Основы анатомии и физиологии человека
Следующий отдел пищеварительного тракта – расположенная в эпигастрии двенадцатиперстная кишка, которая анатомически является начальным отделом тонкой кишки, но имеет ряд особенностей, из-за которых стоит поговорить о ней отдельно. Основное своеобразие этого небольшого отдела ЖКТ – в 12-перстную кишку открываются протоки, несущие пищеварительные ферменты поджелудочной железы и желчь, поэтому просто взять и отрезать (резецировать) ее, как это можно сделать с любым другим отделом тонкой кишки, нельзя. В двенадцатиперстной кишке пищевой комок (химус) перемешивается с ферментами и желчью и продвигается в следующие отделы кишечника.
Анатомия и физиология
Очередной раз весело и плодотворно провожу свой выходной день в родной больнице по поводу очередного кровотечения (это самое частое осложнение всех проктологических манипуляций, по причинам, о которых пойдет речь в данной статье), поэтому не могу удержаться от небольшого вступления. Пациенты в последнее время часто настроены агрессивно-негативно по отношению к отечественному здравоохранению, в целом, нужно отметить, абсолютно обосновано. Но выливают свое раздражение совсем не на тех, кто виноват в сложившейся ситуации – на врачей и медсестер. «Почему доктора ну никак не хотят работать бесплатно и считают, что должны зарабатывать очень много денег?», «почему считают себя умней других и ходят, задрав нос» (у некоторых знакомых мне коллег это действительно с годами приобрело гротескный характер) – наверное это основные группы вопросов, на которых сконцентрирован негатив именно к нам, врачам. Развернутый ответ на эти вопросы – тема для отдельной статьи или даже отдельного сайта, но один из аспектов имеет самое непосредственное отношение к анатомии: сроки и сложность обучения.
Чтобы на очередной встрече класса ты мог, как мечталось в свое время, скромно потупив глаза сказать не понимавшим когда-то всю степень твоей ботанической крутости одноклассницам: «а я – хирург, жизни вот помаленьку спасаю», должно пройти долгих 7 лет (6 курсов института и 1 год интернатуры). При этом, кроме тебя и твоей мамы, в этот период хирургом тебя еще никто не считает. Чтобы иметь перспективы надувать щеки по-настоящему, иметь непустую визитку, звонкое имя, свои клиники, сайты и прочие элементы сладкой жизни, обязательно нужны еще 2 года ординатуры и 3 года аспирантуры, итого суммарно 12 лет. Даже после этого (т.е. примерно в 30 лет, с учетом статистики по продолжительности жизни мужчин в нашей стране, чуть меньше половины отпущенного тебе срока), ты считаешься «юным, но подающим большие надежды специалистом». Еще минимум 3-5 лет нужно, чтобы действительно научиться более-менее сносно оперировать. Вопрос «а оно тебе надо?», возникает за это время с завидной регулярностью, поскольку зарабатываешь ты две копейки, и, если занимаешься процессом с душой, ни времени, ни сил подработать на стороне не остается. Оправдано все это может быть только одним – полжизни ты учишься, но зато вторую половину жизни о деньгах вообще не думаешь. Комментарии про родную 1/6 часть суши позвольте опустить, но даже в Западной Европе, где это условие выполняется, сейчас наметился очень значительный дефицит врачей-хирургов, что вполне объяснимо: зачем обламываться полжизни в ожидании счастливой старости, если можно безбедно существовать без этих напрягов?
Вторая половина обучения – это бесконечные дежурства, операционная и суровая дедовщина в оформлении такой же бесконечной горы никому не нужных бумажек. А вот первая часть – это зубрежка и еще раз зубрежка, и не последнее место в ряду предметов, изучение которых очень отвлекало от знакомства с анатомией нежно любимых нами однокурсниц и вкусовыми свойствами разнообразных спиртосодержащих жидкостей (т.е. естественных занятий всякого уважающего себя студента) – это нормальная и патологическая анатомия. Докторам она нужна однозначно, но и пациентам в объеме «для чайников» не помешает, так как может существенно укоротить беседу с доктором на очной консультации и сделать ее намного менее утомительной для обеих сторон.
Что входит в понятие желудочно-кишечный тракт?
Желудочно-кишечный тракт человека (ЖКТ) имеет около 8-10 метров в длину, у мужчин он немного длинней, чем у женщин. Основными его отделами являются:
- ротовая полость
- глотка
- пищевод
- Желудок
- двенадцатиперстная кишка
- тонкая кишка, в свою очередь состоящая из:
- тощей кишки
- подвздошной кишки
- толстая кишка, также состоящая из нескольких отделов:
- слепая кишка с червеобразным отростком
- ободочная кишка, в которой также выделяют отделы:
- восходящая ободочная кишка
- поперечно-ободочная кишка
- нисходящая ободочная кишка
- сигмовидная кишка
- анальный канал (заднепроходный канал)
Для удобства описания расположения органов ЖКТ, к общим сведениям стоит добавить информацию об отделах брюшной полости, проецируемых на переднюю брюшную стенку, традиционно принятых в хирургии. По вертикали выделяется 3 этажа брюшной полости, каждый этаж дополнительно делится на 3 части:
- Верхний (эпигастрий)
- Правое подреберье
- Собственно эпигастрий
- Левое подреберье
- Правая боковая область живота
- Параумбиликальная область (околопупочная)
- Левая боковая область живота
- Правая подвздошная область
- Собственно гипогастрий
- Левая подвздошная область
Анатомия верхних отделов ЖКТ
Поскольку желудочно-кишечный тракт представляет собой единый органокомплекс, все отделы которого связаны и плавно переходят один в другой, логичным было бы выделение одного хирургического направления, которое занималось бы лечением всех заболеваний ЖКТ. Но на практике это довольно сложно, так как ЖКТ растянут по очень многим областям нашего организма, буквально «от носа до хвоста», с очень разнообразной анатомией и различными хирургическими доступами. Верхние отделы пищеварительного тракта находятся вне зоны ответственности колоректальных хирургов, поэтому о них очень коротко.
