stringtranslate.com

Дыхательные пути

Дыхательные пути — отдел дыхательной системы , участвующий в процессе дыхания у млекопитающих . [1] Дыхательные пути выстланы респираторным эпителием, образующим слизистую оболочку дыхательных путей. [2]

Воздух вдыхается через нос в носовую полость , где слой слизистой оболочки носа действует как фильтр и задерживает загрязняющие вещества и другие вредные вещества, содержащиеся в воздухе. Затем воздух попадает в глотку , проход, который находится на пересечении пищевода и гортани . Отверстие гортани имеет специальную хрящевую створку, надгортанник , который открывается, пропуская воздух, но закрывается, чтобы предотвратить попадание пищи в дыхательные пути.

Из гортани воздух движется в трахею и вниз к месту пересечения, известному как киль , который разветвляется, образуя правый и левый первичные (главные) бронхи . Каждый из этих бронхов разветвляется на вторичный (долевой) бронх , который разветвляется на третичные (сегментарные) бронхи , которые разветвляются на более мелкие дыхательные пути, называемые бронхиолами , которые в конечном итоге соединяются с крошечными специализированными структурами, называемыми альвеолами , которые функционируют в газообмене .

Легкие , расположенные в грудной полости , защищены от физических повреждений грудной клеткой . В основании легких находится слой скелетных мышц, называемый диафрагмой . Диафрагма отделяет легкие от желудка и кишечника . Диафрагма также является основной дыхательной мышцей, участвующей в дыхании , и контролируется симпатической нервной системой .

Легкие покрыты серозной оболочкой , которая складывается сама по себе, образуя плевры – двухслойный защитный барьер. Внутренняя висцеральная плевра покрывает поверхность легких, а наружная париетальная плевра прикрепляется к внутренней поверхности грудной полости. Плевра окружает полость, называемую плевральной полостью , содержащую плевральную жидкость . Эта жидкость используется для уменьшения трения, которое испытывают легкие во время дыхания.

Состав

Полная дыхательная система

Дыхательные пути делятся на верхние и нижние дыхательные пути . Верхние дыхательные пути или верхние дыхательные пути включают нос и носовые ходы, околоносовые пазухи , глотку и часть гортани над голосовыми складками (связками). Нижние дыхательные пути или нижние дыхательные пути включают часть гортани ниже голосовых складок, трахею , бронхи и бронхиолы . Легкие могут быть включены в нижние дыхательные пути или как отдельный объект и включать респираторные бронхиолы, альвеолярные ходы , альвеолярные мешки и альвеолы . [3]

Дыхательные пути также можно разделить на проводящую зону и дыхательную зону , исходя из различия транспорта газов или их обмена .

В проводящую зону входят структуры вне легких — нос , глотка , гортань и трахея , а также структуры внутри легких — бронхи, бронхиолы и терминальные бронхиолы. Зона проводимости проводит вдыхаемый воздух, который фильтруется, нагревается и увлажняется, в легкие. Он представляет собой с 1-го по 16-й отдел дыхательных путей. Проводящей зоной является большая часть дыхательных путей, которая проводит газы в легкие и из них, но исключает дыхательную зону, которая осуществляет газообмен. Проводящая зона также обеспечивает путь для воздушного потока с низким сопротивлением. Благодаря своим фильтрующим способностям он играет важную защитную роль .

Дыхательная зона включает дыхательные бронхиолы, альвеолярные ходы и альвеолы ​​и является местом обмена кислорода и углекислого газа с кровью. Респираторные бронхиолы и альвеолярные ходы отвечают за 10% газообмена. Альвеолы ​​ответственны за остальные 90%. Респираторная зона представляет собой с 16 по 23 отдел дыхательных путей.

От бронхов разделительные трубки становятся все меньше, примерно от 20 до 23 делений, прежде чем заканчиваться альвеолой. [1]

Верхние дыхательные пути

Детали верхних дыхательных путей.

Верхние дыхательные пути могут относиться к частям дыхательной системы , лежащим выше угла грудины (за пределами грудной клетки ), [4] над голосовыми складками или над перстневидным хрящом . [5] [6] Гортань иногда включается как в верхние, так и в нижние дыхательные пути . [7] Гортань также называют голосовым аппаратом и имеет связанный с ней хрящ, который производит звук. Путь состоит из полости носа и околоносовых пазух , глотки ( носоглотки , ротоглотки и гортаноглотки ) и иногда включает гортань.

