Гортань: строение, функции и роль в дыхании — полный обзор

Гортань — небольшой, но исключительно важный орган, который ежесекундно выполняет сразу несколько жизненно необходимых функций. Именно через неё проходит воздух при каждом вдохе и выдохе, именно здесь рождается голос и именно она стоит на страже нижних дыхательных путей, не позволяя пище и жидкости попасть в трахею. При этом большинство людей практически не задумываются о гортани — до тех пор, пока не возникают осиплость, затруднение дыхания или нарушение глотания.

Для врачей, реабилитологов и специалистов по лечебной физкультуре гортань представляет особый интерес: её состояние напрямую влияет на качество дыхания, эффективность физических нагрузок и возможности восстановления пациента. В этой статье мы подробно разберём анатомию гортани, её физиологические функции, роль в дыхательном акте, а также клинические аспекты, важные для реабилитационной практики.

Анатомия гортани: хрящи, мышцы и связки

Гортань располагается в передней части шеи на уровне IV–VI шейных позвонков. Она занимает срединное положение, граничит сверху с глоткой, снизу переходит в трахею, а по бокам от неё расположена щитовидная железа. У взрослых мужчин гортань находится несколько ниже, чем у женщин и детей, что отчасти объясняет различия в высоте голоса. Снаружи гортань прощупывается как характерный «кадык» — выступ, образованный щитовидным хрящом.

Основу органа составляет хрящевой скелет. Он образован девятью хрящами, которые делятся на непарные и парные.

Непарные хрящи гортани. Щитовидный хрящ — самый крупный, состоит из двух пластин, сходящихся под углом по средней линии. Именно этот угол формирует «кадык», более выраженный у мужчин из-за большего угла схождения пластин (~90°) по сравнению с женщинами (~120°). Перстневидный хрящ расположен ниже щитовидного и имеет форму перстня с широкой пластиной сзади и дугой спереди — он является основанием всей хрящевой конструкции гортани и единственным хрящом, образующим полное кольцо. Надгортанник (надгортанный хрящ) — листовидная эластичная пластинка, прикреплённая к внутренней поверхности щитовидного хряща. Его главная роль — закрывать вход в гортань при глотании, выполняя функцию клапана.

Парные хрящи гортани. Черпаловидные хрящи — наиболее функционально значимые из парных: к ним прикреплены голосовые складки и многочисленные мышцы, управляющие их натяжением и положением. Рожковидные и клиновидные хрящи невелики и находятся в толще черпалонадгортанных складок, укрепляя их. Зерновидные хрящи расположены в боковых связках гортани.

Связки и суставы. Хрящи гортани соединены между собой суставами и связками, которые обеспечивают подвижность структуры. Перстне-щитовидный сустав позволяет щитовидному хрящу наклоняться вперёд относительно перстневидного — это движение натягивает голосовые складки и повышает высоту голоса. Перстне-черпаловидные суставы обеспечивают скольжение и вращение черпаловидных хрящей, что необходимо для открытия и закрытия голосовой щели.

Мышцы гортани делятся на наружные и внутренние. Наружные мышцы (грудино-подъязычная, щитоподъязычная, перстне-щитовидная и др.) поднимают и опускают всю гортань как целое — это особенно заметно при глотании. Внутренние мышцы действуют на хрящи относительно друг друга, управляя шириной голосовой щели и степенью натяжения голосовых складок. Перстне-щитовидная мышца — единственная, иннервируемая верхним гортанным нервом; все остальные внутренние мышцы получают иннервацию от возвратного гортанного нерва — ветви блуждающего нерва.

Слизистая оболочка гортани покрыта многорядным мерцательным эпителием (за исключением голосовых складок, где эпителий многослойный плоский). Реснички мерцательного эпителия движутся в направлении глотки, обеспечивая мукоцилиарный клиренс — очищение дыхательных путей от пыли, микроорганизмов и слизи. Понимание анатомии гортани критически важно для клинициста: любая патология хрящей, суставов, мышц или нервов немедленно отражается на качестве дыхания, голоса или глотания.

Функции гортани: дыхание, голосообразование и защита

Гортань — многофункциональный орган, и все её функции тесно взаимосвязаны. Нарушение одной из них, как правило, влечёт за собой компенсаторные изменения в остальных, что необходимо учитывать при планировании реабилитации. Выделяют три основные функции гортани: проведение воздуха (дыхательная), голосообразование (фонационная) и защита нижних дыхательных путей (защитная).

Дыхательная функция. Гортань является частью верхних дыхательных путей и обеспечивает свободное прохождение воздушного потока между глоткой и трахеей. В состоянии покоя голосовая щель открыта, голосовые складки разведены, и воздух беспрепятственно движется в обоих направлениях. При повышении потребности в кислороде — например, во время физической нагрузки — щель расширяется дополнительно: черпаловидные хрящи разворачиваются наружу, голосовые складки максимально отводятся к стенкам гортани, снижая аэродинамическое сопротивление.

