Нос, а также окружающие его малые и большие воздушные полости — один из самых загадочных органов, созданных природой. С анатомических позиций нос и околоносовые пазухи, являющиеся начальным отрезком дыхательного пути, имеют наиболее сложное строение по сравнению с другими органами человеческого тела. Каждое анатомическое образование в полости носа несет определенную физиологическую нагрузку.
Изучать анатомические и функциональные особенности систем, органов и их отдельных частей нужно для того, чтобы уметь избирать правильный метод для восстановления функции при их заболеваниях. Например, задача хирурга — основываясь на знаниях анатомии органа и его функциональной значимости, используя современные медицинские технологии, обеспечить наиболее рациональное и безопасное выполнение операций с сохранением функции пораженного органа. Неспециалисту же понимание того, как устроено тело, какова роль его отдельных органов и их систем, помогает заниматься эффективной профилактикой заболеваний, а также своевременно обращаться к врачу в случае необходимости.
Глава 1
Основы анатомии носа и околоносовых пазух
Анатомия наружного носа
Наружный нос (этим термином в анатомии обозначается видимая часть носа, которую в обиходе привыкли называть просто носом) имеет форму трехгранной пирамиды, вершина которой прилегает ко лбу, а основание — к верхней губе. Вершина пирамиды — корень носа — отделяется от лобной кости вдавлением различной глубины. Грань, идущая от корня носа вперед, называется спинкой носа; внизу она закругляется и образует его кончик. Боковые скаты заканчиваются крыльями носа. В основании пирамиды находятся ноздри, разделенные между собой кожной перегородкой — колумеллой (рис. 1).
Рис. 1. Наружный нос:
1 — корень; 2 — спинка; 3 — кончик; 4 — ноздри; 5 — крылья; 6 — кожная перегородка (колумелла)
Костный край наружного носа (под кожей и мягкими тканями) называется грушевидным отверстием. Оно образовано за счет верхнечелюстных костей и лобных отростков, между которыми располагаются парные носовые кости. Под край носовых костей в форме крыши подходит хрящевой отдел наружного носа, состоящий из верхних боковых хрящей, которые имеют форму трапециевидных пластинок. В боковом направлении, вдоль ската носа, они переходят в фиброзную ткань, достигающую краев грушевидного отверстия. К верхним боковым хрящам прилежат нижние боковые хрящи, которые располагаются в кончике носа и носовых крыльях. Каждый из хрящей образует две ножки: более крупную и широкую, формирующую свод кончика носа, и более узкую, которая идет в кожной перегородке. Посередине кончика носа иногда наблюдается мелкое углубление в месте соприкосновения ножек нижних боковых хрящей.
НА ЗАМЕТКУ
Столь подробное описание наружного носа пригодится тем, кто подумывает об операции по изменению формы носа. Следует осознавать, что нос сделан не из пластилина и операция по изменению формы носа требует от хирурга вмешательства на различных анатомических структурах, отличающихся как местом расположения, так и характером ткани. И не всегда можно предсказать, как эти ткани поведут себя после операции.
Анатомия полости носа
Связь организма с воздушной средой осуществляется через полость носа, которая находится между передней и средней черепной ямками, орбитами и ротовой полостью. То, что мы видим и называем носом, — лишь третья часть всего носа, который, в основном, размещается в полости лицевого отдела черепа.
Полость носа представляет собой различного диаметра воздушный канал, окруженный костями лицевого и мозгового отделов черепа, спереди сообщающийся через носовые отверстия с внешней средой, сзади, через хоаны — с носоглоткой.
В полость носа открываются выводные отверстия околоносовых пазух: лобных, верхнечелюстных, решетчатой кости и клиновидной кости. Вместе с полостью носа они представляют собой единый функциональный комплекс, предназначенный для защиты организма, в первую очередь содержимого черепа и орбит, от пагубного воздействия неблагоприятных факторов воздушной среды.
Полость носа представляет собой негладкостенную трубу для прохождения воздуха. Сложную конфигурацию полости создает наличие особенных выступов на боковых поверхностях, называемых раковинами (рис. 2).
Рис. 2. Боковая стенка полости носа:
1 — нижняя носовая раковина; 2 — средняя носовая раковина; 3 — верхняя носовая раковина; 4 — нижний носовой ход; 5 — средний носовой ход; 6 — верхний носовой ход
Начальная часть полости носа, преддверие, покрыта кожей, по своему строению имеющей сходство с кожей наружного носа. Как на боковой, так и на срединной поверхностях преддверия находятся короткие толстые волоски, которые в определенной степени задерживают проникающие в нос с воздушным потоком крупные пылевые частицы. Просвет преддверия определяется формой и расположением нижних боковых хрящей. Если они утрачивают упругость и эластичность в связи с созданием в полости носа на вдохе отрицательного давления, происходит западание крыльев носа, что приводит к затруднению носового дыхания.
Самым узким местом полости носа является носовой клапан, который начинается за преддверием и продолжается до переднего конца нижней раковины. Носовой клапан напоминает острый угол, равный 10–15° (рис. 3).
Рис. 3. Носовой клапан:
1 — угол клапана, равный 10–15°; 2 — нижняя носовая раковина
Полость носа делится перегородкой на две части, как правило, не равные по размерам и конфигурации в связи с ее искривлением (по некоторым данным, искривление перегородки носа встречается в 96,5 % случаев). Перегородка носа состоит из костной и хрящевой частей. Костная образована перпендикулярной пластинкой решетчатой кости и сошником. Перпендикулярная пластинка является частью решетчатой кости, которая содержит разного размера полости, называемые решетчатым лабиринтом. В верхней части перпендикулярной пластинки имеется несколько бороздок и каналов, через которые проходят ветви обонятельного нерва. Это самая тонкая костная преграда, отделяющая полость черепа от полости носа. Сошник представляет собой пластинку неправильной треугольной формы, постепенно возвышающуюся в направлении спереди назад. Задний его край служит перегородкой между хоанами. Хоаны — это выход из полости носа в носоглотку. Хрящевая часть перегородки образована четырехугольным хрящом и срединными ножками нижних боковых хрящей.
Нижняя стенка (или дно) полости носа образована небным отростком верхней челюсти и горизонтальной пластинкой небной кости. Небные отростки верхней челюсти, формирующие дно полости носа, одновременно являются анатомической опорой для перегородки носа. В процессе развития верхней челюсти формирование дна полости носа может происходить неравномерно, и основание становится асимметричным, что провоцирует смещение перегородки носа. В то же время нормально сформированное дно полости носа способствует удержанию перегородки в срединном положении.
Верхняя стенка (или крыша) полости носа в переднем отделе образована носовыми костями, лобными отростками верхней челюсти; в среднем отделе, наиболее протяженном, — продырявленной пластинкой решетчатой кости; в заднем отделе — передней стенкой клиновидной пазухи.
Боковая стенка полости носа имеет наиболее сложное строение. Она образована носовой костью, верхней челюстью, слезной костью, решетчатой костью, небной костью, нижней носовой раковиной и крыловидным отростком основной кости. Ее особенностью является наличие изогнутых костных пластинок — носовых раковин: нижней, средней и верхней, которые отграничивают соответствующие носовые ходы.
Средняя и верхняя носовые раковины — костные образования, относящиеся к решетчатой кости, которая формирует большую часть боковой стенки носа.
В носовые ходы открываются соустья околоносовых пазух, а в нижний оттекает слеза из носослезного канала. Каждый носовой ход имеет свою особенность анатомического строения. Так, сложнее всего устроен средний, в который открываются верхнечелюстная, лобная пазухи и передняя группа пазух решетчатой кости. Анатомические элементы среднего носового хода составляют остиомеатальный комплекс.
Значение носового клапана в защитной функции носа трудно переоценить. Турбулентное движение воздушного потока после прохождения носового клапана, благодаря возникновению центробежной силы, приводит к оседанию на слизистой оболочке передних отделов полости носа основной массы взвешенных частиц и микроорганизмов. Эта особенность движения воздушного потока объясняет, почему движение ресничек и ток слизи в передних отделах слизистой оболочки на участке протяженностью 1–1,5 см направлены к входу в нос — чтобы не допустить попадания в полость носа субстанций и микробов, способных нанести вред организму.
Анатомия околоносовых пазух
Околоносовые пазухи развиваются вследствие врастания слизистой оболочки полости носа в окружающие его кости. Начало формирования околоносовых пазух относится к 8–10-й неделе эмбриональной жизни. Сперва в носовых ходах возникают неравномерные углубления, а к 12-й неделе образуются щелевидные выпячивания, уже отграничивающиеся от носовой полости. В частности, на 8-й неделе появляется зачаток верхнечелюстной пазухи, на 9-й — зачаток клиновидной пазухи, на 13-й — лобная бухта и зачатки решетчатых клеток.
У новорожденного имеются все околоносовые пазухи, за исключением лобных, находящихся в зачаточном состоянии и не достигших к тому времени лобных костей. До 6–7 лет они развиваются медленно, но затем наблюдается более интенсивный их рост. К 12–14 годам пазухи достигают окончательных размеров (рис. 4).
Рис. 4. Полость носа и околоносовые пазухи
Неравномерное рассасывание кости ведет к асимметрии лобных и клиновидных пазух.
Клиновидные и лобные пазухи, клетки решетчатой кости прилежат к передней и средней черепным ямкам, орбитам.
