Легкие окружены стенками грудной клетки и снизу диафрагмой (рис. 1-1). Механические свойства грудной стенки и диафрагмы влияют на газообменную функцию легких (гл.2). Движение легких внутри грудной полости во время вдоха и выдоха облегчается пространством между двумя этими структурами – плевральной полостью, образуемой соприкасающимися поверхностями. Одна выстилает груд­ную клетку изнутри – париетальная плевра, а другая покрывает легкие снаружи – висцеральная плевра. Париетальную и висцеральную плевру разделяет тонкий слой жидкости, служащей в качестве смазки. Механизм образования плевральной жид­кости изучен недостаточно. Ее удаление частично зависит от легочной лимфатической системы. Изменения давления внутри плевральной полости обусловливают инспираторный и экспираторный поток воздуха в легких в норме и при патологии (гл.2).

Плевральные оболочки, окружающие каждое легкое, простираясь медиально, образуют средостение — центрально расположенное вместилище крупных ВП и со­судов, включающих легочные артерии и вены. Главные бронхи, легочные артерии и вены проникают в каждое легкое через их ворота (рис. 1-2). Точка бифуркации трахеи на левый и правый главные бронхи – киль – лежит в непосредственной близо­сти к дуге аорты и разделению главного ствола легочной артерии на ветви, снабжаю­щие левое и правое легкие. Диафрагмальные нервы, образованные из третьего, чет­вертого и пятого шейных нервных корешков, иннервируют диафрагму и располагаются вдоль боковых поверхностей трахеи.

Структура воздухоносных путей

В связи с их функцией

Воздухоносные пути могут быть рассмотрены как ряд дихотомически ветвя­щихся трубок: каждый "родительский" ВП дает начало двум "дочерним" ветвям (рис. 1 -3). В легком человека насчитывается в среднем 23 генерации ВП. Первые 16 известны как проводящие ВП, поскольку они обеспечивают доступ потоку газа к зонам легких, где происходит газообмен, и в обратном направлении. Эти ВП вклю­чают бронхи, бронхиолы и терминальные бронхиолы. Последние семь генераций состоят из дыхательных бронхиол, альвеолярных ходов и альвеолярных мешочков. Каждое из этих образований дает начало альвеолам. Дыхательная бронхиола первого порядка ( Z = 17 на рис. 1 -3) и все дистально от нее расположенные газообменивающие ВП образуют легочный ацинус.

Рис. 1-1. Анатомия груд­ной клетки: легкие, груд­ная стенка, диафрагма, плевральная полость и центральные ВП. Плев­ральная полость образова­на прилегающими друг к другу висцеральной и па­риетальной плеврой

Строение стенок проводящих ВП значительно отличается от строения сте­нок дыхательных путей, в которых протекает обмен газов (рис. 1-4). Стенки про­водящих ВП состоят из трех основных слоев: внутренней слизистой оболочки; гладкомышечного слоя, отделенного от слизистой соединительнотканной подслизистой прослойкой; и внешнего соединительнотканного слоя, содержащего в больших бронхах хрящ. Между строением стенки ВП и общеизвестными кли­ническими расстройствами существуют важные функциональные связи, кото­рые обсуждаются в главах 5 и 6.

Бронхиальный эпителий является псевдослоистым, содержащим высокие и низкие базальные клетки, каждая из которых прикреплена к базальной мембране. Бронхиолы выстланы простым эпителием. Эпителиальные клетки ВП несут на сво­ей апикальной поверхности реснички, которые являются важными элементами му-коцилиарной системы. Реснички ритмично колеблются в направлении носоглотки, продвигая защитный слой слизи, секретируемой бокаловидными клетками, распо­ложенными между реснитчатыми клетками эпителия. Мукоцилиарный "эскалатор" является важным механизмом очищения ВП и частью защиты дыхательной систе­мы организма.

Гладкая мускулатура ВП, собранная в непрерывные пучки внутри соединитель­нотканной подслизистой прослойки, простирается от главных бронхов до дыхатель­ных бронхиол. Мышечные пучки проникают также в газообменные зоны, располага­ясь в стенках у входа в альвеолы.

