Грудная диафрагма , или просто диафрагма ( / ˈ d aɪ ə f r æ m / ; [2] древнегреческий : διάφραγμα , латинизированный : diáphragma , букв. «перегородка»), представляет собой листок внутренней скелетной мускулатуры [3] в человека и других млекопитающих , простирающийся по дну грудной полости . Диафрагма является важнейшей мышцей дыхания , [4] и отделяет грудную полость, содержащую сердце и легкие , от брюшной полости : по мере сокращения диафрагмы объем грудной полости увеличивается, создавая там отрицательное давление, что набирает воздух в легкие. [5] Его высокое потребление кислорода отмечается наличием большого количества митохондрий и капилляров ; больше, чем в любой другой скелетной мышце. [4]
Термин «диафрагма» в анатомии, созданный Жераром Кремонским [6], может относиться к другим плоским структурам, таким как мочеполовая диафрагма или тазовая диафрагма , но «диафрагма» обычно относится к грудной диафрагме. У человека диафрагма слегка асимметрична — ее правая половина выше левой половины, поскольку большая печень расположена под правой половиной диафрагмы. Существует также предположение, что диафрагма с другой стороны ниже из-за присутствия сердца.
У других млекопитающих есть диафрагма, а у других позвоночных , таких как амфибии и рептилии , есть диафрагмоподобные структуры, но важные детали анатомии могут различаться, например, положение легких в грудной полости.
Диафрагма представляет собой изогнутую вверх С-образную структуру из мышечной и фиброзной ткани , отделяющую грудную полость от брюшной полости. Верхняя поверхность купола образует дно грудной полости, а нижняя поверхность — крышу брюшной полости. [7]
Будучи куполом, диафрагма имеет периферические прикрепления к структурам, составляющим брюшную и грудную стенки. Мышечные волокна этих прикреплений сходятся в центральном сухожилии , которое образует гребень купола. [7] Его периферическая часть состоит из мышечных волокон, которые берут начало по окружности нижней грудной апертуры и сходятся для прикрепления к центральному сухожилию.
Мышечные волокна диафрагмы расходятся наружу от центрального сухожилия. Хотя диафрагма представляет собой одну мышцу, она состоит из двух отдельных мышечных областей: реберной, которая служит движущей силой дыхания, и диафрагмы голени, которая служит «якорем»; прикрепление мышцы к нижним ребрам и поясничным позвонкам. Реберная диафрагма делится на вентральную, медиальную и дорсальную реберные части. [8] [9]
Позвоночная часть диафрагмы начинается от ножек и дугообразных связок. Правая ножка возникает из тел позвонков L1-L3 и их межпозвоночных дисков. Меньшая левая ножка возникает из тел позвонков L1, L2 и их межпозвоночных дисков. [8] [7] [10] Медиальная дугообразная связка возникает от утолщения фасции от тела позвонка L2 к поперечному отростку позвонка L1, пересекая тело большой поясничной мышцы. Латеральная дугообразная связка начинается от поперечного отростка позвонка L1 и прикрепляется латерально к 12 ребру. Латеральная дугообразная связка также возникает в результате утолщения фасции, покрывающей квадратную мышцу поясницы . Срединная дугообразная связка начинается от фиброзных частей правой и левой ножки, где позади нее проходит нисходящая грудная аорта . От срединной дугообразной связки не возникает диафрагмальная мышца. [8] Оба надпочечника лежат вблизи диафрагмальной ножки и дугообразной связки. [11]
Реберная часть диафрагмы начинается от реберных хрящей четырех нижних ребер (7–10). [8]
Центральное сухожилие диафрагмы представляет собой тонкий, но прочный апоневроз вблизи центра свода, образованного мышцей, ближе к передней, чем к задней части грудной клетки . Центральная часть сухожилия прикрепляется вверху к перикарду . Обе стороны задних волокон прикрепляются к параколическим желобам (изгибу ребер перед прикреплением к обеим сторонам тел позвонков). [8]
В диафрагме имеется ряд отверстий, через которые проходят структуры между грудной клеткой и брюшной полостью. Имеется три крупных отверстия — одно для аорты ( аортальное отверстие ), [3] одно для пищевода ( пищеводное отверстие ) и одно для нижней полой вены ( полое отверстие ), [8] , а также ряд более мелких отверстий. отверстия. [12] [13]
