Органы дыхания гортань строение и функции
Гортань – орган дыхательной системы, выполняющий функции проведения воздуха и голосообразования.
Гортань – это своеобразный музыкальный инструмент человеческого организма, позволяющий говорить, петь, выражать свои эмоции тихим голосом или громким криком. Как часть дыхательных путей, гортань представляет собой короткую трубку с плотными хрящевыми стенками. Достаточно сложное устройство стенок гортани позволяет ей порождать звуки разной высоты и громкости.
Строение гортани
Гортань располагается в передней области шеи на уровне IV–VI шейных позвонков. С помощью связок гортань подвешена к подъязычной кости, вследствие чего опускается и поднимается вместе с ней при глотании. Снаружи положение гортани заметно по выступу, сильно развитому у мужчин и образованному щитовидным хрящом. В просторечии этот выступ называют «кадык», или «адамово яблоко». Позади гортани находится глотка, с которой гортань сообщается, сбоку проходят крупные сосуды и нервы. Пульсацию сонных артерий легко прощупать на шее по сторонам от гортани. Внизу гортань переходит в трахею. Впереди трахеи, доходя до гортани, располагается щитовидная железа.
Твердый остов гортани состоит из трех непарных хрящей – щитовидного, перстневидного и надгортанника – и трех парных, важнейшими из которых являются черпаловидные. Хрящи гортани соединяются между собой суставами и связками и могут менять свое положение благодаря сокращению прикрепляющихся к ним мышц.
Основание гортани образует перстневидный хрящ, напоминающий горизонтально лежащий перстень: его узкая «дужка» обращена вперед, а широкая «печатка» – назад. Нижний край этого хряща соединяется с трахеей. Сверху к перстневидному хрящу присоединяются щитовидный и черпаловидные хрящи. Щитовидный хрящ – самый крупный, входит в состав передней и боковой стенок гортани. В нем различают две четырехугольные пластинки, соединяющиеся между собой под прямым углом у мужчин, образуя «кадык», и тупым углом (около 120°) у женщин.
Черпаловидные хрящи имеют форму пирамиды, их треугольное основание подвижно соединено с пластинкой перстневидного хряща. От основания каждого черпаловидного хряща вперед отходит голосовой отросток, в сторону – мышечный отросток. К последнему прикрепляются мышцы, двигающие черпаловидный хрящ вокруг его вертикальной оси. При этом изменяется положение голосового отростка, с которым соединена голосовая связка.
Сверху гортань покрыта надгортанником, его можно сравнить с «подъемной дверью» над входом в гортань (см. рис. 1). Нижний заостренный конец надгортанника прикреплен к щитовидному хрящу. Широкая верхняя часть надгортанника при каждом глотательном движении опускается и закрывает вход в гортань, тем самым препятствуя попаданию пищи и воды из глотки в дыхательные пути.
Все хрящи гортани относятся к гиалиновым и могут подвергаться окостенению, кроме надгортанника и голосового отростка черпаловидного хряща, образованных эластической хрящевой тканью. В результате окостенения, наступающего иногда в возрасте до 40 лет, голос теряет гибкость и приобретает хриплый, скрипучий оттенок.
Для образования звука важнейшее значение имеют голосовые связки, которые натянуты от голосовых отростков черпаловидных хрящей к внутренней поверхности угла щитовидного хряща (рис. 2). Между правой и левой голосовыми связками находится голосовая щель, через которую проходит воздух при дыхании. Под влиянием мышц хрящи гортани меняют свое положение. Мышцы гортани по функции делятся на три группы: расширяющие голосовую щель, суживающие голосовую щель, изменяющие напряжение голосовых связок.
Полость гортани выстлана слизистой оболочкой, которая чрезвычайно чувствительна: малейшее прикосновение постороннего тела к ней рефлекторно вызывает кашель. Покрывает слизистую оболочку гортани, исключая лишь поверхность голосовых связок, реснитчатый эпителий с большим количеством железок.