Лечением заболеваний ротовой полости занимаются стоматологи и челюстно-лицевые хирурги, глотки – оториноларингологи (ЛОР-врачи), т.е. к общей хирургии они вообще не относятся, поэтому пропустим этот раздел.
В ведении общей хирургии – все остальные отделы, начиная с пищевода, который представляет собой полую мышечную трубку длиной 25-30 см, с перистальтирующими стенками, по которой измельченная в ротовой полости пища попадает из глотки в желудок. Большая часть пищевода расположена в шейном отделе и грудной полости, меньшая – в брюшной полости, в которую пищевод проходит через одноименное отверстие в диафрагме (пищеводное отверстие). Такое протяженное расположение органа определяет высокую сложность его хирургического лечения.
Следующий отдел ЖКТ – желудок, который представляет собой полый мышечный орган, расположенный в левом подреберье и эпигастрии. На границе пищевода и желудка находится мощная круговая мышца (сфинктер), называемая кардиальным жомом, препятствующая забрасыванию агрессивного кислого содержимого в пищевод (рефлюксу). На выходе из желудка расположен пилорический жом, также препятствующий рефлюксу содержимого двенадцатиперстной кишки. Объем пустого желудка – около 0,5л, у сторонников здорового образа жизни после принятия пищи он растягивается примерно до 1,0 л, а у обжор (или по версии деликатных французов гурманов) может растягиваться до 4 литров. Если пищевод выполняет исключительно транспортную функцию, то физиология желудка намного более сложна и многогранна. В нем происходит формирование и накопление пищевого комка, его химическая обработка желудочным соком, содержащим соляную кислоту и пищеварительные ферменты (которые также образуются в желудке) и дальнейшее продвижение пищи в кишечник. Дополнительно желудок выполняет барьерную функцию за счет бактерицидных свойств желудочного сока и эндокринную функцию по выработке гормонов и биологически активных веществ (соматостатин, серотонин и т.д.).
Анатомия тонкой и толстой кишки
Следующий отдел пищеварительного тракта – расположенная в эпигастрии двенадцатиперстная кишка, которая анатомически является начальным отделом тонкой кишки, но имеет ряд особенностей, из-за которых стоит поговорить о ней отдельно. Основное своеобразие этого небольшого отдела ЖКТ – в 12-перстную кишку открываются протоки, несущие пищеварительные ферменты поджелудочной железы и желчь, поэтому просто взять и отрезать (резецировать) ее, как это можно сделать с любым другим отделом тонкой кишки, нельзя. В двенадцатиперстной кишке пищевой комок (химус) перемешивается с ферментами и желчью и продвигается в следующие отделы кишечника.
Два оставшихся отдела тонкой кишки занимают большую часть нижних этажей брюшной полости и очень подвижны, поскольку фиксированы только длинным листком брюшины – брыжейкой, в которой проходят питающие сосуды и который исходит из единого центра, который называют «корнем брыжейки» (чтобы лучше понимать, что такое брыжейка, представьте себе полотенце, верхний край которого является «кишкой», если скомкать нижний край и взять в кулак, получится хорошая анатомическая модель тонкой кишки). Разделение на два отдела достаточно условно, четких анатомических границ нет, при этом тощая кишка составляет примерно 2/5, подвздошная – 3/5 от общей длины тонкой кишки (5-7 метров). В просвете тонкой кишки происходит основной процесс переваривания пищи: расщепление белков, жиров и углеводов и всасывание продуктов ферментативного расщепления в кровеносные и лимфатические сосуды.
Толстая кишка как бы окаймляет петли тонкой кишки, располагаясь в виде буквы «П», поскольку фиксирована прочными связками, в левом подреберье образуя селезеночный изгиб, в правом подреберье – печеночный изгиб. Начальный отдел толстой кишки, в который впадает тонкая – слепая кишка, расположен в правой подвздошной области. Из интересных анатомических особенностей слепой кишки – из нее исходит червеобразный отросток (аппендикс). Конечные отделы толстой кишки расположены в левой подвздошной области и гипогастрии. Участок толстого кишечника от слепой кишки до середины поперечно-ободочной кишки называют «правым флангом», остальную часть – «левым флангом». Это важно, поскольку и клиническая картина опухолей левого и правого флангов существенно отличается, и подходы к хирургическому лечению имеют ряд особенностей. В толстой кишке происходит всасывание воды и окончательное формирование из химуса плотных каловых масс.
Анатомия прямой кишки и анального канала
Наконец, самые конечные отделы пищеварительного тракта с точки зрения анатомов, но первые и основные с точки зрения проктологов – прямая кишка и задний проход. Казалось бы, очень простые органы с понятной и хорошо изученной анатомией и физиологией. Но, на самом деле, как всегда оказывается в медицине, все не так просто. Глобально, этот отдел ЖКТ отвечает только за то, чтобы наши встречи с одним из самых гениальных изобретений человечества (это я про унитаз) проходили регулярно, с удовольствием и без конфузов. Но при детальном рассмотрении, достижение этой цели подразумевает реализацию нескольких связанных между собой функций прямой кишки, что требует сложнейшего нейро-мышечного аппарата:
- накопительной функции
- запирательной функции
- эвакуаторной функции
Начать, наверное, стоит с принятого в медицине описания патологии прямой кишки и анального канала. Пациенты сталкиваются с ним при получении заключений от колопроктологов и эндоскопистов, и часто это обилие цифр вызывает массу вопросов, хотя на самом деле все очень просто. Все круглое в медицине принято описывать по условному циферблату, чтобы были точные ориентиры при передаче данных от одного специалиста к другому. Для анального канала и прямой кишки общепринятым является описание условного циферблата в положении пациента на спине, как показано на рисунке, то есть 12-часовая точка – это зона у корня мошонки у мужчин, или преддверия влагалища у женщин, а 6-часовая точка – зона, повернутая к копчику.
