Анатомические особенности и функции гортани человека

Функции и биологические возможности

Гортань человека выполняет множество функций, и по некоторым механизмам её работы до сих пор существуют разные мнения.

Среди основных функций гортани выделяют четыре ключевые:

1. Защитная. Эта функция осуществляется благодаря движению ресничек, покрывающих слизистую оболочку. Реснички улавливают мельчайшие частицы пыли, попадающие в дыхательные пути. Пыль оборачивается в слизь, и при активации рефлекса кашля выводится из организма. Этот процесс происходит постоянно.

2. Дыхательная. При вдохе воздух проходит через нос или рот, затем через глотку, гортань, трахею и бронхи, достигая легких. При выдохе движение воздуха происходит в обратном порядке.

3. Голосообразующая (фонаторная). Во время выдоха колебания голосовых связок создают звук, характеристики которого зависят от ширины голосовой щели и натяжения связок.

4. Речевая. Эта функция рассматривается в сочетании с работой органов ротовой полости (губ, языка, зубов) и включает действия жевательных и мимических мышц, что позволяет формировать четкую речь. Поэтому иногда речевая функция гортани не включается в общий список.

Врачи подчеркивают, что гортань играет ключевую роль в дыхательной системе и голосообразовании. Она состоит из нескольких хрящей, которые обеспечивают её гибкость и прочность. Основные функции гортани включают защиту дыхательных путей от попадания пищи и жидкости, а также участие в формировании звуков. Специалисты отмечают, что анатомические особенности, такие как расположение голосовых связок, влияют на качество голоса и его диапазон. Кроме того, врачи акцентируют внимание на важности гортани в процессе дыхания, так как она регулирует поток воздуха, что особенно важно при физических нагрузках. Заболевания гортани могут значительно ухудшить качество жизни, поэтому регулярные осмотры и внимание к симптомам, таким как охриплость или затрудненное дыхание, имеют первостепенное значение.

Анатомия гортани

Защитная функция

Защитные функции гортани обеспечиваются тремя рефлексными зонами слизистой оболочки:

1. Первая зона располагается вокруг входа в гортань и включает слизистую черпалонадгортанных складок и поверхность надгортанника.
2. Вторая зона находится в области голосовой складки.
3. Третья зона расположена в подголосовой полости, на перстневидном хряще.

Рецепторы этих зон чувствительны к температурным, тактильным и химическим воздействиям.

При раздражении слизистой в этих областях происходит спазм голосовой щели, что предотвращает попадание инородных предметов, пищи и слюны в нижележащие дыхательные пути. Если раздражаются рефлексогенные зоны и подголосовое пространство, возникает рефлекторный кашель, который помогает удалить посторонние объекты.

На уровне входа в гортань происходит разделение на два направления: в пищеварительный и дыхательный тракты. Во время глотания гортань поднимается к корню языка, смещаясь вверх и вперед, а надгортанник наклоняется к задней стенке глотки, закрывая вход в гортань. Пища обтекает надгортанник с обеих сторон, попадая в грушевидные синусы, а затем в открывающийся пищевод. В процессе глотания также наклоняются черпаловидные хрящи и смыкаются вестибулярные складки.

Дыхательная функция

Воздух проходит через гортань в трахею, бронхи и лёгкие. При вдохе голосовая щель расширяется в зависимости от потребностей организма. Чем глубже вдох, тем большее расширение, и при глубоком вдохе можно наблюдать бифуркацию трахеи. Это расширение — рефлекторный процесс, вызванный воздействием вдыхаемого воздуха на нервные окончания слизистой оболочки. Импульсы от этих окончаний через афферентные волокна верхнегортанного нерва и блуждающий нерв направляются в дыхательный центр, расположенный на дне четвёртого желудочка. Затем по эфферентным волокнам двигательный сигнал поступает в мышцы, отвечающие за расширение голосовой щели. Параллельно активируются функции диафрагмы и межрёберных мышц, участвующих в дыхании.

Гортань — это важный орган, который играет ключевую роль в дыхании, голосообразовании и защите дыхательных путей. Многие люди отмечают, что гортань имеет сложное строение, состоящее из хрящей, мышц и связок, что позволяет ей выполнять множество функций. Например, при разговоре или пении гортань изменяет свою форму и напряжение, что влияет на высоту и тембр голоса.

