скачать книгу бесплатно
– Но вы же обещали что-то про любовь.
– Ладно, расскажу еще пару деталей.
Давайте вернемся к самому началу, примерно к третьей неделе существования эмбриона. На этом этапе ваш наследник имеет форму шара. Представьте конфету: снаружи твердый слой шоколада, а под ним мягкая сладкая начинка. Затем у этой конфеты появляются три обособленных образования: голова, грудь и живот – как у снеговика. Пока все просто. Но как образуются те трубки, по которым внутрь тела будет попадать воздух и пища? А вот как: в одном месте конфеты появляется углубление, достаточно глубокое. Нечто похожее происходит, когда вы надавливаете пальцем на воздушный шарик. Таким образом, часть шоколадной оболочки оказывается внутри начинки, образуя что-то вроде трубки. Из нее-то потом и формируются дыхательные пути и желудочно-кишечный тракт. На протяжении нескольких дней трубка растет в длину, а затем разделяется на переднюю и заднюю части. Из передней развиваются воздухоносные пути, из задней – пищевод, а немного позднее и желудок с кишечником. Если разделение произошло с ошибками, между пищеводом и дыхательными путями может возникнуть «короткое замыкание» – так называемая фистула, или свищ. Для новорожденного это представляет опасность, поскольку через фистулу пища может попасть в дыхательные пути, вот почему сразу после родов подобный дефект устраняется оперативным путем. Первые четыре недели беременности крайне важны для развития легких, впрочем, как и для всех других органов. Эмбрион, как правило, не может пережить возникшие на этой стадии органические дефекты.
Рис. 3. Дыхательная и кровеносная системы соединяются в области альвеол. Мельчайшие кровеносные сосуды контактируют с тонкими стенками альвеол, за счет чего обеспечивается обмен кислорода и углекислого газа между воздухом и кровь
Но если данная фаза прошла без проблем, то примерно через 25 дней после зачатия на нижнем конце трубки уже можно обнаружить небольшие утолщения – правое и левое легкое. В последующие четыре недели появляются тонкие «щупальца» бронхов, которые дают первые разветвления. Правое легкое делится в виде исключения на три части (поэтому в правом легком выделяют три доли, а в левом – только две), в остальном же все соответствует строго заданной программе, бронхи делятся на каждой стадии ровно на две ветви. Это происходит всякий раз, когда один из воздухоносных канальцев достигает определенной длины. Тонкие каналы бронхов пронизывают начинку и постепенно вытесняют ее. Но и сама начинка играет важную роль в созревании легких. Во-первых, она является исходным материалом для поддерживающей соединительной ткани дыхательных путей. Из ее хрящей и мышечных клеток образуются характерные кольцеобразные утолщения, которые позволяют бронхам сохранять стабильную форму. Во-вторых, она оказывает помощь в рождении второй стороны нашей любовной истории – кровеносных сосудов легких, образующихся не из легочной трубки, а из крошечного сердечка, которое формируется в начинке неподалеку от легких примерно на 30-й день беременности. Этот маленький клубочек сосудов сразу же отправляется на поиски своего суженого. На ощупь, словно слепой, он пробирается сквозь тьму начинки, желая добраться до растущих дыхательных путей. Это напоминает долгую, очень долгую игру в жмурки. Тепло. Холодно. Еще холоднее. Теплее. Тепло. Горячо! Наконец, на седьмой неделе беременности, слепое нащупывание приводит к результату, возникает первый контакт между кровеносными сосудами и дыхательными путями. Все происходит случайно, как бы само по себе и незаметно для обоих партнеров, потому что требуется некоторое время, прежде чем из них образуется настоящая любовная пара. Момент такого первого прикосновения нашел свое отражение в одном из самых прекрасных стихотворений английской поэтессы Кристины Россетти:
Как жаль, что я не помню первый день,
И час, и встречу первую с тобою.
А вы помните? Как отразилась у вас в памяти первая встреча с вашим будущим мужем, партнером, женой, подругой? Нет, не первое свидание и не первый поцелуй. Это было бы слишком просто. Где вы впервые увидели друг друга? На сайте знакомств? Да уж, вы явно не поклонник романтики. Но в утробе матери все происходит по старинке, иначе человеческому существу не родиться.
После первой встречи кровеносные сосуды неизменно следуют тем же маршрутом, что и дыхательные пути, обвиваются вокруг них, словно виноградная лоза. Они все время чуть-чуть отстают, находятся на пару шагов позади. Тот, кто неосторожно сбивается с дороги, несет наказание, в результате не каждой невесте суждено встретить своего жениха. В полностью сформировавшихся легких примерно на 20 процентов больше кровеносных сосудов, чем дыхательных путей.