Общая длина прямой кишки составляет около 16 см, и при таких относительно небольших размерах она также состоит из нескольких отделов. Большая часть органа называется ампулой – это расширение кишечной трубки, необходимое для накопления каловых масс. Ампула подразделяется на нижне-, средне- и верхнеампулярный отделы (см. рисунок). Это деление не имеет анатомических предпосылок, но очень важно в колоректальной хирургии, поскольку во-многом определяет хирургическую тактику: чем ниже расположена опухоль, тем сложнее выполнить резекцию органа с сохранением естественного заднего прохода. Самый верхний отдел прямой кишки называется ректосигмоидным – это зона перехода сигмовидной кишки в прямую. Анатомы древности, как и астрономы, судя по моему опыту посещения планетариев, обладали очень богатой и неоднозначной фантазией. Один из этих великих фантазеров назвал конечный отдел ЖКТ «прямой кишкой» и название прижилось, хотя по факту в якобы прямой кишке есть несколько физиологических изгибов, усложняющих работу хирургов и эндоскопистов при выполнении ректороманоскопии, самый выраженный из которых – ректосигмоидный.
Также по-разному хирурги и анатомы подходят к понятию «анальный канал» (он же «по-простому» задний проход). Есть понятие «анатомический анальный канал» – это небольшая по протяженности зона (1,5-2 см) с четкими границами, хорошо видимыми невооруженным глазом. Есть понятие «хирургический анальный канал», проксимальной (верхней) границей которого является верхний край мышечного кольца, окружающего задний проход (2,5 – 5 см).
Большинство потенциальных пациентов приходят на наш сайт с целью разобраться для себя с выбором метода лечения «малых» проктологических недугов: геморроя, свищей и трещин заднего прохода. В контексте этой проблемы важно понимать основные термины и топографические ориентиры, связанные с анатомией анального канала, которых не так много:
- белая линия (линия Хилтона)
- зубчатая (аноректальная, гребешковая) линия
- анальные (морганиевы) столбики
- анальные крипты (крипты Морганьи)
Белая линия (линия Хилтона) – место перехода перианальной кожи в анодерму, нам интересна только тем, что является нижней границей анального канала (и анатомического, и хирургического). Название свое она получила из-за белесоватого цвета переходного эпителия, разделяющего кожу и плоский эпителий, выстилающий анальный канал.
Зубчатая (или аноректальная, более старое и вышедшее из употребления название – гребешковая) линия представляет для нас намного больший интерес и является основным анатомическим ориентиром при проведении всех малоинвазивных хирургических процедур, применяемых в «малой» проктологии. Она является верхней границей анатомического анального канала, до нее он выстлан многослойным плоским неороговевающим эпителием (анодермой), выше находится короткая (5-7 мм) зона переходного эпителия («зона трансформации»), которая затем переходит в однослойный цилиндрический эпителий прямой кишки. Слизистая хирургического анального канала выше зубчатой линии образует вертикальные складки (от 5 до 14, чаще 6-8), так называемые морганиевы столбики, которые внизу, формируя зубчатую линию, соединяются полулунными морганиевыми заслонками, с образованием небольших углублений – морганиевых крипт, в которые открываются протоки анальных желез. По нижнему краю зубчатой линии находятся так называемые гребешки (или анальные сосочки), которые выражены не у всех пациентов, и являются вариантом нормы.
Все вышеупомянутое «наследство Морганьи» (столбики, заслонки, крипты) вместе с гребешками создает очень характерный рельеф зубчатой линии, отраженный в ее названии, который помогает ее идентифицировать. На рисунках ниже зубчатая линия очень хорошо визуализируется, в основном из-за наличия анальных сосочков, на последнем фото ее контур более стерт, но вполне узнаваем. Кроме того, анальные крипты являются основным источником гнойно-воспалительных заболеваний анального канала: острых парапроктитов и свищей прямой кишки.
На фотографиях анального канала:
2 – Зубчатая линия
3 – Переходный эпителий
4 – Морганиевы столбики
5 – Геморроидальный узел
6 – Цилиндрический кишечный эпителий
Почему же зубчатая линия так важна для проведения малоинвазивного лечения геморроя? Перианальная кожа и анодерма – очень богатая рецепторами (прежде всего болевыми) зона, поэтому любые манипуляции в этой зоне требуют обезболивания и чреваты очень неприятным для пациента реабилитационным периодом, при этом переходный и цилиндрический эпителий, расположенный выше зубчатой линии, практически лишен болевой чувствительности. Это основной момент, определяющий саму возможность амбулаторного лечения геморроя: при правильно выбранных показаниях к лечению и технически грамотном проведении процедуры выше аноректальной линии, манипуляции типа латексного лигирования, склеротерапии и инфракрасной коагуляции не требуют обезболивания, и сопровождаются очень незначительным дискомфортом в течение нескольких дней после проведения.
Наконец, собственно геморроидальные узлы. Их анатомический субстрат – так называемая кавернозная (эректильная) сосудистая ткань, идентичная по строению кавернам половых органов. Для грамотного выбора метода лечения геморроя, нам важно понимать несколько основных моментов анатомии геморроидальных сплетений. Во-первых, кавернозная ткань расположена в «два этажа»: как часть подслизистого венозного сплетения на уровне основания морганиевых столбиков и как часть подкожного венозного сплетения, по дистальному (нижнему) краю анального канала, где ее намного меньше, что подразумевает разделение геморроидальных узлов на наружные и внутренние. Второй момент – образуемые этой тканью «подушки» выше зубчатой линии расположены в подслизистом слое, причем неравномерно по окружности заднего прохода. Классическим вариантом, описанным во многих руководствах по лечению геморроя, является их расположение на 3-4,7 и 11 часах по условному циферблату, хотя варианты их атипичного расположения и наличие дополнительных «подушек» встречаются нередко.
Внутреннее и наружное геморроидальные сплетения кровоснабжаются ветвями непарной верхней и парных средних и нижних прямокишечных артерий, причем верхняя прямокишечная артерия играет ведущую роль. Наличие в дистальном отделе прямой кишки и анальном канале сосудистых сплетений, питающихся достаточно крупными сосудами, определяет основную причину «головной боли» хирургов, занимающихся лечением заболеваний аноректальной области – кровотечения, которые являются самым частым осложнением всех малоинвазивных и стационарных методов лечения геморроя.