Нижние дыхательные пути

Отделы нижних дыхательных путей.
  1. Трахея
  2. Главный бронх
  3. Долевой бронх
  4. Сегментарный бронх
  5. Бронхиола
  6. Альвеолярный проток
  7. Альвеола

Нижние дыхательные пути или нижние дыхательные пути происходят из развивающейся передней кишки и состоят из трахеи , бронхов (первичных, вторичных и третичных), бронхиол (включая терминальные и респираторные) и легких (включая альвеолы ). [8] Иногда сюда входит и гортань.

Нижние дыхательные пути также называют дыхательным деревом или трахеобронхиальным деревом , чтобы описать разветвленную структуру дыхательных путей, доставляющих воздух в легкие, и включают трахею, бронхи и бронхиолы. [9]

В каждой точке деления или генерации одна дыхательная трасса разветвляется на две более мелкие дыхательные пути. Дыхательное дерево человека может состоять в среднем из 23 поколений, а дыхательное дерево мыши — до 13 поколений. Проксимальные отделы (ближайшие к верхушке дерева, такие как бронхи) в основном выполняют функцию передачи воздуха в нижние дыхательные пути. Более поздние отделы, включая респираторные бронхиолы, альвеолярные ходы и альвеолы, специализируются на газообмене .

Трахея — самая крупная трубка дыхательных путей, состоит из трахеальных колец гиалинового хряща . Он разветвляется на два бронха: левый и правый главный бронх . Внутри легких бронхи разветвляются на более мелкие участки, называемые бронхиолами . Эти бронхиолы дают начало воздушным мешочкам в легких, называемым альвеолами . [11]

Легкие — самые крупные органы нижних дыхательных путей . Легкие подвешены в плевральной полости грудной клетки. Плевры представляют собой две тонкие оболочки толщиной в один клеточный слой, окружающие легкие. Внутренняя ( висцеральная плевра ) покрывает легкие, а наружная ( париетальная плевра ) выстилает внутреннюю поверхность грудной стенки. Эта мембрана выделяет небольшое количество жидкости, позволяя легким свободно перемещаться в плевральной полости, расширяясь и сжимаясь во время дыхания. Легкие разделены на разные доли. Правое легкое больше по размеру, чем левое, поскольку сердце расположено левее средней линии. Правое легкое имеет три доли — верхнюю, среднюю и нижнюю (или верхнюю, среднюю и нижнюю), а левое легкое — две — верхнюю и нижнюю (или верхнюю и нижнюю), плюс небольшую языковидную часть верхней доли. доля, известная как язычок. Каждая доля делится на сегменты, называемые бронхолегочными сегментами . Каждое легкое имеет реберную поверхность, прилежащую к грудной клетке; диафрагмальная поверхность, обращенная вниз к диафрагме; и поверхность средостения, обращенная к центру грудной клетки и прилегающая к сердцу, магистральным сосудам и килю, где два главных бронха отходят от основания трахеи.

Альвеолы ​​— это крошечные воздушные мешочки в легких , где происходит газообмен. Среднее количество альвеол в легких человека составляет 480 миллионов. [12] Когда диафрагма сокращается, в грудной клетке создается отрицательное давление, и воздух устремляется внутрь, заполняя полость. Когда это происходит, эти мешочки наполняются воздухом, заставляя легкие расширяться. Альвеолы ​​богаты капиллярами, называемыми альвеолярными капиллярами. Здесь эритроциты поглощают кислород из воздуха, а затем переносят его обратно в форме оксигемаглобина для питания клеток. Эритроциты также уносят углекислый газ (CO 2 ) из клеток в виде карбаминогемоглобина и выделяют его в альвеолы ​​через альвеолярные капилляры. Когда диафрагма расслабляется, в грудной клетке создается положительное давление, и воздух вырывается из альвеол, вытесняя углекислый газ.