Голосообразующая (фонационная) функция. При фонации голосовые складки смыкаются под действием внутренних мышц гортани. Выдыхаемый воздух создаёт давление под складками, которое периодически преодолевает их сопротивление, вызывая вибрацию. Эта вибрация порождает первичный звук — гортанный тон. Его высота определяется частотой колебаний складок (чем сильнее натянуты — тем выше тон), а сила — давлением выдыхаемого воздуха и плотностью смыкания складок. Первичный гортанный тон затем модифицируется резонаторами — полостью глотки, рта, носа и придаточными пазухами — приобретая индивидуальный тембр.

Защитная функция. Во время глотания гортань совершает сложное координированное движение: поднимается вверх и вперёд, надгортанник пассивно отгибается назад, перекрывая вход в гортань, голосовые и преддверные складки смыкаются. Это трёхуровневое «закрытие» надёжно защищает трахею от попадания пищевого комка или жидкости. Рефлекторный кашель служит дополнительным механизмом защиты: при раздражении рецепторов слизистой гортани происходит форсированный выдох, удаляющий инородные частицы. При нарушении защитной функции — например, после инсульта или при болезни Паркинсона — развивается аспирация, чреватая аспирационной пневмонией.

Помимо трёх основных, гортань выполняет и вспомогательные функции. Она участвует в фиксации грудной клетки при физическом усилии: в момент натуживания голосовая щель плотно смыкается, создавая «воздушный замок», который стабилизирует внутригрудное давление и позволяет развивать максимальное мышечное усилие — это важно при подъёме тяжестей, дефекации, родах. Наконец, гортань участвует в кашле и чихании, форсированном выдохе, а её рецепторный аппарат тесно связан с рефлекторной регуляцией дыхания.

Роль гортани в акте дыхания

Дыхание — ритмический процесс, в котором гортань играет роль регулируемого клапана. На каждом из этапов дыхательного цикла её поведение строго скоординировано с работой дыхательной мускулатуры, что обеспечивает оптимальный газообмен при минимальных энергетических затратах.

Вдох. С началом инспираторной активности диафрагмы и наружных межрёберных мышц нервные импульсы одновременно поступают к мышцам гортани — задним перстне-черпаловидным, которые являются единственными расширителями голосовой щели. Эти мышцы разводят черпаловидные хрящи, увеличивая просвет голосовой щели приблизительно на 30–40% по сравнению с состоянием покоя. Благодаря этому снижается сопротивление воздушному потоку, и воздух свободно устремляется в трахею и бронхи. Важно, что расширение гортани происходит на 50–100 миллисекунд раньше, чем начинается движение диафрагмы, — это проявление центральной координации дыхательного ритмогенератора продолговатого мозга.

Выдох. В норме спокойный выдох — пассивный процесс: эластическая тяга лёгких и грудной клетки возвращает их в исходное положение без активных мышечных усилий. Голосовая щель при этом слегка суживается, создавая умеренное экспираторное сопротивление. Это сопротивление физиологически важно: оно замедляет выдох, поддерживает положительное давление в альвеолах и препятствует их преждевременному спадению. Данный феномен лежит в основе так называемого «физиологического ПДКВ» (положительного давления конца выдоха). При форсированном выдохе в голосовую щель вовлекаются дополнительные мышцы, усиливающие её сужение.

Нейрорегуляция. Работа гортани в дыхательном цикле управляется из дыхательного центра продолговатого мозга через возвратный гортанный нерв. Рецепторы растяжения в слизистой оболочке гортани передают информацию о давлении и скорости воздушного потока, участвуя в рефлекторной регуляции глубины и частоты дыхания. Раздражение этих рецепторов холодным воздухом, табачным дымом или химическими веществами может вызывать ларингоспазм — острый спазм голосовых складок с резким затруднением дыхания. Понимание нейрорегуляции гортани принципиально важно для специалистов по дыхательной реабилитации: дыхательные упражнения, техники контроля дыхания и постуральные практики влияют не только на лёгкие и диафрагму, но и на координацию гортанного клапана.

Роль гортани при патологии дыхания. При обструктивном апноэ во сне гортань и глотка в фазе расслабления мышц чрезмерно спадаются, перекрывая воздушный поток. При бронхиальной астме и хронической обструктивной болезни лёгких (ХОБЛ) изменение паттерна дыхания нередко сопровождается адаптивным поведением гортани: пациенты инстинктивно используют «дыхание через сжатые губы», которое имитирует физиологический эффект сужения голосовой щели при выдохе. Обучение правильной технике дыхания с учётом гортанного компонента является одним из направлений лёгочной реабилитации.