В норме и на начальных стадиях геморроидальной болезни островки кавернозной ткани достаточно хорошо фиксированы соединительнотканными связками (общее название этих образований – связка Паркса) и продольной мышцей Трейца, что делает выполнение некоторых вариантов малоинвазивного лечения, в частности латексного лигирования, достаточно затруднительным. С развитием заболевания этот поддерживающий аппарат растягивается и теряет свою функцию, что приводит в конце концов к выпадению геморроидальных узлов из заднего прохода, и именно наличие подвижных и выпадающих геморроидальных узлов является относительной гарантией хороших отдаленных результатов латексного лигирования, поскольку позволяет провести процедуру более качественно, снижая при этом эффективность склеротерапии, инфракрасной и биполярной коагуляции. Если процесс лечения доходит до встречи хирурга с пациентом в операционной, значит все уже достаточно «запущено», и связка Паркса оказывается уже практически полностью разрушенной, поэтому показать ее на интраоперационных фотографиях сложно. На приведенном фото более-менее сносно видна характерная «расческа» из соединительнотканных волокон, которую мы видим в подслизистом слое при проведении геморроидэктомии на уровне зубчатой линии, и которая с высокой долей вероятности является той самой связкой Паркса.
Еще один важный момент, определяющий высокую сложность хирургического лечения заболеваний прямой кишки и анального канала – окружающий их мышечный аппарат, который состоит из внутреннего и наружного анальных сфинктеров и вплетающихся в них примерно на уровне зубчатой линии и выше волокон мышц-леваторов (мышц, понимающих задний проход, являющихся частью так называемой диафрагмы таза). Повреждение этих мышц и сопровождающее его осложнение в виде недержания кишечного содержимого является еще одним источником постоянных «ночных кошмаров» колоректальных хирургов, так как коррекция этого состояния представляет значительные сложности, а степень недовольства пациентов при его возникновении легко можно себе представить. Внутренний анальный сфинктер (ВАС) является частью гладкой мускулатуры, т.е. работает автономно, без участия центральной нервной системы (ЦНС), своим постоянным тоническим сокращением обеспечивая значительную часть работы по удержанию стула и газов. Наружный анальный сфинктер (НСЗП) является частью поперечно-полосатой мускулатуры, и его работой мы можем управлять сознательно. НСЗП состоит из 3 порций: подкожной, поверхностной и глубокой. Повреждение подкожной порции не приводит к значимым функциональным нарушениям, поэтому хирурги относятся к ней без особого пиетета, а вот повреждение более глубоких порций – это всегда повод для мук творчества во время проведения операций, так как оценка возможности рассечения волокон НСЗП без потери функции целиком основывается на клиническом опыте оператора. Мышечный каркас по передней стенке анального канала и прямой кишки намного менее выражен, особенно у рожавших женщин, поэтому, например, операции по поводу передних свищей прямой кишки считаются «высшим пилотажем» малой проктологии и выполнять их рекомендуется только опытным колопроктологам.
Наконец, последняя информация, имеющая отношение к анатомии – клетчаточные пространства, окружающие прямую кишку и анальный канал. Эти органы окружены полостями малого таза, выполненными рыхлой жировой клетчаткой, являющейся отличным питательным субстратом для бактерий. Поэтому очень часто воспаление, начинающееся в анальных криптах, переходит в эти полости с образованием разной степени величины, глубины и, соответственно, сложности хирургического лечения, гнойных абсцессов (так называемых острых парапроктитов). Как видно на рисунке, позаимствованном из советской еще монографии по лечению парапроктитов, выделяют подкожное, ограниченное кожей и подкожной фасцией, ишиоректальное, ограниченное фасцией и диафрагмой таза (прежде всего мышцами-леваторами) и пельвиоректальное, ограниченное диафрагмой таза и брюшиной, клетчаточные пространства. Понятно, что чем глубже расположен абсцесс, тем сложнее диагностика, техника операций и серьезней осложнения, вплоть до перехода гнойного процесса в брюшную полость. Отдельно выделяют межсфинктерное пространство, расположенное между волокон ВАС и НСЗП, которое вовлекается в гнойных процесс в абсолютном большинстве случаев. Более подробно об этих таинствах можно прочитать в статьях «Острый парапроктит» и «Свищи прямой кишки».
Физиология прямой кишки и анального канала
Как уже упоминалось в начале статьи, основными функциями аноректальной области ЖКТ являются накопительная, запирательная и эвакуаторная. Постараемся очень коротко рассмотреть основные механизмы реализации этих функций на основе полученных нами знаний об анатомии этой зоны.
В покое, когда ампула прямой кишки недостаточно заполнена кишечным содержимым, запирательная и накопительная функции обеспечены несколькими основными механизмами: тоническим (постоянным) сокращением ВАС, тоническим сокращением мыщц-леваторов, петлей охватывающих прямую кишку и обеспечивающих достаточный угол изгиба между анальным каналом и ампулой прямой кишки, препятствующий выдавливанию кишечного содержимого в анальный канал, и геморроидальными «подушками», наполненными кровью и обеспечивающими дополнительную герметизацию заднего прохода.
В хорошо растяжимой ампуле прямой кишки происходит постепенное накопление каловых масс и газов. При достижении пороговых значений этого растяжения (это называется объемно-пороговая чувствительность), наш организм получает соответствующий сигнал – «пора!» и мы ощущаем позыв на дефекацию. Отвечают за эту работу барорецепторы, большая часть которых расположена непосредственно в ампулярном отделе прямой кишки, меньшая – в ректосигмоидном отделе и нижней части сигмовидной кишки. Этот сигнал запускает безусловный (т.е. неподконтрольный ЦНС) рефлекс, который называется РАИР (ректоанальный ингибиторный рефлекс). Суть его состоит в том, что ВАС расслабляется, а НСЗП сокращается, обеспечивая продвижение каловых масс в анальный канал. Если бы все ограничивалось безусловными рефлексами, представляете, какими новыми красками заиграла бы наша социальная жизнь :). Но, слава Создателю, в этот процесс включается центральная нервная система, и если окружающие условия и полученное воспитание не благоприятствуют естественным физиологическим отправлениям, мы можем этот рефлекс сознательно подавить напряжением воли и наружного сфинктера. При этом наши барорецепторы позволяют не просто контролировать давление в ампуле прямой кишки, но и более-менее точно определять содержимое: газы, жидкий либо плотный стул.