Рис. 1-2. Отношения между крупными ВП и соеудами в грудной клетке. В средостении трахея делится у киля на левый и правый главные бронхи, которые лежат вблизи дуги аорты и легочной артерии. Диафрагмальные нервы, не показанные на рисунке, нисходят вдоль обеих сторон трахеи и идут в каудальном направлении, иннервируя обе половины диафрагмы. Три доли образуют правое и две – левое легкое, включая фрагмент левой верхней доли – lingual (язычок). Каждая доля полностью или частично покрыта висцеральной плеврой и содержит от двух до пяти сегментов, границы которых показаны схематично толстыми линиями на каждой доле.

Рис. 1-3. Трахеобронхиальное дерево как система дихотомически ветвящихся трубок. Проводящая зона, охватывающая первые 16 генераций ВП до уровня терминальных брон­хиол (Z - 0-16), в газообмене не участвует. Транзиторная и респира­торная зоны, в которых происходит газообмен, включают дыхательные бронхиолы, альвеолярные ходы, альвеолярные мешочки и альвеолы (Z - 17-23) (По: Weibel К. R. Geo­metry and dimensions of airways conductive and transitory zones. In: Morphometry of the Human Lung. New York: Springer-Verlag, 1963: 111.)

Рис. 1-4. Структура стенки BП – бронха, бронхиолы, альвеолы, бронхиальная стенка содержит реснитчатый псевдослоистый эпителий, гладкомыщечные клетки, слизистые железы, соединитель­ную ткань и хрящ. В бронхиолах представлен простой эпителий, хрящ отсутствует и стенка более тонкая. Альвеолярная стенка приспособлена преимущественно для газообмена, а не для опорной функции. (По: Weibel E/R/? Taylor R/C/ Design and structure of the human lung/ In: Fishman A.P. ed/ Pulmonary Diseases and Disorders. Vol.1. New York: McGraw-Hill, 1988: 14.)

Структура газообменной зоны

Газообменная зона должна обеспечивать эффективную диффузию кислорода и двуокиси углерода через альвеолярную и капиллярную стенки. Она должна под­держивать обмен газов на протяжении всей жизни и выдерживать механические воздействия, сопровождающие расправление и спадение легких, а также влияние легочного кровотока. Расположение сосудистого эндотелия и альвеолярного эпите­лия в опорной соединительнотканной строме, по-видимому, идеально удовлетворя­ет этим требованиям (рис. 1-5).

Альвеолярный эпителий состоит из двух типов клеток: плоских выстилающих (I тип) и секреторных (II тип). Клетки первого типа, хотя и значительно меньшие по количеству, занимают до 95 % площади альвеолярной поверхности. Клетки второго типа продуцируют и секретируютсурфактант, состоящий из протеинов и фосфо-липидов. Он распределяется по альвеолярной поверхности и снижает поверхност­ное натяжение (гл. 2). Эндотелий капилляров также состоит из слоя плоских высти­лающих клеток, располагающихся на эндотелиальной базальной мембране. В части альвеол базальные мембраны эпителия и эндотелия спаяны друг с другом, что созда­ет сверхтонкий барьер для обмена газов (гл. 9). В отличие от тесного контакта сосед­них эпителиальных клеток, образующих непроницаемый барьер, соединения между эндотелиальными клетками довольно слабые, что позволяет воде и растворенным в ней веществам перемещаться между плазмой и интерстициалъным пространством. Последнее представляет собой область между эпителиальной и эндотелиальной базальными мембранами (гл. 14).

В интерстиции представлены различные типы клеток, включая макрофаги и лимфоциты, играющие важную роль в защите организма. Функции этих клеток бо­лее детально рассматриваются в главе 7.

Рис 1-5 Альвеолярно-капиллярная мембрана. Показаны две прилегающие друг к другу альвеолы. Слияние (шальных слоев мембраны эпителиальной клетки I типа (ЕР) и эндотелиальной клетки (EN) вблизи Альвеолы₁ создает сверхтонкий барьер для диффузии кислорода и двуокиси углерода между альвеолярным пространством и капилляром. Вблизи Альвеолы₂ эпителиальная и эндотелиальная клетки разделены интерстициальным пространством. Интерстициальнное пространство является потенциальным местом скопления жидкости (фотография представлена G.G. Pietra, M.D.)