Лёгкие
Газообмен — кислород в кровь, углекислый газ наружу.
Что такое лёгкие
Лёгкие — парный орган, главный «рабочий цех» дыхательной системы. Именно здесь, на границе воздуха и крови, происходит газообмен: кислород переходит из воздуха в кровь, а углекислый газ — обратно. Всё, что выше — нос, гортань, трахея, бронхи, — лишь готовит и проводит воздух, а настоящая работа совершается внутри лёгких.
Лёгкие занимают почти всю грудную клетку — большую её часть по обе стороны от сердца. Они мягкие, губчатые и лёгкие по весу: оба вместе у взрослого человека весят около 1–1,3 килограмма. Внутри они наполнены воздухом, и именно поэтому лёгкое, которое дышало, не тонет в воде. На этом свойстве основана гидростатическая (плавательная) проба — диагностический приём, по которому определяют, дышал ли человек: воздух в лёгочной ткани намного снижает её плотность, так что дыхавшее лёгкое держится на поверхности, а не дышавшее — опускается на дно.
Слово «лёгкое» в русском языке происходит от корня со значением «легко, лёгкий» — орган назвали по его малому весу по сравнению с другими внутренними органами. А латинское название — pulmo, от которого происходит медицинское слово «пульмонология» (наука о лёгких).
Где расположены лёгкие
Лёгкие находятся в грудной полости — она отделена от живота снизу диафрагмой, а сверху и по бокам ограничена грудной клеткой: рёбрами, грудиной и позвоночником. Костный каркас защищает нежные лёгкие от внешних ударов, а рёбра ещё и участвуют в дыхании, поднимаясь на вдохе.
Каждое лёгкое по форме напоминает конус, обращённый верхушкой вверх. Верхняя заострённая часть — верхушка лёгкого — поднимается чуть выше ключицы, примерно на 2–3 сантиметра. Широкая нижняя часть — основание — лежит на диафрагме. Именно на диафрагме лёгкие «сидят», и её движение задаёт основную часть механического дыхания.
К середине грудной клетки, к сердцу, каждое лёгкое обращено внутренней поверхностью. Здесь находится ворота лёгкого — место, через которое внутрь входит воздушная трубка (бронх) и входят-выходят кровеносные сосуды. Всё вместе — бронх, сосуды, нервы, лимфатические протоки — называют корнем лёгкого, потому что эта «ножка» действительно удерживает орган на месте.
Доли и долевое строение
Каждое лёгкое разделено тонкими бороздами на отдельные участки — доли. Дело в том, что каждая доля — это не просто «блок» анатомии, а относительно самостоятельная единица: у неё свой главный бронх и свои сосуды. Если одна доля повреждена, соседние могут продолжать работать.
Крупнее левого. Состоит из верхней, средней и нижней долей, разделённых двумя бороздами (наклонной и горизонтальной). Правое лёгкое шире и короче — ему ничего не мешает в грудной клетке.
Уже и длиннее правого: часть места с внутренней стороны «вынуто» сердцем — там есть вогнутая сердечная вырезка. Потому долей только две — верхняя и нижняя. В нижней части верхней доли есть небольшая язычковая доля (язычок) — она примерно соответствует средней доле правого лёгкого.
Такое различие объясняет врачам многое. Например, аспирированные (вдохнутые случайно) мелкие предметы чаще попадают в правое лёгкое: правый главный бронх шире и идёт почти вертикально (об этом — в статье Дыхательные пути). А при пневмонии заранее известно, какая доля вероятнее поражена, — и это помогает ставить диагноз.
Плевра: оболочка и защита
Лёгкие покрыты особой оболочкой — плеврой. Это тонкая серозная мембрана — двойной листок, как бы сложенный пополам, между двумя половинками которого оставлено узкое пространство:
- Висцеральная (лёгочная) плевра — внутренний листок, который вплотную покрывает само лёгкое и заходит во все борозды между долями. Буквально «срастается» с органом.