Нервы, которые участвуют в обеспечении этих связанных между собой процессов, подробно описывать в рамках «анатомии и физиологии для чайников» смысла не вижу. Можно только отметить, что определенную роль играют как рефлекторные дуги, замыкающиеся в головном мозге, так и в спинном на уровне пояснично-крестцового отдела, не менее важную роль играет автономная симпатическая и парасимпатическая система, замыкающаяся на множество нервных ганглиев, в том числе расположенных непосредственно в самой кишке (интрамуральных ганглиев).
Сложность и степень защиты от сбоев этого процесса не может не вызывать как восхищение, так и сомнения во всех существующих теориях возникновения нашего вида (если такие философские мысли приходят в голову проктологам, не представляю себе, о чем думают нейрохирурги и нейрофизиологи). Но и проблемы в такой сложной системе могут возникать на всех уровнях. Они могут быть следствием нарушения работы барорецепторов (воспаление, врожденная патология, последствия хирургического лечения), повреждения мышечного аппарата (роды, травмы, операции), проведения импульсов по нервам (роды, травмы, операции, системные заболевания).
Более подробно аспекты физиологии акта дефекации и методы диагностики и лечения его нарушений рассматриваются в статье «Анальная инконтиненция», с которой можно ознакомиться в разделе «Заболевания» нашего сайта.
С уважением, Анатолий Иванович Недозимованый, доцент курса колопроктологии ПСПбГМУ имени И.П.Павлова.
Основы анатомии и физиологии человека.
Физиология -наука о функционировании органов и систем организма человека.
Знание этих предметов позволяет грамотно организовать и оказать первую медицинскую помощь. Наш организм состоит из тканей, образующих органы и системы. Ткани состоят из клеток, сходных между собой по строению и выполняемым функциям, свойственным тем органам, которые состоят из этих тканей. Ткани нашего организма разнообразны и составляют четыре основных группы: эпителиальные, соединительные, нервные и мышечные. Эпителиальные покрывают наше тело снаружи и слизистые оболочки внутри организма. Соединительные ткани образуют кости. Из них также состоят прослойки внутренних органов и между ними, рубцы после заживления раны. Нервные ткани составляют головной и спинной мозг и периферические нервные стволы. Мышечные образуют поперечнополосатые (скелетные) мышцы и гладкие мышцы внутренних органов, выполняющие в организме двигательные функции.
Жизнедеятельность организма обеспечивают костная, мышечная и нервная системы, кровь и внутренние органы (сердце, легкие, желудочно-кишечный тракт, печень, почки и др.). Все это образует единое функциональное целое организма и связано между собой кровеносными сосудами и нервами.
Скелет (рис.1) и мышцы образуют основу опорно-двигательного аппарата. Кости скелета подразделяются на трубчатые и плоские. Из трубчатых костей состоят конечности: рука (верхняя конечность), нога (нижняя конечность). К плоским костям относятся лопатки, ребра, кости черепа и таза. Опорой тела является позвоночник, состоящий из 24 позвонков. Каждый позвонок имеет внутри отверстие и накладывается один на один, образуя спинномозговой канал, в котором размещается спинной мозг. Позвоночник состоит из 7 шейных, 12 рудных, 5 поясничных позвонков, а также крестца и копчика. Кости скелета, в зависимости от выполняемых функций, соединяются неподвижно (череп, тазовые кости), полуподвижно (кости запястья, позвоночник) и подвижно (суставы конечностей [плечевой, локтевой, лучезапястный – верхняя конечность; тазобедреный, коленный, голеностопный – нижняя конечность).
Скелет человека включает:
– череп (черепная коробка), в котором размещается головной мозг;
– позвоночник, в спинномозговом канале которого находится спинной мозг;
– грудную клетку, состоящую из 12 ребер слева и справа, грудной кости впереди и грудного отдела позвоночника сзади.В грудной полости расположены сердце, легкое, пищевод, аорта, трахея;
– брюшную полость, где находятся печень, селезенка, желудок, кишечник, мочевой пузырь и другие органы;
– кости верхней конечности (рука), которые состоят из плечевой кости (одна) между плечевым и локтевым суставами, предплечья (две кости) между локтевым и лучезапястным суставами,
– кисти; кости нижней конечности (нога), которые состоят из бедренной кости (одна) между тазобедренным и коленным суставами, костей голени (две) между коленным и голеностопным суставами, стопы.
Очень важно знать анатомическую особенность скелета предплечья и голени, имеющих по две кости.
Кровеносные сосуды по предплечью и по голени проходят между этими костями. В случае артериального кровотечения из этих участков конечностей остановить его зажатием кровоточащего сосуда непосредственно на предплечье и голени невозможно, так как этому будут мешать кости. Поэтому если артериальное кровотечение из предплечья или голени — жгут (закрутка) накладывается соответственно выше локтевого и коленного сустава;
Скелет человека также включает: ключицы (две) – правая и левая, которые находятся между верхней частью грудной клетки и отростком лопатки слева и справа; лопатки (две) – правая и левая, расположены сзади в верхнем отделе грудной клетки. Каждая лопатка сбоку имеет отросток, образующий вместе с головкой плечевой кости плечевой сустав.
Схема строения пищеварительной системы:
1- рот, 2- глотка, 3- пищевод, 4 – желудок, 5 – поджелудочная железа, 6 – печень, 7- желчный проток, 8 – желчный пузырь, 9 – двенадцатиперстная кишка, 10 – толстая кишка, 11 – тонкий кишечник, 12 – прямая кишка, 13 – подъязычная слюнная железа, 14 – подчелюстная железа, 15 – околоушная слюнная железа, 16 – аппендикс.
Пищеварительная система, или пищеварительный тракт, представляет собой трубку, тянущуюся от рта до заднего прохода (Рис. 2). Рот, глотка, пищевод, желудок, тонкий и толстый кишечник, прямая кишка – все это органы пищеварительной системы. Желудочно-кишечным трактом называют часть этой системы, состоящую из желудка и кишечника. Вспомогательными органами служат зубы, язык, слюнные железы, поджелудочная железа, печень, желчный пузырь и червеобразный отросток слепой кишки (аппендикс).
