Основными функциями гортани являются

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

Гортань – это часть дыхательной системы. Этот участок соединяет глотку и трахею друг с другом. Также в ней расположен голосовой аппарат. Поэтому одной из главных функций гортани является создание звуков. Она отличается гибкостью и состоит из плотных тканей.

Роль гортани

Строение и функции гортани, а также ее роль связаны между собой. Ввиду того, где она располагается, роль гортани заключается в том, чтобы пропускать воздух и не давать сторонним предметам попасть в нижние дыхательные пути.

Также одной из защитных функций гортани является выталкивание уже проникших в дыхательные пути сторонних предметов. Это осуществляется с помощью кашля и прочих рефлексивных действий.

Для того чтобы инициировать кашель, необходимо сделать глубокий вдох. В таком случае воздух пройдет сквозь голосовые связки, в это же время гортань поднимется, а голосовой просвет будет плотно прикрыт. Резкий выдох заставит связки раскрыться, а поток воздуха вытолкнет объект из горла.

Строение гортани

Функции и роль данного органа выполняются благодаря его уникальному строению. Каркас состоит из хрящей, которые соединены между собой и могут двигаться. Соединены они между собой связками и суставами, что и обеспечивает их подвижность. Характер движения хрящей определяется тем, какие функции гортани выполняются в определенный момент.

Хрящи делятся на одиночные и парные. И тех, и тех насчитывается по три. Одиночные представлены следующими хрящами:

• перстневидный;
• щитовидный;
• надгортанный.

К парным хрящам относят такие:

• клиновидный;
• рожковидный;
• черпаловидный.

Самым большим размером отличается щитовидный хрящ. Он образуется путем соединения двух пластин с четырьмя углами. У мужчин они соединяются под углом в 90 градусов, а у женщин – под тупым (примерно 120 градусов). На задних краях обеих пластинок расположены по две пары рожек сверху и снизу.

Перстневидный хрящ представляет собой основу всей гортани. Пластинка обращена назад, в то время как дуга хряща – вперед. Его нижний край совмещен с хрящевым кольцом трахеи. Помимо этого, перстневидный хрящ соединен и с двумя другими, а именно с черпаловидным и щитовидным. В качестве соединителя выступают две пары суставов.

Еще одним большим хрящом является клиновидный. Он отличается своей длиной и рудиментарностью. Рожковидный хрящ характеризуется небольшим размером. Основа данного хряща находится наверху черпаловидного.

Надгортанный хрящ накрывает гортань в верхней ее части. Он соединяется с щитовидным хрящом и с подъязычной костью. В первом случае помогает щитонадгортанная связка, а во втором – подъязычная надгортанная.

По функциональному значению самыми важными являются черпаловидные хрящи. От них отходит два отростка. Вперед – голосовой, а назад – мышечный.

Суставы

В списке того, какие функции выполняет гортань, звукообразование занимает одно из главных мест. Звуки могут образовываться в гортани за счет подвижности хрящей, которая, в свою очередь, достигается благодаря суставам и связкам.

В гортани есть два сустава. Первый называется перстнещитовидным, а второй – перстнечерпаловидным. Оба относятся к парным. Перстнещитовидный сустав формируется за счет того, что на щитовидном и на перстневидном хрящах находятся суставные поверхности. В первом случае такая поверхность располагается на нижнем роге, а во втором – спереди. Двигаться сустав может по фронтальной оси. Во время движения щитовидный хрящ может делать наклон вперед. Это происходит в тот момент, когда мышцы сокращаются.

Перстнечерпаловидный же сустав формируется из поверхностей черпаловидного и перстневидного хрящей. Если первый сустав двигался по фронтальной оси, то в случае с этим суставом движение происходит по вертикальной. Во время движения голосовые отростки, а также связки, которые к ним крепятся, могут расходиться в стороны и сближаться. Это заставляет голосовую щель то сужаться, то расширяться.

Мышцы и стенка

Функции гортани выполняются благодаря мышцам, которые делятся на три типа:

• дилататоры;
• констрикторы;
• мышцы, которые изменяют натяжение голосовых связок.

