Легкие человека — это орган, обеспечивающий процесс дыхания. Но они не являются единственными, кто участвует в нем. Это заблуждение присуще многим. Дыхание обеспечивают: ноздри, ротовая полость, гортань, трахея, мышцы груди и другие. Задача же самих легких снабжать кровь, а именно эритроциты (красные кровяные клетки) в ней, кислородом, обеспечивая его переход из вдыхаемого воздуха к клеткам.
Легкие расположены в грудной клетке и заполняют большую ее часть. Легкие представляют собой сложную структуру из сплетения кровеносных, воздухоносных, лимфатических и нервных путей. Между легкими и другими органами (желудок, селезенка, печень и пр.) находится диафрагма, разделяющая их.
Следует отметить, что правое и левое легкое анатомически разные. Главным отличием является количество долей. Если у правого их три (нижняя, верхняя и средняя), то у левого всего две (нижняя и верхняя). Также левое легкое в длину больше правого.
Внутри легких находятся бронхи. Они разделены на сегменты, которые четко отделены друг от друга. Всего в легких 18 таких сегментов: 10 в правом и 8 в левом соответственно. В дальнейшем бронхи разветвляются на доли. Всего их насчитывается примерно 1600 - по 800 на каждое легкое.
Бронхиальные доли разделяются на альвеолярные ходы (от 1 до 4 штук), на конце которых расположены альвеолярные мешочки, из которых открываются альвеолы. Все это вместе называется собирательным названием которые состоят из и альвеолярного дерева.
Ниже будут рассмотрены особенности кровоснабжения системы легких.
Диаметр легочной артерии и отходящих от нее ветвей (артериол) более 1 мм. Они обладают эластичной структурой, благодаря чему смягчается пульсация крови при систолах сердца, когда происходит выброс крови правым желудочком в легочный ствол. Артериолы и капилляры тесно сплетаются с альвеолами, тем самым образуя Количество таких сплетений определяет уровень кровоснабжения легких при вентиляции.
Капилляры большого круга обращения имеют размеры диаметром 7-8 микрометров. В то же время в легких имеется 2 вида капилляров. Широкие, диаметр которых находится в пределах от 20 до 40 микрометров, и узкие — диаметром от 6 до 12 микрометров. Площадь капилляров внутри человеческих легких составляет 35-40 квадратных метров. Сам переход кислорода в кровь происходит через тонкие стенки (или мембраны) альвеол и капилляров, которые работают как единое функциональное целое.
Главной функцией сосудов малого круга кровообращения является газообмен в легких. Тогда как обеспечивают питание тканей самих легких. Сеть венозных бронхиальных сосудов проникает как в систему большого круга (правое предсердие и непарная вена), так и в систему малого круга (левое предсердие и легочные вены). Поэтому по системе большого круга 70% крови, проходящей через бронхиальные артерии, не доходит до правого желудочка сердца, и проникает в через капиллярные и венозные анастомозы.
Описанное свойство ответственно за формирование так называемого физиологического недостатка кислорода в крови большого круга. Смешивание бронхиальной венозной крови с артериальной кровью легочных вен понижает количество кислорода по сравнению с тем, каким оно было в легочных капиллярах. Хотя данная особенность почти никак не сказывается на повседневной жизни человека, она может сыграть свою роль при различных заболеваниях (эмболия, митральный стеноз), приводя к серьезной дыхательной недостаточности. Для нарушения кровоснабжения доли легкого характерны: гипоксия, синюшность кожных покровов, обморок, учащенное дыхание и пр.
Как сказано выше, главной является обеспечение переноса кислорода из воздуха в кровь. Легочная вентиляция и кровоток — это 2 параметра, которые определяют насыщенность кислородом (оксигенация) крови в легких. Также имеет значение соотношение вентиляции и кровотока между собой.
Количество крови, которое проходит за минуту через легкие, примерно одинаковое с МОК (минутным обращением крови) в системе большого круга. В состоянии покоя величина этого обращения равняется 5-6 литрам.
Легочным сосудам характерна большая растяжимость, так как их стенки тоньше чем у схожих сосудов, например, в мышцах. Таким образом, они выполняют роль своеобразного хранилища крови, увеличиваясь в диаметре под нагрузкой и перенося большие объемы крови.
Одной из особенностей кровоснабжения легких является то, что в малом круге сохраняется низкое давление. Давление в легочной артерии в среднем составляет от 15 до 25 миллиметров ртутного столба, в легочных венах — от 5 до 8 мм рт. ст. Иными словами, движение крови в малом круге определяется разницей давления и составляет от 9 до 15 мм рт. ст. И это значительно меньше давления внутри большого круга кровообращения.