Голосовой аппарат: как формируется звук

Голосообразование — сложный нейромеханический процесс, требующий тончайшей координации дыхания, работы гортани и артикуляционного аппарата. Его понимание необходимо не только отоларингологам и фониатрам, но и логопедам, неврологам-реабилитологам и специалистам по ЛФК, работающим с пациентами после неврологических заболеваний.

Голосовые складки. Это парные образования, расположенные в среднем отделе гортани. Каждая складка состоит из нескольких слоёв: слизистой оболочки, покрытой многослойным плоским эпителием, промежуточного слоя (собственной пластинки), включающего поверхностный, промежуточный и глубокий слои различной жёсткости, и голосовой мышцы — m. vocalis, составляющей основу складки. Многослойная структура обеспечивает уникальные биомеханические свойства: поверхностные слои вибрируют свободно, тогда как глубокие остаются более стабильными. Этот принцип «слоистой» вибрации описан в теории мукозной волны и объясняет, почему даже небольшие рубцы или отёки слизистой резко нарушают качество голоса.

Механизм фонации. Для производства звука необходимо три условия: смыкание голосовых складок (аддукция), наличие достаточного подскладочного давления воздуха и оптимальное натяжение складок. Когда давление под складками превышает силу их смыкания, они размыкаются, давление падает, складки вновь смыкаются — и цикл повторяется. Частота этих колебаний определяет высоту тона: в среднем 100–150 Гц для мужского голоса и 200–300 Гц для женского. Тонкое управление высотой голоса осуществляется изменением натяжения голосовых складок: перстне-щитовидная мышца, наклоняя щитовидный хрящ вперёд, растягивает складки и повышает тон; голосовая мышца, напротив, при сокращении укорачивает и утолщает складки, снижая тон.

Регистры голоса. В клинической фониатрии выделяют несколько голосовых регистров, соответствующих различным режимам работы гортани. В грудном регистре (модальный голос) задействована вся масса голосовых складок, вибрация полноценная — это обычный разговорный голос. В фальцетном регистре вибрируют только края складок при их неполном смыкании — высокий тон при малой амплитуде. Шёпот — особый режим, при котором складки почти смкнуты, но не вибрируют, а воздух проходит через треугольную щель в межчерпаловидной области. Для клинической практики важно понимать, что длительный вынужденный шёпот не «щадит» голосовые складки — напротив, он создаёт дополнительную нагрузку на мышцы гортани и нередко усугубляет функциональные нарушения голоса.

Резонаторная система. Первичный гортанный тон, бедный обертонами и слабый, усиливается и обогащается в резонаторных полостях. Глотка, ротовая полость, носовая полость и придаточные пазухи носа избирательно усиливают определённые частоты, формируя индивидуальный тембр голоса. Артикуляционный аппарат (язык, губы, мягкое нёбо) придаёт звукам речевое оформление. Нарушения в любом звене этой цепи — от изменения анатомии гортани до пареза мягкого нёба — отражаются на качестве голоса и речи.

Клиническое значение: нарушения функций гортани

Патология гортани встречается в практике оториноларинголога, невролога, онколога, реаниматолога и реабилитолога. Знание основных нарушений и их механизмов позволяет специалисту по ЛФК грамотно адаптировать программу восстановления и своевременно направить пациента к профильному врачу.

Острый ларингит и отёк гортани. Воспалительный отёк слизистой оболочки гортани приводит к сужению голосовой щели, охриплости и, в тяжёлых случаях, к стридору — шумному дыханию с характерным свистящим звуком на вдохе. У детей ввиду малых размеров гортани даже небольшой отёк слизистой значительно сужает просвет и может потребовать экстренной помощи. Для реабилитолога важно, что перенесённый ларингит может оставлять изменения слизистой (гранулёмы, рубцы), влияющие на голосовую функцию на протяжении месяцев.

Парез и паралич голосовых складок. Нарушение иннервации гортани — одна из наиболее клинически значимых проблем. Повреждение возвратного гортанного нерва (при операциях на щитовидной железе, опухолях средостения, аневризме аорты, травме шеи) приводит к парезу или параличу голосовой складки на стороне поражения. При одностороннем параличе пациент жалуется на охриплость, слабость голоса и поперхивание. При двустороннем параличе в положении «по средней линии» возникает тяжёлая дыхательная недостаточность, требующая трахеостомии. Реабилитация при парезах включает логопедические и фониатрические методики, а также упражнения для мышц шеи и дыхательной мускулатуры.