Под слизистой оболочкой гортани лежит фиброзно-эластическая мембрана. Полость гортани по форме напоминает песочные часы: средний отдел сильно сужен и ограничен сверху складками преддверия («ложные голосовые»), а снизу – голосовыми складками (рис. 3). На боковых стенках гортани между складкой преддверия и голосовой складкой заметны довольно глубокие карманы – желудочки гортани. Это остатки объемистых «голосовых мешков», которые хорошо развиты у человекообразных обезьян и, по-видимому, служат резонаторами. Под слизистой оболочкой голосовой складки располагаются голосовая связка и голосовая мышца, под слизистой оболочкой складки преддверия – неподвижный край фиброзно-эластической мембраны.
Функции гортани
Принято различать четыре основные функции гортани: дыхательную, защитную, фонаторную (голосообразующую) и речевую.
- Дыхательная. При вдохе воздух из полости носа попадает в глотку, из нее – в гортань, далее – в трахею, бронхи и легкие. При выдохе воздух из легких проходит весь путь по дыхательным путям в обратном направлении.
- Защитная. Движения ресничек, покрывающих слизистую оболочку гортани, непрерывно очищают ее, удаляя мельчайшие частицы пыли, попадающие в дыхательные пути. Пыль, окруженная слизью, выделяется в виде мокроты. Рефлекторный кашель является важным защитным приспособлением гортани.
- Фонаторная. Возникновение звука связано с колебанием голосовых связок при выдохе. Звук может меняться в зависимости от натяжения связок и ширины голосовой щели. Человек сознательно регулирует этот процесс.
- Речевая. Следует подчеркнуть, что в гортани происходит только образование звука, членораздельная речь возникает при работе органов полости рта: языка, губ, зубов, мимических и жевательных мышц.
Первое – голос, второе – мелодия
Способность человека издавать разные по силе, высоте и тембру звуки связана с движением голосовых связок под действием струи выдыхаемого воздуха. Сила издаваемого звука зависит от ширины голосовой щели: чем она шире, тем громче звук. Ширину голосовой щели регулируют не менее пяти мышц гортани. Безусловно, играет роль и сила самого выдоха, обусловленная работой соответствующих мышц груди и живота. Высота звука определяется числом колебаний голосовых связок в 1 секунду. Чем колебания чаще, тем выше звук, и наоборот. Как известно, чаще колеблются сильно натянутые связки (вспомните гитарную струну). Обеспечивают необходимое натяжение голосовых связок мышцы гортани, в частности голосовая мышца. Ее волокна вплетены в голосовую связку на всем ее протяжении и могут сокращаться как целиком, так и отдельными частями. Сокращение голосовых мышц вызывает расслабление голосовых связок, в результате чего высота издаваемого ими звука снижается.
Обладая способностью вибрировать не только целиком, но и отдельными частями, голосовые связки продуцируют добавочные звуки к основному тону, так называемые обертоны. Именно комбинацией обертонов характеризуется тембр человеческого голоса, индивидуальные особенности которого зависят также от состояния глотки, полости рта и носа, движений губ, языка, нижней челюсти. Дыхательные пути, расположенные выше голосовой щели, выполняют функцию резонаторов. Поэтому при изменении их состояния (например, при отеке слизистой оболочки полости носа и околоносовых пазух при насморке) меняется и тембр голоса.
Несмотря на сходство в строении гортани человека и человекообразных обезьян, последние не в состоянии говорить. Лишь гиббоны способны воспроизводить звуки, отдаленно напоминающие музыкальные. Только человек может сознательно регулировать силу выдыхаемого воздуха, ширину голосовой щели и натяжение голосовых связок, что необходимо для пения и речи. Медицинская наука, изучающая голос, называется фониатрией.