Строение слизистой оболочки носа
Весь сложный костный каркас носа покрыт изнутри слизистой оболочкой. Она является структурой, благодаря которой полость носа оказывается способна играть функциональную роль, исключительную по своей значимости для жизнедеятельности организма.
Общая структура слизистой оболочки характеризуется закономерным послойным расположением составляющих ее элементов. Стандартными элементами являются поверхностный эпителий на базальной мембране и собственная соединительнотканная пластинка. Глубже расположен железистый слой, затем — слой кавернозных полостей, а также подлежащих надкостничных артерий, вен, лимфатических сосудов и нервных стволов, залегающих в волокнистой соединительной ткани. Железы территориально обособлены от поверхности эпителия, с которой они сообщаются относительно длинными и слабо разветвленными протоками.
В целом слизистая оболочка дыхательной области полости носа представляет собой сложную структурную совокупность взаимосвязанных эпителиально-стромальных, железистых, сосудистых элементов и нервного аппарата, интеграция которых обеспечивается кровеносным сосудистым руслом.
Слизистая оболочка покрыта псевдомногослойным эпителием, состоящим из мерцательных, бокаловидных, а также коротких и длинных вставочных клеток. Клетки, примыкающие своей широкой частью к основной мембране, называются базальными и рассматриваются как замещающие для мерцательных и бокаловидных клеток.
На свободном конце мерцательной клетки имеются многочисленные реснички, каждая из которых представляет собой подобие стерженька, покрытого с поверхности мембраной. На каждой клетке мерцательного эпителия имеется около 200 ресничек, в норме клетки обновляются каждые 4–8 недель.
Реснички покрыты слизью, которая вырабатывается слизистыми и серозными железами и бокаловидными клетками эпителиального слоя. Различают два слоя слизи: менее вязкий, окружающий основание ресничек, и более вязкий, в который проникают кончики ресничек.
Реснитчатый аппарат мерцательных клеток, окруженный слизью, образует вместе с ней мукоцилиарный эскалатор, или мукоцилиарную транспортную систему. Благодаря строгой ритмичности мерцательного движения, она обеспечивает перемещение продуктов секреции слизистой оболочки и оседающих на ее поверхности микроорганизмов и различных чужеродных частиц в сторону носоглотки, осуществляя таким путем ее постоянное очищение — клиренс.
Бокаловидные клетки, названные так по характерной форме, накапливают и выделяют значительное количество жидкого секрета, увлажняющего поверхность эпителия. Они относятся к одноклеточным эндоэпителиальным железам. Ряд патологических состояний может привести к существенному увеличению числа бокаловидных клеток в эпителии, так что этот вид клеток определяет морфологическую картину эпителиального слоя. Так, в случае катарального воспаления слизистой оболочки носа, развивающегося при вазомоторном и хроническом гипертрофическом ринитах, в эпителиальном слое увеличивается число бокаловидных клеток. При этом на некоторых участках эпителиального пласта поверхностный слой может быть представлен только секретирующими клетками.
Слезоотводящие пути
К слезоотводящему (слезопроводящему) аппарату, или пути, относятся слезные точки, слезные канальцы, слезный мешок и носо-слезный канал (рис. 5).
Рис. 5. Слезный аппарат левого глаза:
1 — слезная железа; 2 — сухожилие мышцы, поднимающей верхнее веко; 3 — верхнее веко, хрящевая пластинка; 4 — слезный мешок; 5 — срединная связка века; 6 — верхний слезный каналец; 7 — нижний слезный каналец; 8 — слезный сосочек и слезная точка; 9 — слезный проток; 10 — боковое прикрепление сухожилия мышцы, поднимающей веко; 11 — подглазничное отверстие
Слезные точки являются входными отверстиями в слезный каналец. Они расположены на верхнем и нижнем веках (точнее, на вершине тупого угла на стыке между внутренним отрезком хрящевой и кожной частей века) на расстоянии 6–6,5 мм кнаружи от внутреннего угла глаза. Точки обращены несколько назад, чаще всего зияют и касаются глазного яблока; они погружены в слезное озеро и не видны без оттягивания век.
Слезные канальцы вначале на протяжении 1,5 мм идут вертикально, а затем под тупым углом отклоняются в сторону носа и принимают горизонтальное направление, впадая в слезный мешок на его боковой стенке на уровне и позади внутренней связки век. До впадения в слезный мешок канальцы соединяются в одно устье, реже (в 10 % случаев) каждый каналец впадает непосредственно в слезный мешок. Длина канальцев колеблется от 6 до 10–14 мм, а ширина — от 0,5 до 1,5 мм, причем нижний каналец несколько длиннее верхнего.
Из слезных канальцев слезы поступают в следующее звено отводящих путей — в слезный мешок, а дальше переходят в перепончатый носослезный канал, открывающийся своим носовым устьем под нижней носовой раковиной.
Особенности скелета и варианты топографо-анатомических отношений последних двух отделов с близко к ним примыкающими решетчатым лабиринтом, лобной пазухой, носовой полостью, а также с верхнечелюстной пазухой имеют большое клиническое значение — они играют роль как в развитии дакриоциститов (воспалений слезного мешка) при контактном переходе воспалительного процесса на слезный мешок (например, из решетчатого лабиринта, что облегчается наличием щелей в костной части носослезного канала), так и при выборе наиболее целесообразного оперативного подхода при дакриоцисториностомии (хирургическое лечение воспаления слезного канала) и вскрытии околоносовых пазух.
Анатомия перегородки носа и ее физиологическая роль
Анатомическим образованием, занимающим центральное место в полости носа, является его перегородка, которая состоит из переднего хрящевого и заднего костного отделов (рис. 6).
Перегородка носа, разделяя его полость на две половины, образует парные органы. Благодаря так называемому носовому циклу, эти органы (половины полости носа) функционируют с полной нагрузкой попеременно, периодически отдыхая. Причем полноценный отдых обеспечивается лишь при относительно ровной перегородке носа. Искривленная перегородка не дает такой возможности, что в конечном итоге приводит к развитию хронического гипертрофического ринита, вызывающего затруднение носового дыхания даже на половине носа, которая ранее дышала полноценно.
Таким образом, основной физиологической функцией перегородки носа следует считать создание парного органа — двух половин носа.
Рис. 6. Костная и хрящевая части перегородки носа: 1 — лобная пазуха; 2 — клиновидная пазуха; 3 — сошник; 4 — носовой гребень; 5 — костное нёбо; 6 — резцовый канал; 7 — большой хрящ крыла носа; 8 — хрящ перегородки носа; 9 — перпендикулярная пластинка решетчатой кости; 10 — носовая кость
Безусловно, перегородка выполняет и опорную функцию. Утрата хряща перегородки в результате травмы, воспалительного процесса, избыточного удаления во время операции приводит к деформации носа: западению его спинки, деформации носового клапана.
* * *
Можно с уверенностью утверждать, что анатомы, дав четкое описание структур носа, околоносовых пазух и их взаимоотношений с окружающими органами, на многие годы опередили физиологов. Только во второй половине XX столетия постепенно начали складываться определенные представления о физиологической роли различных анатомических структур полости носа и воздухоносных полостей.
Глава 2
Функции носа и околоносовых пазух
Наш организм может полноценно жить и развиваться лишь в том случае, если между ним и средой обитания постоянно происходит обмен веществ. Одной из важнейших форм связи организма с внешней средой, не прерывающейся в течение всей жизни человека, является связь через дыхательную систему.
Дыхание — совокупность процессов, обеспечивающих поступление в организм кислорода, использование его при биологическом окислении органических веществ и удалении из организма углекислого газа. В нормальных условиях эффективность биологического окисления — основного источника богатых энергией фосфорных соединений, необходимых для работы и обновления различных структур, — соответствует функциональной активности органов и тканей. При изменении этого соотношения возникает энергетический дефицит, приводящий к разнообразным функциональным и морфологическим нарушениям вплоть до гибели ткани. Нарушение всех видов обмена и развитие протеолитических процессов при асфиксии, продолжительность которой от начала до наступления смерти составляет не более 5–7 минут, ведет к острому недостатку кислорода в крови и накоплению углекислоты в организме (быстрее всего это происходит в клетках головного мозга).
Чтобы обеспечить возможность дыхания — одной из жизненно важных функций организма, — возник целый комплекс структур в виде органов аэрации, кровоснабжения, жидкой ткани — крови, сети капилляров, осуществляющих теснейшую связь со всеми клетками и тканями тела.
Нос, являющийся начальным отделом дыхательного тракта, представляет собой мощный защитный барьер, который информирует организм о контакте с различными агентами внешней среды, согревает и увлажняет вдыхаемый воздух, задерживает и обезвреживает вещества, которые могут поступить внутрь с воздухом.
Сопротивление носа воздушному потоку
Поток воздуха, поступая в полость носа, испытывает сопротивление со стороны его структур. Самым узким местом, определяющим степень носового сопротивления, является область у входа в полость носа. На этом участке сопротивление воздушной струе максимально.
Носовое сопротивление имеет исключительно большое значение в физиологии дыхания. При дыхании через рот наблюдается меньшее сопротивление току воздуха, в результате чего в грудной и брюшной полостях подавляется создание положительного и отрицательного давления, важных для оптимальной работы сердечно-сосудистой системы. Возрастные изменения носовой полости приводят к снижению сопротивления, что наряду с ослаблением тонуса дыхательных мышц иногда вынуждает пожилых людей переключаться на ротовое дыхание, а это, в свою очередь, увеличивает нагрузку на сердце.