Следует отметить, что при физической нагрузке, приводящей к значительному увеличению кровотока в малом круге, не происходит увеличения давления благодаря эластичности сосудов. Эта же физиологическая особенность предупреждает отек легких.
Низкое давление в малом круге является причиной неравномерного насыщения кровью легких от их верхней части к основанию. В вертикальном состояние человека наблюдается разница между кровоснабжением верхних долей и нижних, в пользу уменьшения. Это происходит из-за того, что движение крови от уровня сердца к верхним долям легких осложнено гидростатическими силами, зависящих от высоты столба крови на уровнях между сердцем и верхушкой легких. Одновременно с этим гидростатические силы, наоборот, способствуют продвижению крови вниз. Такая неоднородность движения крови разделяет легкие на три условные части (верхняя, средняя и нижняя доля), которые называются зонами Веста (первая, вторая и третья соответственно).
Кровоснабжение и иннервация легких связаны и работают как единая система. Обеспечение сосудов нервами происходит с двух сторон: афферентной и эфферентной. Или также называемые вагусной и симпатической. Афферентная сторона иннервации происходит за счет блуждающих нервов. То есть нервными волокнами, связанных с чувствительными клетками узловатого ганглия. Эфферентная же обеспечивается шейными и верхне-грудными нервами узлами.
Кровоснабжение легких и анатомия этого процесса сложны, и состоят из множества органов, включая нервную систему. Наибольшее влияние она оказывает на большой круг кровообращения. Так, возбуждение нервов стимуляцией электричеством в малом круге приводит к увеличению давления только на 10-15%. Иначе говоря, несущественно.
Крупные сосуды легких (в особенности легочная артерия) обладают крайне высокой реакцией. Увеличение давления в легочных сосудах приводит к замедлению ритма сердцебиения, уменьшению артериального давления, наполнению селезенки кровью, расслаблению гладких мышц.
Катехоламин и ацетилхолин в регуляции большого круга имеют большее значение, чем малого. Введение одинаковых доз катехоламина в сосуды разных органов показывает, что в малом круге вызывается меньшее сужение просвета кровеносных сосудов (вазоконстрикция). Повышение количества ацетилхолина в крови приводит к умеренному увеличению объемов легочных сосудов.
Гуморальная в легких и легочных сосудах осуществляется с помощью препаратов, содержащих такие вещества, как: серотонин, гистамин, ангиотензин-II, простагландин-F. Их введение в кровь приводит к сужению легочных сосудов в малом круге кровообращения и повышению давления в легочной артерии.
Кровоснабжение головного мозга осуществляется внутренними сонными и позвоночными артериями, которые в основании мозга связаны друг с другом и образуют артериальный круг. Характерной особенностью является то, что мозговые артерии входят в ткань мозга не в одном месте, а распространяются по поверхности мозга, отдавая тонкие ветви. Данная особенность обеспечивает равномерное распределение кровотока по поверхности мозга и оптимальные условия кровоснабжения .
Отток крови из головного мозга происходит по поверхностным и глубоким венам, впадающим в венозные синусы твердой мозговой оболочки и далее во внутренние яремные вены. Особенностью венозных сосудов головного мозга является отсутствие в них клапанов и наличие большого числа анастомозов , препятствующих застою венозной крови.
Рис. 1. Распределение минутного объема кровообращения (МОК) в различных органах в покое
Капилляры сосудов головного мозга обладают специфической избирательной проницаемостью, что обеспечивает транспорт одних веществ из крови в ткани мозга и задержку других.
Регуляция кровотока в головном мозге происходит с помощью нервной и гуморальной систем. Нервная система осуществлет регуляцию по рефлекторному типу. Большое значение при этом имеют барорецепторы каротидного тельца, расположенного в месте разветвления сонной артерии. Центральное звено регуляции находится в сосудодвигательном центре . Эфферентное звено реализуется через норадренергическую и холинергическую иннервацию сосудов. Из гуморальных факторов особенно сильное влияние на мозговые сосуды оказывает диоксид углерода. Увеличение напряжения С0 2 в артериальной крови приводит к увеличению мозгового кровотока.
Рис. Кровообращение головного мозга
Значительно влияние на тонус сосудов и концентрации ионов водорода в межклеточной жидкости мозга. На уровень мозгового кровотока влияет также концентрация ионов калия.
