Giải phẫu và Sinh lý cho nhà Ngôn ngữ trị liệu- Bài 4 Giải phẫu hệ hô hấp

Hầu hết hệ hô hấp là những gì chúng ta luôn nghĩ về hít thở: không khí đi vào và ra khỏi hai phổi. Phổi là nơi trao đổi oxy và carbon dioxide giữa không khí và máu, Cả hai sự trao đổi này đều quan trọng. Tất cả các tế bào cần oxy để thực hiện quá trình hô hấp tế bào sản xuất ra ATP. Quan trọng không kém là quá trình đào thải lượng CO2 được tạo ra. CO₂ được coi là chất cặn bã của hô hấp tế bào. Và như chúng ta đã biết, hệ tuần hoàn là một phần không thể thiếu trong quá trình vận chuyển các khí này trong máu.

Hệ hô hấp được chia thành đường hô hấp trên và đường hô hấp dưới. Đường hô hấp trên bao gồm các bộ phận nằm ngoài khoang ngực: mũi, các khoang mũi, hầu, thanh quản, và phần trên của khí quản. Đường hô hấp dưới gồm các bộ phận nằm trong khoang ngực: phần dưới của khí quản, và hai phổi, mà trong đó chứa nhiều phế quản và phế nang. Ngoài ra, hệ hô hấp còn bao gồm màng phổi và các cơ hô hấp hình thành nên khoang ngực: cơ hoành và cơ liên sườn.

Đối với nhà Ngôn ngữ trị liệu, đường hô hấp dưới được đề cập đến ở đây, còn đường hô hấp trên sẽ được đề cấp trong hệ cấu âm/ cộng hưởng.

CỘT SỐNG

Cột sống được tạo từ những xương riêng biệt gọi là đốt sống. Tên của những đốt sống biểu thị cho vị trí của nó trên chiều dài cột sống. Có 7 đốt sống cổ, 12 đốt ngực, 5 đốt thắt lưng, 5 đốt cùng tạo thành xương cùng, và 4 đến 5 đốt cụt nhỏ hợp thành xương cụt.

Bảy đốt sống cổ là những đốt nằm trong cổ. Đốt sống cổ đầu tiên gọi là đốt đội, tiếp khớp với xương chẩm để nâng đỡ xương sọ và tạo một khớp trục với mỏm nha của đốt trục, đốt sống cổ thứ hai. Khớp trục cho phép chúng ta nghiêng đầu từ bên này sang bên kia. Năm đốt sống cổ còn lại không có tên riêng. Các đốt sống ngực tiếp khớp (tạo khớp) với xương sườn ở phía sau thân mình. Đốt sống thắt lưng, từ lớn đến nhỏ nhất của cột sống, ở phần thắt lưng. Xương cùng cho phép tiếp khớp với xương chậu qua khớp cùng chậu (SI joint). Xương cụt là phần đuôi cuối cùng của cột sống, và vài cơ đáy chậu (sàn chậu) bám vào nó.

Toàn bộ các đốt sống đều tiếp khớp với một đốt khác theo trình tự, được nối bởi dây chằng, tạo thành một cột sống mềm dẻo củng cố đầu và thân. Chúng còn tạo ra ống sống, một ống liên tục (được lót bởi màng não) chứa tủy sống và bảo vệ nó khỏi chấn thương cơ học. Bề mặt của vài xương có một số đoạn mỏng nhỏ tiếp khớp với các xương khác, ví dụ như xương sườn với các đốt sống ngực.

Phần hỗ trợ một đốt sống là chính thân nó; thân các đốt sống liền kề được tách nhau ra bởi một đĩa sụn sợi. Những đĩa đệm này hấp thu shock và cho phép một vài cử động giữa các đốt sống (khớp sụn sợi).

LỒNG NGỰC

Lồng ngực bao gồm 12 đôi xương sườn và xương ức.

Ba phần của xương ức: phía trên là cán, giữa là thân, dưới là mỏm mũi kiếm. Cán xương ức tiếp khớp với xương đòn.

Toàn bộ xương sườn tiếp giáp phía sau với đốt sống ngực. Bảy đôi xương sườn đầu tiên gọi là xương sườn thật; nó tiếp khớp trực tiếp với cán và thân xương ức bằng sụn sườn. Ba đôi tiếp theo gọi là xương sườn giả; sụn sườn chúng nối với sụn sườn 7.

Hai đôi cuối gọi là xương sườn cụt bởi chúng không hề tiếp khớp xương ức.

