4. Физиологическая роль полости носа
Нос и его околоносовые пазухи, являясь верхним отделом дыхательных путей, играют важную роль во взаимодействии организма с внешней средой, выполняя при этом целый ряд взаимосвязанных физиологических функций. Выделяют следующие функции носа: 1) дыхательную 2) защитную 3) резонаторную (речевую) и 4) обонятельную. Кроме того, нос как важный элемент формирования единого ансамбля лица наделен и косметической функцией, или, по В. И. Воячеку, функцией благообразия лица.
4.1 Дыхательная функция
Дыхательная функция является основной, и ее нарушение сказывается на функциональном состоянии других органов и систем. Рефлексы, возникающие со слизистой оболочки носа, играют важную роль в регуляции и поддержании нормальной жизнедеятельности всего организма в целом. Выключение носового дыхания или наличие в полостях носа и околоносовых пазух патологических процессов может обусловить развитие разнообразных патологических состояний (Хилов К.Л., 1960).
В регуляции воздушного потока в полости носа принимает участие и описанный выше носовой клапан преддверия носа. Кроме него, выделяют также турбинный клапан (пещеристая ткань носовых раковин) и септальный клапан (перегородки носа). На долю полости носа приходятся до 50-60% общего сопротивления (резистентности) дыхательных путей. В физиологии дыхания носовая резистентность имеет исключительно важное значение. При дыхании через рот наблюдается меньшее сопротивление току воздуха. Это, в свою очередь, нарушает нормальное развитие смены положительного и отрицательного давления в грудной и брюшной полостях, важного для оптимизации функции сердечно-сосудистой системы.
Экспериментальные исследования по изучению прохождения воздуха через полость носа на вдохе и выдохе были начаты еще в конце XIX столетия и не прекращаются до сегодняшнего дня. Эксперименты проводились на полости носа трупов, гипсовых моделей, а также на живых людях. В качестве метчиков и индикаторов, по которым судили о направлении воздушного потока, использовались лакмусовая бумага, пары аммиака, порошок магнезии, мел, зубной порошок, частички угля, тальк, табачный дым, риноманометрическое устройство, снабженное высокочувствительным микропроцессором.
Эндоскопический контроль за воздухом, подкрашенным древесным дымом, позволил установить следующие особенности движения воздушного потока в полости носа на вдохе и выдохе.
Попав в полость носа, воздушный поток проходит через самое его узкое место — носовой клапан, который имеет разное сечение в верхнем и нижнем отделах и напоминает угол, равный 10—15°, открытый вниз. При прохождении носового клапана, который, как отмечено выше, имеет разное сечение в верхнем и нижнем отделах, развивается разность скорости и разность давления воздушного потока в соответствии с законом Д. Бернулли (1738): при увеличении скорости течения жидкости или газа давление уменьшается, уменьшение скорости потока вызывает увеличение давления (Л. Элиот, У. Уилкокс, 1975). При эндоскопическом осмотре движения воздушных потоков четко видно, что сразу же за носовым клапаном струи подкрашенного дымом воздуха закручиваются в спираль, движение воздуха носит вихревой, турбулентный характер.
Далее турбулентное движение воздушного потока сменяется прямолинейным, ламинарным. Основные струи воздушного потока направляются далее по общему носовому ходу вдоль средней носовой раковины.
Турбулентное движение воздуха после прохождения области носового клапана
Направление воздушного потока в общем носовом ходе
Ламинарный характер движения струй воздуха объясняется еще и замедлением скорости воздушного потока после прохождения в широкую носовую полость. По мере прохождения воздушного потока в полости носа концентрация дыма во вдыхаемом воздухе снижается. Это происходит за счет пассивного добавления в основную струю воздуха, поступающего из носовых ходов и околоносовых пазух в связи с развивающемся на вдохе в полости носа отрицательным давлением.
Ширина активного воздушного потока примерно равна продольному сечению носового клапана — 1,3—1,5 см. Размер полости носа от продырявленной пластинки до его дна равняется 4,5—5,0 см. Таким образом, активный воздушный поток занимает примерно 1/3—1/4 часть просвета полости носа.
Подавляющее большинство авторов, сведения о работах которых приводятся в монографии Б.М. Сагаловича «Физиология и патофизиология верхних дыхательных путей» (1967) указывают, что основная масса вдыхаемого воздуха проходит через средний носовой ход. В последних работах по исследованию аэродинамики в полости носа, выполненных Ю.П Ульяновым (1996, 2000), утверждается, что воздушный поток, пройдя преддверие носа, разделяется на три струи, причем через нижний носовой ход проходит 20 условных единиц воздуха, через средний — 70 и через верхний — 10. Возникает вопрос: зачем существует общий носовой ход, протянувшийся от решетчатой пластинки решетчатой кости до дна полости носа, если для прохождения достаточно трех названных выше носовых ходов?