Благодаря существованию отрицательного давления в плевральной полости (пространство внутри грудной клетки) обеспечивается поступление крови из периферических вен в грудные. Во время вдоха отрицательное давление еще более снижается, что ускоряет кровоток в венах. А при выдохе давление, напротив, возрастает относительно исходного, и кровоток замедляется.
Сила носового сопротивления воздушной струе зависит от многих факторов. Ведущая роль в его регуляции принадлежит сосудам нижних носовых раковин. Застой крови в пещеристых венозных сплетениях ведет к набуханию носовых раковин, увеличению их размеров и сужению просвета носового клапана вплоть до полного закрытия полости носа.
Различные патологические процессы в слизистой оболочке и внешние воздействия на организм значительно влияют на носовое сопротивление. В одних случаях сопротивляемость полости носа воздушной струе возрастает, что субъективно воспринимается как заложенность носа. В других случаях отмечается противоположный эффект.
• Носовое сопротивление повышается при остром, вазомоторном, гипертрофическом ринитах, гипервентиляции, приеме алкоголя, лечении аспирином, вдыхании холодного воздуха, в положении на спине.
• Снижается сопротивление при атрофическом рините, физической нагрузке, применении сосудосуживающих капель, вдыхании кислорода под наркозом. Воздушный поток, проходящий через обе половины носа, асимметричен. У большинства здоровых людей отмечаются циклические изменения сопротивления воздушному потоку, проходящему через левую и правую половины носа, однако суммарное сопротивление остается постоянным. Объем воздуха, проникающий через нос, регулируется активностью кавернозной венозной ткани, находящейся в слизистой оболочке полости носа. Увеличение размеров этой ткани вызывает сужение просвета носовых ходов и повышает сопротивление струе воздуха. В данном процессе участвует и слизистая оболочка решетчатого лабиринта. Циклические изменения степени набухания слизистой оболочки полости носа называются носовым циклом. Поочередное изменение воздушного потока в обеих половинах носа может быть объяснено потребностью в отдыхе, который позволяет слизистой оболочке восстанавливаться после микротравм, полученных при кондиционировании вдыхаемого воздуха.
ЭТО ИНТЕРЕСНО
Носовой цикл, впервые описанный в 1895 году, выявляется у 80 % населения. Тем не менее, большинство людей не замечают каких-либо изменений в своем носовом дыхании. Кстати, носовой цикл обнаружен не только у человека. Он наблюдается у кошки, кролика, крысы и свиньи.
Физиологический носовой цикл возможен только в том случае, если анатомические структуры, образующие просвет обеих половин носа, симметричны, а его перегородка не имеет выраженной деформации и расположена на средней линии. Если же имеются аномалии развития носовых раковин и перегородки, ведущие к асимметрии просвета, то в более узкой половине носа постоянно создается высокая степень сопротивления воздушной струе. А это значит, что основная масса воздуха проходит через более широкую половину. Носовой цикл нарушается. В связи с продолжительной функциональной перегрузкой через несколько лет в более широкой половине носа возникает хронический ринит, из-за чего сопротивление воздушному потоку постоянно нарастает вплоть до полного закрытия просвета носа и на этой стороне.
Один из самых эффективных способов, помогающих уменьшить застойные явления в пещеристых венозных сплетениях, — тренировка, при которой повышается симпатический тонус и сужаются сосуды слизистой оболочки носа, что ведет к понижению носового сопротивления воздушному потоку.
НА ЗАМЕТКУ
Физическая нагрузка более эффективно устраняет застой, чем местное применение сосудосуживающих препаратов. В первом случае повышение симпатического тонуса влияет на всю пещеристую ткань, тогда как действие лекарства ограничено местом его применения.
Перемена положения тела может заметно влиять на носовое сопротивление воздушному потоку за счет изменения венозного давления. Так, переход из вертикального положения в горизонтальное усиливает общее носовое сопротивление из-за повышения давления в яремной вене и застоя в пещеристых венозных сплетениях слизистой оболочки носа.
На носовом сопротивлении сказывается и температура. Различают два вида температурного воздействия на сосуды слизистой оболочки носа: изменение температуры вдыхаемого воздуха и изменение температуры тела человека. Вдыхание холодного воздуха вызывает заложенность носа, так как венозная пещеристая ткань носовых раковин заполняется кровью и повышается сопротивляемость воздушному потоку. Прикладывание же холодных предметов к коже, наоборот, способствует уменьшению кровоснабжения носа без заметных изменений объема пещеристой ткани.
НА ЗАМЕТКУ
Уменьшение кровоснабжения слизистой оболочки носа при охлаждении кожи помогает остановить носовое кровотечение. В связи с этим в подобных случаях целесообразно прикладывать к коже лед или салфетки, смоченные холодной водой.
На носовое сопротивление влияет применение различных лекарственных препаратов общего и местного действия. В частности, прием аспирина вызывает заложенность носа. Такие препараты, как резерпин (является антагонистом симпатической нервной системы и применяется для лечения гипертензии), способствуют застою крови в пещеристых венозных сплетениях носовых раковин.
Употребление алкоголя приводит к расширению сосудов и затруднению носового дыхания, усиливающемуся в горизонтальном положении.
Прохождение воздушной струи через нос
Субъективные ощущения, возникающие при прохождении воздушной струи через полость носа, очень важны для комфорта человека. Причина этих ощущений — раздражение чувствительных окончаний тройничного нерва в слизистой оболочке носа при входе. Анестезия или повреждения нервных рецепторов вызывают чувство заложенности носа, поэтому больные с атрофическим ринитом часто жалуются на нее, хотя носовые ходы у них широко открыты. Такие пациенты просто утратили способность воспринимать прохождение воздушной струи.
При хронической заложенности носа часто производится хирургическое удаление носовых раковин или коагуляция слизистой оболочки. Обе процедуры разрушают рецепторные окончания тройничного нерва и уничтожают слизистую оболочку носа, важную для его нормального функционирования. Это может привести к парадоксальному ощущению заложенности носа, несмотря на наличие широких носовых ходов.
НА ЗАМЕТКУ
Восприятие воздушного потока усиливается благодаря некоторым ароматическим веществам, например ментолу, который часто используется при лечении заложенности носа, сопутствующей острым простудным заболеваниям. Он возбуждает чувствительные рецепторы слизистой оболочки носа и создает ощущение, будто прохождение воздуха через его полость стало более свободным.
Аэродинамика носа: движение воздушного потока при вдохе и выдохе
В нормальных физиологических условиях поток выдыхаемого и вдыхаемого воздуха является адекватным раздражителем рецепторов слизистой оболочки носа.
Одной из причин развития патологических процессов в слизистой оболочке и околоносовых пазухах служит изменение нормальной аэродинамики проходящего через них воздуха. Ведущая роль в регуляции распределения воздушного потока принадлежит носовому клапану, пещеристой ткани носовых раковин и перегородке носа.
Войдя в полость носа, воздушный поток преодолевает его самое узкое место — носовой клапан, который напоминает перевернутый вниз угол, равный 10–15° и имеющий разное сечение в верхнем и нижнем отделах.
Согласно законам, касающихся движения газов и жидкостей в трубках с различным диаметром, воздух проходит область носового клапана с разной скоростью, закручиваясь в спираль.
Далее вихреобразное, турбулентное движение воздушного потока становится безвихревым, ламинарным, он идет к хоане (выход из полости носа) по кривой линии в общем носовом ходе вдоль средней носовой раковины.
Бугорок носа на боковой стенке полости носа перед входом в средний носовой ход и крючковидный отросток закрывают воздушной струе путь в этот ход. В результате вдыхаемый воздух не смешивается с воздухом, попадающим в средний носовой ход из передних околоносовых пазух, и не препятствует его выходу.
Однако к нарушению нормальной аэродинамики, вследствие чего воздушный поток идет в средний носовой ход, приводят следующие факторы: отсутствие или недоразвитие клеток бугорка носа и решетчатой воронки; отсутствие или аномалии расположения крючковидного отростка, когда он находится в глубине среднего носового хода, напоминая иногда по форме добавочную носовую раковину; отклоненный к перегородке передний конец средней носовой раковины, приводят к нарушению нормальной аэродинамики, и воздушный поток идет в средний носовой ход.
Ширина активного воздушного потока приблизительно равна продольному сечению носового клапана (1,3–1,5 см). Размер полости носа от продырявленной пластинки до дна составляет 4,5–5 см. Таким образом, активный воздушный поток занимает примерно 1/4–1/3 просвета полости носа.
При выдохе воздушный поток попадает в полость носа через овальную хоану, не подвергаясь завихрению, и диффузно распространяется по общему, нижнему, среднему и верхнему носовым ходам.
Учитывая, что просвет хоаны в 3–4 раза больше просвета носового клапана, который оказывает сопротивление выдыхаемому воздуху, в полости носа создается повышенное давление и воздух заполняет освободившиеся при вдохе околоносовые пазухи. При этом в них поступает последняя порция прошедшего через полость носа воздуха — уже согретого, обезвреженного, очищенного и с высоким содержанием кислорода, так как воздух не поступал в легкие.
Искривление перегородки носа значительно влияет на направление движения вдыхаемого воздуха. Если искривление находится в начале ее хрящевого отдела, воздушный поток отражается от искривленной части, бьет в передний конец нижней носовой раковины, а затем направляется в общий носовой ход вдоль средней носовой раковины. В случаях, когда искривление располагается перед передним концом средней носовой раковины, воздушный поток отражается перегородкой в область среднего носового хода.