- Париетальная (пристеночная) плевра — наружный листок, который выстилает изнутри грудную стенку: рёбра, диафрагму и пространство вокруг сердца.
- Плевральная полость — щелевидное пространство между двумя листками. В норме там почти нет воздуха — только тонкий слой жидкости (несколько миллилитров), которая работает как смазка.
Плевра не только защищает, но и выполняет ключевую механическую роль: её два листка «прилипают» друг к другу благодаря смазке и создают связь лёгкого с грудной стенкой. О том, как это позволяет лёгкому расправляться при вдохе, — в статье Механика дыхания. А здесь важно запомнить: плевра — тонкая, но критически важная оболочка, а её целостность — условие нормального дыхания. Стоит герметичности нарушиться, и лёгкое теряет опору (об этом — в разделе о нарушениях).
Внутри лёгкого: продолжение бронхиального дерева
Снаружи лёгкое кажется простым мешком, но внутри это плотно упакованное «дерево». В каждый орган входит главный бронх, который ветвится всё мельче и мельче. Прослеживая путь воздуха внутрь лёгкого, мы попадаем в ту же логику, что и в дыхательных путях: чем глубже, тем мельче ветвление.
Концевые веточки — бронхиолы — совсем не имеют хряща, но окружены гладкими мышцами и могут сжиматься и расширяться. Заканчиваются они на границе проводящей зоны — терминальными бронхиолами. А за ними начинается «последний участок» дыхательной системы, где, собственно, и происходит газообмен: дыхательные бронхиолы и альвеолы — микроскопические пузырьки. Именно альвеолы и делают лёгкое «губчатым»: их сотни миллионов, и всё лёгкое буквально набито ими. Подробнее о строении путей — в статье Дыхательные пути, а о том, как именно альвеолы обмениваются газами — в статье Альвеолы и газообмен.
Эластичность: почему лёгкое не спадается и как возвращается
Лёгкое — очень эластичный орган. Его ткань содержит множество эластических волокон (как резинка в одежде), которые позволяют органу растягиваться и возвращаться в исходное состояние. Эта способность называется эластической тягой и работает в двух направлениях.
Во-первых, когда грудная клетка расширяется на вдохе, лёгкое следует за ней и растягивается. Во-вторых, когда грудная клетка на выдохе возвращается обратно, растянутая эластическая ткань лёгкого сама стягивается, помогая выдоху. Именно поэтому спокойный выдох в покое — пассивный процесс: никаких мышц для него не нужно, только упругость лёгкого и грудной клетки. Подробнее — в статье Механика дыхания.
Выражена эластическая тяга у всех по-разному. При эмфиземе эластические волокна разрушаются, лёгкое теряет упругость и выдох становится трудным — воздух «запирается» в лёгких. Это наглядно показывает, насколько важно для дыхания не только втянуть воздух, но и суметь выпустить его.
Двойное кровоснабжение: почему у лёгкого две сосудистые системы
Одно из самых интересных в лёгких — то, что кровь к ним притекает двумя разными системами сосудов, выполняющими разные задачи.
- Лёгочные сосуды (малый круг кровообращения). Это основная система: лёгочные артерии приносят к лёгким венозную (богатую углекислым газом) кровь, и она «перезаряжается» кислородом в альвеолах. Затем кровь уходит по лёгочным венам обратно к сердцу — уже артериальной, обогащённой кислородом. Именно ради этого газообмена и существует лёгкое как орган.
- Бронхиальные сосуды (из большого круга). Вторая, меньшая система питает саму ткань лёгкого — стенки бронхов и соединительную ткань. Это нужно потому, что лёгочные сосуды меняют состав крови, но не питают клетки лёгкого так, как это делает обычное кровоснабжение органа.
Такое «двойное устройство» — не случайность. Лёгкое одновременно орган газообмена и обычный орган, которому нужно собственное питание. Две системы сосудов обслуживают эти две роли.