Некоторые исследователи подчеркивают, что гортань также защищает легкие от попадания пищи и жидкости, закрываясь во время глотания. Это делает ее не только органом речи, но и важным защитным механизмом. Люди, занимающиеся вокалом, часто говорят о необходимости заботиться о гортани, чтобы избежать проблем с голосом. В целом, гортань — это удивительный орган, который сочетает в себе множество функций, влияющих на качество жизни и общения.

Гортань

Фонаторная функция

Механизм звукового воспроизведения включает все части дыхательной системы:

• нижний резонатор – легкие, бронхи, трахея,
• элементы гортани, отвечающие за голос,
• верхний резонатор – полости носа, околоносовых пазух, глотки и рта, которые могут изменять форму благодаря движению губ, щек и нижней челюсти.

Анатомия гортани описывает процесс формирования звука следующим образом: закрытая голосовая щель открывается под давлением воздуха из нижнего резонатора благодаря упругости и эластичности голосовых складок. Затем происходит фаза возврата, когда щель снова смыкается. Складки колеблются перпендикулярно потоку воздуха, и частота этих колебаний определяет высоту тона.

Высота звука зависит от количества колебаний голосовых связок за одну секунду.

1. Грудной регистр. Чтобы произвести звуки определенной высоты, человек с помощью рефлекторного механизма «настраивает» напряжение и длину складок, а также формирует верхние резонаторы. Процесс колебаний голосовых складок можно сравнить с вибрацией стальной линейки, один конец которой закреплён, а другой – свободен. Когда свободный конец колеблется, он издает звук, однако в случае гортанного извлечения звука сила может варьироваться произвольно.

2. Фальцет. При использовании фальцета голосовая щель не закрывается полностью, и воздух, проходя через неё с усилием, вызывает колебания краев сближенных складок. В этом случае складки остаются плоскими и сильно растянутыми, но звук получается тише, чем в грудном регистре.

3. Шёпот. В этом случае складки смыкаются на 2/3 спереди, оставляя треугольную щель сзади. Воздух, проходящий через эту щель, создает тихий шум – шепот.

Ширина щели может регулироваться как минимум пятью гортанными мышцами, силой выдоха и другими факторами. То, что звук формируется благодаря «работе» горла и гортани, было известно ещё во времена Гиппократа. Однако только спустя 20 веков, в XVI веке, Везалий предположил, что ключевую роль в этом процессе играют голосовые связки. Тем не менее, теория звукообразования продолжает развиваться и в наши дни. В настоящее время выделяют два теоретических подхода:

• Аэродинамическая теория рассматривает процесс голосообразования как результат вибраций голосовых складок, где основную роль играют мышцы, активные в фазе выдоха, и мышцы гортани, сближающие связки. Эти мышцы активируются рефлекторно при раздражении слизистой оболочки воздушной струёй.

• Второй подход предполагает, что мышцы активируются не пассивно, а по сигналу из головного мозга, который передается через нервную систему.

Интересное о гортанном «инструменте»

В процессе развития гортани проявляются половые и возрастные особенности. До 10 лет строение гортани у мальчиков и девочек практически идентично. У новорожденных гортань расположена на три позвонка выше, чем у взрослых, и представляет собой более широкую (особенно в области входа) и короткую полость. В раннем детстве в подскладочном пространстве содержится много рыхлой соединительной ткани, что создает условия для отеков, таких как подскладочный ларингит и ложный круп.

Хрящи гортани, состоящие из гиалинового хряща (за исключением надгортанника), начинают пропитываться солями кальция примерно с 25-30 лет. С этого момента оссификация усиливается, и к 60-65 годам окостенение становится полным.

Анатомия гортани формируется к 7 годам, и в юном возрасте она еще не имеет рожковидных хрящей и щито-подъязычных связок. Однако перед началом половой зрелости у мальчиков происходит активная выработка мужских половых гормонов и развитие половых желез, что приводит к резкому росту и удлинению голосовых связок в возрасте 12-15 лет. Это связано с изменением голоса, которое длится около года и завершается к 14-15 годам. У девочек рост происходит более плавно, а изменения голоса происходят быстро и незаметно к 13-14 годам.

В XVII-XVIII веках в Италии для сохранения чистого и высокого звучания у мальчиков, которые должны были петь в папском хоре, практиковалась кастрация в возрасте 7-8 лет. Это минимизировало влияние полового созревания на размеры гортанной полости, обеспечивая сочетание мужской силы, высокого тона и нейтрального тембра (между мужским и детским).