Нижняя полая вена проходит через полое отверстие — четырехстороннее отверстие в месте соединения правого и среднего створок центрального сухожилия , так что ее края сухожильные. Окруженное сухожилиями отверстие растягивается каждый раз, когда происходит вдох. Однако существуют аргументы в пользу того, что отверстие полой полой кишки фактически сужается во время вдоха. Поскольку грудное давление снижается при вдохе и вытягивает полостную кровь вверх к правому предсердию, увеличение размера отверстия позволяет большему количеству крови вернуться к сердцу, максимизируя эффективность пониженного торакального давления, возвращающего кровь к сердцу. Аорта не прокалывает диафрагму, а проходит позади нее между левой и правой ножкой . [ нужна цитата ]
Есть несколько структур, которые пронизывают диафрагму, в том числе: левый диафрагмальный нерв проходит через центральное сухожилие, большой, меньший и наименьший грудные внутренностные нервы проходят через двусторонние ножки и лимфатические сосуды, которые пронизывают всю диафрагму, особенно позади диафрагмы. [8]
Диафрагма в первую очередь иннервируется диафрагмальным нервом , который образуется из шейных нервов С3, С4 и С5. [7] В то время как центральная часть диафрагмы посылает сенсорные афференты через диафрагмальный нерв, периферические части диафрагмы посылают сенсорные афференты через межреберные ( Т5–Т11) [8] и подреберные нервы (Т12). [ нужна цитата ]
Артерии и вены выше и ниже диафрагмы снабжают и отводят кровь.
Сверху диафрагма получает кровь от ветвей внутренних грудных артерий , а именно перикардодиафрагмальной артерии и мышечно-диафрагмальной артерии ; из верхних диафрагмальных артерий , отходящих непосредственно от грудной аорты ; и из нижних внутренних межреберных артерий . Снизу нижние диафрагмальные артерии кровоснабжают диафрагму. [7]
Диафрагма отводит кровь в плечеголовные вены , непарные вены и вены, впадающие в нижнюю полую вену и левую надпочечную вену . [7]
Грудинная часть мышцы иногда отсутствует, реже возникают дефекты в латеральной части центрального сухожилия или прилегающих мышечных волокнах.
Грудная диафрагма развивается во время эмбриогенеза , начиная с третьей недели после оплодотворения, с помощью двух процессов, известных как поперечная складчатость и продольная складчатость. Поперечная перегородка , примитивное центральное сухожилие диафрагмы, берет начало на ростральном полюсе эмбриона и перемещается во время продольного складывания в вентральную грудную область. Поперечная складчатость смещает стенку тела вперед, закрывая кишечник и полости тела. Плевроперитонеальная мембрана и миобласты стенки тела из соматической латеральной пластинки мезодермы встречаются с поперечной перегородкой, закрывая перикардио-перитонеальные каналы по обе стороны от предполагаемого пищевода, образуя барьер, разделяющий брюшную и плевроперикардиальную полости. Кроме того, дорсальная мезенхима, окружающая предполагаемый пищевод, образует мышечные ножки диафрагмы.
Поскольку самый ранний элемент эмбриональной диафрагмы, поперечная перегородка, формируется в шейном отделе, диафрагмальный нерв , иннервирующий диафрагму, берет свое начало из шейного отдела спинного мозга (C3,4 и 5). По мере того, как поперечная перегородка опускается вниз, диафрагмальный нерв следует по его окольному пути от верхних шейных позвонков вокруг перикарда и , наконец, иннервирует диафрагму.
Диафрагма является основной мышцей дыхания и участвует в дыхании . Во время вдоха диафрагма сокращается и перемещается в нижнем направлении, увеличивая объем грудной полости и уменьшая внутригрудное давление ( в этом расширении участвуют и наружные межреберные мышцы ), заставляя легкие расширяться. Другими словами, движение диафрагмы вниз создает частичный вакуум в грудной полости, который заставляет легкие расширяться, чтобы заполнить пустоту, втягивая при этом воздух.
