Вход и выход: каким образом гортань защищает дыхательные пути

«Опухоль оказалась колесиком от детского конструктора», «Подарок ко дню рождения с тяжелыми последствиями – загадочный пациент», «Врачи спустя 40 лет извлекли из легкого деталь от детского конструктора» – под подобными заголовками летом прошлого года вышли репортажи в газетах и на сайтах многих стран мира. Что же произошло? Англичанину в возрасте 47 лет предстояла операция на легком ввиду непрекращающегося кашля и затемнения на рентгеновском снимке. Врачи предполагали, что у многолетнего курильщика образовалась злокачественная опухоль. Но в ходе бронхоскопии перед операцией они обнаружили в бронхе деталь от детского конструктора, которую более сорока лет назад мужчина, как он сам считал, «проглотил», а потом благополучно о ней забыл. Когда много лет спустя у него развился хронический кашель, в первую очередь подозрения пали на курение. Таким образом, кусочек пластика на протяжении многих десятилетий оставался у него в легких. Согласимся, это очень необычный случай попадания чужеродных предметов в нижние дыхательные пути, однако он демонстрирует, что легким могут угрожать не только проникающие ранения, химические вещества и мелкая пыль, но и такие неожиданные вещи. Хотя от подобных происшествий обычно защищает гортань.

Без гортани мы не могли бы говорить и наша коммуникация носила бы очень ограниченный характер. Более того, человек не услышал бы сопрано Монсеррат Кабалье, фальцет Клауса Номи или Bee Gees, хриплый голос Анастейши, бас Ивана Реброва либо рычание Лемми из группы Motorhead. Вообще никаких голосов не услышал бы. Гортань способна на удивительные вещи. Наши голосовые связки заставляют вибрировать выдыхаемый воздух, наполняя его жизнью и неповторимым индивидуальным характером. Для меня как для пульмонолога гортань – это прозаический и довольно неуклюже устроенный клапан, который имеет два состояния: «открыто» и «закрыто». Первое используется при дыхании, а второе – при глотании, кашле и эффективном натуживании, когда вы сидите на унитазе.

Если нос представляет собой важный фильтр для мельчайших частиц, содержащихся в воздухе, то гортань специализируется на крупных вещах, и это не менее важно. Напротив! С конструкторской точки зрения, правда, кажется немного странным, что в дыхательных путях фильтр грубой очистки расположен после тонкого фильтра, а не наоборот. Это примерно то же самое, как если бы на очистных станциях для питьевой воды сначала отфильтровывали бактерии и химикаты и только потом – спагетти, оставшиеся от вчерашнего ужина. Бессмыслица, но лишь на первый взгляд. Дело в том, что у человека дыхательные пути и пищеварительный тракт не полностью отделены друг от друга и скрещиваются как раз в области гортани. Не лучше ли было бы иметь две отдельные трубки: одну – для дыхания, а вторую – для приема пищи, как у животных? Против такого решения есть несколько аргументов. Во-первых, носовая полость ввиду своих малых размеров и необходимости выполнения фильтрующих функций подвержена засорению. Поэтому «план Б» в данном случае приобретает жизненно важное значение. Во-вторых, человек по сравнению с животными является универсалом с физиологической точки зрения. Он может выдерживать как экстремально длительную нагрузку, так и кратковременные максимальные пики мощности. Двух небольших ноздрей явно не хватит, чтобы полностью использовать резервы дыхания. Поэтому при максимальной нагрузке необходимо переходить на дыхание ртом, чтобы снабдить мышцы достаточным количеством кислорода. Вот здесь-то и таится проблема: если между дыхательными путями и пищеварительным трактом имеется связь, то может случиться нежелательный обмен их содержимым. Воздух может попасть в пищевод, а пища – в дыхательные пути. В первом случае вам грозит отрыжка, а во втором – смерть от удушья. Чтобы этого не допустить, и существует гортань.

Давайте вкратце рассмотрим, как устроена гортань. То, что у мужчин заметно выпирает на передней поверхности шеи и называется «адамовым яблоком», – самая большая часть гортани, ее щитовидный хрящ. Он, словно щит, прикрывает голосовую щель с двумя голосовыми связками и вместе с перстневидным хрящом, расположенным чуть ниже, образует переход к трахее. В верхней части щитовидный хрящ соединяется с надгортанником, а тот, в свою очередь, с языком. При глотании язык полностью прижимает надгортанник к отверстию гортани и тем самым предотвращает попадание пищи в трахею.

Вместо этого пища элегантно проскальзывает в расположенный позади трахеи пищевод и исчезает во владениях гастроэнтерологов. Гениальный механизм, если только вам не захочется попробовать одновременно есть и разговаривать. Или сделать глубокий вдох, держа во рту деталь от детского конструктора. В данном случае вам грозит так называемая аспирация – попадание в дыхательные пути жидких веществ или твердых предметов. Если предмет настолько большой, что перекрывает трахею либо один из двух главных бронхов, появляется угроза немедленной смерти. Точно так же большое количество жидкости в легких (например, при утоплении) быстро ведет к смерти из-за нехватки кислорода. В подобном случае дыхательные пути не перекрываются, однако жидкость склеивает альвеолы и блокирует поступление кислорода в кровь. Попадание в легкие небольших предметов или незначительного объема жидкости грозит тяжелыми осложнениями, которые могут развиться спустя несколько дней либо недель. Наряду с мучительным кашлем обычно отмечается затруднение дыхания и инфекции в закупоренных отделах бронхов. Если пациент не может вспомнить, когда конкретно посторонний предмет попал в дыхательные пути (что обычно бывает у маленьких детей), то постановка правильного диагноза для врача превращается в детектив. Что еще хуже, маленькие пластмассовые детали и продукты питания (например, арахис) незаметны на рентгеновском снимке. В сомнительных случаях для выяснения причин приходится прибегать к бронхоскопии.