Микроанатомия

Респираторный эпителий

Дыхательные пути покрыты эпителием , который варьируется по путям. Имеются железы и слизь, продуцируемые частично бокаловидными клетками , а также гладкие мышцы , эластин или хрящи . Эпителий от носа до бронхиол покрыт мерцательным псевдомногослойным столбчатым эпителием , обычно называемым респираторным эпителием . [13] Реснички бьются в одном направлении, перемещая слизь к горлу, где она проглатывается. Спускаясь по бронхиолам, клетки приобретают более кубовидную форму, но по-прежнему остаются реснитчатыми.

Железы обильны в верхних дыхательных путях, но ниже их меньше и они отсутствуют, начиная с бронхиол. То же самое касается и бокаловидных клеток, хотя в первых бронхиолах они встречаются рассеянно.

Хрящ присутствует вплоть до мелких бронхов. В трахее они представляют собой С-образные кольца гиалинового хряща , тогда как в бронхах хрящ имеет вид вкраплений пластинок. Гладкая мускулатура начинается в трахее, где она присоединяется к С-образным кольцам хряща. Он продолжается вниз по бронхам и бронхиолам , которые полностью окружает. Вместо твердого хряща бронхи и бронхиолы состоят из эластичной ткани.

Легкие состоят из тринадцати различных типов клеток, одиннадцати типов эпителиальных клеток и двух типов мезенхимальных клеток. [14] Эпителиальные клетки образуют выстилку трахеи и бронхов, а мезенхимальные клетки выстилают легкие.

Функция

Большая часть дыхательных путей существует просто как система трубопроводов для движения воздуха в легких, а альвеолы ​​— единственная часть легких, которая обменивает кислород и углекислый газ с кровью .

Дыхание

Дыхание — это ритмичный процесс дыхания , при котором воздух всасывается в альвеолы ​​легких при вдохе и затем выводится при выдохе . Когда человек вдыхает, воздух проходит по трахее, через бронхи и в легкие. Весь тракт защищен грудной клеткой, позвоночником и грудиной . В легких кислород из вдыхаемого воздуха переносится в кровь и циркулирует по всему телу. Углекислый газ (СО 2 ) переводится из возвращающейся крови обратно в газообразную форму в легких и выдыхается через нижние дыхательные пути, а затем через верхние, завершая процесс дыхания .

В отличие от трахеи и бронхов , верхние дыхательные пути представляют собой складную, податливую трубку. Таким образом, он должен выдерживать давление всасывания, создаваемое ритмичным сокращением диафрагмы , которая всасывает воздух в легкие. Это достигается за счет ритмического сокращения мышц верхних дыхательных путей, таких как подбородочно-язычная мышца (язык) и подъязычные мышцы. Помимо ритмической иннервации от дыхательного центра продолговатого мозга , мотонейроны, управляющие мышцами, также получают тоническую иннервацию, задающую исходный уровень ригидности и размера.

Диафрагма является основной мышцей , обеспечивающей расширение и сокращение легких. В этом процессе помогают более мелкие мышцы между ребрами, наружные межреберья .

Защита от инфекции

Эпителиальная выстилка верхних дыхательных путей перемежается бокаловидными клетками , выделяющими защитную слизь . Это помогает фильтровать отходы, которые в конечном итоге либо проглатываются в очень кислую среду желудка, либо выводятся через сплевывание. Эпителий, выстилающий дыхательные пути, покрыт мелкими волосками, называемыми ресничками . Они ритмично выходят из легких, перемещая выделяемые инородные частицы слизи к гортаноглотке вверх и наружу в процессе, называемом мукоцилиарным клиренсом , и предотвращают накопление слизи в легких. Макрофаги в альвеолах являются частью иммунной системы, которая поглощает и переваривает любые вдыхаемые вредные агенты.

Волосы в ноздрях играют защитную роль, улавливая твердые частицы, например пыль. [15] Кашлевой рефлекс выводит все раздражители из слизистой оболочки наружу. Дыхательные пути легких содержат кольца мышц. Когда проходы раздражаются каким-либо аллергеном, эти мышцы могут сжиматься.

Клиническое значение

Дыхательные пути являются частым местом возникновения инфекций.

Инфекционное заболевание

Инфекция верхних дыхательных путей

Инфекции верхних дыхательных путей, вероятно, являются наиболее распространенными инфекциями в мире.

