Механика дыхательных путей и функция дыхания

Помимо голосообразования, гортань является клапаном в дыхательных путях. Расширяя и сужая голосовую щель в течение дыхательного цикла и активируя защитные рефлексы, такие как кашель и ларингоспазм, гортань помогает регулировать воздушный поток и поддерживает нижние дыхательные пути чистыми и защищенными.

Definition

Механика дыхательных путей на уровне гортани относится к тому, как голосовая щель и мышцы гортани регулируют воздушный поток и сопротивление во время дыхания и опосредуют защитные рефлексы дыхательных путей, наряду с ролями гортани в фонации и глотании.

Scope

Эта тема охватывает дыхательную роль гортани: как голосовая щель изменяет свой просвет во время вдоха и выдоха, как это модулирует сопротивление дыхательных путей и как гортанные рефлексы защищают и очищают дыхательные пути. Это справочное описание нормальной физиологии дыхательных путей на уровне гортани, а не руководство по управлению дыхательными путями или лечению обструкции.

Core questions

• Как изменяется голосовая щель во время вдоха и выдоха?
• Как гортань влияет на сопротивление дыхательных путей?
• Какая мышца открывает дыхательные пути, и что происходит, если она выходит из строя?
• Какие защитные рефлексы гортань обеспечивает для дыхательных путей?

Key concepts

• Отведение голосовой щели во время вдоха
• Задняя перстнечерпаловидная мышца как единственная отводящая мышца
• Вклад гортани в сопротивление дыхательных путей
• Сужение голосовой щели на выдохе (гортанное торможение)
• Кашлевой рефлекс
• Ларингоспазм и рефлекс закрытия гортани

Mechanisms

Во время спокойного дыхания голосовая щель слегка расширяется на вдохе, когда задние перстнечерпаловидные мышцы отводят голосовые складки, снижая сопротивление воздушному потоку, и снова сужается на выдохе; эти фазные движения связаны с дыхательным ритмом и могут действовать как тормоз, который сглаживает выдыхаемый поток (Brancatisano et al., 1983; Bartlett, 1989). Таким образом, гортань является переменным резистором в дыхательных путях: поскольку голосовая щель является одной из самых узких точек верхних дыхательных путей, изменения ее просвета оказывают заметное влияние на сопротивление. Задняя перстнечерпаловидная мышца является единственной мышцей, которая открывает голосовую щель, поэтому ее активность необходима для поддержания открытых дыхательных путей во время дыхания (Standring, 2020). Гортань также генерирует защитные реакции — кашлевой рефлекс для изгнания материала и рефлекс закрытия гортани (который, при преувеличении, является ларингоспазмом) для герметизации дыхательных путей от аспирации (Bartlett, 1989).

Clinical relevance

Гортанный контроль воздушного потока и зависимость открытия дыхательных путей от одной отводящей мышцы объясняют, почему патология гортани или двустороннее повреждение нервов могут нарушить дыхание. Эта запись описывает нормальную физиологию дыхательных путей для справки и образования и не является основой для управления нарушением дыхания у любого человека.

History

Дыхательная физиология долгое время рассматривала верхние дыхательные пути как пассивный канал, но исследования двадцатого века показали, что гортань активно модулирует воздушный поток в течение дыхательного цикла и вносит существенный вклад в сопротивление дыхательных путей, что было подтверждено в физиологических обзорах функции гортани (Brancatisano et al., 1983; Bartlett, 1989).

Key figures

• Dudley Bartlett
• Ludwig Engel

Seminal works

• bartlett-1989
• brancatisano-1983

Frequently asked questions

Выполняет ли гортань какие-либо функции во время нормального дыхания?

Да. Голосовые складки слегка расходятся во время вдоха и сужаются во время выдоха, поэтому гортань активно помогает регулировать воздушный поток и является одним из основных мест сопротивления верхних дыхательных путей.

Почему задняя перстнечерпаловидная мышца так важна?

Это единственная мышца, которая отводит (открывает) голосовые складки, поэтому она необходима для поддержания открытых дыхательных путей во время дыхания; если обе стороны парализованы, дыхательные пути могут быть критически сужены.