При искривлениях, шипах и гребнях в задних отделах воздушная струя попадает в задний конец нижней носовой раковины или в задние отделы среднего носового хода. В этих местах скорость воздушного потока возрастает, что неблагоприятно сказывается на функциональном состоянии слизистой оболочки. При нормальной частоте дыхания такое раздражение ограниченных участков слизистой повторяется около 25 000 раз в сутки. В конечном итоге это приводит через различные промежутки времени к развитию патологических процессов, проявляющихся в виде вазомоторных или гипертрофических изменений слизистой оболочки носовых раковин или в области соустий околоносовых пазух.
Если весь хрящевой отдел перегородки значительно отклонен в сторону, отмечается резко выраженная асимметрия объема вдыхаемого воздуха. На стороне искривления, где четырехугольный хрящ блокирует общий носовой ход, наблюдается перемещение тонкого слоя воздуха.
На противоположной, более широкой стороне через широкий носовой клапан идет большой объем воздуха, который, не закручиваясь в спираль, бьет в передний конец средней носовой раковины, стоящей на пути основной массы вдыхаемого воздуха. Воздушный поток обтекает раковину со всех сторон.
При таком искривлении перегородки больные спустя несколько лет (иногда — спустя десятки лет) начинают испытывать затруднение носового дыхания и через более широкую половину носа. Эндоскопический осмотр подтверждает значительное увеличение переднего конца средней носовой раковины, которая из года в год все более блокирует общий и средний носовые ходы вплоть до полного закрытия полости носа. По нашему мнению, такое постоянное, повторяющееся при каждом вдохе механическое ударное воздействие воздушного потока на передний конец средней раковины вызывает медленно развивающуюся гипертрофию структурных компонентов слизистой оболочки.
Кроме того, при искривлении перегородки носа в задних отделах основная масса выдыхаемого воздушного потока отражается от выступа перегородки в сторону среднего носового хода, создавая избыточную компрессию в его заднем отделе. Повышенная скорость и давление в этой области приводят к высушиванию, дистрофическим изменениям и истончению слизистой оболочки. В свою очередь, это может вести к избыточному воздухообмену верхнечелюстной пазухи с полостью носа.
Вдыхаемый воздух не проникает в околоносовые пазухи благодаря анатомическим особенностям расположения их входных отверстий. В связи с носовым сопротивлением во время вдоха понижается воздушное давление в полости носа, и в нее попадает воздух из околоносовых пазух. Здесь он смешивается с основным потоком вдыхаемого воздуха и вместе с ним перемещается в нижние дыхательные пути. При этом увлажненный, очищенный, согретый воздух околоносовых пазух поступает в легкие раньше атмосферного, так как входит в состав первой порции вдыхаемого воздуха. При выдохе в связи с сопротивлением, оказываемым воздушному потоку в области носового клапана, в полости носа создается повышенное воздушное давление, и воздух проникает в околоносовые пазухи. При этом в них из полости носа поступает последняя порция вдыхаемого воздушного потока, из-за чего в воздухе околоносовых пазух всегда сохраняется высокая концентрация кислорода.
ЭТО ИНТЕРЕСНО
В исследованиях на экспериментальных моделях было установлено, что при дыхании носом газообмен в пазухах в 2 раза быстрее, чем при дыхании ртом. Так, при носовом дыхании полный газообмен в пазухах происходит за 5 минут — гораздо быстрее, чем предполагалось всего полвека назад, когда считалось, что на этот процесс требуется не менее часа.
Рефлекторные связи полости носа и околоносовых пазух
Рефлекторные реакции со стороны слизистой оболочки носа и околоносовых пазух играют важную роль в регуляции различных функций организма и поддержании его нормальной жизнедеятельности. Местом возникновения этих рефлексов является в первую очередь дыхательная зона полости носа, получающая чувствительную иннервацию от первой и второй ветвей тройничного нерва.
Большое значение для регуляции кровообращения, секреции и трофики имеет вегетативная нервная система. Ей принадлежит ведущая роль в развитии многих заболеваний, прежде всего таких, как вазомоторный ринит. В нормальных физиологических условиях адекватным раздражителем рецепторов дыхательной зоны является поток вдыхаемого и выдыхаемого воздуха. Воздушная струя действует на заложенные в слизистой оболочке рецепторы одновременно и как механический, и как химический раздражающий фактор.
В функциональном отношении слизистая оболочка полости носа и околоносовых пазух представляет собой огромную рецепторную поверхность, на которой возникают очень сложные и разнообразные рефлекторные явления.
Во время дыхания рецепторы слизистой оболочки раздражаются:
• движением воздуха при вдохе и выдохе;
• перепадами давления воздуха, выраженность которых зависит от сопротивляемости дыхательных путей воздушному потоку (при выдохе давление повышается, при вдохе понижается);
• изменяющимся в соответствии с направлением воздушного потока давлением в околоносовых пазухах (это раздражает множество окончаний тройничного нерва, которые располагаются в слизистой оболочке);
• углекислотой, которая содержится в выдыхаемом воздухе и вызывает небольшое углубление и замедление дыхания;
• водяными парами, конденсирующимися на слизистой оболочке дыхательных путей. Усиленное увлажнение слизистой повышает чувствительность ее рецепторов к раздражению воздушным потоком, перепадами давления воздуха и выдыхаемой углекислотой. Высыхание слизистой ослабляет чувствительность рецепторов;
• колебаниями температуры вдыхаемого воздуха, степень согревания которого зависит от скорости прохождения через полость носа;
• содержащимися во вдыхаемом воздухе различными химическими раздражителями (парами аммиака, эфира, ксилола, уксусной кислоты, толуола и пр.), которые вызывают тоническое возбуждение дыхательных мышц, рефлекторное нарушение вплоть до остановки дыхания.
Интенсивность потоков импульсов, возникающих в рецепторах тройничного и обонятельного нервов, регулируется не только глубиной и частотой дыхания, но и изменением просвета носовых ходов. При набухании слизистой оболочки, особенно пещеристых венозных сплетений носовых раковин, проходимость воздуха через полость носа резко уменьшается и даже прекращается полностью, отчего возникновение импульсов в рецепторном аппарате слизистой оболочки ослабляется или прекращается.
В свою очередь, организм способен в больших пределах изменять степень раздражения рецепторов дыхательных путей:
• глубиной дыхания (объемом воздушной струи);
• частотой дыхания (ритмом вентиляции);
• изменением величины просвета всех дыхательных путей, особенно в области полости носа и голосовой щели;
• комбинированным использованием носового и ротового дыхания, благодаря чему хорошо регулируется степень раздражения рецепторов полости носа.
Влияние затруднения и выключения носового дыхания на дыхательную систему
При дыхании через нос аэродинамическая характеристика движения воздуха значительно отличается от таковой при ротовом и трахеальном типах дыхания. Величина перепада давления при вдохе и выдохе определяется в первую очередь степенью носового сопротивления. При носовом дыхании имеет место большее сопротивление вдыхаемому и выдыхаемому воздуху, чем при ротовом и трахеальном, когда сопротивляемость дыхательных путей воздушному потоку в связи с выключением из дыхания носа и околоносовых пазух уменьшается примерно в 2 раза. Это отрицательно сказывается на кровотоке в грудной полости и в сердечных сосудах.
Взаимосвязь носа и нижних дыхательных путей заслуживает внимания не только оториноларингологов, но и пульмонологов. Клинические наблюдения убедительно свидетельствуют о влиянии состояния носа и околоносовых пазух на функцию легких, а также о влиянии процессов, происходящих в легочной ткани, на функциональное состояние слизистой оболочки носа и околоносовых пазух. Такая тесная функциональная взаимосвязь нередко вызывает трудности в определении источника патологии дыхательной системы.
Каждая половина носа имеет рефлекторную взаимосвязь с соответствующим легким.
ЭТО ИНТЕРЕСНО
В эксперименте на кроликах было доказано, что односторонняя обструкция носа вызывает одышку и спустя месяц развивается деформация соответствующей половины грудной клетки, уменьшаются ее размеры. Такая односторонняя связь выявляется и у человека: при закрытии одной половины носа отмечается большая амплитуда движений в противоположной половине грудной клетки.
Установлено, что механические, химические и термические раздражения слизистой оболочки носа вызывают сужение бронхов, но при чрезмерно сильном раздражении наступает расширение бронхов.
Выключение полости носа из дыхания приводит к уменьшению глубины дыхательных движений, снижению легочной вентиляции в среднем на 15–16 % и изменению внутригрудного давления. Отсутствие носового дыхания особенно сильно сказывается на дыхательной функции при предъявлении к ней повышенных требований, в частности, при пребывании в условиях пониженного атмосферного давления (на высоте 5000 м над уровнем моря и более). В данном случае признаки кислородного голодания при носовом дыхании наступали позже и были менее выражены, чем при дыхании через рот.
Значительные изменения дыхания, вызванные исключением рефлекторного влияния со стороны слизистой оболочки верхних дыхательных путей, наблюдаются у больных, подвергшихся трахеотомии (хирургическая операция, которую делают, если человек не может дышать через физиологические дыхательные пути: проводится рассечение трахеи, и больной дышит через сформированное в ней отверстие или вставленную в нее трубку). Такие пациенты страдают неполноценностью дыхательной функции и задыхаются при незначительной физической нагрузке. Сразу после трахеотомии и выключения из дыхания верхних дыхательных путей у них учащается дыхание, которое становится более поверхностным и неравномерным. Наблюдается удлинение выдоха в 1,6 раза, уменьшение экскурсии (то есть амплитуды смещения) диафрагмы на 14 % при дыхательных движениях и снижение минутного объема на 25 % по сравнению с людьми, у которых верхние дыхательные пути не повреждены. В исследованиях, проведенных на собаках, установлено, что длительное выключение носового дыхания вызывает морфологические изменения в нервных волокнах слизистой оболочки трахеи, выраженность которых зависит от продолжительности выключения носового и ротового дыхания после трахеотомии.