Еще во времена Гиппократа было известно, что голос человека продуцируется гортанью, но лишь 20 веков спустя Везалий (XVI в.) высказал мнение, что звук производят голосовые связки. Даже в настоящее время имеются различные теории голосообразования, основывающиеся на отдельных аспектах регуляции колебаний голосовых связок. Как крайние формы можно привести две теории.
Согласно первой (аэродинамической) теории, голосообразование – результат вибрационных движений голосовых складок в вертикальном направлении под действием воздушной струи во время выдоха. Решающая роль при этом принадлежит мышцам, участвующим в фазе выдоха, и мышцам гортани, которые сближают голосовые связки и оказывают сопротивление давлению воздушной струи. Настройка работы мышц происходит рефлекторно при раздражении воздухом слизистой оболочки гортани.
По другой теории движения голосовых складок происходят не пассивно под действием воздушной струи, а представляют собой активные движения голосовых мышц, осуществляющиеся по команде из головного мозга, которая передается по соответствующим нервам. Высота звука, связанная с частотой колебаний голосовых связок, зависит, таким образом, от способности нервов проводить двигательные импульсы.
Отдельные теории не могут полностью объяснить столь сложный процесс, как голосообразование. У человека, обладающего речью, функция голосообразования связана с деятельностью коры полушарий мозга, а также более низких уровней регуляции и представляет собой очень сложный, сознательно координируемый двигательный акт.
Гортань в нюансах
Состояние гортани специалист может исследовать с помощью особого прибора – ларингоскопа, основной элемент которого – маленькое зеркальце. За идею этого прибора известный певец и вокальный педагог М. Гарсия в 1854 г. удостоился звания почетного доктора медицины.
Гортань имеет значительные возрастные и половые особенности. С рождения до 10 лет жизни гортань мальчиков и девочек фактически не имеет различий. Перед наступлением половой зрелости рост гортани у мальчиков резко усиливается, что связано с развитием половых желез и выработкой мужских половых гормонов. В это время изменяется («ломается») и голос мальчиков. Мутация голоса у мальчиков длится около года и завершается в 14–15 лет. У девочек мутация совершается быстро и почти незаметно в возрасте 13–14 лет.
Гортань мужчины в среднем на 1/3 больше женской, голосовые связки значительно толще и длиннее (приблизительно на 10 мм). Поэтому и мужской голос, как правило, сильнее и ниже женского. Известно, что в XVII–XVIII вв. в Италии кастрировали мальчиков 7–8 лет, которые должны были петь в папском хоре. Их гортань в период полового созревания не претерпевала особых изменений и сохраняла детские размеры. Этим добивались высокого тона голоса, соединенного с мужской силой исполнения и нейтральным тембром (между детским и мужским).
В образовании голоса принимают участие многие органы и системы организма, а это требует их нормального функционирования. Поэтому голос, речь являются выражением не только нормальной деятельности отдельных органов и систем, включая и психику человека, но также их нарушений и патологических состояний. По изменению голоса можно судить о состоянии человека и даже развитии определенных заболеваний. Необходимо особо подчеркнуть, что любые изменения гормонального фона в организме (у женщины – применение гормональных препаратов, менструация, менопауза) могут приводить к изменениям голоса.
Звуковая энергия голоса очень мала. Если человек непрерывно будет говорить, то лишь за 100 лет произведет количество тепловой энергии, необходимое для того, чтобы сварить чашку кофе. Однако голос (как необходимая составная часть человеческой речи) является мощнейшим орудием, изменяющим окружающий мир!
Автор: Ольга Гурова, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник, доцент кафедры анатомии человека РУДН
Источник
Гортань человека — это гибкий, обладающий тонкой структурой орган дыхательной системы, соединяющий глотку с трахеей. Он чрезвычайно важен для процесса дыхания и пищеварения, поскольку выталкивает вредоносные элементы, пытающиеся проникнуть в дыхательные пути. В гортани также образуются звуки, с помощью голосовых складок регулируется тембр, тон и громкость речи человека.