Неподалеку совершается еще одно чудо. Там растет диафрагма! Этот орган из мышц и сухожилий также формируется на основе внутренней начинки эмбрионального шарика. С четвертой недели беременности грудная полость все больше отделяется от брюшной. На десятой неделе диафрагма впервые приходит в движение! Благодаря этим первым нескоординированным и судорожным сокращениям околоплодные воды засасываются в дыхательные пути плода и выталкиваются оттуда. Диафрагма тренируется в совершении дыхательных движений, но не с воздухом, а с жидкостью, как у рыб. При этом происходит одно очень примечательное событие: первые вдохи неродившегося ребенка вызывают мощный выброс в кровь серотонина – гормона счастья. Нужны ли вам более убедительные доказательства того, что дыхание и счастье взаимосвязаны? Но упражнения диафрагмы не только приводят вашего малыша в состояние эйфории, они имеют куда более важную цель. Дело в том, что к моменту рождения диафрагма должна быть полностью готова к действию. С биологической точки зрения внезапный переход маленького организма от жизнеобеспечения через матку к автономному дыханию представляет собой беспрецедентный и очень рискованный шаг. Любой, кто хоть раз присутствовал на родах, может вспомнить, какими бесконечно долгими кажутся секунды между перерезанием пуповины и первым вдохом, первым криком ребенка.
Поступление околоплодных вод в растущие бронхи в результате движений диафрагмы способствует дальнейшему росту и делению как самих бронхов, так и сопутствующих кровеносных сосудов. Формирующиеся из них пары на протяжении последующих недель занимают все большее пространство в грудной полости. Вскоре мы можем зафиксировать уже 18 точек разветвления дыхательных путей. Свободного места становится все меньше. Дыхательные пути и кровеносные сосуды находятся накануне «свадьбы» и, как многие молодые пары, худеют, ведь надо же покрасивее выглядеть на фотографиях. Первоначально довольно грубые и толстые бронхи с каждым делением становятся все тоньше и нежнее и к концу 20-й недели достигают такого состояния, что газы получают возможность напрямую переходить из дыхательных путей в кровеносные сосуды и наоборот. Альвеолы еще не окончательно сформированы, но уже способны в какой-то мере обеспечивать газообмен (см. рис. 2).
Этот момент «обручения» имеет решающее значение для неродившегося ребенка. Даже если он появится на свет раньше времени, теперь у него будут хорошие шансы на выживание. До 20-й недели альвеолы отсутствуют и газообмен невозможен. Никакой, даже самый совершенный аппарат искусственной вентиляции легких не способен решить данную проблему. Самые ранние из недоношенных живых детей появились на свет после 21-й недели. Но это экстремальные случаи, своего рода медицинские чудеса, бросающие вызов теории вероятности. Большинство же недоношенных младенцев, рождающихся до 24-й недели, погибают. И это трагическая сторона нашей любовной истории. Влюбленные не находят друг друга и умирают. Однако после 20-й недели шансы на выживание резко возрастают с каждым новым днем, а на 30-й неделе они уже превышают 80 процентов. Начиная с 24-й недели идет образование полностью сформированных альвеол. К этому моменту бронхи разделяются в 23-й – и последний – раз и на их нежных окончаниях появляются округлые утолщения, пронизанные кровеносными сосудами. Каждый день возникает все больше новых пар. К тому же после 24-й недели альвеолы начинают вырабатывать стабилизирующую жидкость – сурфактант. По химическому составу сурфактант схож с обычной жидкостью для ополаскивания посуды. Это поверхностно-активное вещество предотвращает коллапс и склеивание альвеол во время выдоха. Производство сурфактанта в альвеолах может быть вызвано гормонами, в частности кортизоном, поэтому в случае угрозы преждевременных родов беременным назначают этот гормон. Кроме того, недоношенным детям после рождения вводят искусственный сурфактант, улучшая их дыхательные функции и повышая шансы на выживание. В идеальном случае у новорожденного в момент появления на свет есть от 50 до 100 миллионов полностью сформировавшихся альвеол. Но история любви на этом не заканчивается. К 15-му году жизни количество альвеол возрастает примерно до 400 миллионов, и лишь потом развитие прекращается. Общая площадь поверхности всех альвеол составляет 90 м
, то есть около половины теннисного корта. Это в три раза больше, чем у кишечника, и в 45 раз больше, чем у кожи.
Можно ли в полной мере осознать эту чудесную историю? Вряд ли. Вы можете наблюдать и удивляться. И принимать меры. Ведь, несмотря на успехи в деле выхаживания недоношенных детей, незрелость их легких может сказываться на протяжении всей жизни. Потом лишь некоторым удается достичь максимально возможного объема легких, а у многих отмечаются частые инфекции либо заболевания типа астмы или ХОБЛ. История дыхательных путей и кровеносных сосудов напоминает нам о том, насколько уязвимы дети в дородовой фазе и что с ними может случиться еще в утробе матери. Мы не устаем подчеркивать, что забота о легких будущего ребенка должна начинаться задолго до родов, что и на самих беременных, и на их партнерах лежит большая ответственность. Ведь беременные женщины делят свое тело с хрупким существом, которое ничего не может сказать и не в состоянии постоять за себя. Не забывайте и о том, что после родов легкие продолжают развиваться, они остаются уязвимыми и нуждаются в защите. Мир для них полон угроз, и не все мы способны контролировать. Правда, с основными вирусами, вызывающими простуду, ребенок справляется самостоятельно. Но когда к ним добавляется еще и пассивное курение, загрязнение воздуха вредными веществами, то становится слишком сложно. У ребенка нет выбора, дальше астма и другие хронические заболевания дыхательных путей. Нет смысла переживать из-за того, что ваш ребенок маленького роста и никогда не будет блистать на подиумах Парижа и Нью-Йорка. А вот то, что у него никогда не будет стопроцентного объема легких, должно заставить опечалиться! Равенство возможностей касается не только образования и социального статуса, оно должно распространяться и на физическое развитие. Конечно, «сумасшедшие» родители, сдувающие со своего ребенка каждую пылинку, на родительских собраниях могут действовать всем на нервы. Но если речь идет о дородовой фазе, то я ничего не имею против такого «сумасшествия». Наоборот, на этой стадии развития хотелось бы его побольше.