Затруднение или выключение носового дыхания приводит к снижению газообмена и содержания кислорода в артериальной крови, вследствие чего уменьшается щелочной резерв крови, а также снижается интенсивность окислительных процессов в тканях. Таким образом, переключение носового дыхания на ротовое или трахеальное влияет на интенсивность окислительно-восстановительных процессов, вызывает понижение рН крови и незначительный ацидоз при ротовом дыхании или алкалоз при трахеальном.
Установлено также, что при выключении носового дыхания уменьшается содержание кислорода и увеличивается содержание углекислого газа в альвеолярном воздухе и венозной крови.
Влияние затруднения и выключения носового дыхания на сердечно-сосудистую систему
Рефлексы со слизистой оболочки носа и околоносовых пазух сказываются на деятельности сосудодвигательного центра и обеспечивают нормальное кровообращение при полноценном функционировании неутомленных нервных центров продолговатого мозга. Как показывают опыты, при функциональном перенапряжении сосудодвигательного центра вдыхание животными паров эфира приводит к мгновенному сосудистому коллапсу и смерти от прекращения кровообращения и дыхания.
Многочисленные наблюдения из лечебной практики свидетельствуют о том, что манипуляции или хирургические вмешательства в полости носа вызывают сердцебиение, снижение артериального давления, обморочное состояние вплоть до коллапса, особенно в случаях, когда больные долго испытывают психоэмоциональное напряжение в ожидании предстоящей операции.
ЭТО ИНТЕРЕСНО
В опытах было установлено, что химические и механические раздражения слизистой оболочки носа у кошек и кроликов вызывают замедление сердечной деятельности, а также изменение кровяного давления. После прекращения раздражения работа сердца и давление быстро нормализовались. У животных, которым перерезали тройничный нерв, изменений сердечной деятельности не наблюдалось.
При продолжительном (до 11 суток) затруднении носового дыхания у собак обнаружены патоморфологические изменения в нервных узлах сердца и ганглиях блуждающих нервов, а также дистрофические изменения в сердечной мышце. После восстановления носового дыхания через 6–8 недель указанные изменения уменьшались.
Клинические наблюдения, которые проанализированы в многочисленных исследованиях, ставших классическими, убедительно свидетельствуют о значительных изменениях деятельности сердечно-сосудистой системы под влиянием затруднения или выключения носового дыхания. При восстановлении носового дыхания эти нарушения в большинстве случаев постепенно исчезают: нормализуется деятельность сердца, уменьшаются его размеры.
При затруднении или отсутствии носового дыхания развиваются серьезные сердечные заболевания. Данное утверждение особенно справедливо в отношении детей, у которых имеются аденоиды. Изменения со стороны сердца выражены в разной степени — от умеренного увеличения его размеров и гипертрофии правого желудочка до тяжелой правожелудочковой недостаточности и отека легких. В клинических условиях возможны патологические реакции со стороны сердечно-сосудистой системы, проявляющиеся побледнением кожных покровов, обморочным состоянием, потерей сознания, коллапсом, шоком, вплоть до случаев внезапной смерти. Большинство исследований доказывают, что в развитии тяжелых нарушений, возникающих при воздействии на рецепторный аппарат слизистой оболочки, ведущая роль принадлежит патологическим рефлексам с тройничного нерва на блуждающий.
Влияние затруднения или выключения носового дыхания на другие органы и системы
Нормальное носовое дыхание действует на тонус сосудов головного мозга, на уровень внутричерепного и внутриглазного давления. При носовом дыхании давление в сосудах головного мозга повышается и понижается примерно 16 раз в минуту, или 900 раз в час, а в сутки — 24 000 раз. При ротовом типе дыхания человек лишен этого важного физиологического механизма, усиливающего мозговое кровообращение.
В опытах на собаках показано, что характер дыхания (носовое, ротовое, трахеальное) влияет на колебания давления не только в сосудистой системе полости черепа, но и во всей массе мозга. Переключение дыхания на трахеальное сразу же прекращает нормальные пульсовые колебания внутричерепного давления. Отсутствие носового дыхания ведет также к застою в сосудистой системе глаза.
Носовое дыхание, вызывая ритмические колебания черепно-мозгового давления, является главной движущей силой перемещения цереброспинальной жидкости.
Выключение носового дыхания приводит к расширению лимфатических сосудов мозга. Именно зависимость крово- и лимфообращения в головном мозгу от носового дыхания объясняет столь разнообразные нарушения со стороны центральной нервной системы у больных в случае его затруднения или отсутствия. Клинические наблюдения убедительно свидетельствуют о нарушениях высшей нервной деятельности у пациентов с острыми и хроническими заболеваниями носа и околоносовых пазух, которые проявляются в виде тяжести в голове, тупой боли в области лба, проблем со сном, снижения памяти, успеваемости у детей. При восстановлении носового дыхания эти расстройства обычно полностью исчезают.
Затруднение или прекращение носового дыхания приводит к нарушению функции желудочно-кишечного тракта и печени. При затруднении носового дыхания, вызванном заболеваниями носа и околоносовых пазух, выявлено повышение (в 42 % случаев) или понижение (в 26 %) кислотности желудочного сока. После восстановления носового дыхания, исчезновения воспалительного процесса в околоносовых пазухах кислотность желудочного сока нормализуется.
При выключении носового дыхания нарушается моторная деятельность кишечника, ослабляется его перистальтика, уменьшается секреция и щелочность кишечного сока, снижается всасывательная функция слизистой оболочки двенадцатиперстной кишки, а также уменьшается выделение желчи и снижается антитоксическая функция печени.
Прекращение носового дыхания вызывает физические и химические изменения в крови. Установлено, что различные типы дыхания по-разному влияют на СОЭ (скорость оседания эритроцитов) и на осмотическую стойкость эритроцитов. Наибольшая СОЭ отмечалась при ротовом дыхании, несколько меньшая — при трахеальном и еще более низкая — при носовом. Уже через 15 минут после выключения носового дыхания и перехода на трахеальное СОЭ увеличивалась. Осмотическая стойкость эритроцитов при ротовом и трахеальном дыхании оказывается менее стабильной, чем при носовом.
При выключении носового дыхания в крови увеличивается количество лейкоцитов, уменьшается число эритроцитов, лимфоцитов, снижается содержание гемоглобина. Указанные изменения наиболее выражены в детском возрасте.
У больных с затрудненным носовым дыханием, вызванным неполным закрытием полости носа, полипами, опухолями носа и носоглотки, искривлением перегородки носа, аденоидами, гипертрофическим ринитом, значительно увеличивается содержание глюкозы в крови. После операций, направленных на восстановление носового дыхания, ее количество быстро уменьшается и у большинства пациентов достигает нормального уровня. При выключении носового дыхания у здоровых людей на 12 часов также стремительно повышается содержание глюкозы в крови.
Нарушение носового дыхания влияет на формирование иммунитета, вызывает расстройство функции половых органов, сдвиги в половой сфере женщин, изменение мышечного тонуса матки. Раздражение рецепторного аппарата слизистой оболочки у беременных во время гальванокаустики или хирургических вмешательств в полости носа может привести к повышению тонуса мускулатуры матки, появлению родовых потуг и выкидышу.
НА ЗАМЕТКУ
Во время беременности следует по возможности избегать любых активных вмешательств на слизистой оболочке полости носа.
Защитная функция
С момента рождения слизистая оболочка носа подвергается воздействию различных веществ, загрязняющих воздух, тепла и холода, влажности и сухости, раздражающих химических веществ, пыльцы цветов, грибковых спор, бактерий и вирусов. Благодаря четко координированному взаимодействию разнообразных защитных факторов, работающих при прохождении воздушной струи через полость носа, вдыхаемый воздух согревается, увлажняется, очищается от взвешенных в нем частиц, бактерий и вирусов, способных навредить организму.
Как же функционирует этот сложный защитный механизм?
Очистка слизистой оболочки (мукоцилиарный клиренс)
Как вы помните, ведущая роль в защитной функции носа принадлежит слизистой оболочке, которая покрыта эпителием, состоящим из мерцательных, бокаловидных, а также коротких и длинных вставочных клеток.
На свободном конце мерцательной клетки имеются многочисленные реснички. Они производят различные движения, которые, однако, идентичны для всех ресничек одной клетки и даже одной области. Все реснички мерцают в унисон. Что-то координирует их движения, но что именно — пока неизвестно. Ясно лишь, что координация мерцательных движений зависит исключительно от самой клетки — нервная система в этом процессе совершенно не участвует. Скорость биения ресничек составляет 13–14 раз в минуту.
В функциональном отношении изменения, характерные для мерцательного эпителия, принадлежат к типу «всё или ничего». Движение ресничек может прекратиться вовсе, но не может изменить своего характера. Воздействуя различными фармакологическими препаратами, исследователи неоднократно пробовали изменить тип движения ресничек, но эти попытки оказались безуспешными. Понижение температуры приводило только к замедлению движения.
