Вся бібліотека >>>

Зміст книги >>>

 


Серія: Навчальна література для студентів медичних внз

Фізіологія людини


під редакцією В.М.Покровского, Г.Ф.Коротько

 

Глава 8. ДИХАННЯ

 

НЕДЫХАТЕЛЬНЫЕ ФУНКЦІЇ ЛЕГКИХ

 

Легкі забезпечують ряд функцій, не пов'язаних з обміном газів між кров'ю і зовнішнім середовищем. До них відносяться наступні:

 

1) захист організму від шкідливих компонентів вдихуваного повітря;

 

2) метаболізм біологічно активних речовин.

 

Захисні функції дихальної системи

 

В легені з навколишнього середовища надходить повітря, що містить різні домішки у вигляді неорганічних і органічних частинок тваринного і рослинного походження, газоподібних речовин і аерозолів, а також інфекційних агентів: вірусів, бактерій та ін

 

Проходячи через повітроносні шляхи, повітря звільняється від сторонніх домішок і надходить у респіраторний відділ очищеним від пилових часток і мікроорганізмів, що підтримує стерильність альвеолярного простору.

 

Очищення вдихуваного повітря від сторонніх домішок здійснюється з допомогою наступних механізмів: 1) механічна очистка повітря (фільтрація повітря в порожнині носа, осадження на слизовій оболонці дихальних шляхів і транспорт мерцательным епітелієм ингалированных частинок, чхання і кашель); 2) дія клітинних (фагоцитоз) і гуморальних (лізоцим, інтерферон, лактоферин, імуноглобуліни) факторів неспецифічного захисту.

 

Механічна очистка повітря. Слизова оболонка порожнини носа виробляє за добу 100-500 мл секрету. Цей секрет, що покриває слизову оболонку, бере участь у виведенні з дихальних шляхів чужорідних частинок і сприяє зволоженню повітря. При носовому диханні найбільш великі частки пилу розміром до 30 мкм) затримуються волосяним фільтром передодня порожнини носа, а частинки розміром 10-30 мкм осідають на слизовій оболонці носової порожнини завдяки турбулентного руху повітряної струменя. Потім частинки пилу і мікроорганізми разом зі слизом переміщуються з передньої частини порожнини носа зі швидкістю 1-2 мм/год до виходу з нього за рахунок упорядкованого руху війок миготливого епітелію. З задній частині порожнини носа слиз з осіли на ній частинками рухається зі швидкістю 10 мм/хв за напрямом руху вдихуваного повітря до глотки, звідки у результаті рефлекторно виникають ковтальних рухів потрапляє в травний тракт.

 

З порожнини носа повітря з повітряних шляхах надходить у трахею та бронхи. Слизова оболонка трахеї та бронхів продукує в добу 10-100 мл секрету, який покриває поверхню слизової оболонки трахеї і бронхів шаром товщиною 5-7 мкм. Регуляція продукції секрету здійснюється парасимпатичних і симпатичним відділами автономної (вегетативної) нервової системи. Активними стимуляторами секреції є простангландин E1 і гістамін. Келихоподібні клітини реагують в основному на механічні впливу. Велику роль в рефлекторній регуляції секреції грає роздратування ирритантных рецепторів блукаючого нерва. За допомогою нервової системи регулюється не тільки обсяг, але і в'язкоеластичні властивості секрету.

 

Ескалація (виведення) секрету здійснюється війчастим епітелієм трахеї і бронхів. Кожна клітина миготливого епітелію має близько 200 війок довжиною 6 мкм і діаметром 0,2 мкм, які здійснюють координовані коливальні рухи з частотою 800-1000 в хвилину. Ці клітини утворюють поля різного розміру. Число клітин війчастого епітелію, що утворюють одне поле, коливається від декількох десятків до декількох сотень. Напрям руху війок в одному полі відрізняється від напрямку руху на сусідніх полях, що обумовлює спиралеобразный характер виведення секрету. У жінок частота коливань війок декілька вище, ніж у чоловіків. Джерелом енергії для руху війок служить АТФ. Найбільша частота коливань війок спостерігається при температурі 37 °С, зниження температури викликає пригнічення їх рухової активності.

 

В регуляції рухової активності війок приймає участь автономна нервова система, що підтверджується на такому досвіді: денервация легенів у собак викликає різке порушення транспорту бронхіальної слизу, однак через 4-5 міс. після операції під впливом периферичних нервових механізмів регуляції транспорт слизу повністю відновлюється. На збільшення активності війок миготливого епітелію впливають простагландини E1, E2 і лейкотриен С4. До числа екзогенних факторів, що гальмують активність миготливого епітелію, відноситься вдихання тютюнового диму.

