека имеет прямую взаимосвязь с кислородом. Легкие способны получить данный газ непосредственно из воздуха, причем это единственный орган, способный справиться с такой задачей.
Таким образом, уникальное анатомическое строение легких человека полностью соответствует выполняемой ими функции, которую сложно переоценить.
Список используемой литературы
Основы физиологии человека //Под ред. академика РАМН Б.И. Ткаченко. — Санкт-Петербург: Международный фонд истории науки, — Том 2, 2004
Анатомия человека. — М.: изд-во «Мир энциклопедий», 2006. — 240 с.
М.Р. Сапин «Анатомия человека, I том, — М., «Медицина» 2003
Анатомия человека. Учебное пособие. — М.: Феникс, 2006. — 116 с.
Лисицин Ю.Г. Образ жизни и здоровье населения. М.: «Знание». 2007 г.
Пичугина Е.А. «Легко ли иметь здоровые легкие?». Газета «Московский комсомолец» № 25780 от 25 октября 2011
Алексеев С.В. Экология человека: Учеб. / С.В. Алексеев, Ю.П. Пивоваров, О.И. Янушанец. — М.: Икар, 2002. -770 с.: ил.
1 Основы физиологии человека / Под ред. академика РАМН Б.И. Ткаченко. — Санкт-Петербург: Международный фонд истории науки, — Том 2 2004
2 Анатомия человека. — М.: изд-во «Мир энциклопедий», 2006. — 240 с.
3 М.Р. Сапин «Анатомия человека, I том, — М., «Медицина» 2003
4 Анатомия человека. Учебное пособие. — М.: Феникс, 2006. — 116 с.
5 Лисицин Ю.Г. Образ жизни и здоровье населения. М.: «Знание». 2007 г.
6 Пичугина Е.А. «Легко ли иметь здоровые легкие?». Газета «Московский комсомолец» № 25780 от 25 октября 2011
- Frédault, «Histoire de la médecine» (П., 1970).
- М.П. Киселева, З.С. Шпрах, Л.М. Борисова и др. Доклиническое изучение противоопухолевой активности производного N-гликозида индолокарбазола ЛХС-1208. Сообщение II // Российский биотерапевтический журнал. 2015. № 3. С. 41-47.
- Daremberg, «Histoire des sciences médicales» (П., 1966).
- https://vmede.org/index.php?topic=847.0.
- https://scienceforum.ru/2018/article/2018002658.
- Moustafine R. I., Bukhovets A. V., Sitenkov A. Y., Kemenova V. A., Rombaut P., Van den Mooter G. Eudragit® E PO as a complementary material for designing oral drug delivery systems with controlled release properties: comparative evaluation of new interpolyelectrolyte complexes with countercharged Eudragit® L 100 copolymers. Molecular Pharmaceutics. 2013; 10(7): 2630–2641. DOI: 10.1021/mp4000635.
- Daremberg, «Histoire des sciences médicales» (П., 1966).
- М.П. Киселева, З.С. Шпрах, Л.М. Борисова и др. Доклиническое изучение противоопухолевой активности производного N-гликозида индолокарбазола ЛХС-1208. Сообщение I // Российский биотерапевтический журнал. 2015. № 2. С. 71-77.
- Wunderlich, «Geschichte der Medicin» (Штуттгардт, 1958).