Функции пищеварительной системы – заглатывание пищи (твердой и жидкой), ее механическое измельчение и химическое изменение, всасывание полезных продуктов пищеварения и выделение бесполезного остатка.
Рот служит для нескольких целей. Зубы измельчают пищу, язык ее перемешивает и воспринимает ее вкус. Выделяемая слюна смачивает пищу и в какой-то мере начинает переваривание крахмала. Пища проталкивается в глотку, проходит в пищевод и под действием волнообразных сокращений мышц пищевода попадает в желудок.
Желудок – мешковидное расширение пищеварительного тракта, где проглоченная пища накапливается и начинается процесс ее переваривания. Частично переваренная пища называется химусом.
Тонкий и толстый кишечник и вспомогательные органы. Двенадцатиперстная кишка секретирует кишечный сок; кроме того, в нее поступают секреты поджелудочной железы (панкреатический сок) и печени (желчь), необходимые для пищеварения.
Поджелудочная железа и желчный пузырь. Сок поджелудочной железы содержит несколько проферментов. При активации они превращаются соответственно в трипсин и химотрипсин (переваривают белки), амилазу (расщепляет углеводы) и липазу (расщепляет жиры). В желчном пузыре накапливается вырабатываемая печенью желчь, которая поступает в тонкий кишечник и способствует пищеварению, эмульгируя жиры и тем самым подготавливая их к перевариванию липазой.
Печень. Кроме секреции желчи печень имеет множество других функций, совершенно необходимых для жизнедеятельности организма.
Тонкий и толстый кишечник. Благодаря сокращениям гладких мышц стенок кишечника химус проходит через три отдела тонкого кишечника (двенадцатиперстную кишку, тощую кишку и подвздошную кишку).
Дыхательная система объединяет органы, образующие воздухоносные, или дыхательные, пути (полость носа, носоглотку, гортань, трахею, бронхи), и легкие, в которых происходит газообмен, т.е. поглощение кислорода и удаление углекислого газа. (Рис. 3).
Гортань построена из парных и непарных хрящей, подвижно сочлененных между собой связками и соединительно-тканными мембранами. Сверху и спереди вход в гортань прикрывает надгортанник (эластичный хрящ), он перекрывает вход в гортань в момент проглатывания пищи. Между голосовыми отростками двух хрящей натянуты парные голосовые связки. От их длины и степени натяжения зависит высота голоса. Звук формируется на выдохе, в его образовании помимо голосовых связок принимают участие в качестве резонаторов полость носа и рот.
На уровне последних шейных позвонков гортань переходит в трахею (дыхательное горло). Гортань, трахея, бронхи и бронхиолы выполняют воздухо-проводящую функцию.
Легкие. Трахея в грудной полости делится на два бронха: правый и левый, каждый из которых, многократно разветвляясь, образует т.н. бронхиальное дерево. Мельчайшие бронхи – бронхиолы – заканчиваются слепыми мешочками, состоящими из микроскопических пузырьков – легочных альвеол. Совокупность альвеол и образует ткань легких, где осуществляется активный газообмен между кровью и воздухом.
В верхних дыхательных путях воздух очищается от пыли, увлажняется и согревается. По трахее, которая делится на 2 бронха, воздух попадает в левое и правое легкое и далее- по более мелким бронхам в мельчайшие пузырьки (альвеолы) окруженные кровеносными капиллярами. Через стенку альвеол из венозной крови выделяется углекислый газ, а кислород из воздуха альвеол проникает в кровь. При выдохе грудная клетка спадается, легкие сжимаются и вытесняют воздух. Частота дыхания в покое 12-18 раз в минуту, при этом через легкие проходит объем воздуха 5-8 л/мин. Физическая нагрузка значительно увеличивает легочную вентиляцию.
Кровь – жидкость, циркулирующая в кровеносной системе и переносящая газы и другие растворенные вещества, необходимые для метаболизма либо образующиеся в результате обменных процессов. Кровь состоит из плазмы (прозрачной жидкости бледно-желтого цвета) и взвешенных в ней клеточных элементов. Имеется три основных типа клеточных элементов крови: красные кровяные клетки (эритроциты), белые кровяные клетки (лейкоциты) и кровяные пластинки (тромбоциты).
Красный цвет крови определяется наличием в эритроцитах красного пигмента гемоглобина. В артериях, по которым кровь, поступившая в сердце из легких, переносится к тканям организма, гемоглобин насыщен кислородом и окрашен в ярко-красный цвет; в венах, по которым кровь притекает от тканей к сердцу, гемоглобин практически лишен кислорода и темнее по цвету.
Кровь – довольно вязкая жидкость, причем вязкость ее определяется содержанием эритроцитов и растворенных белков. От вязкости крови зависят в значительной мере скорость, с которой кровь протекает через артерии (полуупругие структуры), и кровяное давление.
Объем крови взрослого мужчины составляет примерно 75 мл на килограмм веса тела; у взрослой женщины этот показатель равен примерно 66 мл. Соответственно общий объем крови у взрослого мужчины – в среднем около 5 л; более половины объема составляет плазма, а остальная часть приходится в основном на эритроциты.
Сердечно-сосудистая система состоит из сердца, артерий, капилляров, вен и органов лимфатической системы. Сердечно-сосудистая система выполняет три основные функции:
1) транспортировку питательных веществ, газов, гормонов и продуктов метаболизма к клеткам и из клеток;
2) защиту от вторгающихся микроорганизмов и чужеродных клеток;
3) регуляцию температуры тела. Эти функции непосредственно выполняются жидкостями, циркулирующими в системе, – кровью и лимфой.
Лимфа – прозрачная, водянистая жидкость, содержащая белые клетки крови и находящаяся в лимфатических сосудах.
С функциональной точки зрения сердечно-сосудистая система образована двумя родственными структурами: системой кровообращения и лимфатической системой. Первая состоит из сердца, артерий, капилляров и вен, которые обеспечивают замкнутый круговорот крови. Лимфатическая система состоит из сети капилляров, узлов и протоков, впадающих в венозную систему.