 

Пилові частинки діаметром 3-10 мкм і частина мікроорганізмів осідають на слизовій оболонці трахеї і бронхів. Цьому сприяє прогресуюче збільшення площі контакту вдихуваного повітря з поверхнею слизової оболонки бронхіального дерева в результаті послідовного його поділу на більш дрібні гілки. Слиз з прилиплими до неї частками завдяки руху війок пересувається до глотки проти напрямку руху вдихуваного повітря. Знаходиться у вигляді крапель слизовий секрет у процесі руху утворює пластівці, з яких формуються більш великі структури - диски. Краплі транспортуються від одного поля до іншого, пластівці і диски - при допомогою комбінованої дії війок декількох полів. Швидкість ескалації слизу в різних частинах бронхіального дерева різна. Повільніше всього здійснюється її транспорт в бронхах респіраторного відділу. В трахеї ж швидкість ескалації слизу може зростати до 20-40 разів. Час виведення частинок, що потрапили в легені з повітрям, що вдихається, коливається від 1 до 24 год, у літніх людей ця величина вище. В результаті діяльності війок не тільки бронхи звільняються від мікроорганізмів, але і скорочується час їх контакту з кліткою епітелію до 0,1 с, що ускладнює проникнення мікроорганізмів в тканину. Ефективність транспорту залежить як від функціонального стану війчастого епітелію, так і від в'язкості та еластичності слизу.

 

Механічне видалення сторонніх частинок здійснюється також захисними дихальними рефлексами: чиханьем і кашлем (див. розділ 8.6.2).

 

Клітинні механізми неспецифічного захисту. Частинки пилу розміром менше 2 мкм, а також мікроорганізми і віруси можуть з током повітря потрапляти в порожнину альвеол.

 

Епітелій, що вистилає респіраторний відділ складається в основному з дихальних альвеолоцитов і альвеолярних секреторних клітин (альвеолоцитов I і II типу). Крім того, з альвеолярних стінок в альвеолярний простір виступають великі клітини округлої форми. Такі ж клітини знаходяться в вільному стані та в просвіті альвеол. Вони часто містять сторонні включення (вугільний пігмент, азбестові нитки та ін). Дані клітини, що отримали назва альвеолярних фагоцитів, є макрофагами. Тривалість їх життя від кількох місяців до кількох років. Альвеолярні макрофаги здійснюють захисну функцію, фагоцитируя потрапили в альвеолярні простору пилові частинки, мікроорганізми і віруси. Фагоцитозу піддаються і структури ендогенного походження: компоненти легеневого сурфактанту, клітини альвеолярного епітелію і продукти їх розпаду. Альвеолярні макрофаги рухаються по повітряних шляхах і досягають бронхіол, де їх подальше просування полегшується діяльністю війок. Потім вони з мокротою проковтуються або виділяються в зовнішнє середовище. Частина альвеолярних макрофагів разом з поглиненими частинками мігрує з альвеолярної поверхні в інтерстиціальну тканину, надалі переміщаючись у складі лімфи. При серцевої недостатності у легких відзначається застій крові, в результаті чого еритроцити потрапляють в альвеоли, де піддаються фагоцитозу альвеолярними макрофагами. Останні виділяються у великій кількості з мокротою при кашлі, причому завдяки наявності в них залізовмісного пігменту дають позитивну гистохимическую реакцію на залізо. В фагоцитоз мікроорганізмів в дихальних шляхи активну участь беруть і нейтрофільні лейкоцити.

 

Гуморальні механізми неспецифічного захисту. Крім мукоциліарного транспорту та фагоцитозу захист поверхні трахеї і бронхів і забезпечують неспецифічні гуморальні механізми. У бронхіальної слизу містяться лізоцим, інтерферон, лактоферин, протеази та інші компоненти.

 

Інтерферон зменшує кількість вірусів, які колонізують клітини, лактоферин зв'язує залізо, необхідне для життєдіяльності бактерій і завдяки цьому чинить бактеріостатичну дію. Лізоцим розщеплює гликозоаминогликаны клітинної оболонки мікробів, після чого вони стають нежиттєздатними.

 

Важливою ланкою гуморальної системи місцевого імунітету є секреторний імуноглобулін A (sIgA), вміст якого в слизу проксимальних відділів бронхіального дерева в 10 разів вище, ніж у сироватці крові. Основну захисну дію sIgA проявляється в його здатності агглютинировать бактерії і перешкоджати їх фіксації на слизовій оболонці, а також нейтралізувати токсини. Крім того, sIgA у присутності комплементу здійснює лізис бактерій спільно з лізоцимом. Бронхіальний секрет містить імуноглобуліни та інших класів, які є компонентами загального гуморального імунітету.

 

Наступна глава >>>