Дыхательная система. Гортань: строение, топография, функции. Механизм голосообразования

 

Полость гортани, cavitas laringis, открывается отверстием – входом в гортань, aditus laringis.Оно ограничено спереди свободным краем надгортанника, сзади – верхушками черпаловидных хрящей вместе со складкой слизистой оболочки между ними, plica interarytenoidea, с боков – складками слизистой оболочки, натянутыми между надгортанником и черпаловидными хрящами, - plicae aryepiglotticae. По бокам последних лежат грушевидные углубления стенки гортани, recessus piriformes.

Сама полость гортани  по форме напоминает песочные часы: в среднем отделе она сужена, кверху и к низу - расширена. Верхний расширенный  отдел полости гортани носит  название преддверие гортани, vestibulum laryngis. Преддверие простирается от входа в гортань до парной складки слизистой оболочки, расположенной на боковой стенке полости и носящей название складки преддверия, plica vestibularis; в толще последней заложена lig. vestibulare. Стенками преддверия являются: спереди – дорсальная поверхность надгортанника, сзади – верхние части черпаловидных хрящей и plica interarytenoidea, с боков – парная эластичная перепонка, протягивающаяся от plica vestibularis до plica aryepiglottica и называемая фиброзно-эластичной мембраной гортани, membrana fibroelastica laryngis.

Наиболее сложно устроен  средний, суженный, отдел полости  гортани – собственно голосовой  аппарат. Он ограничивается от верхнего и нижнего отделов двумя парами складок слизистой оболочки, расположенных  на боковых стенках гортани. Верхняя  складка – это уже упомянутая парная plica vestibularis. Свободные края складок ограничивают непарную, довольно широкую щель преддверия, rima vestibuli. Нижняя складка, голосовая, plica vocalis, выступает в полость больше верхней и содержит в себе голосовую связку, lig. vocale, голосовую мышцу, m. vocalis. Углубление между plica vestibularis и plica vocalis носит название желудочка гортани, ventriculus laryngis.

 

рис 6 (вид сзади)

1 – зерновидный хрящ; 2 – щитоподъязычная связка; 3 –  щитоподъязычная перепонка; 4 – преддверие  гортани; 5 – складка преддверия; 6 – черпаловидный хрящ; 7 – голосовая  складка; 8 – перстнещитовидный сустав; 9 – боковая перстнечерпаловидная мышца; 10 – перстневидный хрящ; 11 – трахея.

 

Между обеими plica vocales образуется сагитально расположенная голосовая щель, rima glottidis. Щель эта – самая узкая часть полости гортани. В ней различают передний большой отдел, расположенный между самими складками и называемый межперепончатой частью, pars intermembranacea, и задний, меньший, расположенный между голосовыми отростками, processus vocales, черпаловидных хрящей, - межхрящевая часть, pars intercartilaginea.

Нижний расширенный отдел  гортани, cavitas infraglottica, постепенно суживается книзу и переходит в трахею.

Функции. 1 – гортань относится  к воздухопроводящим путям и имеет неспадающиеся стенки, зияющий просвет; 2 – в ней продолжается очищение воздуха за счет слизи, движений ресничек эпителия, лимфоидных образований слизистой; 3 – увлажнение воздуха – за счет секрета слизистых желез; 4 – согревание воздуха за счет температуры тела; 5 – гортань является основным органом голосообразования.

4. Физиология органов  речи

 

Периферический речевой  аппарат в функциональном отношении  сравнивается с язычковой органной трубой, которая, как известно, состоит  из 3-х частей: нагнетающего меха; пружинных  язычков, являющихся прерывателем воздушной  струи, поступающей из меха; надставной трубы, служащей резонатором.

Роль нагнетающего меха выполняют  легкие с системой дыхательных мышц и дыхательными путями (бронхами, трахеей). Роль язычкового прерывателя исполняют  истинные голосовые связки. Надставной трубой служат надсвязочная часть гортани, глотка, полость рта и носовая полость.

