Вячеслав Бабияк - Оториноларингология: Руководство. Том 2
Дыхательная щель непроизвольно запирается при необходимости натуживания (роды, дефекация). Отсутствие этой функции у трахеотомированных больных или при недостаточности запирательной функции гортани нейрогенного или анатомического характера (паралич запирательных мышц; у больных после хордэктомии) резко снижает физические возможности лиц (опыты с кистевой и становой динамометрией). Показано, что при равных динамометрических показателях кистевого усилия у здоровых лиц и хронических канюленосителей становая сила у последних была ниже на 20–30 %.
Функция, способствующая кровообращению и оксигенации крови, также редко упоминается в учебниках и руководствах по оториноларингологии. Эта функция незаметна у здоровых лиц при обычной жизнедеятельности, но она играет существенную роль в повышении эффективности оксигенации крови при длительных физических нагрузках и у больных с выраженной гипоксией. Дыхательные экскурсии грудной клетки сопровождаются синхронными колебаниями в ней барометрического давления. Эти колебания передаются на кровеносные сосуды легких, обеспечивая насосную функцию, заключающуюся в наполнении их кровью в фазе вдоха (понижение давления в грудной клетке) и выталкивании крови из сосудов при выдохе (повышение давления). Кроме того, повышение давления в легочной ткани способствует более эффективному растворению кислорода в крови и более эффективной адсорбции углекислого газа. Этот феномен можно проиллюстрировать примером, когда при одышке любого происхождения выдох, производимый через сжатые губы, облегчает ощущение недостаточности воздуха.
Голосовая функция. Вопрос о механизме голосообразования дискутируется на протяжении последних двух веков. Исследования в области физиологии голосового аппарата позволили ответить на вопрос, как колеблются голосовые складки; значительно продвинута проблема генерации их колебаний, однако вопрос, что колеблет голосовые складки, нельзя считать окончательно решенным, поскольку все еще не исследованы многие центральные механизмы регуляции голосовой функции. Не ясно, являются ли колебания голосовых складок процессом активным, задаваемым специальным «генератором», или это процесс пассивный, наподобие тех колебаний, которые генерируют звук в духовых музыкальных инструментах, например в трубе.
Энергоносителем звука, издаваемого этим музыкальным инструментом, является давление воздуха в грудной клетке и в преддверии рта, полость которого может служить аналогом подскладочного пространства. Резонатором служат стенки трубы и столб воздуха, находящийся в трубе, колеблющийся с частотой вибрации губ трубача. При данном механизме звукообразования губы лишь настраиваются на определенную частоту колебаний, однако само колебание является пассивным, обеспечиваемым энергией внутригрудного давления. Тональность звука зависит от статического напряжения губ (от их миоэластических свойств), сила звука – от величины барометрического давления, создаваемого в воздухоносных путях музыканта. Рассматривая принцип пассивной генерации звука на приведенном примере, можно заключить, что образование звука в трубе (гортани) основано на четырех компонентах: силе, колеблющей звукообразующий элемент (губы, голосовые складки); носителе энергии звуковых колебаний (столб воздуха в трубе и дыхательных путях); функции звукообразующего элемента, обладающего собственным адаптационным аппаратом (натяжение и расслабление губ и голосовых складок); акустических свойствах системы резонаторов (столб воздуха в трубе и дыхательных путях, стенки трубы, биорезонаторы дыхательных путей и головы).
Все указанные компоненты звукообразования, на первый взгляд, вполне удовлетворительно укладываются в сущность так называемой миоэластической теории голосообразования, разработка которой началась за 15 лет до изобретения М. Гарсией непрямой ларингоскопии. Экспериментальную основу науки о голосе человека заложил И. Мюллер[4] (1839), сконструировавший искусственную гортань, в которой роль голосовых складок играли резиновые полоски, а воздушный напор создавался мехами. На основании полученных данных автор стал рассматривать гортань как подобие язычкового музыкального инструмента, вибраторы которого приходят в пассивные колебания благодаря энергии воздушного потока. Эта концепция господствовала вплоть до середины XX в., когда появились труды французского физиолога Р. Юссона, показавшего, что колебания голосовых складок – отнюдь не пассивное явление, оно имеет в своей основе нейрохронаксические процессы, обеспечивающие центральную нейромоторную функцию голосовых складок.