ЭТО ИНТЕРЕСНО
Итак, координация движения ресничек зависит от самой клетки. Если извлечь небольшой участок мерцательного эпителия, а затем вернуть его на прежнее место, повернув предварительно на 180°, то единство координации движений нарушается: в перемещенной части сохраняется прежнее направление движения, которое теперь не соответствует общему.
Реснитчатый аппарат мерцательных клеток располагается в слизи, покрывающей поверхность слизистой оболочки, и образует вместе с ней мукоцилиарный эскалатор, или мукоцилиарную транспортную систему. Реснички окружены тонким слоем перицилиарной жидкости, образование и управление которой изучено еще не до конца. Над ней лежит собственно слизь. При движении реснички вытягиваются, и кончики их выходят из перицилиарной жидкости, контактируя со слизью. В этот момент поверхностный слой перицилиарной жидкости и слизь перемещаются (рис. 7).
Благодаря строгой ритмичности мерцательного движения обеспечивается перемещение продуктов секреции слизистой оболочки и оседающих на ее поверхности микроорганизмов и различных чужеродных частиц в сторону носоглотки. Таким путем осуществляется ее постоянное очищение — клиренс.
Механизм выделения секрета на поверхность слизистой оболочки до сегодняшнего дня остается недостаточно изученным. В нормальных условиях слизь, покрывающая слизистую оболочку, является продуктом секреторной деятельности желез и клеток мерцательного эпителия. Скорость и направление перемещения слизи в обеих половинах носа различны, что объясняется носовым циклом и асинхронным типом работы желез.
Носовой мукоцилиарный клиренс — первый барьер против проникновения инфекционных агентов и пылевых частиц в нижние дыхательные пути, он играет ведущую роль в защитной функции носа. Никогда не прекращающаяся в нормальных условиях активность ресничек мерцательного эпителия обеспечивает продвижение слизистого секрета, а вместе с ним — попавших в нос и осевших на поверхности слизистой оболочки частичек пыли и микроорганизмов по направлению к носоглотке. Движение же ресничек мерцательного эпителия и ток слизи на передних концах нижних носовых раковин направлены к входу в нос. Это обстоятельство имеет большое значение для защиты организма, так как именно на данном участке полости носа оседает основная масса инородных частиц, бактерий и вирусов после прохождения носового клапана. За счет движения ресничек они передвигаются вперед — до границы с кожей преддверия носа.
Рис. 7. Движение реснички в эффективной фазе (а) и в возвратной фазе (б): 1 — слизь; 2 — перицилиарная жидкость; 3 — инородные частицы
Оседанию пылевых частиц и микроорганизмов способствует направление струи вдыхаемого воздуха, которая вначале идет почти вертикально, а затем — назад и вниз, создавая тесный контакт воздушного потока со слизистой оболочкой. У входа в нос площадь сечения дыхательного тракта минимальна, а скорость движения воздуха максимальна. В полости носа поперечное сечение в 8–10 раз больше, и скорость движения резко падает, что создает наилучшие условия для очищения, согревания и увлажнения вдыхаемого воздуха. Оседанию пылевых частиц и микроорганизмов также способствует турбулентность движения воздушного потока, которая возникает благодаря естественным образованиям полости носа: носовому клапану, носовым раковинам, носовым ходам, носовой перегородке, а также благодаря движению воздуха из околоносовых пазух, за счет чего отдельные воздушные струи более тесно контактируют с поверхностью слизистой оболочки на различных ее участках.
Нос — высокоэффективная фильтрующая полость.
Почти все частицы диаметром 8 мк и более остаются в носу, частицы диаметром 2–3 мк задерживаются до 50 %. Очень маленькие частицы, приблизительно 0,5 мк, в значительном количестве покидают дыхательный тракт при выдохе. Около 60 % жизнеспособных микроорганизмов оседает на поверхности слизистой оболочки носа, но до тех пор, пока реснички работают нормально, риск, что из бактерий вырастут колонии, невелик.
Специфические и неспецифические защитные факторы слизистой оболочки
Слизь, являющаяся неотъемлемым компонентом мукоцилиарной транспортной системы, участвует не только в механическом удалении пылевых частиц и микроорганизмов с поверхности слизистой носа. В секрете слизистой оболочки содержится и ряд очень действенных биохимических неспецифических и специфических защитных факторов.
• К неспецифическим факторам относятся гликопротеины слизи (фукомицины, сиаломицины, сульфомицины), лизоцим, лактоферрин, секреторные глюкозидазы, интерферон, комплемент (ферментная система), секреторные протеазы.
• Специфические факторы представлены иммуноглобулинами, играющими роль защиты против внедрившихся микроорганизмов.
Благодаря деятельности тех и других происходит нейтрализация вирусов и токсинов, лизис (разрушение) и переваривание бактерий.
При этом механизмы специфического иммунитета, сформированные в процессе эволюционного развития, обладают значительно более выраженной направленностью защитного действия. Они являются составной частью местного иммунитета, который обеспечивает защиту покровов верхних дыхательных путей, непосредственно соприкасающихся с внешней средой.
Таким образом, от комплекса специфических и неспецифических факторов защиты и от деятельности мукоцилиарной транспортной системы зависит степень невосприимчивости человека к бактериям, вирусам и другим физическим и химическим факторам внешней среды, оказывающим неблагоприятное воздействие на слизистую оболочку носа.
Согревание воздуха в полости носа
Проходя через полость носа, воздух согревается. Доказано, что при вдыхании через нос воздуха, температура которого ниже 0 °C, его температура в гортано-глотке становится выше, чем при вдыхании воздуха комнатной температуры через рот. Воздух с температурой -15 °C, пройдя через нос, нагревается до 25 °C в носоглотке. Такое выраженное согревающее действие дает основание рассматривать нос как физиологический кондиционер, защищающий нижние дыхательные пути от воздействия холодного воздуха, который является одной из главных причин острых простудных заболеваний.
Способность значительно согревать воздух, проходящий через полость носа, обусловлена особенностями кровоснабжения ее слизистой оболочки, все отделы которой имеют весьма развитую капиллярную сеть, достигающую эпителиального слоя.
Исключительной морфологической особенностью строения сосудистой сети слизистой оболочки носа, не встречающейся более ни на каких других участках слизистой оболочки дыхательных путей, является система пещеристых венозных сплетений, которая располагается между капиллярной сетью и венулами (так называются мелкие вены) и имеет важное функциональное и клиническое значение. Пещеристая ткань есть не всюду, а лишь на отдельных участках слизистой: в толще слизистой оболочки нижних носовых раковин, вдоль свободного края средних носовых раковин, у задних концов средних и верхних носовых раковин, на носовой перегородке соответственно переднему концу средней раковины.
Пещеристые венозные сплетения представляют собой клубок расширенных вен, стенки которых богаты гладкой мускулатурой и содержат эластические волокна. Эти сосуды обычно находятся в опустошенном состоянии. Под влиянием разнообразных физических, химических, инфекционных или психогенных факторов исключительно лабильная кавернозная ткань переполняется кровью и мгновенно вызывает набухание слизистой оболочки. Быстрое наполнение венозных лакун осуществляется благодаря их соединению с артериями. Наиболее крупные находятся в костном мозге носовых раковин, где они имеют одну эластическую мембрану и окружены тонкостенными венами. Они рассматриваются как морфологическая основа регуляции наполнения кавернозной ткани.
Спазм сосудов пещеристых венозных сплетений, освобождение от переполняющей их крови происходят под влиянием симпатической нервной системы. Поступление импульсов от парасимпатической нервной системы приводит к расширению кавернозных сосудов. При расширении пещеристых венозных сплетений и переполнении их кровью резко увеличивается толщина слизистой оболочки, размеров носовых раковин, которые набухают настолько, что полностью закрывают носовые ходы и ведут к закрытию полости носа.
От задних отделов каждого носового хода кровь течет вперед, к преддверию полости носа. В каждой дугообразной сосудистой петле ток крови, таким образом, имеет направление, противоположное потоку вдыхаемого воздуха, в результате чего тот эффективно нагревается.
Увлажнение вдыхаемого воздуха
Вдыхаемый воздух увлажняется на всем протяжении дыхательного тракта вплоть до долевых бронхов. Однако главным отделом, в котором осуществляется регуляция влажности, является полость носа. Поддержание необходимого уровня влажности вдыхаемого и выдыхаемого воздуха составляет, как и терморегуляция, одну из важнейших функций носа и околоносовых пазух.
Чтобы слизистая оболочка носа функционировала нормально, требуется определенная степень насыщения воздуха водяными парами. Оптимум относительной влажности атмосферы для деятельности мукоцилиарной транспортной системы лежит между 35 и 45 %. Тем не менее, увлажняющая способность слизистой оболочки человеческого носа обладает большими резервными возможностями, которые обеспечивают необходимое кондиционирование воздуха, несмотря на резкие сдвиги влажности и температуры окружающей среды.
Активная испаряемость носового секрета в соответствии с законами физики объясняется высокой поверхностной температурой слизистой оболочки носа, большой площадью полости носа и околоносовых пазух, с поверхности которой в поток вдыхаемого воздуха одновременно попадает значительное количество молекул жидкости.
Скорость испарения с поверхности слизистой оболочки увеличивается с усилением конвекции (перемещения) воздуха во время дыхания. Конвекция зависит от скорости и характеристики воздушной струи. Чем быстрее струя и больше турбулентные завихрения, тем теснее будет ее контакт с поверхностью слизистой оболочки и значительнее степень насыщения вдыхаемого воздуха парами жидкости.