Устройство гортани
Гортань состоит из плотных тканей и представляет собой короткую трубку из девяти хрящей, покрытую характерным только для горла эпителием. Хрящи соединяются между собой особыми связками.
Гортань человека находится в районе шестого и четвёртого позвонка, за кожным покровом передней стороны шеи. Верх органа подходит к носовой части глотки, соприкасаясь с костью, расположенной под языком.
Особенности строения гортани полностью зависят от функций, возложенных на этот орган. Внешне трубка гортанной системы схематически напоминает два соединённых, соприкасающихся вершинами треугольника. Трубка сужается к центру, но расширяется по обеим кромкам. Серединой гортанной системы является голосовая щель — самая верхняя складка преддверия звуковых связок. Области выше и ниже голосовой щели называются соответственно надскладочной и подскладочной.
По бокам органа между голосовой складкой и преддверием гортани находятся глубокие кармашки — так называемые морганиевы желудочки гортани. Эти составляющие гортани идут вверх и вперёд к черпаловидным складкам. При инфицировании в первую очередь именно они теряют свою изначальную форму, что указывает на развитие болезни. Вестибулярные отделы гортани, которые при нарушении работы голосовых связок могут исполнять их функцию, иногда становятся центром воспалительных процессов и отёков.
С задней стороны гортани располагается глотка, по бокам проходят крупные кровеносные сосуды и нервные окончания. Пульсирование сонных артерий можно с лёгкостью прощупать на шее по обеим сторонам от горла.
Голосовые связки образует пара желтовато-белых, соединённых мышцами и натянутых в полости гортани параллельных складок. Одна сторона голосовых связок скреплена с углом щитовидного хряща, вторая — с черпаловидным хрящом. Немногим выше звуковой щели располагается преддверие гортани — верхний отдел полости этого органа. Оно окружено краями пластин щитовидного хряща, снизу закрывается складками, впереди сверху над преддверием находится уголок щитовидного хряща (комиссура — участок голосовых связок, где щитовидные пластинки образуют угол) и надгортанник. Между боковыми сторонами преддверия гортани находятся щелеобразные желудочки, растягивающиеся до черпалогортанных складочек.
Нижняя часть гортани, расположенная под голосовой щелью и внешне напоминающая конус, связана с трахеей. У ребёнка в раннем возрасте эластический конус гортани состоит из пластичной соединительной ткани. Это место склонно к повышенной отёчности и развитию воспалительных процессов.
Гортанные хрящи
Анатомия гортани довольно сложна. Этот орган представляет собой каркас из шести форм хрящей. Три парных и три непарных хряща поддерживают общую структуру. Рассмотрим каждый хрящ отдельно.
Парные хрящи:
- Рожковидные — эластичные образования, имеющие форму конуса. Хрящ такого типа находится на верхней части двух черпаловидных элементов.
- Черпаловидные — участки соединительной ткани, визуально напоминающие треугольники, расположенные на пластинах перстневидного хряща. Состоят из гиалинового хряща.
- Клинописные — как и рожковидные, являются эластичными хрящами, находящимися рядом с вершиной черпаловидных пластин.
Непарные хрящи:
- Перстневидный — состоит из двух частей разной формы. Первая часть представляет собой пластинчатую структуру, вторая часть образована из гиалинового хряща, формирующего гортанную границу нижней части, по форме похожа на тонкую дугу.
- Надгортанный — эластичная ткань, создающая хрящ в форме жёлоба. Её задача — поднятие глотки в процессе приёма пищи, точнее, непосредственно в момент её глотания. Опускаясь, надгортанный хрящ полностью закрывает голосовую щель.
- Щитовидный — хрящ, образованный двумя пластинами, находящимися под углом. Именно этот хрящ называют кадыком. При соединении пластин под углом 90 градусов — характерно для мужчин — он заметно выпирает на поверхности шеи. У женщин хрящи, составляющие кадык, сходятся под углом более 90 градусов, что делает его незаметным под кожным покровом. Специальная мембрана соединяет этот хрящ с подъязычной костью.