Какая связь между носом и легкими?
Носу также приходится нелегко. Тысячи людей каждый год пытаются подправить свой нос, потому что их не устраивает его внешний вид: слишком длинный, большой, приплюснутый, острый, широкий… А еще горбатый, курносый, картошкой или попросту кривой. Некоторые экстремалы вообще отрезают себе нос, чтобы выглядеть как лорд Волан-де-Морт или Красный Череп из комиксов. Короче, отношение к носам не самое лучшее. Мало того что к ним есть претензии в эстетическом плане, так они еще текут, чешутся, гнусавят, краснеют. Из-за них мы храпим, чихаем, шмыгаем и издаем другие малоприятные звуки. Бывают такие периоды в жизни, когда здоровый, исправно функционирующий нос – это даже исключение из правил. Сухой нос у трехлетнего ребенка? Можете отметить этот день в календаре как праздник. Нос является источником постоянных неприятностей. Тем не менее он играет важную роль, защищая передовые рубежи в чувствительной контактной зоне между внешним и внутренним миром. Это своего рода контрольно-пропускной пункт дыхательных путей, разделяющий два мира, зачастую враждебных друг другу Нос ведет себя бескомпромиссно. Подобно службам безопасности в аэропортах, он невозмутимо противостоит недовольству тысяч пассажиров, которые забывают, что процедура проверки при всей своей неприятности необходима. А вы бы хотели, чтобы люди без всякого контроля прямо из автомобиля пересаживались в самолет?
Нос – это авангард дыхательных путей. Он представляет собой вырост с двумя отверстиями на конце. Нос выполняет функции телохранителя, швейцара и разведчика для легких. Поскольку легкие глухи и слепы, он одновременно служит им глазами и ушами, а также кондиционером, воздушным фильтром и увлажнителем воздуха. Нос и легкие представляют собой странную и неравную пару, в которой маленький ухаживает за большим.
Нос со всей серьезностью воспринимает свои защитные функции и выполняет их весьма успешно. У аллергиков, к примеру, он во многих случаях не дает аллергии перекинуться на «нижние этажи» (в бронхи) и тем самым предотвращает опасную аллергическую астму. В Германии от аллергического насморка (ринита) страдает вдвое больше людей, чем от аллергической астмы (15 % населения против 8–9 %), и лишь 40 % пациентов с аллергическим ринитом болеют одновременно и астмой, хотя в основе обоих заболеваний лежит одна и та же аллергия. Другими словами, аллергия дыхательных путей вызывает сначала жалобы в месте первого контакта – в носу. Для многих пациентов этим все и ограничивается – неприятно, конечно, но в большинстве случаев неопасно. И лишь когда нос не справляется со своими функциями, аллергия распространяется на нижние дыхательные пути, то есть «спускается этажом ниже». Следствием становится аллергическая астма, имеющая куда более серьезные последствия.
«Смена этажей» характерна не только для сенной лихорадки и астмы. Подобные вояжи может совершать и обычный насморк при простуде. Вы уже замечали, что простуда почти всегда развивается по одному и тому же сценарию? Почему так происходит? Вирусы простудных заболеваний атакуют одинаковые цели в носу и бронхах – клетки эпителия слизистой оболочки. И все же заболевание распространяется не в случайном направлении и уж тем более не снизу вверх, оно всегда начинается в носу и иногда в горле. В большинстве случаев на этом рубеже оно и заканчивается. Менее чем в половине случаев всех простудных заболеваний симптомы (например, кашель) появляются и в нижних дыхательных путях. Таким образом, насморк защищает нижние дыхательные пути от распространения возбудителей болезни. И только когда первичные защитные механизмы носа сдаются под натиском недуга, начинаются неприятности: через 3–5 дней к насморку добавляется бронхит, признаком которого поначалу служит кашель, а следом идет мокрота. Бронхит является результатом перехода вирусов простуды на «нижние этажи» через оборонительные порядки в носу. Именно этим объясняется то обстоятельство, что у пациентов с повреждениями слизистой оболочки носа (например, в результате хронических заболеваний) намного чаще возникают симптомы бронхита при простуде – фильтр больше не действует.
Феномен «смены этажей» играет роль и при хронических заболеваниях дыхательных путей. Причиной непрекращающегося кашля и хронического бронхита часто является воспаление придаточных пазух носа. По ночам носовые выделения стекают в полость глотки, на голосовую щель и далее в бронхи, где вызывают кашель и астматические симптомы. Доброкачественные опухоли слизистой носа (полипы) также могут затруднять дыхание через нос и провоцировать частые инфекции бронхов, что в долгосрочной перспективе может привести к астме.