Сердце расположено между грудиной и позвоночником, 2/3 его находится в левой половине грудной клетки и 1/3 в правой половине. Полость сердца разделена сплошной перегородкой на левую и правую части, каждая из которых в свою очередь подразделяется на сообщающиеся друг с другом предсердие и желудочки.
Сосуды образуют большой и малый круг кровообращения (Рис. 4). Большой круг начинается в левом желудочке сердца, откуда богатая кислородом кровь разносится по всему телу системой артерий, переходящих в мелкие сосуды – капилляры.
Через тонкую их стенку кислород и питательные вещества проникают в ткани, углекислый газ и продукты обмена выделяются в кровь, которая по системе венозных сосудов поступает в правое предсердие и далее – в правый желудочек сердца.
Отсюда начинается малый круг кровообращения – венозная кровь поступает в легкие, отдает углекислый газ, насыщается кислородом и возвращается в левую часть сердца.
Сердце имеет и собственное кровоснабжение; особые ветви аорты – коронарные артерии – снабжают его насыщенной кислородом кровью.
Ритмические сокращения сердца (60-80 раз в минуту) приводят кровь (около 5 литров) в непрерывное движение. В артериях в момент сжатия сердца она движется под давлением около 120 мм/рт. ст. В период расслабления сердца давление составляет 60-75 мм/рт. ст. Ритмические колебания диаметра артериальных сосудов, вызываемые работой сердца, называется пульсом, который обычно определяется на внутренней стороне предплечья у кисти (лучевая артерия). В венах давление крови невысокое (60-80 мм. вод. ст.).
Система органов выделения.
В организме имеется четыре органа для выведения конечных продуктов обмена. Кожа выделяет воду и минеральные соли, легкие удаляют углекислый газ и воду, из кишечника выбрасываются не переваренные остатки, а почки – выделительный орган мочевой системы – удаляют в растворенном виде конечные продукты белкового обмена (азотистые шлаки), токсины, минеральные соли и воду. Почки имеют еще одну жизненно важную функцию: она регулирует состав плазмы крови путем сохранения или выделения воды, сахара, солей и других веществ. Если состав крови выходит за определенные, довольно узкие пределы, может последовать необратимое повреждение отдельных тканей и даже гибель организма.
Мочевыделительная система состоит из двух почек, мочеточников (по одному от каждой почки), мочевого пузыря и мочеиспускательного канала. Почки расположены в поясничной области, книзу от уровня самого нижнего ребра. В каждой почке имеется от одного до четырех миллионов почечных канальцев, расположенных упорядоченным, но очень сложным образом.
Мочевой пузырь представляет собой эластичный мешок со стенками, содержащими гладкие мышцы; он служит для накопления и выведения мочи. В стенках мочеиспускательного канала, там, где он отходит от мочевого пузыря, есть мышцы, окружающие просвет канала. Эти мышцы (сфинктеры) функционально связаны с мускулатурой мочевого пузыря. Мочеиспускание осуществляется за счет непроизвольных сокращений мышц мочевого пузыря и расслабления сфинктеров. Ближайший к мочевому пузырю сфинктер не контролируется волевым усилием, а второй контролируется. У женщин через мочеиспускательный канал выводится только моча, у мужчин – моча и сперма.
Половая система образована органами, ответственными за воспроизводство вида. Основная функция мужских половых органов – образование и доставка сперматозоидов (мужских половых клеток) женщине. Основная функция женских органов – формирование яйцеклетки (женской половой клетки), обеспечение пути для оплодотворения, а также места (матки) для развития оплодотворенного яйца
Мужская половая системасостоит из: 1) яичек (семенников), парных желез, производящих сперматозоиды и мужские половые гормоны; 2) протоков для прохода спермы; 3) нескольких дополнительных желез, продуцирующих семенную жидкость, и 4) структур для выброса спермы из тела.
Женская половая системасостоит из яичников, маточных труб (яйцеводов, или фаллопиевых труб), матки, влагалища и наружных половых органов. Две молочные железы также органы этой системы.
Система покровных органов.
Кожа и такие сопутствующие ей структуры, как волосы, потовые железы, ногти, образуют наружный слой тела, называемый покровной системой. Кожа состоит из двух слоев: поверхностного (эпидермиса) и глубокого (дермы). Эпидермис образован из многих слоев эпителия. Дерма представляет собой соединительную ткань под эпидермисом.
Кожа выполняет четыре важные функции:
1) защиту тела от внешних повреждений;
2) восприятие раздражений (сенсорных стимулов) из окружающей среды;
3) выделение продуктов метаболизма;
4) участие в регуляции температуры тела.
Выделение продуктов метаболизма, таких, как соли и вода, – функция потовых желез, рассеянных по всему телу; особенно их много на ладонях рук и подошвах ног, подмышками и в паху.
В течение суток кожей выделяется 0,5-0,6 л воды вместе с солями и продуктами обмена веществ (пот). Специализированные нервные окончания в коже воспринимают прикосновение, тепло и холод и передают соответствующие стимулы периферийным нервам. Глаз и ухо в некотором смысле могут рассматриваться как специализированные кожные образования, служащие для восприятия света и звука.
Нервная система является объединяющей и координирующей системой организма. Она включает головной и спинной мозг, нервы и связанные с ними структуры, например, мозговые оболочки (слои соединительной ткани вокруг головного и спинного мозга). Анатомически различают центральную нервную систему, состоящую из головного и спинного мозга, и периферическую нервную систему, состоящую из нервов и ганглиев (нервных узлов).
Функционально нервную систему можно разделить на два отдела: цереброспинальный (произвольный, или соматический) и вегетативный (непроизвольный, или автономный).
Цереброспинальная система ответственна за восприятие стимулов извне и от внутренних частей тела (произвольных мышц, костей, суставов и т.д.) с последующей интеграцией этих стимулов в центральной нервной системе, а также за стимуляцию произвольных мышц.
Вегетативная нервная система состоит из симпатической и парасимпатической систем, которые воспринимают стимулы от внутренних органов, кровеносных сосудов и желез, передают эти стимулы в центральную нервную систему и стимулируют работу гладких мышц, сердечной мышцы и желез.
