Если говорить просто, что такое легкие — это парный орган дыхательной системы, в котором кровь получает кислород и отдает углекислый газ. Разбираясь, что же такое легкие человека, полезно представить разветвленную сеть бронхов, заканчивающуюся миллионами альвеол, оплетенных капиллярами и покрытых изнутри сурфактантом.
Где находятся легкие и как они устроены
Легкие расположены в грудной клетке по обе стороны от сердца и занимают большую часть ее объема. Верхушки поднимаются к области над ключицами, а основания прилежат к диафрагме — главной дыхательной мышце. По форме каждый орган напоминает конус: широкая нижняя поверхность повторяет купол диафрагмы, а медиальная поверхность обращена к средостению.
Правое легкое состоит из трех долей — верхней, средней и нижней, левое из двух — верхней и нижней. Левое несколько меньше, поскольку часть пространства в грудной клетке занимает сердце. Доли разделены междолевыми щелями, а внутри делятся на бронхолегочные сегменты, каждый из которых получает воздух через собственный сегментарный бронх.
Чтобы понять, что такое легкие с анатомической точки зрения, нужно различать воздухоносную и респираторную части. Трахея делится на правый и левый главные бронхи, затем бронхи многократно ветвятся, переходят в бронхиолы и в конечном итоге приводят воздух к респираторным бронхиолам, альвеолярным ходам и альвеолам.
| Структура | Основная роль |
|---|---|
| Главные бронхи | Проводят воздух от трахеи в правое и левое легкое |
| Бронхиолы | Распределяют воздушный поток по мелким участкам легочной ткани |
| Альвеолы | Обеспечивают обмен кислорода и углекислого газа с капиллярной кровью |
| Плевра | Покрывает легкие и уменьшает трение при дыхательных движениях |
| Легочные сосуды | Подводят венозную кровь к альвеолам и возвращают насыщенную кислородом кровь к сердцу |
Как воздух доходит до альвеол
При вдохе диафрагма сокращается и опускается, наружные межреберные мышцы помогают увеличить объем грудной клетки. Давление внутри нее снижается, легкие расправляются вслед за грудной стенкой, и воздух поступает через нос или рот. Далее он проходит глотку, гортань, трахею, бронхи и бронхиолы.
В крупных дыхательных путях воздух не только перемещается. Слизистая оболочка и реснитчатый эпителий помогают задерживать частицы и выводить слизь в направлении глотки, а разветвленная сеть сосудов способствует согреванию вдыхаемого воздуха. Эти механизмы снижают количество раздражителей, достигающих глубокой части дыхательной системы.
На уровне терминальных бронхиол заканчивается преимущественно проводящая зона. Дальше начинаются структуры, стенки которых участвуют в газообмене. Если объяснять, что такое здоровые легкие в функциональном смысле, это прежде всего орган с проходимыми дыхательными путями, эластичной тканью и большой сохраненной поверхностью альвеол.
Альвеолы и газообмен
Если рассматривать, что такое легкие на микроскопическом уровне, ключевыми структурами становятся альвеолы — микроскопические воздушные мешочки, собранные в структуры, напоминающие гроздья. Их стенка тесно соприкасается с сетью капилляров, поэтому путь газов между воздухом и кровью очень короткий. В легких взрослого человека насчитываются сотни миллионов альвеол, а суммарная площадь газообмена составляет десятки квадратных метров.
Кислород движется из альвеолярного воздуха через тонкий аэрогематический барьер в кровь, где большая его часть связывается с гемоглобином эритроцитов. Одновременно углекислый газ перемещается в обратном направлении — из капилляров в альвеолы — и удаляется при выдохе. Направление обмена определяется разницей парциальных давлений газов.
Внутренняя поверхность альвеол покрыта сурфактантом — смесью веществ, уменьшающей поверхностное натяжение. Благодаря ему альвеолы легче расправляются на вдохе и меньше склонны спадаться на выдохе. Нарушение образования или действия сурфактанта ухудшает механические свойства легких и повышает работу, необходимую для дыхания.
Кровообращение в легких
Легочная ткань связана сразу с двумя системами кровоснабжения. Малый круг кровообращения доставляет из правого желудочка по легочным артериям кровь с низким содержанием кислорода к капиллярам вокруг альвеол. После газообмена кровь по легочным венам поступает в левое предсердие, а затем сердце направляет ее к органам и тканям.
Отдельно существует бронхиальное кровообращение — ветви системных артерий снабжают кислородом стенки бронхов, соединительную ткань и часть плевры. Такое двойное кровоснабжение отражает две разные задачи: участие всего органа в газообмене и питание собственных тканей.
Плевра и механика дыхания
Каждое легкое покрыто висцеральной плеврой, а внутренняя поверхность грудной стенки выстлана париетальной плеврой. Между листками находится узкая плевральная полость с небольшим количеством жидкости. Она уменьшает трение и позволяет поверхностям скользить относительно друг друга во время вдоха и выдоха.
Связь между движением грудной клетки и расправлением легких поддерживается отрицательным давлением в плевральном пространстве. Если туда попадает воздух, как при пневмотораксе, эта механическая связь нарушается, и часть легкого может спадаться. Поэтому целостность плевральной полости имеет прямое значение для вентиляции.