В норме гортань, включая её строение, функции и степень развития, сохраняет половые различия и в зрелом возрасте: мужская полость примерно на треть больше женской, а голосовая связка длиннее и толще на сантиметр. Это обуславливает более низкий и мощный мужской голос. В среднем длина голосовых складок новорожденных составляет 0,7 см, у женщин – около 1,6-2 см, у мужчин – 2-2,4 см. Ширина голосовой щели в задней трети между голосовыми складками у мужчин в среднем равна 15-22 мм, у 10-летних детей – 8-11 мм, у женщин – 13-18 мм.

Тем не менее, «сильным» мужской голос можно считать лишь в сравнении с женским или детским, так как звуковая энергия голоса настолько мала, что если человек будет говорить непрерывно в течение 100 лет, то выделяемой тепловой энергии хватит лишь для того, чтобы вскипятить одну чашку кофе.

Глотка. Лимфатическое глоточное кольцо

Особенности анатомического строения

Гортань — это сложный анатомический и физиологический комплекс, состоящий из различных тканей и элементов. Она снабжена развитой сетью кровеносных и лимфатических сосудов, а также нервами. В верхней части гортань соединена с подъязычной костью при помощи щитоподъязычной мембраны, а внизу — с трахеей через перстнетрахеальную связку. Верхний край гортани находится на уровне IV и V шейных позвонков, а нижний — на уровне VI. Сзади гортань соседствует с входом в пищевод и глоткой.

При дыхании, глотании, разговоре и пении гортань активно движется вверх и вниз, дополняясь пассивными смещениями в стороны, которые сопровождаются хрустящими звуками хрящей. При злокачественных опухолях подвижность, как активная, так и пассивная, значительно уменьшается.

У мужчин в верхней части щитовидного хряща можно прощупать и увидеть кадык (Адамово яблоко). У женщин и детей он менее выражен и имеет более мягкую структуру, что затрудняет его пальпацию.

Тем не менее, у всех людей легко прощупывается область конической связки спереди в нижней части между перстневидным и щитовидным хрящами. Эту связку разрезают в экстренных случаях асфиксии для восстановления дыхания.

Снаружи гортань покрыта кожей, подкожной клетчаткой, поверхностной фасцией шеи и мышцами:

• Боковые части фасции щитовидной железы, прикрепленные к нижней части перстневидного хряща, защищены мышцами m. sternothyroideus и m. sternohyoideus.
• Переднебоковая поверхность закрыта грудиноподъязычной мышцей, под которой располагаются грудинощитовидная и щитоподъязычная мышцы.

Внутреннее строение

Структурные особенности гортани, включая анатомию и физиологию, представляют собой сложное взаимодействие хрящей, мышц, суставов, связок, а также нервной, кровеносной и лимфатической систем.

Внутренняя поверхность гортани покрыта тонкой слизистой оболочкой, состоящей из многослойного эпителия. Полость гортани имеет форму, напоминающую песочные часы: она сужается в средней части и расширяется как сверху, так и снизу. Анатомия гортани может быть представлена как «трёхуровневая» структура:

• верхний уровень – преддверие гортани – располагается между входом и вестибулярными складками (складками преддверия) и представляет собой конусовидную полость с сужением в нижней части;
• средний уровень – голосовая щель – находится между голосовыми складками;
• нижний уровень – подголосовая полость – простирается до трахеи и также имеет конусовидную форму с расширением внизу.

Спереди вход ограничен надгортанником, с боков – черпалонадгортанными складками, в нижней части которых находятся клиновидные и родковидные хрящи, а сзади – верхушками черпалообразных хрящей.

Между складками и стенками располагаются грушевидные карманы, которые переходят в пищевод. Язычно-надгортанные углубления (валекулы) находятся между боковыми язычно-надгортанными и срединной складками. С каждой стороны от двух горизонтальных пар складок (преддверия и голосовых), расположенных в средней и нижней трети щитовидного хряща, имеются углубления – морганиевы желудочки гортани. От них отходят два восходящих кармана. Скопление лимфаденоидной ткани в слизистой оболочке гортанных желудочков иногда называют гортанными миндалинами.

Голосовая складка переходит в эластический конус гортани, представляя собой верхнезадний пучок этого конуса. Она покрывает голосовую мышцу, натянутую между внутренним голосовым отростком и угловой поверхностью щитовидного хряща.