Дыхательная система очень склонна к развитию инфекций в легких. Младенцы и пожилые люди более склонны к развитию инфекций легких, поскольку их легкие не так сильны в борьбе с этими инфекциями. Раньше большинство этих инфекций были смертельными, но благодаря новым исследованиям и лекарствам теперь их можно вылечить. При бактериальных инфекциях назначают антибиотики, а при вирусных инфекциях лечить труднее, но все же излечимо.

Простуда и грипп являются наиболее распространенными причинами инфекций верхних дыхательных путей, которые могут вызвать более серьезное заболевание, которое может развиться в нижних дыхательных путях .

Инфекции нижних дыхательных путей

Пневмония является наиболее распространенной и частой инфекцией нижних дыхательных путей . Это может быть вирусное, бактериальное или грибковое заболевание. Эта инфекция очень распространена, поскольку пневмония может передаваться воздушно-капельным путем, и когда вы вдыхаете эту инфекцию в воздухе, частицы попадают в легкие и перемещаются в воздушные мешки. Эта инфекция быстро развивается в нижней части легкого и наполняет легкое жидкостью и избыточной слизью. Это вызывает затруднение дыхания и кашель, поскольку нижние дыхательные пути пытаются избавиться от жидкости в легких. Вы можете быть более склонны к развитию этой инфекции, если у вас астма, грипп, болезни сердца или рак [16]

Бронхит – еще одна распространенная инфекция, поражающая нижние дыхательные пути. Это воспаление бронхов. Существует две формы этой инфекции: острый бронхит, который поддается лечению и может пройти без лечения, или хронический бронхит, который приходит и уходит, но всегда поражает легкие. Бронхит увеличивает количество естественной слизи в дыхательных путях. Хронический бронхит часто встречается у курильщиков, потому что смолы от курения со временем накапливаются, заставляя легкие работать усерднее, чтобы восстановиться. [17]

Туберкулез – одна из многих других инфекций, возникающих в нижних дыхательных путях. Заразиться этой инфекцией можно воздушно-капельным путем, а при вдыхании вы подвергаетесь риску заражения этим заболеванием. Это бактериальная инфекция, которая разрушает легочную ткань, что приводит к кашлю с кровью. [18] Эта инфекция смертельна, если ее не лечить.

Рак

3D-изображение по-прежнему показывает увеличение количества слизи.

Некоторые из этих видов рака имеют экологические причины, такие как курение. При вдыхании табачного изделия дым парализует реснички, в результате чего слизь попадает в легкие. Частое курение со временем приводит к отмиранию волосков ресничек и их потере способности фильтровать слизь. Смолы из вдыхаемого дыма попадают в легкие, окрашивая легкие розового цвета в черный цвет. Накопление этой смолы может в конечном итоге привести к раку легких или хронической обструктивной болезни легких . [8]

ХОБЛ

Хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ) — распространенное заболевание нижних дыхательных путей, которое может быть вызвано воздействием вредных химических веществ или длительным употреблением табака. Это заболевание является хроническим и прогрессирующим, поражение легких необратимо и в конечном итоге приводит к летальному исходу. ХОБЛ разрушает альвеолы ​​и легочную ткань, что очень затрудняет дыхание, вызывая одышку , гипервентиляцию и поднятие грудной клетки. Уменьшение количества альвеол приводит к потере снабжения легких кислородом и повышенному накоплению углекислого газа. Существует два типа ХОБЛ: первичный и вторичный. [ нужна цитация ] Первичную ХОБЛ можно обнаружить у молодых людей. Этот тип ХОБЛ ухудшает состояние воздушных мешков и массы легких. Вторичную ХОБЛ можно обнаружить у пожилых людей, которые курят или курили и имеют в анамнезе бронхит. [ нужна цитация ] ХОБЛ включает симптомы эмфиземы и хронического бронхита . [19]

Астма

3D-изображение все еще показывает сужение дыхательных путей.