Особенности мозгового кровообращения и кровоснабжения
Сердце кровоснабжается из двух венечных (коронарные) артерий, которые начинаются от луковицы аорты ниже верхних краев полулунных клапанов аорты. Во время систолы желудочков вход в венечные артерии прикрывается клапанами, а сами артерии частично пережимаются сокращенным миокардом, и кровоток через них резко ослабевает. Во время диастолы напряжение в стенке миокарда падает, входные отверстия венечных артерий не закрываются полулунными клапанами и кровоток в них увеличивается.
Регуляция коронарного кровотока происходит с помощью нервных и гуморальных влияний, а также внутриорганным механизмом.
Нервная регуляция осуществляется с помощью симпатических адренергических волокон, оказывающих сосудорасширяющий эффект. За гуморальную регуляцию ответственны метаболические факторы. Более важную роль играет напряжение кислорода в крови: при его снижении венечные сосуды расширяются. Этому также способствует повышенная концентрация в крови диоксида углерода, молочной кислоты и ионов калия. Ацетилхолин расширяет венечные артерии, адреналин вызывает сужение венечных артерий и вен.
Внутриорганные механизмы включают миогенную ауторегуляцию, осуществляемую за счет реакции гладких мышц венечных артерий на изменение давления.
Рис. Схема кровообращения сердца
Особенности кровообращения и кровоснабжения сердца:
Рис. 1. Изменение коронарного кровотока в систолу и диастолу
Кровоток сердца осуществляется по системе коронарных сосудов (венечных сосудов). Коронарные артерии отходят от основания аорты. Левая из них снабжает кровью левое предсердие, левый желудочек и частично межжелудочковую перегородку; правая — правое предсердие, правый желудочек, а также частично межжелудочковую перегородку и заднюю стенку левого желудочка. Ветви левой и правой артерий имеют небольшое число анастомозов.
Большая часть (80-85%) венозной крови оттекает от сердца через систему вен, сливающихся в венозный синус, и передние сердечные вены. По этим сосудам кровь попадает непосредственно в правое предсердие. Остальные 10-15% венозной крови поступают через мелкие вены Тебезия в желудочки.
Миокард имеет в 3-4 раза большую плотность капилляров, чем скелетная мышца, и на один сократительный кардиомиоцит левого желудочка приходится один капилляр. Межкапиллярное расстояние в миокарде очень маленькое (около 25 мкм), что создает хорошие условия для захвата кислорода клетками миокарда. В покое через коронарные сосуды протекает 200-250 мл крови в 1 мин. Это составляет приблизительно 5% от МОК, в то время как масса сердца (300 г) составляет всего лишь 0,5% от массы тела.
Кровоток в сосудах, пронизывающих миокард левого желудочка, во время систолы снижается вплоть до полной остановки. Это обусловлено: 1) сжатием сосудов сокращающимся миокардом; 2) частичным перекрытием устьев коронарных артерий створками аортального клапана, открывающимися во время систолы желудочков. Внешнее давление на сосуды миокарда левого желудочка эквивалентно величине напряжения миокарда, создающего во время систолы давление на кровь в полости левого желудочка около 120 мм рт. ст. При таком внешнем давлении сосуды миокарда левого желудочка могут полностью пережиматься, а кровоток через миокард и доставка к его клеткам кислорода и питательных веществ на доли секунды прекращаются. Питание миокарда левого желудочка осуществляется преимущественно во время его диастолы. В правом желудочке отмечается лишь небольшое снижение кровотока, так как величина напряжения миокарда в нем небольшая и внешнее давление на сосуды составляет не более 35 мм рт. ст.
Потребление энергии и кислорода миокардом возрастают при увеличении частоты сердечных сокращений. При этом уменьшение длительности сердечного цикла идет главным образом за счет укорочения длительности диастолы. Таким образом, при тахикардии, когда потребность миокрада в кислороде возрастает, условия для его поступления из артериальной крови к миокарду ухудшаются. Поэтому при недостаточности коронарного кровотока нельзя допускать развития тахикардии.
Важную роль в защите миокарда левого желудочка от недостатка кислорода во время систолы играет миоглобин. Он по строению и свойствам подобен гемоглобину, но может связывать кислород и диссоциировать при низком напряжении кислорода. Во время диастолы при интенсивном притоке крови миоглобин связывает кислород и переходит в оксимиоглобин. При систоле, когда резко снижается напряжение кислорода в миокарде, миоглобин диссоциирует с высвобождением свободного кислорода и предохраняет миокард от гипоксии.