При выдохе степень оседания водяных паров на поверхности слизистой оболочки носа будет определяться температурой вдыхаемого воздуха: чем она ниже, тем сильнее охлаждается слизистая оболочка носовых путей и тем больше на ней конденсируется водяных паров выдыхаемого воздуха. Не случайно на сильном морозе из носа здоровых людей обильно выделяется жидкий прозрачный секрет, представляющий собой в основном конденсат — результат оседания молекул воды на охлажденной поверхности слизистой оболочки, согревающий и защищающий ее от переохлаждения.
По вычислениям, проведенным в нормальных комнатных условиях, около 430 г водяных паров добавляется во вдыхаемый воздух со слизистой оболочки верхних дыхательных путей, в основном из полости носа. Из них 130 г конденсируется в носу при выдохе. Это значит, что чистая потеря водяного пара из верхних дыхательных путей — около 300 г за 24 часа. Таким образом, полость носа, регулируя влажность вдыхаемого воздуха и создавая оптимальные условия для газообмена в легких, участвует в поддержании водного баланса в организме.
Участие околоносовых пазух в защитной функции
Необходимо знать, что околоносовые пазухи не только участвуют в выполнении фонетической, респираторной, статической, обонятельной и термоизоляционной функций, но и являются дополнительным защитным барьером, ограждающим глазницы и череп от попадания в них инфекции из полости носа. Здесь ведущая роль принадлежит пазухам решетчатой кости, которые образуют надежный защитный барьер на пути проникновения инфекции из полости носа. Затем, если инфекция все же преодолевает этот заслон, в борьбу с воспалительным процессом вовлекаются другие околоносовые пазухи.
Мы рассматриваем околоносовые пазухи как систему резервных анатомических образований, заполненных воздухом и предназначенных для защиты организма, в первую очередь содержимого орбиты и полости черепа, от воздействия различных неблагоприятных факторов внешней среды. Неслучайно для околоносовых пазух созданы исключительно благоприятные условия, устраняющие возможность случайного их инфицирования, что находит отражение в особенностях воздухообмена пазух с полостью носа, подробно описанного выше.
В случаях, когда специфические и неспецифические защитные факторы слизистой оболочки носа, образующие первую линию обороны, оказываются не способны справиться с инфекционным возбудителем, который вызвал в полости носа воспалительный процесс, проявляющийся клинической картиной ринита, в борьбу включаются пазухи решетчатого лабиринта, образующие вторую линию обороны. Как мы помним, ребенок рождается с уже сформировавшейся системой воздухоносных ячеек в решетчатом лабиринте. Развивающиеся позднее большие околоносовые воздушные пазухи образуют третью линию обороны, которая предназначена для ограничения и ликвидации воспалительного процесса, направленного в сторону жизненно важных образований черепа и орбиты.
НА ЗАМЕТКУ
В связи с незавершенностью системы защиты в детском возрасте гораздо чаще встречаются риногенные орбитальные осложнения (воспаления в полости орбиты, вызванные воспалением в полости носа).
В организме человека нет другого органа, чья защитная система сравнилась бы с защитной системой полости носа, сформировавшейся в процессе эволюционного развития. Слизистая оболочка полости носа и околоносовых пазух выполняет исключительно важные функции: защитную, рефлекторную и координирующую деятельность практически всех органов и систем. Поэтому все консервативные и хирургические методы лечения должны быть направлены на сохранение данного органа, для полноценной работы которого важна каждая анатомическая структура, причем физиологическое значение многих из них еще не до конца изучено.
Если встает вопрос об операции, то необходимо помнить, что в полости носа нет образований, которыми можно было бы пренебречь.
Всасывательная функция слизистой оболочки
Слизистая оболочка верхних дыхательных путей способна всасывать различные вещества, попадающие с вдыхаемым воздухом на ее поверхность. В одних случаях всасывание играет барьерную роль и ведет к проникновению в организм веществ, физиологически необходимых для жизнедеятельности, а также лекарственных препаратов, способствующих стиханию воспалительных процессов и нормализации структур слизистой оболочки. С другой стороны, она может всасывать вредные, патогенные вещества, способные вызвать местный воспалительный процесс или общее заболевание.
Из полости носа и околоносовых пазух могут всасываться газообразные, жидкие и плотные вещества, живые или неживые микроорганизмы, токсины, различные по структуре и свойствам аллергены.
Основным морфологическим субстратом, участвующим в процессе всасывания, являются клетки мерцательного эпителия, которые покрывают слизистую оболочку носа и околоносовых пазух. Поступление извне различных веществ осуществляется через клеточную поверхность, на которой имеются своеобразные нити правильной формы, получившие название микроворсинок.
Наличие микроворсинок увеличивает всасывающую поверхность клетки в несколько сотен раз. Существует мнение, что количество микроворсинок свидетельствует о способности клетки к всасыванию. Самым важным свойством клеточной поверхности является ее активная роль в транспорте ионов и мелких молекул. Через клеточную мембрану осуществляется активный перенос ионов натрия и калия. Всасывательная способность слизистой оболочки определяется чрезвычайно важной функцией клетки — проницаемостью. Последняя зависит от механизмов переноса через поверхностный слой различных молекул большей или меньшей степени сложности. Механизмы переноса следующие: диффузия, фильтрация, осмос и активный перенос, действие которых осуществляется в тесной взаимосвязи друг с другом.
Большое теоретическое и практическое значение имеет вопрос о всасывании слизистой оболочкой носа и околоносовых пазух разнообразных лекарственных веществ, так как создание достаточной концентрации лекарственного препарата в очаге воспаления является необходимым условием успешного их применения.
Большое значение для обеспечения соответствующей лечебной концентрации имеет форма, в которой лекарственное вещество наносится на слизистую оболочку.
Обонятельная функция
Это совершенно специфическая функция, присущая только полости носа. Пахучие вещества, содержащиеся во вдыхаемом воздухе, раздражают периферические нервные окончания, располагающиеся в области продырявленной пластинки (это самые верхние отделы полости носа). Общая поверхность обонятельной зоны занимает около 1 см2 в каждой половине носа.
Строение обонятельного эпителия специфично, его структуры представлены на рис. 8.
Пахучие вещества и механизм их восприятия
В зависимости от степени развития органа обоняния всех млекопитающих делят на 3 группы:
1) макросматические, которые отличаются необыкновенной остротой обоняния. К их числу принадлежит большинство млекопитающих;
2) микросматические, у которых обонятельный аппарат развит слабо и отступает на задний план по сравнению с другими органами чувств, например водные млекопитающие, обезьяны и человек;
3) аносматические, у которых обонятельный орган совершенно отсутствует, например зубатые киты, дельфины и др.
Рис. 8. Схема обонятельного эпителия: 1 — реснички; 2 — обонятельная булава; 3 — биполярный рецепторный нейрон; 4 — поддерживающая клетка; 5 — боуменова железа; 6 — обонятельный аксон
Во время спокойного дыхания лишь 5–10 % вдыхаемого воздуха достигает обонятельной области. При интенсивном же вдохе, нацеленном на распознавание содержащихся в воздухе пахучих веществ, через обонятельную щель проходит около 20 % воздушного потока.
Пахучие вещества обладают сложными физическими и химическими свойствами. Большинство пахучих веществ относится к органическим соединениям, их молекулярный вес лежит в пределах 17–300. Интенсивность запаха увеличивается по мере возрастания молекулярного веса. Чтобы возбудить обоняние, обычно требуется меньше крупных молекул пахучих веществ, чем мелких.
Основное физическое свойство пахучих веществ, обусловливающее их проникновение в полость носа, — летучесть.
Кроме того, чтобы пахучее вещество могло возбуждать обонятельные клетки, оно должно быть способным растворяться в жидкости, покрывающей эпителий, и в липидах, входящих в состав булав обонятельных клеток. При этом пахучие вещества обладают также способностью понижать поверхностное натяжение пограничного слоя «вода — липиды» и «воздух — вода».
Пахучие вещества растворяются не просто в жидкости, а в секрете боуменовых желез, которые впервые появились у земноводных в связи с выходом из воды на сушу. Этот секрет, увлажняющий обонятельную выстилку, одновременно играет роль растворителя пахучих веществ.
Функциональные особенности обонятельного анализатора
Назначение обонятельного анализатора — информировать организм о присутствии в окружающей среде различных химических соединений.
В естественных условиях обонятельные раздражители играют роль меток, которые сопутствуют определенным предметам или событиям и выполняют сигнальную функцию. В повседневной жизни человека исключительно велика вкусовая роль обоняния, обусловленная проникновением пахучих элементов пищи в полость носа и информирующая организм о характере и качестве еды. Следует при этом подчеркнуть, что обоняние как дистантное чувство предшествует вкусовому восприятию пищи, которое является контактным чувством.
Обонятельные раздражители — как сигнальные, так и пищевые — обычно присутствуют в воздухе в достаточно низких концентрациях и сами по себе для процессов жизнедеятельности безвредны.
Животным обоняние помогает спасаться от врагов, выслеживать добычу, искать пищу. Велико его значение в половом поведении многих животных. Обонятельной функции принадлежит видная роль и в сексуальной жизни человека.
В определенных специфических условиях из многих возможных функций обоняния (пищевой, половой, охранительной, ориентировочной и т. п.) на первый план выступает какая-то одна.