С.З. Пискунов считает, что «С физиологической точки зрения поступление потока в средний носовой ход нецелесообразно, так как проникновение вдыхаемого воздуха в эту зону будет препятствовать выходу воздуха из околоносовых пазух и способствовать нарушению аэродинамики. Количество воздуха, поступающего из околоносовых пазух в воздушный поток в момент вдоха, значительно. По данным A. Proetz (1953), воздух из околоносовых пазух составляет 1/8 часть объема вдыхаемого воздуха. Кроме того, попадание в средний носовой ход воздуха, не подвергшегося кондиционированию, будет способствовать раздражению и инфицированию слизистой оболочки, в том числе и в тех ее участках, где открываются соустья передней группы околоносовых пазух. Вполне резонно предполагать, что бугорок носа на латеральной стенке полости носа перед местом прикрепления средней носовой раковины и крючковидный отросток не только закрывают соустья верхнечелюстной и лобной пазух, клеток решетчатой воронки, фронтальных, бугорка носа, но и препятствуют попаданию вдыхаемой воздушной струи в средний носовой ход.
Некоторые данные утверждают, что основная масса вдыхаемого воздуха при нормальном строении носового клапана, перегородки носа и носовых раковин идет через общий носовой ход вдоль средней носовой раковины. Природа создала полость носа таким образом, чтобы исключить прямое попадание воздушной струи в средний носовой ход и создать оптимальные условия для адекватного воздухообмена полости носа и околоносовых пазух».
При выдохе воздушный поток входит в полость носа через хоану, имеющую овальную форму, не подвергаясь завихрениям, и диффузно распространяется по общему, нижнему, среднему, верхнему носовым ходам. Однако плотность содержания дыма максимальна в общем носовом ходе на уровне нижней носовой раковины, что свидетельствует о прохождении основной массы воздушного потока в этой области.
С учетом того, что просвет хоаны в 3—4 раза больше просвета носового клапана, оказывающего сопротивление выдыхаемому воздуху, в полости носа создается повышенное давление и воздух заполняет освободившиеся при вдохе околоносовые пазухи. Более свободному и большему по объему входу воздуха в средний носовой ход, куда открываются верхнечелюстные, лобные и передние пазухи решетчатой кости, способствует то анатомически обусловленное обстоятельство, что задний конец средней носовой раковины в 2—3 раза больше ее переднего конца и несколько развернут в сторону перегородки носа. Кроме того, крючковидный отросток, выступающий со стороны латеральной стенки перед входом в средний носовой ход и суживающий его, препятствует выходу воздуха из среднего носового хода и способствует повышению в нем давления. При этом в пазухи поступает последняя порция прошедшего через полость носа воздуха, уже подвергшегося согреванию, обезвреживанию и очистке, с высоким содержанием кислорода, так как этот воздух не поступал в легкие.
Следовательно, остиомеатальный комплекс выполняет роль клапана, регулирующего воздухообмен передней группы околоносовых пазух с полостью носа и может быть назван «синусовый клапан».
Воздушная струя, отраженная от искривленной части
перегородки носа впереди средней носовой раковины
в область остиомеатального комплекса
Гипертрофия слизистой оболочки переднего конца средней носовой раковины
Степень крутизны воздушной струи в полости носа связывают с величиной угла, образуемого верхней губой и свободной частью перегородки носа в области его преддверия (Ундриц В.Ф., 1941). Поэтому чем более этот угол приближается Кострому, тем круче воздушная струя. Наоборот, при приближении упомянутого угла к тупому - путь воздушного потока образует более пологую дугу в носовой полости.
На формирование потока вдыхаемого воздуха большое влияние оказывают искривление перегородки носа и состояние носовых раковин. Нормальное, вертикальное направление вдыхаемого воздуха существенно нарушается, прежде всего, при искривлении перегородки носа в верхних и средних ее отделах, что следует учитывать при проведении корригирующей септум-операции.
Деформация и увеличение в размерах носовых раковин (ложная или истинная гипертрофия) могут вызвать не только избыточную турбулентность воздушной струи, но и полное прекращение носового дыхания.
Схематическое изображение пути распространения воздуха в полости носа при вдохе (Сагалович Б.М.):
а - в норме при нефорсированном вдохе; б - при удаленной нижней раковине; в - при удаленных нижней и средней носовых раковинах.
Удаление носовых раковин, в том числе и недостаточно обоснованная чрезмерная конхотомия, также приводят не только к развитию атрофических процессов в полости носа, но и к значительному нарушению носового дыхания. Так, при отсутствии нижней носовой раковины большая часть воздушной струи, отделяясь от основного потока у переднего конца средней носовой раковины, совершает турбулентные завихрения в направлении дна носовой полости и только затем вновь смешивается с основным потоком, с которым и достигает хоан. Удаление одной средней носовой раковины сопровождается меньшими изменениями при прохождении воздуха в полости носа. Однако при одновременном удалении средней и нижней носовых раковин возникает значительное нарушение хода дыхательного потока. В этом случае только небольшая часть основного потока направляется дугообразно кверху. Основная же масса вдыхаемого воздуха проходит по дну полости носа, образуя значительные завихрения. Нелишне добавить, что в описанных вариантах пациенты при дыхании постоянно испытывают чувство дискомфорта.