Chức năng rõ nhất của lồng ngực là chúng giữ và bảo vệ tim và phổi. Tuy nhiên, cũng cần nhớ, lồng ngực cũng bảo vệ khoang trên bụng, ví dụ gan hay lách. Chức năng khác của lồng ngực phụ thuộc vào độ linh hoạt của nó: xương sườn được đẩy lên và ra ngoài bởi cơ gian sườn ngoài. Điều này mở rộng khoang ngực, làm nở phổi và đóng góp vào quá trình hít vào.

VAI VÀ CÁNH TAY

Đai ngực nối với cánh tay tạo phần xương treo chi trên. Mỗi đai ngực gồm một xương vai và xương đòn. Xương vai rộng, dẹt với vài đoạn lồi lên (gai vai, mỏm quạ) là nơi neo một số cơ di chuyển cánh tay và cẳng tay. Một hố nông gọi là ổ chảo tạo khớp chỏm cầu với xương cánh tay. Nếu nhìn phía sau hệ xương ở vùng vai sẽ thấy xương vai không tiếp khớp với cột sống, nhưng lại có vẻ nằm đè trên lồng ngực. Mỗi xương vai được neo vào vị trí trên lồng ngực bởi nhiều cơ bám vào cột sống và xương cánh tay.

Đầu trong mỗi xương đòn tiếp khớp với phần cán xương ức. Ở đoạn nền cổ, bạn có thể cảm nhận khoảng trống giữa hai xương đòn; đó là khuyết tĩnh mạch cảnh (khuyết gian đòn). Đầu ngoài mỗi xương đòn tiếp khớp với xương vai ở mỗi bên tương ứng. Ở vị trí giải phẫu giữa xương vai và xương ức; xương đòn hoạt động như một cái móc cho xương vai và ngăn chặn vai lệch quá xa về phía trước. Mặc dù khớp vai có vùng di động khá lớn, nhưng bản thân vai tương đối ổn định khi những cử động này tác động lên.

Xương cánh tay là xương dài. Để ý tới lồi củ delta; cơ delta bao lấy khớp vai bám ở đây. Ở đầu gần, đầu xương cánh tay tạo khớp chỏm cầu với xương vai. Ở đầu xa, xương cánh tay tạo khớp bản lề với xương trụ cẳng tay. Khớp bản lề, khuỷu tay, cho phép ở cử động trục trước – sau chứ không cho cử động sang bên.

HÔNG

Đai chậu bao gồm hai xương chậu, tiếp khớp với xương trục ở xương cụt. Một xương chậu gồm ba phần chính: xương cánh chậu, xương ngồi, và xương mu, ở cả vùng chậu hông nam và nữ. Xương cánh chậu xòe ra, là phần trên tạo khớp cùng chậu.

Xương ngồi là phần thấp sau mà chúng ta ngồi lên. Xương mu là phần thấp trước. Hai xương mu tiếp nhau bằng khớp sụn sợi, với đĩa sụn sợi giữa chúng. Góc mu rộng ở nữ là điều kiện phù hợp cho sinh đẻ, nó giúp cho eo chậu dưới rộng hơn.

Ổ cối là một ổ của xương hông tạo khớp chỏm cầu với xương đùi. So với ổ chảo của xương vai, ổ cối sâu hơn. Đây là một điểm quan trọng bởi hông là một khớp phải chịu nhiều sức nặng, trong khi vai thì không. Bởi ổ cối sâu, nên khớp hông không dễ trật, ngay cả trong những hoạt động như chạy, nhảy (tiếp đất), những động tác tạo một lực lớn lên khớp.

Xương đùi là một xương dài của đùi. Như đã đề cập, xương đùi tạo một khớp chỏm cầu với xương chậu. Ở đầu gần xương đùi có mấu chuyển lớn và bé, là các điểm rất lớn cho cơ bám vào. Ở đầu ra, xương đùi tạo khớp bản lề, đầu gối, với xương chày của cẳng chân.

CƠ THÂN MÌNH

Các cơ thuộc phần thân không thể mô tả bằng 1 hay 2 chức năng chung.