Что лежит в основе этих взаимосвязей? Чем объяснить подверженность верхних и нижних дыхательных путей одним и тем же заболеваниям? И если инфекции «путешествуют с этажа на этаж», то как функционирует «лифт»? Для понимания надо обратить внимание на три важных аспекта.
Общий план строительства
Нос и нижние дыхательные пути внешне имеют мало общего, но их интерьером занимался один и тот же специалист! Строение слизистых оболочек носа и бронхов настолько похоже, что при микроскопическом исследовании их едва можно различить, разница видна лишь в глубоких слоях слизистой. Там, где в нижних дыхательных путях располагаются кольцевые мышцы вокруг бронхов, в носу мы наблюдаем густое переплетение кровеносных сосудов – так называемое кавернозное тело, которое, опухая при насморке, может сильно затруднять дыхание. Похожи и очищающие механизмы верхних и нижних дыхательных путей. Удалением посторонних частиц занимаются реснички мерцательного эпителия и железы, вырабатывающие слизь. При этом и верхние, и нижние дыхательные пути демонстрируют, что в основе их строения был один и тот же план, наследственные заболевания обоих транспортных механизмов одинаково затрагивают как верхние, так и нижние дыхательные пути. В частности, при врожденном муковисцидозе чрезвычайно вязкая слизь, типичная для этого недуга, наблюдается как в бронхах, так и в носу. Наследственные заболевания мерцательного эпителия, например первичная цилиарная дискинезия, отрицательно сказываются на очищающих функциях слизистой оболочки и носа, и бронхов.
Общая коммуникационная сеть
Нос первым замечает, что в воздухе происходит что-то не то. Его система раннего оповещения либо не допускает проникновения в легкие вредных или раздражающих веществ, либо дает легким возможность своевременно принять собственные защитные меры. Для этого нос использует прямой и опосредованный коммуникационные каналы, которые можно сравнить с кабельной телефонной линией или с беспроводным WhatsApp. Так, при раздражении носа ринобронхиальный рефлекс вызывает сужение бронхов. Как он действует? Обонятельные клетки носа через ветви тройничного нерва связаны с нервной системой нижних дыхательных путей. Содержащиеся в воздухе вредные вещества раздражают тройничный нерв, что вызывает сокращение бронхов. Через этот прямой коммуникационный канал одновременно инициируются и другие защитные рефлексы, вызывающие чихание, слезы и кашель. Все они служат одной главной цели: любой ценой не допустить попадания вредных веществ, ядов, микробов или паразитов в нижние дыхательные пути и через них в ткани тела. Но этот комплексный защитный механизм может и сам стать фактором риска. Последствия неконтролируемого спазма бронхов для человека могут оказаться опаснее, чем вредное воздействие содержащихся в воздухе раздражающих веществ. В экстремальных случаях данный рефлекс вызывает также спазм голосовой щели.
Что же касается косвенного опосредованного коммуникационного канала (WhatsApp), то связь между носом и легкими осуществляется по нему через кровь. Попадание пыльцы растений на слизистую оболочку носа аллергика приводит не только к быстрому аллергическому воспалению носа, выражающемуся в чихании, зуде и насморке, но порой и к воспалению бронхов, которые не контактировали с возбудителем напрямую. Как это возможно? Ответ: между носом и легкими происходит коммуникация с помощью сигнальных веществ (цитокинов), содержащихся в крови. В нашем примере они появляются вследствие аллергической воспалительной реакции в носу и через кровеносные сосуды достигают нижних дыхательных путей, где вызывают аналогичную воспалительную реакцию. Похожая «передача» воспалительной реакции возможна и при простудном насморке. У некоторых пациентов нижние дыхательные пути воспаляются даже при отсутствии непосредственного контакта с вирусами. В подобном случае нос также производит сигнальные вещества, вызывающие опухание слизистой оболочки бронхов и скопление в них слизи. Эта побочная реакция бронхов на насморк обычно не доставляет никаких проблем, но выполняет важную задачу. Благодаря системе раннего оповещения заблаговременно активизируются защитные системы легких, и, как правило, это оправданно. Однако у пациентов, страдающих хроническими легочными заболеваниями, такая передача данных по WhatsApp между носом и легкими имеет свои недостатки: в результате может развиться кашель и даже наступить удушье. В действительности многие тяжелые приступы астмы вызываются обычными простудными инфекциями в носу еще до того, как вирус добирается до нижних дыхательных путей! Таким образом система раннего оповещения оборачивается чрезмерной реакцией, которая несет в себе опасность. Легким так и хочется крикнуть носу: «Да заткнись ты и выключи свой смартфон!»
Нос как кондиционер
Внутренняя поверхность легких по сравнению с носом огромна, поэтому подвергается опасности пересыхания. Одна из задач носа состоит в том, чтобы увлажнять вдыхаемый воздух и согревать его до температуры тела. Для этого он использует два эффективных механизма. Во-первых, слизистая оболочка носовых пазух имеет складчатую поверхность и, следовательно, большую площадь. Поскольку она очень хорошо снабжается кровью, температура крови оптимально согревает поступающий воздух. Во-вторых, 45 тысяч желез слизистой оболочки носа каждый день вырабатывают свыше полулитра слизи, которая дополнительно увлажняет воздух. Увлажняющая способность носа огромна и при необходимости может быть увеличена в несколько раз. Например, в ходе длительного полета из-за чересчур сухого воздуха в салоне самолета можно потерять до двух литров жидкости! Увлажняющая способность носа имеет значение для фильтрования воздуха. Благодаря ей вещества, растворимые в воде, почти полностью улавливаются и обеззараживаются в носу. Этот процесс дополняет механическое фильтрование носовыми раковинами, которые надежно улавливают твердые частицы и возбудителей многих заболеваний. Лишь мелкодисперсная пыль из частиц диаметром менее десяти микрометров (то есть миллионных частей метра) проникает через нос, и это делает ее особо опасной для легких.