В целом, произвольные и быстрые действия (бег, речь, жевательные движения, письмо) контролируются цереброспинальной системой, в то время как непроизвольные и медленные действия (продвижение пищи через пищеварительный тракт, секреторная деятельность желез, выведение мочи из почек, сокращение кровеносных сосудов) находятся под контролем вегетативной нервной системы. Несмотря на вполне определенное функциональное разделение, обе системы в значительной степени связаны.
С помощью цереброспинальной системы мы ощущаем боль, температурные изменения (тепло и холод), прикосновение, воспринимаем вес и размеры предметов, осязаем структуру и форму, положении частей тела в пространстве, чувствуем вибрацию, вкус, запах, свет и звук. В каждом случае стимуляция чувствительных окончаний соответствующих нервов вызывает поток импульсов, которые передаются отдельными нервными волокнами от места воздействия стимула в соответствующий отдел головного мозга, где они интерпретируются. При формировании любого из ощущений импульсы распространяются по нескольким, разделенным синапсами, нейронам, пока не достигнут осознающих центров в коре головного мозга.
Интеграция осознанных ощущений и подсознательных импульсов в головном мозгу – сложный процесс. Нервные клетки организованы таким образом, что возможны миллиарды вариантов их объединения в цепи. Этим объясняется способность человека осознавать множество стимулов, интерпретировать их в свете предыдущего опыта, предсказывать их появление, вызывать в воображении и даже искажать стимулы.
Эндокринная система состоит из желез внутренней секреции, не имеющих выводных протоков. Они производят химические вещества, называемые гормонами, которые поступают непосредственно в кровь и оказывают регуляторное действие на отдаленные от соответствующих желез органы. К эндокринным железам относятся: гипофиз, щитовидная железа, паращитовидные железы, надпочечники, мужские и женские половые железы, поджелудочная железа, выстилка двенадцатиперстной кишки, вилочковая железа (тимус) и шишковидная железа (эпифиз).
Система органов чувств (глаза, уши, кожа, слизистая оболочка носа, язык) обеспечивает посредством зрения, слуха, обоняния, вкуса и осязания, восприятие окружающего мира.
Лекционные занятия
Классификация, задачи и объекты физиологии человека. Анатомия человека. Физиология нервной системы.
Физиология дыхания.
Физиология дыхания.
Дыхание. Этапы дыхания. Внешнее дыхание. Дыхательные пути. Механизмы, вызывающие изменение объема грудной клетки
Физиология крови.
Физиология крови.
Внутренняя среда организма. Гомеостаз. Основные функции крови. Объем и физико-химических свойства крови. Группы крови. Система резус.
Физиология пищеварения.
Физиология пищеварения.
Пищеварение. Отделы пищеварительного тракта. Собственное, симбиотное и аутолитическое пищеварение. Функции желудочно-кишечного тракта. Основные механизмы регуляции пищеварительного тракта.
Физиология эндокринной системы.
Физиология эндокринной системы.
Гуморальная регуляция. Гормоны. Эндокринные и экзокринные железы. Биологические активные вещества (БАВ). Классификация, функции гормонов и БАВ, их свойства. Виды взаимодействия гормонов.
Обмен веществ и энергии.
Обмен веществ и энергии.
Открытые, закрытые и изолированные системы. Метаболизм, катаболизм и анаболизм. Анаэробный обмен. Биологическое окисление. Единица измерения энергии.
Физиология мочеполовой системы.
Физиология мочеполовой системы.
Экскреторные органы. Функции, строение и кровоснабжение почек. Механизмы мочеобразования. Количество, состав и свойства мочи. Менструальный цикл. Половое созревание. Беременность. Роды.
Профессиональные заболевания, вызываемые воздействием химических, физических и биологических факторов, пыли, перенапряжением.
Гигиена в бытовых и производственных условиях.
1. ВВЕДЕНИЕ
Анатомия и физиология человека – это важнейшие биологические науки, изучающие строение и функции человеческого организма. Как устроен человек, как функционируют его органы, должен знать не только каждый медик и биолог, но и специалист – инженер-эколог, который непосредственно занимается вопросами охраны здоровья человека и окружающей природной среды.
Организм человека представляет собой единую систему с общими законами развития, закономерностями строения и жизнедеятельности. Его функционирование подчиняется биологическим закономерностям, присущим всем живым организмам. В то же время человек социален и отличается от животных развитым мышлением, интеллектом, наличием второй сигнальной системы, общественными взаимоотношениями. Особенности формы, строения тела человека невозможно понять без анализа функций, равно как нельзя представить особенности функции любого органа без понимания его строения. Человеческий организм состоит из большого числа органов, огромного количества клеток, но это не сумма отдельных частей, а единый слаженный живой организм. Поэтому нельзя рассматривать органы без взаимосвязи друг с другом, без объединяющей роли нервной и сосудистой систем.
Анатомия и физиология, входящие в число естественнонаучных дисциплин, составляют фундамент для последующего изучения экологии, токсикологии, микробиологии. Без этих наук о структуре и процессах, происходящих в органах и их элементах, нельзя понять любые преобразования как в здоровом организме в условиях нормы, так и при заболеваниях в условиях вредного воздействия экологических факторов на организм. Ведь особенности строения тела человека, характерные для каждого индивидуума, передающиеся от родителей, определяются наследственными факторами, а также влиянием на данного человека внешней среды (экологические факторы, питание, физические нагрузки). Человек живет не только в условиях биологической среды, но и в обществе, в условиях определенных человеческих взаимоотношений. Поэтому он испытывает воздействие коллектива, социальных факторов. В связи с этим анатомия и физиология изучают человека не только как биологический объект, но учитывают при этом влияние на него социальной среды, условий труда и быта.
Особую роль при этом приобретает знание профессиональных заболеваний, обусловленных воздействием на организм человека различных факторов химической, физической и биологической природы.
Древние греки утверждали: «В здоровом теле – здоровый дух». Зная, как работает организм, какие факторы наиболее значимы в регуляции жизнедеятельности, можно предвидеть, каким образом возможно предотвратить нарушение функций отдельных систем и органов под влиянием различных вредных веществ, с которыми контактирует человек в результате своей производственной деятельности.
Comments are closed, but trackbacks and pingbacks are open.