Дилататоры отвечают за суживание голосовой щели и внутренней гортанной полости. В это же время дилататоры осуществляют обратную функцию – расширение голосовой щели и гортанной полости.

Гортанная стенка состоит из 5 элементов:

• волокнисто-эластическая перепонка;
• слизистая оболочка;
• хрящи;
• мышцы;
• соединительнотканная оболочка.

Перепонка выступает соединительной тканью. Она располагается прямо под оболочкой самой гортани. Слизистая полностью покрывается мерцательным эпителием. Соединительная оболочка покрывает всю гортань. Ее составляющими элементами являются эластичные волокна.

Внутреннее строение

Внешне гортанная трубка напоминает песочные часы – сверху и снизу она широкая и сужается ближе к центру. В центре гортани находится голосовая щель. Она является преддверием голосовых связок, которые представляют собой мышечные перетяжки беловатого цвета с перламутровым отливом. Они состоят из верхней и нижней части. Между ними находится свободная граница.

Преддверие заканчивается складками. Его окружают ребра щитовидного хряща. Перед преддверием находится угол этого самого хряща, а также надгортанник. Кроме того, в гортани есть подскладочное пространство. Оно находится под голосовой щелью и соединяется с трахеей. Эта часть очень часто подвергается воспалениям у детей и заполнена мягкой тканью.

Щитовидные пластины сходятся и формируют комиссуру. С обратной стороны связки прикреплены к черпаловидным хрящам. Между преддверьем и звуковой щелью находятся желудочки щелеобразной формы. Они тянутся до самых черпалонадгортанных складок. Бывают случаи, когда щелеобразные желудочки достигают щитоподъязычной мембраны.

Кровоснабжение

Подключичная и сонная артерии обеспечивают приток крови к гортани. К ней прилегают следующие артерии:

• верхняя щитовидная;
• нижняя щитовидная;
• задняя гортанная;
• гортанная.

Параллельно им проходят венные сосуды, которые соединяются в яремные вены. От верха гортани проходят сосуды к верху яремных путей. Они заполнены лимфатической жидкостью. Из яремных путей эта жидкость поступает в предгортанные точки и к возвратным нервам.

Функции гортани человека

После того как было изучено строение гортани, следует разобрать ее основные функции. Первой, о которой следует упомянуть, является защитная. Гортань защищает легкие от попадания в них сторонних предметов.

Вторая функция гортани в дыхательной системе заключается в том, чтобы регулировать поток воздуха. Третья функция называется голосовой. Благодаря колебаниям, которые вызываются воздухом, создается звук.

Каковы функции гортани еще? Рассмотрим далее.

Защитная и дыхательная функции

Эти две функции связаны между собой. Сжатие и разжимание щели позволяют направлять потоки воздуха, когда они попадают в гортань. В это же самое время железы, которые покрыты эпителием, выполняют защитную функцию гортани в дыхательной системе. В гортани расположено большое количество нервных окончаний с очень высоким уровнем чувствительности. Поэтому, если пища случайно попадает в вестибулярный отдел, то у человека немедленно случится приступ кашля, благодаря ему нежелательный элемент будет выкинут к входному отверстию. Инородное тело может быть устранено не только за счет инициирования кашля, но и благодаря рвотному рефлексу, что наиболее часто проявляется у детей.

Помимо блокировки попадания в легкие сторонних предметов, защитная функция гортани проявляется в согревании и увлажнении воздушных масс. Также воздух очищается от пыли, а газообразные примеси, которые могут находиться в нем, нейтрализуются.

Следует упомянуть, что в процессе предотвращения попадания в легкие инородных тел голосовая щель захлопывается, провоцируя спазм. Если он будет очень сильным, это может привести к асфиксии, которая в определенных случаях заканчивается летальным исходом.

Голосовая функция гортани

Это третья функция, которую выполняет гортань. Она заключается в том, что из-за колебаний голосовых связок, которые вызываются струей воздуха при выдохе, образуются определенные звуки.

Однако звук, который идет из гортани, очень тихий и слабый. Для того чтобы он стал сильным, ему необходимо пройти через резонаторные полости. Только после этого голос приобретает определенные черты, свойственные тому или иному человеку.