Большинство людей не видят разницы между дыханием через рот и дыханием через нос. На самом же деле она огромна! Если нос выполняет свои функции, то в нижние дыхательные пути попадает лишь подогретый, увлажненный и предварительно отфильтрованный воздух. Очень важно, чтобы младенцы при появлении на свет дышали только носом и лишь в самом крайнем случае, если нос заложен, переходили на дыхание ртом. Но то, что нам, взрослым, представляется само собой разумеющимся, малышам доставляет большие трудности. Им не хватает воздуха, и они впадают в панику. Насколько для легких важно носовое дыхание, мы замечаем лишь тогда, когда нос временно перестает выполнять свои функции кондиционера. Такое происходит, например, при усиленной физической нагрузке, когда дышать одним только носом становится уже невозможно. Вы когда-нибудь видели, чтобы атлет в триатлоне финишировал с закрытым ртом? У профессиональных спортсменов нередко наблюдаются последствия ротового дыхания. Те, кто занимается дисциплинами, требующими особой выносливости, болеют астмой в два-три раза чаще, чем обычные люди, а в классических зимних видах спорта и того больше. Часто высказываемое подозрение, что диагноз «астма» для многих атлетов служит лишь предлогом для применения медикаментов, увеличивающих выносливость, не стоит распространять на всех без разбору. Попробуйте-ка сами при минус 20 градусах и 10-процентной влажности воздуха пробежаться на лыжах с полной нагрузкой! При темпе дыхания 40–50 вдохов в минуту у большинства появится свист в бронхах.
Нос как кондиционер наряду с вредными веществами также фильтрует и нейтрализует опасные микроорганизмы. Но если он не справляется с фильтрующими функциями или вообще выпадает из снабжения легких воздухом (например, при интубации через трубку), то уже в скором времени в нижних дыхательных путях поселится множество возбудителей заболеваний, следствием чего станет бронхит или воспаление легких.
Таким образом становится ясно, что отоларингологи и пульмонологи не напрасно рассматривают верхние и нижние дыхательные пути как единую систему. Подобный подход необходим для успешного лечения хронических заболеваний дыхательных путей. Семена многих болезней бронхов закладываются в почву еще в носу. Взойдут ли они, зависит от своевременных и последовательных мер по недопущению переноса болезни «с этажа на этаж». Кашель и хронический бронхит, например, лучше всего лечатся вместе с хроническим воспалением носовых пазух. Нос и бронхи разделить невозможно.
Вход и выход: каким образом гортань защищает дыхательные пути
«Опухоль оказалась колесиком от детского конструктора», «Подарок ко дню рождения с тяжелыми последствиями – загадочный пациент», «Врачи спустя 40 лет извлекли из легкого деталь от детского конструктора» – под подобными заголовками летом прошлого года вышли репортажи в газетах и на сайтах многих стран мира. Что же произошло? Англичанину в возрасте 47 лет предстояла операция на легком ввиду непрекращающегося кашля и затемнения на рентгеновском снимке. Врачи предполагали, что у многолетнего курильщика образовалась злокачественная опухоль. Но в ходе бронхоскопии перед операцией они обнаружили в бронхе деталь от детского конструктора, которую более сорока лет назад мужчина, как он сам считал, «проглотил», а потом благополучно о ней забыл. Когда много лет спустя у него развился хронический кашель, в первую очередь подозрения пали на курение. Таким образом, кусочек пластика на протяжении многих десятилетий оставался у него в легких. Согласимся, это очень необычный случай попадания чужеродных предметов в нижние дыхательные пути, однако он демонстрирует, что легким могут угрожать не только проникающие ранения, химические вещества и мелкая пыль, но и такие неожиданные вещи. Хотя от подобных происшествий обычно защищает гортань.
Без гортани мы не могли бы говорить и наша коммуникация носила бы очень ограниченный характер. Более того, человек не услышал бы сопрано Монсеррат Кабалье, фальцет Клауса Номи или Bee Gees, хриплый голос Анастейши, бас Ивана Реброва либо рычание Лемми из группы Motorhead. Вообще никаких голосов не услышал бы. Гортань способна на удивительные вещи. Наши голосовые связки заставляют вибрировать выдыхаемый воздух, наполняя его жизнью и неповторимым индивидуальным характером. Для меня как для пульмонолога гортань – это прозаический и довольно неуклюже устроенный клапан, который имеет два состояния: «открыто» и «закрыто». Первое используется при дыхании, а второе – при глотании, кашле и эффективном натуживании, когда вы сидите на унитазе.
