Гортань

От момента рождения и до момента смерти каждый из нас носит с собой уникальный музыкальный инструмент, аналогов которому не существует. В его устройстве удивительным образом сочетаются особенности струнного и духового музыкальных инструментов. Как и положено при освоении сложной «техники», человек тратит огромное количество времени и сил, чтобы научиться им пользоваться, и, подчас, становится настоящим виртуозом. Однако, этот инструмент находится не где-то снаружи, а скрыт в глубинах (относительно) организма и называется гортань.

Старина Энгельс в своей замечательной «Диалектике природы», писал, что в процессе становления у людей появилась необходимость что-то сказать друг другу, и по этой причине у них появилась эта удивительная анатомическая структура. Тем не менее, великий немец ошибался: гортань, как самостоятельный орган впервые можно обнаружить у низших позвоночных – хвостатых амфибий. Справедливости ради стоит сказать, что тому, чем обладают эти животные, крайне далеко до совершенного голосового аппарата высших приматов (да и в качестве органа звуковоспроизведения эта протогортань подходит), тем не менее, именно у амфибии по бокам от гортанной щели впервые появляются небольшие островки хрящевой ткани, которым суждено превратиться в порождающий голос орган.

Самые первые крошечные хрящики можно обнаружить уже у саламандр. Со временем эти хрящики станут черпаловидными хрящами. У более «продвинутых» амфибий можно обнаружить следующий необходимый для формирования этого органа элемент – перстневидный хрящ. У них он, однако, представляет собой неполное кольцо, которое замкнётся только у бесхвостых амфибий. У них же впервые появляются истинные голосовые связки, которые представляют собой две тонкие складки слизистой, расположенные на внутренней поверхности гортани.

На следующей ветви эволюционного древа – у рептилий – гортань оказывается тесно связана с подъязычным аппаратом и состоит из полноценного перстневидного и двух черпаловидных хрящей. Однако, эволюционные вопросы, которые вставали перед древними ящерами (в расширительном смысле), потребовали несколько иного, нежели у млекопитающих, аппарата фонации. По этой причине у ближайших родственников рептилий – птиц – гортань хоть и ясно определяется, но не имеет голосовых связок. Те прекрасные птичьи песни, которые можно слышать в весеннем лесу, появляются благодаря совершенно иному органу, впрочем, это отдельная история.

И только у млекопитающих из жаберных дуг дополнительно развиваются щитовидный и надгортанный хрящи, которые полностью завершают формирование гортани. Но и тут не всё так просто: поскольку разные участки щитовидного хряща развиваются из разных пар жаберных дуг, у клоачных млекопитающих он состоит из трёх отдельных пар хрящей. И только у плацентарных превращается в монолитное образование. С появлением щитовидного хряща формируются полноценные голосовые связки и мышцы гортани. К слову, первоначально мышцы гортани также являются производными мышц жаберного аппарата, и с некоторой долей условности можно сказать, что человек поёт жабрами.

Последним хрящом гортани является надгортанник – ещё один хрящ гортани, который закладывается как парное образование, и становится единым целым только у высших млекопитающих.

Как видно из приведённого рассказа, гортань имеет сложное филогенетическое и эмбриональное развитие, в результате чего её скелет неоднороден в разных участках. Так перстневидный и щитовидный хрящи являются гиалиновыми, а надгортанник и черпаловидные хрящи – эластическими. Строго говоря, есть ещё рожковидный и клиновидный хрящи (и они эластические), но рожковидный некоторые авторы рассматривают как часть черпаловидного, а рожковидный, и вовсе, часто бывает рудиментарным.

Таким образом, скелет гортани образуют три непарных и один – три (в зависимости от автора учебника) парных хряща.

Все хрящи гортани связаны между собой и образуют сложную систему суставов, благодаря работе которых и удаётся извлекать звук из этого музыкального инструмента. Парные суставы гортани, кстати, предоставляют собой пример т.н. комбинированных суставов – особого типа, который может работать только совместно.

Самым известным примером такого типа соединений является височно-нижнечелюстной сустав, который недобросовестные студенты называют ЕДИНСТВЕННЫМ комбинированным в организме человека.

Однако, как мы помним, для того, чтобы сустав смог реализовать свои функции, им нужен подвешивающий аппарат и мышцы.

Подвешивающий аппарат гортани представлен связками, самой большой из которых является средняя щитовидная связка, благодаря которой гортань прикрепляется к подъязычной кости. Концы больших рогов подъязычной кости и латеральные поверхности щитовидного хряща соединяются с помощью латеральной щитовидной связки. В толще этой связки иногда можно обнаружить мелкий рудиментарный пшеничный хрящ, который позволяет понять, что некогда подъязычная кость непосредственно соединялась с щитовидным хрящом. Действительно, если сравнивать человека с одноклассниками (в смысле с другими млекопитающими) гортань у него расположена значительно ниже, что служит источником очень серьёзных проблем.

От нижнего края хряща гортани к верхним кольцам трахеи тянется перстне-трахеальная связка. Именно на этом уровне принято проводить трахеотомию – рассечение дыхательного горла для восстановления проходимости дыхательных путей. Дело в том, что тут нет крупных сосудов и нервов, повреждение которых может привести к фатальным последствиям, а сама связка располагается практически под кожей.

