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.
Краткая анатомия легких
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 воздухоносные пути, которые состоят из бронхиального дерева и альвеолярного дерева.
Ниже будут рассмотрены особенности кровоснабжения системы легких.
Артерии, вены, сосуды и капилляры 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 паренхиму легких. 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.
Дефицит напряжения кислорода
Главной функцией сосудов малого круга кровообращения является газообмен в легких. Тогда как бронхиальные сосуды 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 легочную вену 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.
Объем крови в легких
Как сказано выше, главной функцией легких 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.
Давление 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.
Неравномерность кровоснабжения 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).
Нервная регуляция
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.
Гуморальная регуляция
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 регуляция кровоснабжения 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.