Если нос представляет собой важный фильтр для мельчайших частиц, содержащихся в воздухе, то гортань специализируется на крупных вещах, и это не менее важно. Напротив! С конструкторской точки зрения, правда, кажется немного странным, что в дыхательных путях фильтр грубой очистки расположен после тонкого фильтра, а не наоборот. Это примерно то же самое, как если бы на очистных станциях для питьевой воды сначала отфильтровывали бактерии и химикаты и только потом – спагетти, оставшиеся от вчерашнего ужина. Бессмыслица, но лишь на первый взгляд. Дело в том, что у человека дыхательные пути и пищеварительный тракт не полностью отделены друг от друга и скрещиваются как раз в области гортани. Не лучше ли было бы иметь две отдельные трубки: одну – для дыхания, а вторую – для приема пищи, как у животных? Против такого решения есть несколько аргументов. Во-первых, носовая полость ввиду своих малых размеров и необходимости выполнения фильтрующих функций подвержена засорению. Поэтому «план Б» в данном случае приобретает жизненно важное значение. Во-вторых, человек по сравнению с животными является универсалом с физиологической точки зрения. Он может выдерживать как экстремально длительную нагрузку, так и кратковременные максимальные пики мощности. Двух небольших ноздрей явно не хватит, чтобы полностью использовать резервы дыхания. Поэтому при максимальной нагрузке необходимо переходить на дыхание ртом, чтобы снабдить мышцы достаточным количеством кислорода. Вот здесь-то и таится проблема: если между дыхательными путями и пищеварительным трактом имеется связь, то может случиться нежелательный обмен их содержимым. Воздух может попасть в пищевод, а пища – в дыхательные пути. В первом случае вам грозит отрыжка, а во втором – смерть от удушья. Чтобы этого не допустить, и существует гортань.
Давайте вкратце рассмотрим, как устроена гортань. То, что у мужчин заметно выпирает на передней поверхности шеи и называется «адамовым яблоком», – самая большая часть гортани, ее щитовидный хрящ. Он, словно щит, прикрывает голосовую щель с двумя голосовыми связками и вместе с перстневидным хрящом, расположенным чуть ниже, образует переход к трахее. В верхней части щитовидный хрящ соединяется с надгортанником, а тот, в свою очередь, с языком. При глотании язык полностью прижимает надгортанник к отверстию гортани и тем самым предотвращает попадание пищи в трахею.
Вместо этого пища элегантно проскальзывает в расположенный позади трахеи пищевод и исчезает во владениях гастроэнтерологов. Гениальный механизм, если только вам не захочется попробовать одновременно есть и разговаривать. Или сделать глубокий вдох, держа во рту деталь от детского конструктора. В данном случае вам грозит так называемая аспирация – попадание в дыхательные пути жидких веществ или твердых предметов. Если предмет настолько большой, что перекрывает трахею либо один из двух главных бронхов, появляется угроза немедленной смерти. Точно так же большое количество жидкости в легких (например, при утоплении) быстро ведет к смерти из-за нехватки кислорода. В подобном случае дыхательные пути не перекрываются, однако жидкость склеивает альвеолы и блокирует поступление кислорода в кровь. Попадание в легкие небольших предметов или незначительного объема жидкости грозит тяжелыми осложнениями, которые могут развиться спустя несколько дней либо недель. Наряду с мучительным кашлем обычно отмечается затруднение дыхания и инфекции в закупоренных отделах бронхов. Если пациент не может вспомнить, когда конкретно посторонний предмет попал в дыхательные пути (что обычно бывает у маленьких детей), то постановка правильного диагноза для врача превращается в детектив. Что еще хуже, маленькие пластмассовые детали и продукты питания (например, арахис) незаметны на рентгеновском снимке. В сомнительных случаях для выяснения причин приходится прибегать к бронхоскопии.
Несмотря на сенсационные сообщения СМИ, происшествия, подобные тому, когда президент США Буш в 2002 году подавился соленым кренделем, относительно редко угрожают жизни. Федеральное ведомство статистики в 2015 году насчитало в Германии 1149 случаев смерти, вызванной попаданием посторонних предметов в дыхательные пути. Среди пострадавших было много пожилых людей, нуждающихся в медицинском уходе, у которых пища во время еды попала в дыхательные пути и вызвала воспаление легких. В общем, как правило, защитный механизм работает эффективно, и, чтобы обойти его, нужно сильно постараться, пусть и ненамеренно. Однако многие эксперты опасаются, что в будущем подобные случаи будут происходить чаще, и в качестве причины указывают смартфоны. Человеку, разговаривающему по телефону во время еды, проще перепутать, когда говорить, а когда глотать. Таким образом, на время еды лучше отключать мобильный телефон и вообще помалкивать – если эта теория верна. Хотя в ней можно и усомниться, ведь тогда южные европейцы должны умирать в больших количествах. Да и у женщин подобные случаи должны происходить чаще, чем у мужчин. А что говорить об азиатах с их привычкой шумно втягивать в себя еду? А о любителях устриц? И можно ли утверждать, что финны и эстонцы вообще никогда не давятся едой, поскольку ни в коем случае не разговаривают за столом? Необходимо также учитывать культурные особенности, от которых во многом зависит то, какие предметы попадают в дыхательные пути. В мусульманских странах, например, это обычно заколки для волос. Покрывая голову, женщины держат их во рту, и при неосторожном вдохе какая-то из них может исчезнуть. В Юго-Восточной Азии деликатесом считаются утиные яйца с уже сформировавшимся эмбрионом внутри (балут). При их выпивании кусочки скорлупы (или эмбриона!) могут попасть в дыхательные пути. В Европе же вне конкуренции остаются детские конструкторы Playmobil и Lego.