Непосредственно суставы гортани укреплены собственными связками. Так или иначе, но для того, чтобы зазвучала музыка, необходим ещё один компонент – мышцы.

В большинстве учебников анатомии можно прочесть, что все мышцы гортани являются поперечнополосатыми (т.е. произвольными) и подразделяются на две группы – наружную, к которой относится грудинощитовидная, щитоподъязычная, грудино-подъязычная, лопаточно-подъязычная, щитоподъязычная, двубрюшная и подбородочно-подъязычная; и внутреннюю – к которой относятся еще почти десяток мышц. Однако истинные гурманы, предпочитают иную классификацию, согласно которой наружная группа подразделяется на мышцы, один конец которых берёт начало от щитовидного хряща и прикрепляется к костям скелета и те, которые прикрепляются к подъязычной кости и костям скелета. Для обозначения этого разнообразия в анатомии существует емкий и красивый термин – мышцы анатомического букета.

Внутреннюю группу мышц, в свою очередь, можно разделить на четыре группы:
- мышца, расширяющая гортань;
- мышцы, находящаяся с ней в антагонизме;
- мышцы, напрягающие голосовые связки;
- мышцы, опускающие надгортанник.

Именно благодаря слаженной работе внутренней группы мышц, мы и можем создавать голос и менять его тембр и высоту.

Внутренний слой гортани, пожалуй, устроен наиболее просто и неинтересно. Он представлен двумя типами эпителия – респираторным, в области голосовых связок и многослойным плоским – во всех остальных отделах. Эпителий располагается на собственной пластинке, содержащей эластические волокна и концевые отделы белково-слизистых желёз. Собственная пластинка содержит большое количество рыхлой соединительной ткани, в результате чего при инфекционных процессах там может развиваться отёк, который может почти полностью перекрыть дыхательные пути.

Такая эта «простенькая» слизистая обращена в полость гортани. А вот, собственно, полость гортани имеет несколько более интересное устройство. Дело в том, что на фронтальном срезе эта полость имеет вид песочных часов, благодаря чему её можно разделить на три отдела.

Верхний или преддверие гортани, который располагается от входа в гортань (который ограничен спереди – надгортанником, сзади – верхушками черпаловидных хрящей, а с боков – черпалонадгортанными складками), до ложных голосовых связок. Средний – или голосовая щель, которая располагается между ложными и истинными голосовыми связками. Ложные голосовые связки представляют собой удвоение – дубликатуру – слизистой оболочки, и нужны для того, чтобы защитить нежные истинные голосовые связки от травм. Углубление между истинными и ложными голосовыми связками называется гортанными или морганиевыми желудочками. В толще слизистой морганиевых желудочков расположено скопление лимфоидной ткани, которое выполняет иммунную функцию. Нижним отделом гортани является подголосовая полость, простирающаяся от голосовых вязок до трахеи.

Итак, мы разобрались в строении гортани, однако, почему же заметка называется «сторожевая собака лёгких», ведь в устройстве этого органа нет ничего, что было бы похожее на какой-либо клапан? А меж тем гортань имеет механизмы защиты от любого несанкционированного проникновения.

Первым барьером на пути в дыхательные пути встаёт надгортанник. Во время акта глотания, этот хрящ отклоняется назад и надёжно перекрывает вход в гортань. Несмотря на кажущуюся простоту, причины движения надгортанника не до конца ясны. По наиболее распространённой гипотезе считается, что во время глотательного движения подъязычная кость и хрящи гортани смещаются вперёд и вверх, что приводит к повышению давления на надгортанник корнем языка, в результате чего происходит закрытие входа в гортань.

Следующим кордоном являются ложные голосовые связки, которые, как уже было сказано выше, обеспечивают защиту истинных голосовых связок от механического раздражения и действия неблагоприятных факторов внешней среды. Но этим их функционал не исчерпывается. В ряде случаев, именно они берут на себя функцию надгортанника и предотвращают попадание инородных тел в дыхательные пути. Например, в случаях, когда происходит заброс содержимого из желудка в пищевод и полость рта, а человек находится в бессознательном состоянии (под наркозом/ пьян/ потерял сознание), надгортанник в большинстве случаев не перекрывает вход в гортань, и рвотные массы могут оказаться в трахее и бронхах (происходит т.н. аспирация). Однако, благодаря высокой чувствительности рефлексогенных зон на поверхности слизистой ложных голосовых связок, именно они смыкаются и предотвращают аспирацию. Аналогичная ситуация происходит и в случае, если человек тонет – попадание воды в верхние дыхательные пути провоцирует смыкание голосовой щели без последующего размыкания, результатом чего становится смерть от удушья – т.н. «сухое» утопление.

Последним барьером является гортанная миндалина – скопление лимфоидной ткани к стенке слизистой морганиева желудочка. По своей сути она выполняет те же функции, что и лимфоидное кольцо Пирогова-Вальдейера, к которому относятся язычная, нёбные, трубные и носоглоточные миндалины. Иммунные клетки этой миндалины являются последним барьером на пути патогенных микроорганизмов в лёгкие.