Соответственно такому делению  речевого аппарата и в речевом  акте можно рассматривать 3 связанные  друг с другом функции:

1)образование воздушной  струи; 

2)голосообразование (фонация);

3)образование звуков речи (артикуляция).

Воздушная струя, необходимая  для образования голоса и звуков речи, возникает в процессе дыхательного акта, именно в фазе вдоха. В связи  с этим описание деятельности речевых  органов целесообразно начинать с процесса дыхания.

 

5. Дыхание

 

Основным значением дыхательного аппарата является осуществление газового обмена, т.е. доставка в ткани организма  кислорода и выведение из них  углекислого газа. Этот обмен совершается  благодаря периодическому обновлению воздуха в легких, которое происходит при попеременном чередовании дыхательных  фаз – вдоха и выдоха.

При вдохе происходит расширение грудной клетки вперед, в стороны, вверх и вниз. Это расширение осуществляется благодаря действию вдыхательных мышц, главным образом наружных межреберных  мышц и диафрагмы.

При расширении грудной клетки происходит также увеличение объема легких, т.к. в силу наличия отрицательного давления в плевральной полости  легкие пассивно следуют за стенками грудной клетки. При этом легочные альвеолы наполняются воздухом, поступающим  из атмосферы через дыхательные  пути.

Для осуществления спокойного вдоха достаточно одного лишь расслабления вдыхательных мышц. Стенки грудной  клетки при этом спадаются, диафрагма  поднимается, а легкие в силу эластичности стенок альвеол уменьшаются в  объеме и выталкивают содержащийся в них воздух через дыхательные  пути наружу. Форсированный (усиленный) выдох происходит при участии выдыхательных мышц, т.е. мышц брюшной стенки и внутренних межреберных мышц.

При обычном спокойном  дыхании вдох и выдох производятся через нос. Приходя через полость  носа, вдыхаемый воздух, благодаря  извилистости носовых ходов и  наличии ворсинок в мерцательном эпителии слизистой оболочки носовой  полости, очищается от пыли и микробов, увлажняется и согревается.

Для обеспечения нормального  носового дыхания необходима свободная  проводимость носовых ходов. При  наличии в носу каких-либо препятствий  для воздушной струи (увеличение носовых раковин, носовые полипы, искривление носовой перегородки, набухлость слизистой оболочки при насморке, аденоидные разращения в носоглотке и др.) дыхание осуществляется через рот. В этом случае защитная функция слизистой оболочки носа выключается, и воздух поступает в нижележащие дыхательные пути и в легкие недостаточно согретым и увлажненным, а также мало очищенным от пылевых частиц и микроорганизмов.

Свободная проходимость носовых  ходов необходима для осуществления  обонятельной функции носа. Мельчайшие частицы пахучих веществ, находящихся  во вдыхаемом воздухе, попадая в  верхние отделы носовой полости, раздражают обонятельные клетки и вызывают обонятельные ощущения. Они играют известную защитную роль, сигнализируя о наличии вредных примесей во вдыхаемом воздухе, и, кроме того, имеют некоторое значение для  оценки пищи и питья.

 

Типы дыхания

 

Различают 3 основных типа дыхания: ключичное, реберное (грудное) и диафрагмальное (брюшное).

При реберном, или грудном, дыхании грудная клетка расширяется  главным образом вперед и в  стороны.

В диафрагмальном дыхании, как  показывает само название, наиболее активное участие принимает диафрагма. Сокращаясь и уплощаясь, она опускается, вследствие чего увеличивается в объеме главным образом нижняя часть грудной клетки; брюшная стенка при этом выпячивается. Чистого процесса дыхания при этом не наблюдается, в частности. При любом его типе в большей или меньшей степени активно действует диафрагма. Поэтому практически можно говорить лишь о преимущественно брюшном или преимущественно ключичном дыхании.

Типы дыхания зависят  от пола. Так, у женщин чаще наблюдается  грудной тип дыхания, у мужчин – грудной тип дыхания; у работников физического труда превалирует  брюшной тип дыхания; у лиц, занятых  канцелярской и вообще сидячей работой, - грудной тип. У детей обычно бывает смешанный тип дыхания, т.е. средний  между грудным и брюшным. Глубокое, или полное, дыхание сочетает в себе все 3 типа дыхания.