Когда посторонний предмет по ошибке оказывается в гортани, существует еще один страховочный механизм – рефлекторный кашель. В большинстве случаев он не позволяет посторонним предметам проникнуть в дыхательные пути через голосовую щель. Поэтому особенно уязвимы для аспирации люди, у которых данный рефлекс ослаблен или вообще отсутствует. Такое бывает при определенных нервных заболеваниях (например, при рассеянном склерозе), а также у лежачих пациентов. У здоровых же людей самой частой причиной является алкоголь либо наркотики. Когда человек напивается до бесчувственного состояния, возникает прямая угроза для жизни, потому что воедино сходятся три фактора: вероятность рвоты из-за отравления большим количеством алкоголя, подавление глотательного рефлекса и спасительного рефлекторного кашля. Смертельное сочетание, жертвами которого пали уже многие талантливые деятели культуры, о чем свидетельствует, например, печально известный «Клуб 27».
Гортань, а точнее голосовые связки, играет важную роль в возникновении не только рефлекторного, но и любого другого вида кашля. Как это происходит и какова роль голосовых связок? Кашель – это, попросту говоря, контролируемый взрыв внутри дыхательных путей. Ударная волна, возникающая при взрыве, должна удалять посторонние предметы, слизь или возбудителей болезней из бронхов в направлении ротовой полости. Голосовые связки выполняют в этом процессе функцию напорного вентиля. Если где-то в организме необходимо создать давление, то здесь не обойтись без плотно сомкнутой голосовой щели. А давление требуется во многих случаях. Большое ли количество детей появится на свет, если роженица не будет тужиться? Видимо, не очень. А отправление естественных надобностей без давления сверху? Возможно, но затруднительно.
Подъем тяжестей? Ну ладно, это не так уж жизненно важно. Однако вернемся к кашлю. Чтобы кашлянуть, сначала надо сделать глубокий вдох при открытых голосовых связках, а затем быстро сомкнуть голосовую щель, создавая герметичную преграду для выхода воздуха из легких. После этого начинается резкий выдох, но ему препятствуют сомкнутые голосовые связки, в результате чего внутри создается высокое давление. Когда оно становится слишком большим, голосовые связки раскрываются и сжатый воздух с силой и с характерным звуком вырывается из бронхов наружу.
Когда надо натужиться при родах или во время испражнения, задействуется тот же механизм, но голосовая щель остается закрытой, вдобавок ко всему происходит сокращение мышц живота и спины. Поскольку брюшной полости уже некуда дальше сжиматься (диафрагма находится в положении максимального вдоха и не подается ни на сантиметр из-за закрытой голосовой щели), давление ее стенок передается непосредственно на внутренние органы, что способствует выходу плода или кала – в зависимости от потребности. Иногда происходит и то и другое одновременно, что является настоящим кошмаром для любой роженицы!
Одно дерево – много веток: бронхиальная система и альвеолы
При взгляде со стороны на двухмерный рисунок кажется, что выражение «бронхиальное дерево» подходит к нему идеально (если не считать того, что дерево стоит вверх ногами). Здесь есть ствол (трахея), много веток (бронхов), которые, становясь все тоньше, заканчиваются листьями (альвеолами). Но этот образ полностью меняется, когда начинаешь рассматривать бронхиальную систему изнутри с помощью бронхоскопа. На YouTube можно найти множество видеороликов на данную тему. Ствол и ветви внезапно превращаются в трехмерную систему тоннелей, в настоящее метро внутри нашего тела. И у этого метро единственная функция – доставить вдыхаемый воздух к концу тоннеля, к альвеолам, где происходит газообмен. Так что это всего лишь транспортная система для нашего жизненного эликсира.
Небольшая доля фантазии способна даже украсить это метро. Представьте рекламные щиты на стенах, вывеску с названием станции, рельсы, звуки гитары и неясный гул тысяч голосов. Когда врач с помощью бронхоскопа заглядывает в дыхательные пути, его взору предстает великолепная картина. Миновав довольно невзрачный вход (нос), эскалатор (розовый, покрытый какими-то волосами и слизью), небольшое помещение билетных касс (гортань) и входную дверь (голосовую щель), он видит перед собой настоящее великолепие, наполненное симметрией, гармонией, формой и цветом! Трахея представляет собой вестибюль, куда сходятся дыхательные пути. Это начальный и конечный пункты нашего метро. Считаете, что я преувеличиваю? Отнюдь. В Москве вы можете увидеть самые красивые станции метро в мире – «Маяковскую», «Белорусскую», «Комсомольскую». Каждая из них представляет собой архитектурный шедевр и достопримечательность. Для большинства же москвичей это лишь остановки общественного транспорта, чисто функциональные сооружения. За повседневной рутиной тускнеет все их великолепие. Так что это лишь вопрос восприятия. Но если вы не будете спешить, то сможете разглядеть подлинную красоту.
