Верхние дыхательные пути – это звено многокомпонентной системы дыхания, которая осуществляет поглощение кислорода из окружающей среды, перенос его к тканям, окислительные реакции в тканях, перенос углекислого газа к легким и его выведение во внешнюю среду.
Функции верхних дыхательных путей
Анатомически аппарат дыхания состоит из воздухоносных (дыхательных) путей и респираторного отдела легких. Дыхательные пути выполняют преимущественно воздухопроводящую функцию, в респираторном отделе легких происходит газообмен – венозная кровь обогащается кислородом, а избыток углекислого газа выделяется в альвеолярный воздух.
Дыхательные пути подразделяют на верхний и нижний отделы. Верхние дыхательные пути – это полости носа, носоглотка, ротовая часть глотки. Нижние дыхательные пути – это гортань, трахея, вне- и внутрилегочные бронхи.
Слизистая оболочка дыхательных путей выполняет барьерную и защитную функцию так же, как и все покровные эпителии органов, соприкасающихся с внешней средой. Верхние дыхательные пути – это своеобразная калориферно-очистительная коммуникация. Здесь вдыхаемый воздух нагревается, очищается – из него удаляются токсические вещества и инородные частицы, и увлажняется. Вдыхаемый воздух эффективно очищается за счет того, что дыхательные пути выстланы мерцательным эпителием, а расположенные в стенках железы секретируют слизь.
Итак, дыхательные пути выполняют следующие функции:
- доставка воздуха к респираторному отделу легких;
- очистка, согревание, увлажнение воздуха;
- барьерно-защитная;
- секреторная – выделение слизи.
Физиология дыхательной системы (как наука) изучает транспорт дыхательных газов в разных условиях и нервные механизмы регуляции дыхания.
Строение слизистой оболочки и роль слизи в дыхательных путях
Слизистая оболочка верхних дыхательных путей имеет многорядный мерцательный эпителий, который содержит клетки, разные по функциям и форме:
- реснитчатые – обладают мерцательными ресничками;
- бокаловидные (секреторные) – выделяют слизь;
- микроворсинчатые (в носовых ходах) – хеморецепторные (обеспечивают обоняние);
Базальные клетки – камбиальные клетки, делятся и превращаются в бокаловидные или реснитчатые.
Слизь вырабатывается в секреторных клетках, которые называют бокаловидными. Клетки накапливают муциноген – вещество, активно адсорбирующее воду. Из-за скопления воды клетки разбухают, муциноген превращается в муцин – основной компонент слизи. Набухшие клетки похожи на бокал – в узкой части остается ядро, в расширенной – образованная слизь. Когда слизи накапливается слишком много, стенки клетки разрушаются, слизь выходит в просвет наружного носа и глотки, проявляясь слизистыми выделениями из носа. Слизь выделяется и в нижних отделах дыхательной системы, что проявляется продуктивным – влажным кашлем.
Слизь покрывает эпителий дыхательных путей слоем до 7 мкм. За сутки у здорового человека секретируется до 0,75 мл этого секрета на 1 кг веса, то есть, если человек весит около 60 кг, объем назальной секреции составит примерно 45 мл. Во время воспаления слизистой носа объем может возрасти до одного-двух литров.
Слизь содержит факторы неспецифической и специфической защиты, благодаря которым она обладает противовирусным и антибактериальным действием. К тому же слой слизи защищает выстилку дыхательных путей от различных повреждений: термических, механических, обусловленных изменением химического состава воздуха или его влажности.
Механизм очищения воздуха
Верхние дыхательные пути – это система, эффективно очищающая вдыхаемый воздух. Очищение воздуха особенно эффективно при носовом дыхании. Во время прохождения воздуха сквозь довольно узкие носовые ходы возникают вихревые движения. Крупные частички пыли воздуха ударяются о стенки носовых ходов, а также носоглотки и гортани, в это время прилипают к слизи, покрывающей пути дыхательных органов. Описанный механизм очищения атмосферного воздуха настолько эффективен, что в нижние отделы путей попадают частички не более 4-6 мк.
В нижних отделах – бронхах и трахее очищению воздуха от крупных частиц пыли способствует деятельность мерцательного эпителия.