Что происходит при нарушениях
Лёгкие — орган с огромной поверхностью, напрямую контактирующий с воздухом внешнего мира. Поэтому нарушения здесь касаются либо целостности плевры, либо состояния самой лёгочной ткани (альвеол и бронхиол), либо объёма и формы органа.
Пневмоторакс («пневмо» — воздух, «торакс» — грудная клетка) — состояние, при котором в плевральную полость попадает воздух. В норме там его нет, и два листка плевры «прилипают» друг к другу. С появлением воздуха связь лёгкого с грудной стенкой теряется — и лёгкое спадается, как сдутый воздушный шарик. Это прямая иллюстрация того, как важно отрицательное давление между двумя листками плевры.
Воспаление лёгочной ткани: альвеолы заполняются жидкостью и клетками вместо воздуха, газообмен нарушается. Лёгкое при этом может работать не всей поверхностью — например, «занята» только одна доля. Отсюда важность того, что каждая доля работает относительно самостоятельно.
ХОБЛ (хроническая обструктивная болезнь лёгких) — прогрессирующее сужение бронхиол и разрушение альвеолярных стенок, чаще всего связанное с длительным курением. Эмфизема — необратимое разрушение эластических волокон: лёгкое теряет упругость, растягивается, и выдох становится неполным. Прямо демонстрирует роль эластической тяги.
Опухоли лёгких — одни из самых распространённых в мире, во многом из-за постоянного контакта органа с воздухом и его загрязнителями (особенно табачным дымом). Опухоль может возникать в любом отделе лёгкого, а большие опухоли сдавливают бронхи или сосуды, нарушая газообмен и кровоток.
Как и в других темах раздела, симптомы лёгочных нарушений — кашель, одышка, боль в груди — часто неспецифичны: одно и то же ощущение может быть вызвано лёгкими, сердцем, сосудами или другими структурами. Диагностику и лечение проводят только врачи; эта статья объясняет строение, но не заменяет консультацию специалиста.
Связи с другими системами
- Дыхательные пути: продолжением дыхательных путей внутри лёгкого является бронхиальное дерево, а его концевые веточки переходят в альвеолы. Устройство «пути внутрь» разобрано в статье Дыхательные пути.
- Сердечно-сосудистая система: лёгкие — часть малого круга кровообращения. Лёгочные артерии приносят бедную кислородом кровь, а лёгочные вены уносят обогащённую. Такая инверсия («в лёгкие — вены, из лёгких — артерии») — одна из характерных деталей большого и малого кругов.
- Опорно-двигательная система: рёбра и грудина образуют каркас, защищающий лёгкие, а диафрагма и межрёберные мышцы обеспечивают движение грудной клетки. Подробнее — в разделе Опорно-двигательная система.
- Иммунная система: в лёгочной ткани работают иммунные клетки — макрофаги (клетки-«пожиратели»), которые поглощают попавшие с воздухом частицы и микробов. Это один из уровней защиты дыхательной системы, продолжение работы слизистой дыхательных путей.
- Нервная система: просвет бронхиол управляется вегетативной нервной системой, а дыхательные движения запускает дыхательный центр ствола мозга. Подробнее — в разделе Нервная система.
- Выделительная система: лёгкие выводят углекислый газ — одно из главных «отработанных» веществ тела, участвуя вместе с почками в поддержании кислотно-щелочного равновесия крови. Подробнее — в разделе Выделительная система.
Лёгкие — парный орган газообмена, устроенный как «дерево с кроной внутрь»: снаружи воздух входит через трахею и бронхи, а внутри воздух встречается с кровью в бесчисленных альвеолах. Две половины органа неодинаковы: правые три доли, левые — две, и это прямое следствие соседства с сердцем. Плевра связывает лёгкое с грудной стенкой, эластическая ткань позволяет растягиваться и сокращаться, а двойная сеть сосудов позволяет лёгкому и обмениваться газами, и питать собственные клетки. Понимание устройства лёгких — ключ к темам о газообмене, механике дыхания и болезнях дыхательной системы.