Изнутри трахея выглядит как интерьер собора. Импозантный продольный неф длиной 12–15 сантиметров со сводчатым потолком. Ребра свода образуют 16–20 подковообразных хрящевых полосок, расположенных строго на расстоянии 1,75 сантиметра друг от друга. Между хрящами находится эластичная соединительная ткань. Такая конструкция делает трахею одновременно стабильной, эластичной. Стабильность нужна ей для того, чтобы не сминаться при каждом вдохе, словно спущенная велосипедная камера, а эластичность – для того, чтобы иметь возможность удлиняться и укорачиваться на несколько сантиметров в ходе дыхания. Задняя стенка трахеи плоская. Она тоже состоит из эластичной мышечной и соединительной ткани. Трахея по внешнему виду отличается от всех других дыхательных путей своей плоской задней стенкой, поскольку бронхи имеют круглое сечение. Тем самым она как бы демонстрирует свое особое положение, так как именно от нее начинаются все дыхательные пути.
Вас это заинтересовало? У вас есть немного времени? Тогда пойдемте со мной, я организую для вас экскурсию!
– Сели?
– Да.
– Вам удобно?
– Вполне.
– Волнуетесь?
– Немного.
– Не беспокойтесь. Мы поедем медленно.
– А кто это еще с нами?
– Ах, эти? Составные части воздуха – азот, кислород, немного углекислого газа. Не обращайте на них внимания.
– Почему мы остановились?
– Первая достопримечательность. Здесь, спустя 15 сантиметров, трахея разделяется на два главных бронха для правого и левого легкого.
– Мы отправимся в правый или левый бронх?
– Не имеет значения в какой, они практически одинаковые.
– Можно ли здесь заблудиться?
– В принципе, нет. Если вам станет скучно, просто развернитесь и двигайтесь назад. Между тоннелями нет никаких поперечных соединительных ходов.
– Не совсем практично.
– На всем пути нам будут попадаться разветвления. После 22-го мы доберемся до цели.
– Вот как!
– Если быть точным, то количество отдельных ходов составляет в общей сложности 2
, то есть почти 9 миллионов. Их общая протяженность – около километра.
– А вот и следующая развилка! После нее бронхи носят название долевых, так как отвечают за снабжение отдельных долей легких.
– Интересно!
– Правое легкое состоит из трех долей – верхней, нижней и средней, а левое – только из двух, верхней и нижней, поэтому оно немного меньше. Дальше, вон там, видно очередное разветвление на сегментарные бронхи.
– Становится тесновато.
– Совершенно верно. Сейчас мы находимся на 4-й развилке, за которой начинаются субсегментарные бронхи. До этого места еще можно добраться бронхоскопом. А дальше уже нет.
– Я думал, с помощью бронхоскопии можно все разглядеть.
– К сожалению, нет, мы можем увидеть только маленькую часть легких. Вот почему бронхоскопия всегда является лишь дополнительным методом обследования. Дальше поедем без остановок. Начиная с этого места и вплоть до 17-го разветвления дыхательные пути называются бронхиолами, то есть маленькими бронхами. Они становятся все уже, а их стенки – все тоньше, словно раскатанное тесто.
– И я уже больше не вижу хрящей.
– Совершенно верно. Поддерживающая хрящевая структура полностью исчезает после 10-го разветвления. Дальше мы видим только кольцеобразный слой мышц вокруг бронхиол.
– А что они делают?
– То же, что и все мышцы. Сокращаются и расслабляются. За счет этого можно контролировать диаметр бронхиол и количество проходящего по ним воздуха.
– Понятно. Но зачем?
– Ни малейшего понятия!
– То есть как?
– Этого никто не знает. У здоровых людей просвет бронхиол постоянен и практически не меняется. Так что для всех это загадка. В верхних отделах бронхов хрящи используются для того, чтобы сохранять стабильный просвет, а здесь, внизу, – ничего. От мышц же только неприятности.
– Какие?
– Иногда они ведут себя непредсказуемо. Ни с того ни с сего у них наступает спазм, и тогда человеку не хватает воздуха. Можете спросить у любого астматика.
– Странно.
– Вот именно.
– Где мы сейчас находимся?
– На 17-й развилке. Диаметр здесь составляет менее половины миллиметра.
– Я почти не вижу тут слизи.
– У здорового человека ее практически нет. Слизистые железы бронхов производят в день менее 50 миллилитров слизи. Это очень мало по сравнению с носом.
– А при бронхите?
– Тогда совсем другое дело. Производство слизи в таком случае доходит до 300–400 миллилитров в день.
Рис. 4. Разветвление бронхиальной системы. От начала трахеи до альвеолярных мешочков на конце происходит в общей сложности 23 деления
– Видимо, это опасно?
– Слизь распределяется по всей длине. Но здесь, в мелких дыхательных путях, ее скопление может стать проблемой.
– Слишком уж тут узко.
– Совершенно верно. Достаточно лишь небольшого набухания стенки бронха плюс слизистой пробки – и просвет перекрывается!
– А дальше будет еще у?же? Мне становится как-то не по себе.
– Нет, больше сужения не будет. У нас впереди 18-е разветвление.
– А это что? Какие-то углубления в стенках.
