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.