Một số thành phần hình thành nên thành của thân và giúp gấp thân, như là cơ thẳng bụng (gấp thân) và nhóm cơ cột sống cùng (duỗi thân). Cơ thang (cả hai bên, cùng tạo thành hình dạng của một hình thang) là cơ rộng nhất có thể nâng vai và kéo vai trở lại và giúp ngửa đầu. Một số cơ khác ở thân giúp di chuyển cánh tay ở vai. Cơ ngực lớn là cơ lớn nhất ở vùng ngực kéo cánh tay về phía ngực (gập và khép). Ở khu phía sau thân, cơ lưng rộng kéo cánh tay xuống dưới và ra sau lưng (duỗi và khép). Những cơ này đều có nguyên ủy trên các xương của thân, xương ức và xương cột sống, là những chỗ bám mạnh và vững chắc. Một nhóm các cơ ở nền chậu, nơi mà các cơ hỗ trợ các cơ quan ở vùng chậu và hỗ trợ việc tiểu tiện và đại tiện.

Còn một loại khác là cơ liên quan đến sự thở. Đó là 21 cơ hít vào và 11 cơ thở ra, tìm hiểu ở đây.

Cơ hoành chia ra khoang ngực và khoang bụng. Cơ hoành (diaphragm) có hình vòm, nằm phía dưới phổi; khi co lại, cơ hoành đi xuống dưới và mở rộng lồng ngực.

Các cơ liên sườn nằm giữa các xương sườn. Các cơ liên sườn ngoài (external intercostal muscles) kéo xương sườn lên trên và ra ngoài. Các cơ liên sườn trong (internal intercostal muscles) kéo xương sườn xuống dưới và vào trong. Sự thông khí là kết quả của sự vận động các cơ hô hấp tạo nên áp suất khác biệt giữa phế nang và cây phế quản.

Các cơ dùng cho động tác hít vào là cơ liên sườn ngoài cơ thang cơ ức đòn chũm và chủ yếu là cơ hoành.

Các cơ dùng cho động tác thở ra bao gồm cơ liên sườn trong, làm lồng ngực co nhỏ lại, tác động bởi dây thần kinh cột sống D1 đến D12. Cơ bụng hoạt động như một cái đai bóp thành bụng co lại, bao gồm cơ căng bụng, cơ chéo to, cơ chéo nhỏ, cơ thẳng lớn, tác động với dây thần kinh cột sống D1 đến D12. Cơ hoành cũng có tác động điều hòa thì thở ra, đặc biệt trong động tác thở ra để phát âm. Cơ hoành do dây hoành xuất phát từ đám rối cổ sâu c4 điều khiển.

KHÍ QUẢN VÀ CÂY PHẾ QUẢN

Khí quản (trachea) dài khoảng 4 đến 5 inch (10-13 cm), kéo dài từ thanh quản đến phế quản chính; nằm phía trước thực quản. Nếu bạn đặt tay vào nền cổ, ngay trên xương ức, sẽ sờ thấy cấu trúc hình ống cứng của khí quản. Thành khí quản chứa 16-20 vòng sụn hình chữ C, giúp khí quản luôn mở. Có khuyết ở phía sau các vòng sụn, cho phép thực quản mở rộng hơn khi nuốt thức ăn. Niêm mạc của khí quản là biểu mô trụ có lông chuyển, có tế bào goblet. Giống như ở thanh quản, các lông chuyển quét lên phía trên về hầu.

Phế quản chính (primary bronchi) trái hay phải (Hình 15–4) là các nhánh của khí quản đi vào trong phổi, Cấu trúc của chúng giống với khí quản, với các vòng sụn hình chữ C và lót bởi biểu mô trụ có lông chuyển. Bên trong phổi, mỗi phế quản chính chia nhỏ thành phế quản thùy kéo dài đến các thùy tương ứng trong phổi (3 thùy phổi phải, 2 thùy phổi trái). Ống phế quản tiếp tục phân nhánh rồi tạo nên cây phế quản (bronchial tree). Tưởng tượng khí quản là thân của một cây bị lộn ngược với rất nhiều nhánh, càng ngày càng nhỏ; những nhánh nhỏ đó được gọi là các tiểu phế quản (bronchioles). Thành của các tiểu phế quản không có sụn; điều này rất quan trọng trong lâm sàng của bệnh hen suyễn. Các tiểu phế quản tận nằm trong các cụm phế nang – các túi khí của phổi.

PHỔI VÀ MÀNG PHỔI

Phổi (lungs) nằm hai bên tim trong khoang ngực và được bao bọc và bảo vệ bởi khung xương sườn. Đáy phổi nằm áp sát trên vòm hoành; đỉnh phổi nằm phía trên xương đòn. Ở giữa mỗi phổi có một diện lõm vào được gọi là rốn phổi (hilus), nơi phế quản chính và động tĩnh mạch phổi đi vào.