Звук, который выходит из гортани, имеет ряд обертонов. В зависимости от того, какое положение занимают губы и язык, звук и тембр голоса могут меняться.

Характеристики голоса

Основными являются диапазон, сила и тембр. На силу влияет напряжение воздуха при выдохе и то, с какой мощностью смыкаются истинные голосовые связки. Напряжение этих же связок определяет высоту голоса. Исходя из того, в какой жизненной ситуации находится человек, он должен уметь регулировать силу своего голоса. Важно уметь говорить и тихо, и громко.

Тембр голоса определяется тем, как человек использует свои резонаторы. Чем лучше он делает это, тем звучней окраска. Тембр является неповторимой окраской. Человек не может управлять своими нижними резонаторами, в то же время использование верхних резонаторов можно тренировать и доводить до совершенства.

Что касается диапазона, то он представляет собой количество тонов, издаваемое голосом. Для обычного голоса характерен диапазон в полторы октавы, хотя в быту используется 3-4 ноты. Чем шире диапазон, тем выразительней будет речь человека.

Голосовой аппарат

Голосовые связки прикреплены с одной стороны к черпаловидным хрящам, а с другой – к щитовидным. Когда внутренние мышцы гортани начинают сокращаться, это приводит к тому, что изменяется уровень натяжения голосовых связок, что, в свою очередь, заставляет голосовую щель изменять свою форму.

При выдохе связки начинают вибрировать и создают звук. Человек издает гласные звуки. Почти все согласные образуются с помощью языка, неба и губ. Однако гортань тоже может создавать согласные звуки. Это касается глоттальных согласных.

Глоттальными называются те согласные звуки, которые образуются при смыкании голосовых связок. Существует так называемая гортанная смычка, которая представляет собой глухой гортанный взрывной согласный звук. Наиболее распространенной гортанная смычка является в немецком языке. Именно она придает ему специфическую резкость. Также в немецком нет слов, которые начинаются гласной. Эта черта характерна для арабского языка тоже. Если в слове первой буквой является гласная, читается оно с гортанной смычки.

В русском языке гортанная смычка не столь распространена. Она произносится лишь в нескольких междометиях. В качестве примера можно привести слово «не-а». Кроме того, гортанная смычка может быть произнесена при четком разделении между двумя согласными звуками, например: «а–эробика», «и–онизатор», «громо–отвод» и др. Как видно, в русском зыке гортанная смычка не несет никакого смыслоразличительного значения, в отличие от немецкого и семитских. Она обозначается апострофом или букой h. В арабском языке в качестве обозначения гортанной смычки используется буква «хамза».

Одним из многих отличий человека от приматов являются то, что он произносит звуки в процессе выдоха, в то время как все остальные приматы делают это на вдохе. Ученые предполагают, что такое различие в принципе работы голосового аппарата является главной причиной невозможности научить приматов говорить.

Развитие голоса

Голос у детей начинает развиваться с самого их рождения и становится все более мощным. Ближе к половому созреванию происходит мутация, в ходе которой голос изменяется. Это происходит как у мальчиков, так и у девочек, но у сильного пола изменения проявляется намного ярче, поскольку у них гортань большая. Процесс изменения голоса может длиться в течение нескольких месяцев. В некоторых случаях это затягивается на период до одного года.

Развитие голосовой речи отличается своей неравномерностью и зависимостью от окружающей среды. Зачастую уже в возрасте одного года словарный запас ребенка может насчитывать 10 слов. Спустя еще 12 месяцев он может увеличиваться в 3-4 раза. Словарный запас среднестатистического 14-летнего ребенка оставляет 15-20 тысяч слов.

Заключение

После того как было определено, чем представлена гортань и каковы ее функции, можно сделать вывод, что этот орган играет очень важную роль в дыхательной системе человека. Он состоит из подвижных хрящей. Основными функциями гортани являются защитная, дыхательная и фонаторная (звуковая).

Этот сегмент дыхательных путей препятствует проникновению в них инородных частиц, а также выталкивает за счет кашля и рвоты уже попавшие элементы. Также гортань согревает и очищает воздух, а благодаря колебанию связок могут формироваться различные звуки (в большей мере гласные, однако могут образовываться и несвойственные русской речи глоттальные согласные).