Мышцы гортани
Строение гортани человека предполагает наличие различных мышц. Эти мышцы подразделяются на два типа — наружные и внутренние мышцы гортани. За изменение длины голосовых связок, степень их напряжения и расположение в горле отвечают внутренние мышцы. При их трансформации происходит регуляция воспроизводимого звука. Внешние мышцы действуют как единое целое, выполняя движения глотки при приёме пищи, дыхании и образовании голоса. Выделяют следующие типы мышц полости гортани:
- аддукторы (констрикторы) — три типа мышц, две парные и одна непарная, осуществляющие сжатие голосовой щели;
- абдукторы (дилитаторы) — хрупкая мышечная конструкция, проблемы с которой могут привести к параличу связок гортани. Главной задачей этого типа мышц является расширение, раскрытие голосовой щели — функция, обратная предназначению гортанных аддукторов;
- перстнещитовидная мышца — при её сокращении щитовидный хрящ движется вверх или вперёд, регулируя тем самым напряжение голосовых связок и поддерживая их в тонусе.
Функции
Анатомия и физиология гортани полностью зависят от функций гортани. Жизнедеятельность человека напрямую связана с тремя основными её задачами — дыхательной, защитной и голосообразующей. Рассмотрим каждую из них подробнее.
- Дыхательная функция: без воздуха человеческий организм не может существовать. Гортань, являясь частью дыхательной системы, регулирует поступление кислорода в горло. Эта деятельность осуществляется за счёт расширения и сжатия голосовой щели. Также в горле слишком холодный воздух согревается, чтобы уже в таком виде пройти в лёгкие.
- Защитная функция: осуществляется благодаря работе множества желёз, находящихся на эпителиальном слое. Один из способов защиты — это наличие так называемых ресничек — нервных окончаний. Если кусочки пищи случайно попадают не в пищевод, а в дыхательную систему, реснички немедленно реагируют и возникают приступы кашля, позволяющие вытолкнуть инородный предмет наружу. Эпителий направляет любой вредоносный элемент обратно во внешнюю среду. При попадании постороннего предмета на голосовую щель она полностью закрывает доступ внутрь гортани и выталкивает его наружу при помощи рефлекторных действий (откашливания). В гортани находятся миндалины — часть иммунной системы, которая борется с элементами патогенной среды и не позволяет им проникнуть внутрь организма. Пористые миндалины задерживают микробы и вирусы при помощи особых углублений — лакун.
- Голосообразующая функция гортани (фонаторная): воспроизводимый человеком звук регулируется именно здесь. Тембр голоса зависит от строения гортани человека, её индивидуальных особенностей. Длина голосовых связок определяет тон голоса — чем короче голосовые связки, тем выше тон. Потому высокие голоса характерны для женщин и детей, обладающих короткими связками. У мальчиков к определённому возрасту происходит метаморфоза гортанной структуры, и голос начинает ломаться. Фонаторная функция гортани — самая музыкальная: голосовые связки позволяют нам петь и красиво говорить при условии профессионального владения голосом. Интересно, что для пения может быть достаточно всего лишь пары октав, а при образовании речи обычно задействовано до семи октав.
Дыхательная функция непосредственно связана с защитной, поскольку мышцы и хрящи контролируют силу и объём вдоха, согревают воздух перед его поступлением в лёгкие.
Заострим внимание на голосообразующей функции гортани как основной.
Голосообразующая функция
Строение горла и гортани может меняться в зависимости от возраста. Малыши имеют короткую гортань, находящуюся на три позвонка выше, чем у взрослых. Вход в гортань у детей гораздо шире, у них ещё нет рожковидных хрящей и подъязычных соединений, которые появляются только к семилетию.