Сущность миоэластической теории И. Мюллера, которая не утратила актуальности, заключается в следующем. Перед звукообразованием дыхательный цикл прекращается на полувдохе, голосовые складки под влиянием сократительной функции приводящих мышц занимают срединное положение, замыкая голосовую щель, и приобретают необходимые для данного тона напряжение, толщину и длину, т. е. настраиваются на определенную собственную частоту колебаний. Одновременно с замыканием голосовой щели под влиянием сокращения дыхательных мышц повышается барометрическое давление в легких, бронхах, трахее и подскладочном пространстве. Местом наименьшего сопротивления этому воздушному подпору являются сомкнутые голосовые складки. Когда давление преодолевает силу сомкнутых голосовых складок, воздух прорывается через голосовую щель, в результате чего давление в подскладочном пространстве падает и голосовые складки вновь смыкаются. Это приводит к новому увеличению давления в подскладочном пространстве – и цикл многократно повторяется с частотой издаваемого звука. Частота звука зависит от степени смыкания голосовых складок, их длины и толщины, а сила звука – от сократительного усилия аддукторов голосовых складок и величины подскладочного барометрического давления. Указанный процесс характеризуется постоянным противоборством между подскладочным давлением и упругими силами, смыкающими голосовые складки (теория «голосовой борьбы»). Таким образом, главным тезисом миоэластической теории является то, что колебания голосовых складок при голосообразовании пассивны и в их основе лежит чисто механический процесс. Однако, как показали последующие исследования, с помощью миоэластической теории нельзя объяснить ряд физиологических явлений; кроме того, в самой теории имеются существенные противоречия.
Образование низких звуков обеспечивается только mm. vocales, которые максимально напрягаются и утолщаются. В таком состоянии они способны колебаться только в узком низкочастотном диапазоне, при этом их натянутость минимальна, как у отпущенной струны. Расстояние между щитовидным и перстневидным хрящами максимальное, что приводит к увеличению резонирующего объема гортани, настраивающегося на низкие частоты. Как полагал В. Г. Ермолаев[5] (1958), такой механизм голосообразования используется для воспроизведения звуков нижней четверти голосового диапазона, присущего данному человеку.
Более высокие звуки образуются, когда голосовые складки утончаются, а их натяжение увеличивается (аналогия со струной). Эти изменения голосовых складок наступают в результате сокращения передней щитоперстневидной мышцы, что уменьшает расстояние между щитовидным и перстневидным хрящами спереди и увеличивает расстояние между щитовидным и черпаловидными хрящами сзади. Указанные взаимоотношения трех хрящей обусловливают задаваемые функцией вокального слуха частоту колебания голосовых складок. Можно предполагать, что этот механизм настройки голосовых складок используется для образования звуков второй четверти индивидуального голосового диапазона.
Методом специальной кинофотосъемки, а позже и с помощью телевизионной стробоскопии, установлено, что при образовании низких и средних звуков голосовые складки имеют вид двух толстых напряженных мышечных валиков, плотно прижатых друг к другу (рис. 18.7, а), а раскрытие голосовой щели происходит лишь на очень короткий период, в течение которого через голосовую щель происходит сильный прорыв воздуха. При этом колебания голосовых складок совершаются перпендикулярно продольной оси гортани. Такой способ голосообразования обеспечивает появление звука, богатого обертонами и отличающегося полнотой и глубиной звучания.
Рис. 18.7. Форма и направление колебаний голосовых складок при фонации низкого (а) и высокого (б) звуков. Слева – максимальное сближение голосовых складок; справа – максимальное расхождение голосовых складок; большие стрелки указывают вектор силы барометрического давления и направление движения воздуха; маленькие – направление колебания голосовых складок. Р >, P< – соответственно повышение и понижение давления в подскладочном пространстве