Бронхи являются основными проходами к правому и левому лёгкому. Эти дыхательные пути переносят кислород к бронхиолам внутри легких. Воспаление бронхов и бронхиол может вызвать их отек, что может привести к приступу астмы . Это приводит к хрипу , стеснению в груди и серьезному затруднению дыхания. Существуют различные типы астмы, которые влияют на функции бронхов. Аллергия также может вызвать аллергическую реакцию, вызывающую отек бронхов; в результате воздушный проход распухнет или полностью закроется. [20]

Дыхание ртом

Обычно воздух вдыхается через нос . Его можно вдыхать через рот, если нет возможности дышать носом. Однако хроническое дыхание через рот может вызвать сухость во рту и привести к инфекциям. [21]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ аб Патва А, Шах А (сентябрь 2015 г.). «Анатомия и физиология дыхательной системы, имеющая отношение к анестезии». Индийский журнал анестезии . 59 (9): 533–541. дои : 10.4103/0019-5049.165849 . ПМЦ  4613399 . ПМИД  26556911.
  2. ^ «Слизистая оболочка дыхательных путей». сетка..nlm.nih.gov . Проверено 26 июля 2019 г.
  3. ^ «Дыхательные пути». www.cancer.gov . 2 февраля 2011 г.
  4. Alcamo IE, Bergdahl J (29 июля 2003 г.). Анатомическая раскраска. Принстонское обозрение. стр. 238–. ISBN 978-0-375-76342-7. Проверено 26 апреля 2010 г.
  5. ^ Рональд М. Перкин; Джеймс Д. Свифт; Дейл А. Ньютон (1 сентября 2007 г.). Детская госпитальная медицина: учебник ведения стационара. Липпинкотт Уильямс и Уилкинс. стр. 473–. ISBN 978-0-7817-7032-3. Проверено 26 апреля 2010 г.
  6. ^ Джереми П.Т. Уорд; Джейн Уорд; Чарльз М. Винер (2006). Дыхательная система вкратце. Уайли-Блэквелл. стр. 11–. ISBN 978-1-4051-3448-4. Проверено 26 апреля 2010 г.
  7. ^ Сабьясачи Сиркар (2008). Основы медицинской физиологии. Тиме. стр. 309–. ISBN 978-3-13-144061-7. Проверено 26 апреля 2010 г.
  8. ^ ab «Бронхиальная анатомия» . Проверено 5 марта 2014 г.
  9. ^ «Трахеобронхиальное дерево | Справочная статья по радиологии» . Радиопедия . Проверено 7 сентября 2017 г.
  10. ^ abc Страница 81 в книге Роберта М. Качмарека, Стивена Димаса и Крейга В. Мака (2013). Основы респираторной помощи . Elsevier Науки о здоровье. ISBN 978-032327778-5.
  11. ^ «Дыхательная система человека». Архивировано из оригинала 15 октября 2008 г. Проверено 5 октября 2008 г.
  12. ^ Окс М., Ниенгаард Дж. Р., Юнг А., Кнудсен Л., Фойгт М., Уолерс Т. и др. (январь 2004 г.). «Число альвеол в легких человека». Американский журнал респираторной медицины и медицины интенсивной терапии . 169 (1): 120–124. doi : 10.1164/rccm.200308-1107OC. ПМИД  14512270.
  13. ^ Мур Э.Дж., Фелисиано Д.В., Маттокс К.Л. (2004). Травма. Нью-Йорк: МакГроу-Хилл, Медицинский паб. Разделение. п. 545. ИСБН 0-07-137069-2. Проверено 15 июня 2008 г.
  14. ^ Бриз Р., Терк М. (апрель 1984 г.). «Клеточная структура, функции и организация нижних дыхательных путей». Перспективы гигиены окружающей среды . 55 : 3–24. дои : 10.1289/ehp.84553. ПМЦ 1568358 . ПМИД  6376102. 
  15. ^ Блайвас AJ (29 июня 2012 г.). «Анатомия и функции органов дыхания». Медицинский центр штата Пенсильвания в Херши . Проверено 20 сентября 2017 г.
  16. ^ «Пневмония». Библиотека медицинских концепций Lecturio . Проверено 2 июля 2021 г.
  17. ^ «Простуда в груди (острый бронхит)» . Центры по контролю и профилактике заболеваний . Проверено 2 июля 2021 г.
  18. ^ «Туберкулез». Библиотека медицинских концепций Lecturio . Проверено 1 июля 2021 г.
  19. ^ «Эмфизема: предыстория, патофизиология, этиология». 26 марта 2020 г. Проверено 3 июля 2020 г.
  20. ^ «Астма». Библиотека медицинских концепций Lecturio . Проверено 2 июля 2021 г.
  21. ^ «Твой нос, хранитель твоих легких». Бостонский медицинский центр . Проверено 29 июня 2020 г.