У мальчиков и девочек до десяти лет структура гортани практически не отличается. Далее формируются возрастные особенности гортани — в переходном возрасте (после двенадцати лет) голос у мальчиков начинает ломаться. Это происходит по причине усиленного производства мужских половых гормонов и развития половых желёз, что приводит к увеличению длины голосовых связок. Трансформация гортани характерна и для девочек, но изменение голоса у женщин проявляется медленно и незаметно, а у мужчин голос может значительно модифицироваться в течение одного года.
Мужская гортань примерно на треть больше женской, а голосовые связки толще и длиннее, поэтому у представителей сильного пола голос обычно грубее и ниже. Громкость речи зависит от ширины голосовой щели, регулируемой пятью мышцами, — чем больше щель, тем громче звук. При выдыхании воздуха голосовые связки приходят в движении, это сказывается на изменении силы голоса, его тембра, высоты. Помимо гортани в процессе образования речи участвуют лёгкие и мышцы груди — от их силы тоже зависит звучность голоса.
Фонаторная функция гортани является следствием слаженной работы всего человеческого организма. Гортань участвует в формировании звука, полость рта, губы и язык трансформируют его в речь. Множество органов связаны с гортанью, и от их общего состояния зависит здоровье человека.
Это говорит о том, что речь человека — тембр и тон голоса — являются отражением не только особенностей строения гортани, настроения индивида, и показателем деятельности других систем организма. Изменение голоса человека может говорить о его физическом состоянии, наличии проблем со здоровьем. Тембр голоса меняется, когда человек болен простудой, ангиной, страдает другими заболеваниями горла. Даже приём гормонов может привести к временной перемене голоса.
Голосовая мышца обеспечивает необходимое натяжение голосовых связок. Она может сокращаться как полностью, так и частично. При расслаблении связок речь становится ниже.
Благодаря тому, что мышца создаёт локальное напряжение голосовых связок, становится возможным воспроизведение дополнительных звуков — обертонов. Именно их совокупностью определяется тембр человеческой речи.
Иннервация и кровообращение
Кровоснабжение гортани, щитовидных гланд осуществляется при помощи сонной и подключичной артерий. К гортани прилегают также задняя гортанная и щитовидная артерии.
Иннервация гортани — это наличие нервных окончаний в анатомии горла. Возбуждение и передача нервных импульсов происходит благодаря блуждающему нерву, состоящему из парасимпатических, чувствительных двигательных волокон. Блуждающий нерв обеспечивает выполнение рефлекторной функции органа — перевод нейронов к корковым речевым и звуковым центрам. Нервные волокна формируют пару больших нервных узлов.
Первый узел состоит из волоконцев двух типов: наружного — иннервирует низовую мышцу, отвечающую за сокращения горла и перстнещитовидного хряща, и внутреннего — пронизывает слизистую гортани, находящуюся над звуковым просветом, слизистую надгортанника и начала языка.
Возвратный нерв содержит те же типы волокон, правый возвратный гортанный нерв отделяется от блуждающего нерва в том месте, где он пересекается с подключичной артерией. Слева возвратный нерв отщепляется от блуждающего на высоте дуговой аорты. Два нерва окружают сосуды и поднимаются вверх по разным сторонам гортани, перекрещиваются под щитовидкой и примыкают к подголосовой полости гортани.
Нервная система в анатомии гортани занимает важное место, её поражение может привести к серьёзным последствиям. При поражении одной стороны гортани страдает только одна сторона голосовых связок и гортанной полости. Поражение двух сторон приводит к проблемам с функционированием дыхательной системы.
Строение гортани чрезвычайно интересно и обусловлено её функциями. Изучение анатомии этого органа нужно не только для расширения кругозора, но и для проведения самообследования в случае острой необходимости. Обладая соответствующими знаниями, вы сможете принять адекватные меры при заболеваниях гортани и не упустите момент для обращения к врачу, чтобы выбрать проверенные способы профилактики или начать эффективное лечение.
ПОНРАВИЛАСЬ СТАТЬЯ –
ПОДЕЛИТЕСЬ С ДРУЗЬЯМИ!
Источник