Функциональные нарушения голоса (дисфония). Функциональная дисфония — нарушение голоса при отсутствии органической патологии гортани. Она развивается при неправильном голосовом режиме, избыточном напряжении мышц гортани и шеи («мышечно-напряжённая дисфония»), психогенных факторах или неверной дыхательной технике. Специалист по ЛФК может существенно помочь таким пациентам, работая над расслаблением шейно-плечевого пояса, коррекцией паттерна дыхания и постуры — факторов, напрямую влияющих на работу гортани.

Стеноз гортани. Рубцовый стеноз — сужение просвета гортани вследствие рубцевания после интубации, травмы, химического ожога или воспаления — является сложной хирургической и реабилитационной проблемой. Пациенты с хроническим стенозом нередко имеют выраженные нарушения дыхательного паттерна, тревожные реакции на физическую нагрузку и сниженную толерантность к нагрузкам. Комплексная реабилитация включает работу с дыханием, коррекцию психоэмоционального состояния и постепенное повышение активности.

Онкологические заболевания гортани. Рак гортани занимает значительное место в структуре опухолей головы и шеи. После ларингэктомии (удаления гортани) пациент лишается естественного дыхания через рот и нос, голоса, а также защитного механизма. Трахеостома становится единственным дыхательным отверстием, а реабилитация включает обучение голосообразованию (трахеопищеводный голос, электрогортань), адаптацию к новому дыхательному паттерну и физическое восстановление.

Реабилитация при патологиях гортани: подходы и принципы

Реабилитация при заболеваниях и повреждениях гортани является мультидисциплинарной задачей. Наряду с фониатром, логопедом и оториноларингологом, в команду восстановления входят специалист по лечебной физкультуре и физиотерапевт. Их вклад нередко недооценивается, однако именно работа с дыханием, мышечным тонусом шейно-плечевого пояса и постурой составляет фундамент успешного голосового и дыхательного восстановления.

Нормализация дыхательного паттерна. Большинство пациентов с патологией гортани имеют нарушенный паттерн дыхания: поверхностное верхнегрудное дыхание, избыточное участие вспомогательной мускулатуры шеи, удлинённый или укороченный выдох. Коррекция начинается с обучения диафрагмальному дыханию — основе физиологического дыхательного акта. При диафрагмальном дыхании снижается нагрузка на мышцы гортани и шеи, уменьшается их хроническое напряжение, создаются оптимальные условия для восстановления голосовой функции.

Работа с мышцами шейно-плечевого пояса. Хроническое напряжение лестничных мышц, грудино-ключично-сосцевидной мышцы, подподъязычных и надподъязычных мышц напрямую влияет на положение гортани и качество её работы. Миофасциальные ограничения в этой зоне нарушают подвижность гортани при глотании и фонации. Мягкие техники расслабления, коррекция положения головы и шеи, укрепление глубоких сгибателей шеи — всё это создаёт условия для более свободной работы гортани.

Постуральная коррекция. Положение головы и шеи существенно влияет на механику гортани. Форвардная посtura (голова выдвинута вперёд, характерная для людей, работающих за компьютером) смещает гортань, создаёт хроническое натяжение задних мышц шеи и ограничивает подвижность подъязычной кости — опоры для надподъязычных мышц. Восстановление нейтральной позиции головы — обязательный элемент реабилитационной программы при голосовых и глотательных нарушениях.

Дыхательная гимнастика. Специфические дыхательные упражнения, направленные на укрепление дыхательной мускулатуры, развитие подскладочного давления, тренировку контролируемого выдоха, применяются как при функциональной дисфонии, так и после операций на гортани. Особое место занимают упражнения на удлинение выдоха и контроль воздушного потока, которые непосредственно тренируют гортанный клапан. Важно, что любые дыхательные и голосовые упражнения должны выполняться без ощущения боли и дискомфорта — принцип безболезненности в реабилитации гортани является ключевым.

Следует подчеркнуть, что реабилитационная программа всегда строится индивидуально, с учётом диагноза, этапа восстановления и функционального состояния пациента. Самостоятельное начало дыхательных и голосовых упражнений без консультации специалиста при органических поражениях гортани недопустимо.

Комплекс упражнений для поддержания функций гортани и дыхательной системы

Приведённый комплекс предназначен для пациентов в восстановительном периоде, проходящих реабилитацию под наблюдением специалиста. Упражнения направлены на нормализацию дыхательного паттерна, снижение напряжения мышц шейно-плечевого пояса, улучшение подвижности шейного и грудного отделов позвоночника — факторов, непосредственно влияющих на работу гортани. Выполняйте комплекс 3–4 раза в неделю в спокойном темпе, сосредотачиваясь на качестве движений и ритме дыхания. При появлении боли, головокружения, усиления охриплости или затруднения дыхания прекратите занятие и обратитесь к лечащему врачу.