Особенностью кровоснабжения легких является наличие кровотока через бронхиальные артерии (сосуды большого круга кровообращения) и через малый круг кровообращения. Кровь, поступающая от бронхиальных артерий, обеспечивает питание самих тканей легких, а легочный кровоток обеспечивает газообмен между альвеолярным воздухом и кровью.
Нервная регуляция просвета легочных сосудов происходит за счет влияния симпатических и парасимпатических волокон. Повышение давления в легочных сосудах приводит к рефлекторному снижению артериального давления и урежению сердечных сокращений. Парасимпатическая система оказывает сосудорасширяющее действие. Гуморальная регуляция зависит от содержания в крови серотонина, гнетами на, простагландинов. При увеличении концентрации этих веществ легочные сосуды сужаются и повышается давление в легочном стволе. Снижение уровня кислорода во вдыхаемом воздухе приводит к сужению легочных сосудов и повышению давления в легочном стволе.
Особенности легочного кровоснабжения
Кровь к печени поступает по печеночной артерии и воротной вене. Оба эти сосуда образуют междолевые артерии и вены, которые проникают в паренхиму печени и формируют систему синусов печени. В центре каждой дольки синусоиды объединяются в центральную вену, которые сливаются в собирательные вены, а затем в ветви печеночной вены. Для сосудов печени характерна развитая ауторегуляция. Симпатические нервные волокна осуществляют сосудосуживающее действие.
Артериальная кровь для питания легочной ткани и стенок бронхов поступает в легкие по бронхиальным ветвям из грудной части аорты. Кровь от стенок бронхов по бронхиальным венам оттекает в притоки легочных вен, а также в непарную и полунепарные вены.
По левой и правой легочным артериям в легкие поступает венозная кровь, которая в результате газообмена обогащается кислородом, отдает углекислоту и становится артериальной.
Артериальная кровь из легких по легочным венам оттекает в левое предсердие.
Лимфатические сосуды легких впадают в бронхолегочные, нижние и верхние трахеобронхиальные лимфатические узлы.
Иннервация легких осуществляется из блуждающего нерва и из симпатического ствола, ветви которых в области корня легкого образуют легочное сплетение, plexus pulmonalis . Ветви этого сплетения по бронхам и кровеносным сосудам проникают в легкое. В стенках крупных бронхов имеются сплетения нервных волокон в адвентиции, мышечной и слизистой оболочках.
На пути лимфатических сосудов легкого лежат бронхолегочные лимфатические узлы. Внутриорганные бронхолегочные узлы располагаются в каждом легком в местах разветвления главного бронха на долевые и долевых на сегментарные, а внеорганные (корневые) группируются вокруг главного бронха, возле легочных артерии и вен. Выносящие лимфатические сосуды правых и левых бронхолегочных узлов направляются к нижним и верхним трахеобронхиальным лимфатическим узлам. Иногда они впадают непосредственно в грудной проток, а также в превенозные узлы (справа) и предаортокаротидные (слева).
Нижние трахеобронхиальные (бифуркационные) лимфатические узлы , nodi lymphatici tracheobronchiales inferiores , лежат под бифуркацией трахеи, а верхние трахеобронхиальные (правые и левые) лимфатические узлы, nodi lymphatici tracheobronchiales superiores dextri et sinistri , находятся на боковой поверхности трахеи и в трахеобронхиальном углу, образованном латеральной поверхностью трахеи и верхней полуокружностью главного бронха соответствующей стороны. К этим лимфатическим узлам направляются выносящие лимфатические сосуды бронхолегочных узлов, а также других висцеральных и париетальных узлов грудной полости. Выносящие лимфатические сосуды правых верхних трахеобронхиальных узлов участвуют в формировании правого бронхосредостен-ного ствола. Имеются также пути оттока лимфы из правых верхних трахеобронхиальных лимфатических узлов в сторону левого венозного угла. Выносящие лимфатические сосуды левых верхних трахеобронхиальных лимфатических узлов впадают в грудной проток.
Доли легких
Каждое легкое посредством борозд fissura interlobares делится на доли.