Как часть центральной нервной системы, ее высшего отдела — коры, обонятельный анализатор через обширные ассоциативные связи влияет на функциональное состояние лимбической системы, участвующей в регуляции работы внутренних органов, инстинктивного поведения, эмоций, памяти, сна, бодрствования и др. Характер запахов изменяет эмоционально-психические и поведенческие реакции: одни пахучие вещества действуют угнетающе, вызывают депрессию, другие приводят человека в мажорное состояние, повышают работоспособность.
Запахи всегда влияют на дыхательную систему — изменяют ритм, глубину и частоту дыхания, а соответственно, и газообмен. Одни вещества (толуол) вызывают задержку дыхания и даже его остановку, другие — учащение.
Не остается в стороне и сердечно-сосудистая система. Например, вдыхание розового масла понижает артериальное давление, замедляет пульс, оказывает защитно-трофическое действие. Запах аммиака приводит к учащению пульса и повышению давления.
ЭТО ИНТЕРЕСНО
Обонятельный анализатор способен влиять на цветоощущение, повышать или понижать остроту слуха, усиливать вкусовые ощущения, изменять возбудимость вестибулярного анализатора. Отсутствие или резкое снижение обоняния отражается на продолжительности корковых процессов, замедляет скорость мышления, в результате чего появляется чувство отупения. Исключительно велика роль обоняния у слепых и тем более слепоглухих, когда наблюдается компенсаторное развитие и использование сохранившихся видов чувств, в том числе обоняния.
Рецепторные клетки обонятельной системы способны к восстановлению.
Обонятельные рецепторы подвержены всем воздействиям окружающей среды, которые связаны с дыханием. Результатом влияния повреждающих факторов на структуры обонятельного эпителия является частичное или полное разрушение и дегенерация рецепторных обонятельных клеток и, как следствие, — снижение обонятельной функции.
При многих заболеваниях полости носа поражаются обонятельные клетки и обонятельные нити — начальная часть обонятельного нерва. Эти структуры страдают при гриппе, острых респираторных вирусных инфекциях. В этих случаях аносмия (потеря обоняния) и гипосмия (снижение обоняния) наблюдаются обычно с обеих сторон.
Поражение обоняния с обеих сторон может быть и результатом закрытой черепно-мозговой травмы вследствие разрыва нервных окончаний при прохождении через решетчатую пластинку. Как правило, развивается длительная двусторонняя гипосмия — обоняние может восстановиться через несколько недель или месяцев.
При поражении обонятельной луковицы, тракта, треугольника развиваются гипо- или аносмия на стороне поражения. Различные локальные процессы на основании лобной доли, в медиальных отделах передней черепной ямки приводят к односторонней гипо- или аносмии. Это могут быть лобно-базальные опухоли, очаговые арахноэнцефалиты, арахноидиты, абсцессы, кровоизлияния в подпаутинное пространство, трещины и переломы костей основания черепа в передней черепной ямке. Корковые контузионные очаги геморрагического размягчения часто локализуются в базальных отделах височных долей и глазничных частей лобных долей. Здесь же нередко обнаруживаются эпидуральные гематомы.
Изменения обоняния, наблюдающиеся при различных эмоциональных состояниях и заболеваниях человека, тесно связаны с множеством нейроактивных субстанций, которыми богата обонятельная система (нейротрансмиттеры, нейрогормоны, регуляторные пептиды, метаболиты, энзимы). Все они могут регулировать обонятельную функцию на всех уровнях системы и участвовать в передаче информации о запахах на уровне обонятельной луковицы.
Практически при всех заболеваниях полости носа, протекающих с закрытием ее просвета, что препятствует поступлению воздушной струи и запахов к обонятельному эпителию, страдает обонятельная функция. Так, обонятельная дисфункция различной степени наблюдается при остром, аллергическом, вазомоторном ринитах, синуситах, полипах носа, искривлении перегородки носа, опухолях носа и околоносовых пазух, инфекционных гранулемах.
НА ЗАМЕТКУ
Следует подчеркнуть, что большинству врачей свойственно игнорировать нарушения обонятельной функции. Они редко опрашивают пациентов, есть ли у тех нарушение обоняния, и нечасто назначают лечение, направленное на устранение обструкции полости носа. С другой стороны, пациенты, страдающие ринитами, считают, что снижение или потеря обоняния является фактом очевидным, известным.
Необходимо понять, что успех в излечении заболевания полости носа и возвращении организму функционального комфорта может считаться достигнутым только в том случае, когда вместе с восстановлением носового дыхания удается улучшить или восстановить обонятельную функцию.
Подведем итог всему, что рассказывалось в первой части книги.
Основные функции носа — дыхательная, калориферная, всасывательная, выделительная, защитная, информационная, обонятельная, эстетическая. Все они взаимосвязаны.
Главной является дыхательная функция, которая заключается не просто в механическом пропускании воздуха через полость носа — в ней воздух подготавливается для использования в легких, где он отдает кислород крови. Поверхность слизистой оболочки полости носа и околоносовых пазух имеет большую площадь, что дает возможность как следует согреть, увлажнить и очистить воздух.
Прежде всего, в полости носа воздух согревается за счет крови, которая находится в венозных сплетениях слизистой оболочки носовых раковин. Если человек вдыхает воздух при температуре -15 °C, то после прохождения через полость носа он согревается до +25 °C. Кроме того, воздух увлажняется, забирая водяные пары из слизи, покрывающей слизистую оболочку (сухой воздух плохо отдает кислород в легких). Наконец, в полости носа воздух очищается: до 90 % взвешенных в воздухе частиц оседает на влажной слизистой оболочке. Способствует этому особенность строения внутренних структур носа. Воздух в полости носа движется по определенным маршрутам и направлениям: у входа в нос он совершает круговое движение, в результате чего наиболее крупные частицы оседают в преддверии носа.
В начале вдоха в грудной клетке создается отрицательное давление. Оно передается на вышерасположенные дыхательные пути и в полость носа. Свершив круговое движение, основная струя воздуха по дуге идет через общий носовой ход на уровне средней носовой раковины в направлении носоглотки. К основной струе примешивается воздух из носовых ходов и околоносовых пазух. Это наиболее чистый воздух, уже согретый, увлажненный и очищенный. Данная порция воздуха поступает в самые глубокие отделы легких.
Когда заканчивается вдох и начинается выдох, в грудной клетке создается положительное давление. В полостях околоносовых пазух оно остается отрицательным, и порции воздуха, находящиеся в полости носа и носовых ходах, через соустья (небольшие отверстия, соединяющие полость носа с пазухами) попадают в пазухи. Таким образом и пазухи получают согретый и увлажненный воздух. При каждом вдохе и выдохе происходит обмен воздуха между полостью носа и пазухами. Если такая цикличность нарушается, то создаются условия для начала воспаления процесса в пазухах.
В описанном процессе задействованы следующие функции носа: дыхательная — проведение воздуха по особому направлению; калориферная — согревание воздуха; выделительная — увлажнение воздуха. Увлажнение слизистой оболочки и воздуха осуществляется многочисленными железами, которые имеют различное строение.
Защитную функцию носа выполняет мерцательный эпителий слизистой оболочки. Ее поверхность покрыта специальными клетками, которые имеют реснички, постоянно пребывающие в движении. Они погружены в слизь, которая покрывает слизистую оболочку. За счет никогда не прекращающегося биения реснички гонят слизь по поверхности слизистой оболочки. Все, что оседает на ней, перегоняется в сторону носоглотки, и человек проглатывает слизь вместе со слюной. Здоровый человек не замечает этого незначительного количества слизи. Далее слизь попадает в желудок, и находящиеся в ней микроорганизмы и вирусы уничтожаются соляной кислотой желудочного сока.
Следует отметить одну интересную особенность. В передних отделах полости носа реснички гонят слизь вперед, наружу. Здесь как раз оседают наиболее крупные частицы, взвешенные в воздухе. Если человек окажется в запыленной атмосфере, то скоро он отметит скопление пыли в передних отделах носа: носовой платок будет пачкаться. Это происходит благодаря действию мерцательных клеток.
Однако защитная функция этим не ограничивается. Слизь является не только механическим барьером на пути загрязнений. В ней содержится много различных биологически активных веществ, которые убивают вирусы, бактерии, грибки.
Очень важна информационная функция носа. Она заключается в том, что клетки слизистой оболочки носа совместно с представителями клеток крови и тканевыми клетками сообщают организму о попавших в полость носа вирусах, бактериях и грибках. Эта информация служит толчком для формирования иммунного ответа, то есть иммунитета.
Врожденный иммунитет человека не охватывает всех представителей микромира, против которых организм должен выработать защиту. С первым вдохом у ребенка начинает формироваться приобретенный иммунитет. Для этого в структуре слизистой оболочки имеется большой набор специальных клеток. Одни клетки захватывают попавшие микроорганизмы и, расщепляя их, передают информацию об их строении другим клеткам. Те передают ее далее и принимаются формировать ответ на проникший микроорганизм. Возникают факторы защиты. Не всегда этот процесс проходит незаметно. Часто он протекает в виде насморка или даже более тяжелого заболевания. Острая респираторная вирусная инфекция — типичное проявление иммунного ответа на вторжение вируса. Когда острый насморк завершится, внедрившийся вирус уже получит адекватный ответ и не вызовет повторного заболевания. Но беда в том, что этот иммунитет не отличается стойкостью, а респираторных вирусов сотни и тысячи и на каждый нужно сформировать ответ. Поэтому насморк и повторяется многократно, особенно в первые пять лет жизни ребенка.