Сами легкие не имеют мышцы, которая активно «втягивает» воздух. Изменение их объема создается работой диафрагмы, межреберных и при необходимости вспомогательных дыхательных мышц. Эластические свойства легочной ткани способствуют пассивному выдоху в спокойном состоянии.
Какие функции выполняют легкие
Главная функция — поддерживать газовый состав крови, но работа органа этим не ограничивается. Через удаление углекислого газа дыхательная система участвует в регулировании кислотно-щелочного равновесия: накопление CO2 сдвигает pH крови в кислую сторону, а усиление вентиляции способствует его снижению.
- насыщение крови кислородом для клеточного обмена;
- удаление углекислого газа, образующегося в тканях;
- участие в поддержании кислотно-щелочного баланса;
- фильтрация части мелких эмболов и частиц в легочном сосудистом русле;
- защитные реакции дыхательных путей и местной иммунной системы.
Когда человеку объясняют, что именно такое легкие и зачем они нужны, полезно связывать вентиляцию с кровотоком. Даже хорошо наполненная воздухом альвеола не обеспечит нормальный обмен газов без достаточного притока крови, а хорошо кровоснабжаемый участок неэффективен, если воздух к нему не поступает.
Что мешает нормальному газообмену
Нарушение дыхания может возникать на разных уровнях. При астме сужаются бронхи и затрудняется прохождение воздуха; при пневмонии воспалительный процесс может заполнять альвеолы жидкостью и клеточным содержимым; при эмфиземе разрушаются альвеолярные стенки и уменьшается эффективная поверхность газообмена.
Проблема бывает связана и с кровотоком. При тромбоэмболии ветвей легочной артерии участок легкого может сохранять вентиляцию, но получать недостаточно крови. При отеке легких жидкость увеличивает расстояние, которое должны преодолеть газы между альвеолой и капилляром, что затрудняет поступление кислорода в кровь.
- Одышка — ощущение нехватки воздуха или затрудненного дыхания.
- Кашель — защитный рефлекс, помогающий очищать дыхательные пути.
- Свистящее дыхание часто связано с сужением бронхов.
- Кровохарканье требует медицинской оценки, поскольку причины варьируют от инфекции до сосудистых и опухолевых процессов.
- Боль при дыхании может возникать при поражении плевры, грудной стенки и других структур.
Как оценивают работу легких
Врач начинает с жалоб, анамнеза, частоты дыхания, сатурации кислорода и аускультации. В зависимости от ситуации применяют рентгенографию или компьютерную томографию грудной клетки, анализы крови, исследования мокроты и другие методы. Выбор обследования определяется симптомами и предполагаемой причиной.
Спирометрия измеряет объем и скорость воздуха, который человек может вдохнуть и выдохнуть, и особенно полезна при оценке обструктивных нарушений. Исследование легочных объемов показывает общую емкость и распределение воздуха. Диффузионная способность, часто обозначаемая DLCO, помогает оценить перенос газа из альвеол в капиллярную кровь.
Пульсоксиметрия показывает насыщение гемоглобина кислородом, но не заменяет оценку вентиляции и уровня углекислого газа. При тяжелом состоянии может потребоваться анализ газов артериальной крови, который позволяет непосредственно определить кислород, углекислый газ и кислотно-щелочные показатели.
Что помогает сохранять легочную функцию
Наиболее значимый управляемый фактор риска для легких — воздействие табачного дыма. Отказ от курения и избегание пассивного дыма снижают повреждение дыхательных путей и риск хронических заболеваний. При работе с пылью, аэрозолями и химическими веществами нужны соответствующие меры промышленной защиты.
- Поддерживать регулярную физическую активность с учетом состояния здоровья: она тренирует дыхательные мышцы и сердечно-сосудистую систему.
- Снижать контакт с табачным дымом, загрязненным воздухом и профессиональными ингаляционными вредностями.
- Следовать рекомендованной вакцинации, особенно если возраст или хронические заболевания повышают риск тяжелых респираторных инфекций.
- Не игнорировать длительный кашель, прогрессирующую одышку, кровь в мокроте или необъяснимое снижение переносимости нагрузки.
В практическом смысле вопрос, что такое легкие, связан не только с анатомией, но и с сохранностью вентиляции, кровотока и альвеолярно-капиллярной мембраны. Если один из этих компонентов существенно нарушен, кровь получает меньше кислорода или хуже освобождается от углекислого газа.
Где заканчивается дыхательная система и начинается обмен с кровью
Проводящие дыхательные пути доставляют воздух, но сами по себе не выполняют основной газообмен. Он начинается в респираторных бронхиолах и становится наиболее выраженным в альвеолярных ходах и альвеолах. Здесь эпителиальный и капиллярный слои образуют тонкий барьер, приспособленный к быстрой диффузии газов.
Поэтому ответ на вопрос, что же такое легкие как орган газообмена, включает сразу три взаимозависимых элемента: воздух в альвеолах, кровь в окружающих капиллярах и тонкую мембрану между ними. Изменение любого из этих звеньев отражается на эффективности переноса кислорода и углекислого газа.