Несмотря на сенсационные сообщения СМИ, происшествия, подобные тому, когда президент США Буш в 2002 году подавился соленым кренделем, относительно редко угрожают жизни. Федеральное ведомство статистики в 2015 году насчитало в Германии 1149 случаев смерти, вызванной попаданием посторонних предметов в дыхательные пути. Среди пострадавших было много пожилых людей, нуждающихся в медицинском уходе, у которых пища во время еды попала в дыхательные пути и вызвала воспаление легких. В общем, как правило, защитный механизм работает эффективно, и, чтобы обойти его, нужно сильно постараться, пусть и ненамеренно. Однако многие эксперты опасаются, что в будущем подобные случаи будут происходить чаще, и в качестве причины указывают смартфоны. Человеку, разговаривающему по телефону во время еды, проще перепутать, когда говорить, а когда глотать. Таким образом, на время еды лучше отключать мобильный телефон и вообще помалкивать – если эта теория верна. Хотя в ней можно и усомниться, ведь тогда южные европейцы должны умирать в больших количествах. Да и у женщин подобные случаи должны происходить чаще, чем у мужчин. А что говорить об азиатах с их привычкой шумно втягивать в себя еду? А о любителях устриц? И можно ли утверждать, что финны и эстонцы вообще никогда не давятся едой, поскольку ни в коем случае не разговаривают за столом? Необходимо также учитывать культурные особенности, от которых во многом зависит то, какие предметы попадают в дыхательные пути. В мусульманских странах, например, это обычно заколки для волос. Покрывая голову, женщины держат их во рту, и при неосторожном вдохе какая-то из них может исчезнуть. В Юго-Восточной Азии деликатесом считаются утиные яйца с уже сформировавшимся эмбрионом внутри (балут). При их выпивании кусочки скорлупы (или эмбриона!) могут попасть в дыхательные пути. В Европе же вне конкуренции остаются детские конструкторы Playmobil и Lego.

Когда посторонний предмет по ошибке оказывается в гортани, существует еще один страховочный механизм – рефлекторный кашель. В большинстве случаев он не позволяет посторонним предметам проникнуть в дыхательные пути через голосовую щель. Поэтому особенно уязвимы для аспирации люди, у которых данный рефлекс ослаблен или вообще отсутствует. Такое бывает при определенных нервных заболеваниях (например, при рассеянном склерозе), а также у лежачих пациентов. У здоровых же людей самой частой причиной является алкоголь либо наркотики. Когда человек напивается до бесчувственного состояния, возникает прямая угроза для жизни, потому что воедино сходятся три фактора: вероятность рвоты из-за отравления большим количеством алкоголя, подавление глотательного рефлекса и спасительного рефлекторного кашля. Смертельное сочетание, жертвами которого пали уже многие талантливые деятели культуры, о чем свидетельствует, например, печально известный «Клуб 27».

Гортань, а точнее голосовые связки, играет важную роль в возникновении не только рефлекторного, но и любого другого вида кашля. Как это происходит и какова роль голосовых связок? Кашель – это, попросту говоря, контролируемый взрыв внутри дыхательных путей. Ударная волна, возникающая при взрыве, должна удалять посторонние предметы, слизь или возбудителей болезней из бронхов в направлении ротовой полости. Голосовые связки выполняют в этом процессе функцию напорного вентиля. Если где-то в организме необходимо создать давление, то здесь не обойтись без плотно сомкнутой голосовой щели. А давление требуется во многих случаях. Большое ли количество детей появится на свет, если роженица не будет тужиться? Видимо, не очень. А отправление естественных надобностей без давления сверху? Возможно, но затруднительно.

Подъем тяжестей? Ну ладно, это не так уж жизненно важно. Однако вернемся к кашлю. Чтобы кашлянуть, сначала надо сделать глубокий вдох при открытых голосовых связках, а затем быстро сомкнуть голосовую щель, создавая герметичную преграду для выхода воздуха из легких. После этого начинается резкий выдох, но ему препятствуют сомкнутые голосовые связки, в результате чего внутри создается высокое давление. Когда оно становится слишком большим, голосовые связки раскрываются и сжатый воздух с силой и с характерным звуком вырывается из бронхов наружу.

Когда надо натужиться при родах или во время испражнения, задействуется тот же механизм, но голосовая щель остается закрытой, вдобавок ко всему происходит сокращение мышц живота и спины. Поскольку брюшной полости уже некуда дальше сжиматься (диафрагма находится в положении максимального вдоха и не подается ни на сантиметр из-за закрытой голосовой щели), давление ее стенок передается непосредственно на внутренние органы, что способствует выходу плода или кала – в зависимости от потребности. Иногда происходит и то и другое одновременно, что является настоящим кошмаром для любой роженицы!