В течение одной минуты происходит 16-20 полных дыхательных  движений (вдохов и выдохов). Длительность вдоха почти равна длительности выдоха (отношение времени вдоха  и времени выдоха составляет 1: 1,25).

 

Емкость легких

 

Количество воздуха, вдыхаемое  и выдыхаемое при спокойном дыхании, составляет в среднем около 600смі. Этот объем называют дыхательным  воздухом.

Если сделать наиболее глубокий вдох, то можно ввести в  легкие 1500-1800смі дополнительного  воздуха. При выходе, даже максимальном, легкие не освобождаются полностью  от воздуха. Воздух оставшийся в легких даже после усиленного выдоха, называют остаточным. Объем его равен 100-1500смі. При обычном, спокойном выдохе в легких кроме остаточного воздуха содержится еще так называемый резервный воздух, который выдыхается только при максимальном выдохе. Объем резервного воздуха составляет 1500-1800смі. Таким образом, после глубокого вдоха человек может при максимальном выдохе вывести из легких в среднем около 3500-4000смі. Этот объем воздуха, состоящий из дыхательного, дополнительного и резервного воздуха, носит название жизненной емкости легких.

 

Дыхание при речи

 

Во время речи органы дыхания, продолжая выполнять свою основную биологическую функцию газообмена, осуществляют одновременно голосообразующую и артикулярную функции.

Дыхание при речи, или  так называемое речевое дыхание, по сравнению с обычным спокойным  дыханием имеет существенные отличия, обусловленные особыми требованиями, предъявляемыми к дыхательному акту во время речи.

Как известно, речь образуется в фазе выдоха. Для слитного произношения целых смысловых отрезков (фраз, синтагм), облегчающего восприятие связной  речи, необходим удлиненный выдох. Вдох же , напротив, должен быть как можно более коротким, чтобы сократить обусловленные им паузы между отрезками речи.

При обычном дыхании число  дыхательных движений, т.е. циклов, составляет 16-20 в минуту, а на один цикл соответственно приходится 3-4 секунды. Во время речи число дыхательных движений уменьшается  вдвое и составляет 8-10 в минуту. Следовательно, на каждый дыхательный  цикл отводится вдвое больше времени. Эта вторая особенность речевого дыхания.

Для того чтобы обеспечить длительный выдох, необходим больший, чем при обычном дыхании, запас  воздуха. Объем выдыхаемого воздуха  достигает при речи 1000-1500смі вместо 500смі при обычном дыхании. Увеличение объема воздуха, используемого при  речи, достигается введением дополнительного воздуха посредством более глубокого вдоха, а также путем расходования части резервного воздуха. Необходимость быстрого и глубокого вдоха обуславливает третью особенность речевого дыхания, которая заключается в том, что вдох производится главным образом через рот, а не через нос, как при обычном дыхании, т.к. быстрому и глубокому вдоху через нос препятствует узость носовых ходов.

Четвертой особенностью речевого дыхания является то, что выдох  во время речи осуществляется при  активном участии выдыхательных  мышц. Это оказывается необходимым  для того, чтобы, во-первых, обеспечить более глубокий выдох и, во-вторых, чтобы образовалось достаточное  давление воздушной струи, без чего невозможна звучная речь.

Нормальное речевое дыхание  вырабатывается у ребенка одновременно с развитием речи. У детей, лишенных слуха и не обученных речи (глухонемых), нередко наблюдается дефекты  речевого дыхания: либо чрезмерное наполнение легких воздухом, либо, наоборот, недостаточно глубокий вдох, а также неэкономное  расходования воздуха при речи.

6. Голосообразование  (фонация)

 

Механизм голосообразования

 

При обычном дыхании голосовая  щель широко раскрыта и имеет форму  равнобедренного треугольника, основание  которого обращено кзади (к черпаловидным  хрящам), а вершина – кпереди (к  щитовидному хрящу). Вдыхаемый и  выдыхаемый воздух при этом беззвучно  проходит через широкую голосовую  щель.