Гортанные хрящи

Устройство щитовидного хряща, расположенного на перстневидном хряще, можно описать как соединение двух пластинок под углом 38°. Это обеспечивает защиту органа от внешних механических воздействий. В верхней части, на углу, находится верхняя вырезка. К внешней поверхности пластинок прикрепляются парные щитоподъязычные мышцы, отвечающие за подъем, и грудинощитовидные мышцы, способствующие опусканию. Задние края пластинок продолжаются в нижние и верхние рога.

Перстневидный хрящ служит основанием гортани. Он соединен с трахеей в нижней части и с щитовидным хрящом в верхней.

Черпаловидные хрящи, названные так из-за формы, напоминающей вёсла, представляют собой трёхгранные пирамиды, расположенные на верхне-заднем крае пластинки перстневидного хряща. На каждом из этих хрящей есть голосовой отросток, к которому прикрепляется голосовая складка.

Гортанные мышцы

Все мышцы гортани делятся на наружные и внутренние. Внутренние мышцы подразделяются на три категории:

1. Мышцы, расширяющие голосовую щель. Эта группа представлена единственной парой задней перстнечерпаловидной мышцы, иннервируемой возвратными нервами.
2. Мышцы, сужающие голосовую щель (аддукторы). В эту категорию входят две парные мышцы (перстнещитовидная и щиточерпаловидная) и одна непарная поперечная черпаловидная мышца.
3. Мышцы, отвечающие за натяжение голосовых складок. В эту группу входят парные щиточерпаловидные и перстнещитовидные мышцы.

К наружным мышцам относятся три пары:

• грудинощитовидные,
• щитовидноподъязычные,
• нижние сжиматели глотки.

Эти мышцы регулируют положение гортани относительно глотки: во время глотания гортань поднимается, а во время дыхания и произнесения звуков – опускается.

Связки и сочленения

Основные связки гортани:

• Боковая и срединная щитоподъязычная связка. Это часть щитоподъязычной мембраны, через отверстие которой проходит сосудисто-нервный пучок. Срединная щитоподъязычная связка соединяет тело подъязычной кости с верхним краем щитовидного хряща.
• Щитонадгортанная связка. Соединяет верхнюю часть щитовидного хряща с надгортанником.
• Подъязычно-надгортанная связка. Прикрепляет надгортанник к телу подъязычной кости.
• Перстнетрахеальная связка. Соединяет гортань с трахеей.
• Перстнещитовидная связка. Является продолжением эластической перепонки гортани и связывает нижний край щитовидного хряща с верхним краем дуги перстневидного хряща.
• Черпалонадгортанная связка. Находится на границе бокового края надгортанника и внутреннего края черпаловидного хряща.
• Язычно-надгортанная срединная и боковая связки. Соединяют боковые и срединные части корня языка с одной стороны и переднюю поверхность надгортанника с другой.

Кровоснабжение и иннервация

Сосудисто-нервные пучки расположены по бокам гортани. Кровоснабжение и иннервация этого органа осуществляются двумя артериями и двумя ветвями блуждающего нерва.

Артерии, обеспечивающие кровоснабжение гортани:

1. Верхняя гортанная артерия — ветвь верхней щитовидной артерии, ответвляющейся от наружной сонной артерии. Она крупнее нижней гортанной артерии и снабжает гортань через отверстие щитоподъязычной мембраны в составе сосудисто-нервного пучка. Затем артерия делится на более мелкие ветви, среди которых находится ветвь средней гортанной артерии, соединяющаяся с аналогичной артерией с противоположной стороны, расположенной перед конической связкой.

2. Нижняя гортанная артерия — ветвь нижней щитовидной артерии, начинающаяся от щитошейного ствола.

Венозный отток осуществляется через верхнюю щитовидную вену, которая переходит во внутреннюю яремную вену, а затем в нижнюю щитовидную и плечеголовную вены.

Лимфатическая система гортани

Лимфатическая система гортани делится голосовыми складками на верхний и нижний отделы. Верхняя сеть более развита, особенно в области гортанных желудочков и вестибулярных складок. Лимфа из этих областей попадает в глубокие шейные лимфоузлы, следуя по линии сосудисто-нервного пучка. Лимфоузлы нижнего отдела располагаются как над, так и под перстневидным хрящом, образуя преднадгортанные лимфоузлы. Важно отметить связь лимфатической системы нижнего отдела с медиастинальными лимфатическими узлами.