Правое легкое: - lobi superior
Левое легкое: - lobi superior
2- главные бронхи
3- долевые бронхи
4- сегментарные бронхи
7- нижняя доля правого легкого
8- сегмент
1- главные бронхи
2,3,4- долевые и сегментарные бронхи
5-15- ветви сегментарных бронхов, дольковый бронх и его разветвления
16- конечная бронхиола
17-19 дыхательные бронхиолы (три порядка ветвления)
20- 22 альвеолярные ходы (три порядка ветвления)
23- альвеолярные мешочки
Строение легочной дольки
1- дольковый бронх
2- ветвь легочной артерии
3- легочный лимфатический узел
4- лимфатический сосуд
5,12- терминальные бронхиолы
6- респираторные бронхиолы
7- альвеолярный проток
8,9- легочные альвеолы
10- плевра
11- приток легочной вены
13- ветвь бронхиальной артерии
14- приток бронхиальной вены
Бронхолегочный сегмент
Функционально-морфологическая единица легкого, представленная участком легочной доли (вторичная долька), вентилируемым одним бронхом третьего порядка и кровоснабжаемым одной артерией.
Сегменты правого легкого
Верхняя доля: - верхушечный
Передний
Средняя доля: - латеральный
Медиальный
Нижняя доля: - верхушечный
Медиальный (сердечный)
Передний базальный
Задний базальный
Сегменты левого легкого
Верхняя доля: - верхушечный
Передний
Верхний язычковый
Нижний язычковый
Нижняя доля: - верхушечный
Медиальный (сердечный)
Передний базальный
Латеральный базальный
Задний базальный
Сосуды малого круга кровообращения
Легочный ствол trunkus pulmonalis (венозная кровь) и Легочные вены venae pulmonalis (артериальная кровь), в количестве двух пар, правой и левой.
Нервы легких происходят из plexus pulmonalis, который образуется ветвями n.vagus и trunkus sympathikus.
В бронхах различают три нервных сплетения: в адвентиции, мышечном слое и под эпителием.
1 – трахея
2 - n. vagus sinister
3 - n. recurrens sinister
4,11 - легочные ветви блуждающего нерва
5 - легочная артерия
6 – легочная вена
7 – нисходящая аорта
8 – пищевод
9 -легочная вена
10 –легочная артерия
12 - n. recurrens dexter
13 - n. vagus dexter.
1- грудной лимфатический проток
2- легочная артерия
3- легочные вены
4- грудная аорта
5- пищевод
6- дуга аорты
7- непарная вена
8- верхняя полая вена
9- правый лимфатический проток
Внутрилегочный бронх (ВБ), проникая в верхушку дольки, утрачивает хрящевые пластинки и становится претерминальной бронхиолой (ПБ) . Последняя делится на 50-80 терминальных бронхиол (ТБ), которые, в свою очередь, ветвятся, образуя около 100-200 респираторных бронхиол (РБ) . Последние подразделяются на 600-1000 альвеолярных ходов (АХ) , в которые открываются легочные альвеолы (А). Респираторная бронхиола с соответствующими альвеолярными ходами формирует небольшую дольковую субъединицу, называемую легочным ацинусом (ЛА). Легочная долька образована 200-300 ацинусами.
Ацинус в правой части рисунка срезан, чтобы показать ветвление респираторной бронхиолы на два альвеолярных хода, в которые открываются альвеолы. Внешний вид альвеол с эластическими «корзинками» (ЭК) изображен в середине рисунка. Характерно, что первые альвеолы образуются на уровне респираторной бронхиолы (РБ). Слева на рисунке изображена капиллярная сеть, окружающая альвеолы.
- Функциональная васкуляризация осуществляется ветвями легочной артерии (ЛАр), которые сопровождают ветвления бронхов и входят в верхушку легочной дольки. Внутри дольки артерия следует по бронхиальным ветвлениям к респираторной бронхиоле. Здесь она переходит в капиллярную сеть (Кап) вокруг альвеол. Обогащенная кислородом кровь (темно-серая на рисунке) собирается в короткие вены (KB) на периферии дольки, затем поступает в вены висцеральной плевры (ВПв), а отсюда в вены междольковых перегородок (ВМП). На верхушке дольки вены междольковых перегородок сливаются, формируя одну из ветвей легочной вены (ЛВ).
- Питательная васкуляризация для легочной стромы и висцеральной плевры обеспечивается бронхиальными артериями (БА), которые сопровождают внутрилегочные бронхи и бронхиолы вплоть до респираторных бронхиол, где они анастомозируют с мелкими ветвями легочной артерии. Направление кровяного потока показано стрелками.
серозной оболочкой (СО) , или мезотелием, - однослойным плоским эпителием, расположенным между плевральной полостью и подлежащей тканью;
подсерозной основой (ПО) - слоем плотной соединительной ткани со множеством эластических волокон (ЭВ), расходящихся в междольковые перегородки. Лимфатические сосуды и большое количество чувствительных нервных окончаний также проходят через подсерозную основу.
Строение пристеночной плевры во многом идентично строению висцеральной плевры.