Màng phổi gồm 2 lá thành và lá tạng. Lá thành (parietal pleura) bao mặt trong thành ngực, và lá tạng (visceral pleura) bao mặt ngoài phổi. Giữa hai lá màng phổi là thanh dịch, giảm ma sát và giúp hai màng trượt dễ dàng lên nhau khi thở.

PHẾ NANG

Đơn vị chức năng của phổi là các phế nang (alveoli). Có hàng triệu phế nang trong mỗi phổi, và tổng diện tích của chúng vào khoảng 700 – 800 feet vuông (tương đương với một vỉa hè rộng 2.5 feet và dài bằng sân bóng đá Mỹ [300 feet]; hay một hình chữ nhật với kích thước 25 feet x 30 feet); đó là diện tích cần thiết để trao đổi oxy và carbon dioxide. Các tế bào phế nang typ I có dạng dẹt, lót hầu hết thành phế nang, là các biểu mô lát đơn. Nhưng trước khi tìm hiểu cấu trúc bên trong phế nang, ta thảo luận trước về cấu trúc xung quanh chúng.

Không gian nằm giữa các cụm phế nang là các mô liên kết có tính đàn hồi; các sợi đàn hồi giúp ta thực hiện động tác thở ra. Mỗi phế nang được bao bọc bởi một mạng lưới mao mạch phổi. Nhớ rằng các mao mạch cũng được lót bằng biểu mô lát đơn, vì vậy chỉ có 2 tế bào chắn giữa không khí ở trong phế nang và trong máu của mao mạch phổi, tạo điều kiện khuyếch tán khí hiệu quả. Các tiểu động mạch phổi đưa máu đến mạng lưới mao mạch phổi khác với các tiểu động mạch hệ thống trong việc đáp ứng các thay đổi về nồng độ oxy trong nhu mô phổi. Khi bị thiếu oxy, các tiểu động mạch phổi co lại (thay vì giãn ra), giảm lượng máu tới hệ mao mạch phổi. Mục đích của đáp ứng này là gì? Lấy ví dụ ở bệnh viêm phổi do vi khuẩn, các phế nang bị lấp đầy bởi dịch. Các phế nang này thông khí rất kém, rất ít khí làm mới đi vào, và máu lưu thông trong các mao mạch xung quanh lấy được rất ít hoặc không chút oxy nào. Lượng máu thiếu oxy này sẽ rời khỏi phổi đi đến các mô. Tuy nhiên, trong tình trạng như vậy, các tiêu động mạch phổi lại co lại, giảm dòng máu tới các phế nang thông khí kém. Kết quả là một lượng máu lớn hơn sẽ đến các cụm phế nang thông khí tốt, nơi lấy oxy hiệu quả và dễ dàng hơn.

Quay trở lại với cấu trúc bên trong phế nang, nơi chứa rất nhiều khí. Bên trong phế nang là các đại thực bào lang thang, thực bào các tác nhân gây bệnh hay các tác nhân lạ không cuốn trôi bởi các tế bào biểu mô có lông ở cây phế quản. Mỗi phế nang được lót bởi một lớp mỏng dịch mô, nó rất cần thiết trong khuyếch tán khí vì khí bắt buộc phải hòa tan vào chất lỏng để có thể vào hay ra khỏi tế bào (nguyên lý giun đất – giun đất thở qua lớp da luôn ẩm ướt của nó, và sẽ bị nghẹt thở nếu da trở nên khô). Mặc dù lượng dịch mô này là cần thiết, nó cũng chứa nguy cơ tiềm tàng khiến thành phế nang dính lại. Tưởng tượng một túi nilon dang bị ướt bên trong, thành của nó sẽ dính lại với nhau vì sức căng bề mặt của nước. Liên kết của chính phân tử nước và sự liên kết của nó với nilon khiến cho 2 thành túi dính lại với nhau. Đây chính là điều xảy ra với phế nang, giữa dịch mô và các tế bào phế nang, do đó các phế nang sẽ khó phồng lên hơn.

Vấn đề này được giải quyết bởi chất hoạt diện phổi (pulmonary surfactant), một loại lipoprotein được tiết ra bởi tế bào phế nang typ II, còn được gọi là tế bào vách ngăn (septal cell). Surfactant trộn lẫn với lớp dịch mô bên trong phế nang làm giảm sức căng bề mặt phế nang, cho phép phế nang căng phồng lên. Phế nang phồng lên tạo điều kiện trong việc trao đổi khí.