В целом, лимфатическая система гортани более развита по сравнению с другими органами шеи, особенно выделяются желудочек и складки преддверия гортани. Наименее развита лимфатическая сеть в области голосовых складок, что объясняет относительно позднее метастазирование раковых клеток в этой зоне.

Иннервация мускулатуры гортани

Иннервацию мускулатуры гортани обеспечивают две ветви блуждающего нерва:

1. Верхняя ветвь, отходящая от блуждающего нерва в нижней части узла. С обратной стороны большого рожка подъязычной кости она делится на две ветви:

   • наружная иннервирует перстнещитовидную мышцу,
   • внутренняя распространяет чувствительные ветви к слизистой оболочке.

2. Нижняя ветвь иннервирует все внутренние мышцы гортани, за исключением перстнещитовидной, и обеспечивает чувствительность нижнего этажа слизистой, включая область голосовых складок. Нижние нервы являются продолжением левого и правого возвратных нервов, отходящих от блуждающего нерва на разных уровнях в грудной полости:

   • правый — на уровне подключичной артерии,
   • левый — в области огибания дуги аорты блуждающим нервом.

Возможные заболевания

Состояние гортанной области врач исследует с помощью ларингоскопа, в конструкции которого важным элементом является небольшое зеркальце. Концепцию этого устройства предложил в 1854 году певец и педагог по вокалу М. Гарсия, что принесло ему звание почетного доктора медицины. Несмотря на развитие диагностических методов, ларингоскоп остается незаменимым инструментом для врачей. Однако иногда надгортанник, который у детей и некоторых взрослых выглядит как полусвёрнутый лист, закрывает вход в гортань и затрудняет осмотр при непрямой ларингоскопии.

К основным острым заболеваниям гортани относятся:

• Острый катаральный ларингит — воспаление слизистой оболочки, возникающее как самостоятельное заболевание из-за активации микрофлоры под воздействием внутренних и внешних факторов.
• Инфильтративный ларингит — острое заболевание, вызванное бактериальной инфекцией, при котором воспалительный процесс выходит за пределы слизистой оболочки и затрагивает соседние ткани, включая мышцы, связки и надхрящницу.
• Ложный круп — острый ларингит, при котором воспаление локализуется преимущественно в подголосовом пространстве. Это состояние чаще всего наблюдается у детей до 6-8 лет из-за особенностей анатомии гортани. Развита рыхлая клетчатка быстро реагирует на инфекционные раздражители. Узкость детской гортани и лабильность нервных рефлексов способствуют развитию заболевания. При горизонтальном положении тела отек усиливается из-за притока крови, что ухудшает состояние пациента, особенно ночью.

Инфекционная гортанная ангина, вызванная бактериальными, грибковыми и вирусными агентами, поражает лимфаденоидную ткань в морганиевых желудочках, области надгортанника, дне грушевидного синуса и других местах.

Изменения в голосе могут также свидетельствовать о возникновении определенных физиологических состояний. Например, у женщин изменения голоса могут отражать колебания гормонального фона во время менструации, менопаузы или при приеме гормональных препаратов.

Вопрос-ответ

Каковы анатомические особенности гортани?

Основание гортани имеет овальную форму и сообщается с глоткой. Внутреннее пространство гортани расширено в верхней и нижней частях, но сужается посередине, образуя отдел, называемый голосовой щелью, и разделяя всё пространство на три отдела: надсвязочный, голосовую щель и подсвязочный.

Каковы особенности гортани?

Имеет вид трубки. Внутри расположены голосовые связки. Имеет альвеолярное строение. Состоит из хрящей.

Советы

СОВЕТ №1

Изучите анатомию гортани, чтобы лучше понимать, как она функционирует. Знание о том, какие структуры составляют гортань и как они взаимодействуют, поможет вам осознать важность этой части дыхательной системы.

СОВЕТ №2

Обратите внимание на здоровье своей гортани. Избегайте чрезмерного напряжения голосовых связок, особенно при длительном разговоре или пении. Регулярные перерывы и увлажнение помогут сохранить голос в хорошем состоянии.

СОВЕТ №3

Если у вас возникают проблемы с гортанью, такие как охриплость или боль, не откладывайте визит к врачу. Раннее обращение за медицинской помощью может предотвратить серьезные заболевания и сохранить здоровье голосовых связок.

СОВЕТ №4

Практикуйте дыхательные упражнения, чтобы улучшить функцию гортани и общее состояние дыхательной системы. Упражнения на глубокое дыхание помогут укрепить дыхательные мышцы и повысить объем легких.