При фонации истинные голосовые  связки находятся в сомкнутом  состоянии. Струя выдыхаемого воздуха, прорываясь через сомкнутые голосовые  связки, несколько раздвигает их в  сторону. В силу своей упругости, а также под действием мышц, суживающих голосовую щель, связки возвращаются в исходное, т.е. срединное  положение, с тем, чтобы в силу продолжающегося давления выдыхаемой воздушной струи снова раздвинуться в стороны, и т.д. таким образом, при фонации происходят колебания  голосовых связок. Эти колебания  совершаются в поперечном, а не продольном направлении, т.е. связки перемещаются кнутри и кнаружи, а не кверху и книзу.

В результате колебания голосовых  связок движение струи воздуха, текущей  по трахее под давлением, превращается над голосовыми связками в колебания  частиц воздуха. Эти колебания, передаваясь  в окружающую среду, воспринимаются слуховым органом как звук голоса.

При каждом расхождении голосовых  связок во время их колебаний при  фонации прорывается очень небольшое  количество воздуха. Поэтому давление поступающей в окружающую среду  звуковой волны ничтожно по сравнению  с давлением свободно выдыхаемой воздушной среды.

 

Механизм шепота

 

Если во время звукопроизнесения смыкание голосовых складок происходит без участия поперечной черпаловидной мышцы, то голосовые складки смыкаются не на всем своем протяжении: в задней части между ними остается щель в форме маленького равностороннего треугольника, через которую проходит выдыхаемая струя воздуха.

Голосовые складки при  этом не колеблются, но трение струи  воздуха о края треугольной щели вызывает шум, который воспринимается в виде шепота. Следует отметить, что, в отличие от обычной голосовой  речи, шепотное произнесение может  осуществляться не только на входе, но и на выходе.

 

Сила, высота и  тембр голоса

 

Как и звуки другого  происхождения, голос обладает силой, высотой и тембром.

Сила голоса зависит в  основном от амплитуды (размаха) колебаний  голосовых связок, которая определяется величиной воздушного давления, т.е. силой выдоха. При большем наполнении легких воздухом и при большей  интенсивности выдыхания получается и более громкий голос. Однако во всех случаях голос, возникающий  в гортани, относительно слаб. Значительное влияние на силу голоса оказывают  резонаторные полости надставной трубы (глотка, полость рта, носовая полость), которые являются усилителями голоса.

Высота голоса зависит  от частоты колебаний голосовых  связок, которая, в свою очередь, находится  в зависимости от длины, толщины  и напряжения голосовых связок. Чем  длиннее голосовые связки, чем  они толще и чем меньше напряжены, тем ниже звук голоса. Изменение  высоты голоса обеспечивается работой  мышечного аппарата гортани. При  произнесении (или пении) низких звуков натяжение голосовых связок не велико (натягивающая голосовую связку перстнещитовидная мышца не работает); активна голосовая (щиточерпаловидная) мышца, которая при своем сокращении становится толще и тем самым увеличивает толщину голосовой связки. Повышение звука достигается увеличением натяжения голосовых связок посредством сокращения перстнещитовидной мышцы. Этот механизм действует, однако, лишь до известного предела. После максимального сокращения перстнещитовидной мышцы дальнейшее увеличение голосовых связок невозможно. Тогда начинает действовать другой механизм – укорочение колеблющейся части голосовых связок. Это достигается посредством сокращения поперечной мышцы, которая плотно прижимает черпаловидные хрящи друг к другу, вследствие чего задние концы голосовых связок лишаются возможности колебаться. Колеблется только передняя часть голосовых связок, которые, укоротившись, как прижатые пальцем струны скрипки, начинают издавать более высокий звук. Для дальнейшего повышения голоса вновь начинает усиливаться натяжение уже укороченных голосовых связок. Когда же наступает предел натяжению и укорочению колеблющихся отрезков голосовых связок, вступает в действие механизм фальцета.