Очищению воздуха способствуют и врожденные рефлексы – кашель и чихание. Чихание возникает при поступлении крупных частиц пыли в нос, кашель – в трахею и бронхи. Эти рефлексы очищают дыхательные пути от раздражающих агентов и останавливают их попадание в легкие, поэтому относятся к защитным. При рефлекторном чихании воздух с силой выбрасывается через нос, в результате носовые ходы очищаются.
Роль ресничек слизистой оболочки дыхательных путей
Любая реснитчатая клетка имеет на поверхности до 200 ресничек. Они цилиндрической формы и содержат особые структуры, обеспечивающие сокращение и расслабление. В результате реснички совершают колебательные однонаправленные движения – до 250 за минуту. Движение всех ресничек скоординировано: их колебание проталкивает слизь вместе с инородными телами от наружного носа по направлению к носоглотке. Далее слизь заглатывается и попадает в желудок. Реснички слизистой носовой полости лучше всего работают при рН 5,5-6,5 и температуре 18-37 °С. При снижении влажности воздуха, понижении температуры ниже 10 °С, изменении кислотности колебание ресничек прекращается.
Ротовое дыхание
При дыхании через рот воздух минует дыхательные пути – он не согревается, не очищается и не увлажняется. Поэтому если пациент задает вопрос, как правильно дышать – носом или ртом, то ответ однозначен. Постоянное дыхание через рот ведет к различным патологиям, в первую очередь, к учащению простудных заболеваний. Особенно опасно дыхание через рот у детей. Из-за постоянно открытого рта язык не упирается в свод неба и это приводит к разнообразным нарушениям – неправильному формированию зубов, прикуса, проблемам с произношением. Ротовое дыхание недостаточно для полноценной оксигенации тканей, главным образом, мозга. В результате ребенок становится раздражительным, невнимательным.
Функции носа
Через полость носа проходит весь вдыхаемый и выдыхаемый воздух. Здесь воздух согревается, очищается, увлажняется. Выделяют главные и второстепенные функции носа. К главным относят:
- дыхательную;
- защитную;
- обонятельную.
К второстепенным функциям относят:
- мимическую;
- речевую, или резонаторную – за счет полости и околоносовых пазух создаются носовые звуки;
- рефлекторную;
- слезопроводную (слезоносовой канал открывается в нижний носовой ход);
- выделительную – выделение токсинов вместе со слизью;
- барофункцию – используют ныряльщики и военные.
Анатомия носа
Анатомия носа и околоносовых пазух довольно сложная. Строение носа и его пазух имеет большое клиническое значение, поскольку они расположены очень близко к головному мозгу, а также ко многим магистральным сосудам, которые могут быстро распространить патогенные агенты по организму.
Нос с анатомической точки зрения включает:
- наружный нос;
- носовую полость;
- околоносовые пазухи.
Строение наружной части носа
Наружная часть носа образована костно-хрящевым остовом треугольной формы, покрытым кожей. Овальные отверстия – ноздри открываются каждое в клиновидную полость носа, эти полости разделены перегородкой.
Наружный нос (как анатомическое образование) состоит из трех частей:
- Костный остов.
- Хрящевая часть.
- Мягкие ткани.
Костный остов наружного носа образован небольшими по размеру носовыми костями и лобными отростками верхней челюсти.
Средняя часть и нижние две трети носа состоят из хряща. Хрящевая часть состоит из:
- боковых хрящей (верхнелатеральные);
- больших крыльных хрящей, расположенных в каудальной части носа;
- дополнительных хрящей, расположенных сзади от больших крыльных;
- непарного хряща перегородки.
Конфигурация части наружного носа, расположенной ниже кончика, зависит от формы, размеров, расположения медиальных и средних ножек крыльных хрящей. Изменения формы хряща здесь сильно заметны, поэтому эта область часто подвергается воздействию пластических хирургов.
Форма носа зависит от строения и взаимного расположения костных и хрящевых компонентов, а также от количества подкожно-жировой клетчатки, кожи и состояния некоторых мышц носа. Тренировка некоторых мышц может изменить форму носа.
Мягкие ткани наружного носа представлены мышцами, жиром и кожей.