Расширение каверны происходит в двух крайностях, а также в промежуточных формах. Когда нижние ребра стабилизированы, а центральное сухожилие диафрагмы подвижно, сокращение перемещает место прикрепления (центральное сухожилие) к основаниям и подталкивает нижнюю полость к тазу, позволяя грудной полости расширяться вниз. Это часто называют дыханием живота . Когда центральное сухожилие стабилизировано, а нижние ребра подвижны, сокращение поднимает их начала (ребра) вверх по направлению к месту прикрепления (центральное сухожилие), которое работает совместно с другими мышцами, позволяя ребрам скользить, а грудной полости расширяться вбок и вверх.
Когда диафрагма расслабляется (движется вверх), воздух выдыхается за счет эластического процесса отдачи легких и тканей, выстилающих грудную полость. Помощь этой функции с помощью мышечных усилий (называемая форсированным выдохом ) задействует внутренние межреберные мышцы, используемые совместно с мышцами живота , которые действуют как антагонисты в сочетании с сокращением диафрагмы. Дисфункция диафрагмы является хорошо известным фактором, связанным с различными осложнениями у пациентов, такими как длительная дыхательная недостаточность, трудности с отлучением от искусственной вентиляции легких, длительная госпитализация, повышенная заболеваемость и смертность. [15] Исследования показали, что тонкая диафрагма приводит к большей податливости легких, что может способствовать дыхательной недостаточности. Кроме того, уменьшение толщины диафрагмы на ранних стадиях заболевания может служить прогностическим маркером у пациентов с сепсисом и пациентов с COVID-19. [16] [17]
Диафрагма также участвует в недыхательных функциях. Он помогает выводить рвоту , кал и мочу из организма за счет повышения внутрибрюшного давления, помогает при родах [18] и предотвращает кислотный рефлюкс , оказывая давление на пищевод , когда он проходит через пищеводное отверстие .
У некоторых животных, кроме человека, диафрагма не имеет решающего значения для дыхания; корова, например, может выжить практически бессимптомно с параличом диафрагмы, пока к ней не предъявляются серьезные аэробные метаболические требования. [ нужна цитата ]
Если поврежден диафрагмальный нерв , шейный отдел позвоночника или ствол мозга , это приведет к нарушению нервного снабжения диафрагмы. Наиболее частым повреждением диафрагмального нерва является рак бронхов , который обычно поражает только одну сторону диафрагмы. Другие причины включают синдром Гийена-Барре и системную красную волчанку . [19]
Грыжа пищеводного отверстия диафрагмы — это грыжа, распространенная у взрослых, при которой части нижнего отдела пищевода или желудка, которые обычно находятся в брюшной полости, аномально проходят/выпячиваются через диафрагму и присутствуют в грудной клетке. Грыжи описываются как перекатывающиеся , при которых грыжа находится рядом с пищеводом, или скользящие , при которых грыжа непосредственно затрагивает пищевод. Эти грыжи способствуют развитию рефлюкса, поскольку различное давление между грудной клеткой и брюшной полостью обычно поддерживает давление на пищеводное отверстие . При грыжеобразовании этого давления уже нет, и угол между кардией желудка и пищеводом исчезает. Однако не все хиатальные грыжи вызывают симптомы, хотя почти у всех людей с пищеводом Барретта или эзофагитом имеется хиатальная грыжа. [19]
Грыжи также могут возникать в результате врожденного порока развития – врожденной диафрагмальной грыжи . Когда плевроперитонеальные оболочки не срастаются, диафрагма не действует как эффективный барьер между брюшной полостью и грудной клеткой. Грыжа обычно локализуется слева, обычно через задний пояснично-реберный треугольник , реже через переднее отверстие Морганьи . Содержимое брюшной полости, включая кишечник , может присутствовать в грудной клетке, что может повлиять на развитие растущих легких и привести к гипоплазии . [20] Это состояние встречается у 0,8–5/10 000 рождений. [21] Большие грыжи имеют высокий уровень смертности и требуют немедленного хирургического вмешательства. [22]
Из-за своего положения, разделяющего грудную клетку и брюшную полость , жидкость, аномально присутствующая в грудной клетке, или воздух, аномально присутствующий в брюшной полости, могут собираться на одной стороне диафрагмы. Рентгеновский снимок может выявить это. Плевральный выпот , при котором жидкость аномально присутствует между двумя плеврами легких , обнаруживается при рентгенографии грудной клетки, показывая скопление жидкости в углу между ребрами и диафрагмой . [19] Рентгеновский снимок также может быть использован для выявления пневмоперитонеума , при котором в брюшной полости находится газ.