Носовая перегородка образована костью, хрящом и мембранозной порцией. В формировании перегородки участвуют следующие кости: перпендикулярная пластинка решетчатой кости, сошник, носовая кость, носовой гребень верхней челюсти.
У большинства людей перегородка носа несколько искривлена, но нос выглядит симметрично. Однако часто искривление перегородки ведет к нарушению носового дыхания. В этом случае пациенту нужно обратиться к хирургу.
Строение носовой полости
Три губчатых завитка, выступающих из боковых стенок ноздрей, - раковины частично разделяют полости носа на четыре незамкнутых прохода – носовых прохода.
Полость носа условно делят на преддверие и дыхательную часть. Слизистая оболочка преддверия носа включает многослойный плоский неороговевающий эпителий и собственно пластинку слизистой. В дыхательной части слизистая содержит однослойный многорядный реснитчатый эпителий.
Слизистая оболочка дыхательной части носа представлена двумя областями:
1. Слизистая оболочка верхних носовых ходов и верхней трети носовой перегородки. Это обонятельная область.
2. Слизистая оболочка среднего и нижнего носовых ходов. В ней проходят вены, напоминающие лакуны пещеристого тела полового члена. Эта кавернозная часть подслизистой ткани недоразвита у детей, полностью формируется она только к 8-9 годам. В норме содержание крови здесь невелико, поскольку вены сужены. При отеке слизистой носовой полости (рините) вены наполняются кровью. Это приводит к сужению носовых ходов, дыхание через нос затрудняется.
Строение органа обоняния
Орган обоняния – периферическая часть обонятельного анализатора, расположен в обонятельной области слизистой оболочки носовой полости. Обонятельные клетки, или рецепторы обоняния, являются биполярными нейронами, расположенными вокруг опорных цилиндрических клеток. Периферический конец каждого нейрона имеет большое количество тонких выростов, что значительно увеличивает площадь поверхности нейрона и повышает вероятность соприкосновения пахучего вещества с обонятельным анализатором.
Опорные клетки выполняют поддерживающую функцию и участвуют в метаболизме рецепторных клеток. Базальные клетки, лежащие в глубине эпителия, являются клеточным резервом, из которого формируются и рецепторные, и опорные клетки.
Поверхность эпителия обонятельной части покрыта слизью, которая выполняет здесь особые функции:
- предотвращает орган от пересыхания;
- является источником ионов, которые необходимы для передачи нервного импульса;
- обеспечивает удаление пахучего вещества после его анализа;
- является средой, в которой происходит реакция взаимодействия пахучего вещества и обонятельными клетками.
Другой конец клетки – нейрона, объединяется с другими нейронами, образуя при этом нервные нити. Они проходят сквозь отверстия решетчатой кости и идут далее в обонятельную луковицу, расположенную во внутричерепной полости под лобной долей и над решетчатой пластинкой решетчатой кости. Обонятельная луковица выполняет функцию обонятельного центра.
Строение околоносовых пазух
Анатомия дыхательной системы человека очень интересна.
- Околоносовые пазухи (синусы) расположены в костях мозгового и лицевого черепа и сообщаются с полостями носа. Они формируются в ходе врастания слизистой среднего носового хода в губчатую костную ткань. Различают несколько пазух.
- Лобная пазуха – парная, расположена в лобной кости. Лобные пазухи у разных людей могут быть развиты в разной степени, у некоторых они отсутствуют. Лобная пазуха с полостью носа сообщается лобно-носовым каналом, который открывается в передний отдел полулунной щели в среднем носовом ходу.
- Верхнечелюстная пазуха расположена в теле верхней челюсти. Это самая крупная воздухоносная полость черепа. В передней части медиальной стенки пазухи проходит носослезный канал. Выходное отверстие синуса находится сзади от носослезного канала в самом высоком месте пазухи. Сзади и снизу от этого отверстия может быть добавочное отверстие.
- Решетчатый лабиринт – сложно устроенная многокамерная полость.
- Клиновидная пазуха – парная полость, расположена в теле клиновидной кости. Дно синуса формирует свод носоглотки. Отверстие находится в передней стенке, соединяет синус с верхним носовым ходом. В верхнебоковом отделе расположены отверстия зрительных нервов.