Рентгеновский снимок также может быть использован для проверки наличия грыжи. [20]
Принятие более глубокого режима дыхания обычно происходит во время физических упражнений, чтобы облегчить поглощение кислорода. Во время этого процесса диафрагма более последовательно занимает более низкое положение внутри корпуса тела. Помимо своей основной роли в дыхании, диафрагма также играет второстепенную роль в укреплении положения корпуса. Это особенно заметно при глубоком дыхании, когда его, как правило, нижнее положение увеличивает внутрибрюшное давление, что способствует укреплению поясничного отдела позвоночника. [23] [ нужен лучший источник ]
Ключом к реальной стабилизации корпуса является поддержание повышенного ВБД при выполнении нормальных циклов дыхания. [...] Затем диафрагма выполняет свою дыхательную функцию в более низком положении, чтобы обеспечить более высокое ВБД. [23]
Следовательно, если положение диафрагмы человека в целом ниже из-за глубокого дыхания, это способствует укреплению его ядра в этот период. Это может помочь в силовых тренировках и других видах спортивных занятий. По этой причине при поднятии тяжестей обычно рекомендуется делать глубокий вдох или переходить к более глубокому дыханию.
Существование перепонки, отделяющей глотку от желудка, широко прослеживается у хордовых . Таким образом, модельный организм , морской хордовый ланцетник , обладает атриопором, через который вода выходит из глотки, которая, как утверждается (и оспаривается), гомологична структурам асцидий и миксин . [25] Оболочка эпикарда отделяет органы пищеварения от глотки и сердца, но анус возвращается в верхний отсек для выведения отходов через выходящий сифон.
Таким образом, диафрагма возникает в контексте плана тела, который отделяет верхний отдел пищевого тракта от нижнего пищеварительного тракта, но точка, в которой она возникает, остается вопросом определения. Структуры рыб, амфибий, рептилий и птиц называются диафрагмами, но утверждается, что эти структуры не гомологичны . Например, диафрагмальная мышца аллигатора не прикрепляется к пищеводу и не влияет на давление нижнего пищеводного сфинктера. [26] Легкие расположены в брюшной полости земноводных и рептилий, поэтому сокращение диафрагмы вытесняет воздух из легких, а не втягивает его в них. У птиц и млекопитающих легкие расположены над диафрагмой. Наличие исключительно хорошо сохранившейся окаменелости Sinosauropteryx с легкими, расположенными под диафрагмой, как у крокодилов, использовалось, чтобы доказать, что динозавры не могли поддерживать активную теплокровную физиологию или что птицы не могли произойти от динозавров. [ нужна цитата ] Объяснение этому (выдвинутое в 1905 году) заключается в том, что легкие возникли под диафрагмой, но по мере того, как потребность в дыхании увеличивалась у теплокровных птиц и млекопитающих, естественный отбор благоприятствовал параллельной эволюции грыжи диафрагмы. легкие из брюшной полости в обеих линиях. [24]
Однако у птиц нет диафрагмы. Они дышат не так, как млекопитающие, и не полагаются на создание отрицательного давления в грудной полости, по крайней мере, не в такой степени. Они полагаются на покачивание киля грудины, чтобы создать локальные области пониженного давления для снабжения тонких перепончатых воздушных мешков краниально и каудально к нерасширяющимся легким фиксированного объема. Сложная система клапанов и воздушных мешков постоянно циркулирует воздух по поглощающим поверхностям легких, обеспечивая максимальную эффективность газообмена. Таким образом, у птиц нет возвратного приливного дыхательного потока млекопитающих. При тщательном вскрытии можно ясно увидеть около восьми воздушных мешков. Они простираются довольно далеко каудально в брюшную полость. [27]
В эту статью включен общедоступный текст со страницы 404 20-го издания « Анатомии Грея» (1918 г.).
В эту статью включен текст из публикации, которая сейчас находится в свободном доступе : Чемберс, Эфраим , изд. (1728). Циклопедия, или Универсальный словарь искусств и наук (1-е изд.). Джеймс и Джон Кнаптон и др. {{cite encyclopedia}}: Отсутствует или пусто |title=( помощь )
СМИ, связанные с грудной диафрагмой, на Викискладе?