Строение гортани и глотки: как звуки становятся голосом? Функции гортани как главного органа голосообразования. Как работают связки? Глотка, ее отделы и резонаторы. Виды нарушений голосообразования. Как восстановить голос аппаратом при удалении гортани?
Гортань, глотка и их отделы – это основные органы, отвечающие за воспроизведение звуков. Их слаженная синхронная работа является базовым условием для голосообразования. Любые нарушения первым делом влияют на голос: его громкость, силу, высоту и тембр. Каждое физиологическое звено очень важно, но центральным органом голосообразования является гортань. Ведь именно в ее среднем отделе расположены голосовые связки – эластичные складки, вибрирующие под давлением воздуха из легких. При потере даже части гортани, не говоря уже про полное удаление (например, при раке), естественная фонация становится невозможной. В этом случае, чтобы восстановить голос, требуются компенсаторные методики или устройства. Они должны заменить собой утраченные связки и стать источником звуков.
Значимую роль играют и другие отделы: резонаторные полости глотки и ротовой полости, артикуляционные органы, дыхательная и мышечная системы. В комплексе составляют сложный анатомо-физиологический аппарат, управляемый корой головного мозга. В мозгу за воспроизводство устной речи отвечает зона Брока, расположенная в лобной доле левого полушария. Это моторный центр, управляющий мышцами глотки, языка и челюстей, регулирующий правильный порядок слов и артикуляцию. Непосредственное участие в создании звуков принимают также легкие, диафрагма и мышцы брюшного пресса. Давление воздуха на выдохе определяет силу и громкость голоса. Но в рамках данной статьи будут рассмотрены только главные органы голосообразования: гортань, глотка и их звукопроизводящие отделы.
Строение и функции гортани
Этот орган, участвующий в глотании, дыхании и фонации, расположен на уровне IV-VI шейных позвонков. Нижняя часть гортани переходит в трахею, а верхняя – в глотку, также являющуюся частью системы голосообразования. По форме напоминает песочные часы, потому что состоит из двух треугольников, срощенных верхушками в зоне голосовой щели. Анатомически представляет собой полое трубчатое образование с гиалиновыми (плотными упругими) хрящами – за исключением более эластичного надгортанника. Имеет и целую систему мышц, способных сокращаться и самопроизвольно, и рефлекторно. Внутри гортань покрыта тонкой слизистой оболочкой из многослойного эпителия. С возрастом ее строение и длина меняются.
При рождении полость шире и короче, а расположена она выше. К 13-14 годам гортань полностью формируется. У мальчиков этот процесс идет более интенсивно, чем у девочек. Поэтому голос у них в подростковый период меняется сильнее, так как начинают удлиняться голосовые связки. У взрослых мужчин гортань тоже больше, чем у женщин (длина 44 и 36 мм, соответственно). Диаметр находится в пределах 41-43 мм. Кроме этого, у мужчин выражен твердый выступ в передней части шеи – кадык. Это часть щитовидного хряща. У женщин он тоже есть, но визуально почти незаметен. Во-первых, за счет меньших размеров и неострого угла срастания пластин, а во-вторых, благодаря более толстой жировой прослойке на шее.
Из чего состоит гортань?
1) Надгортанник. Самая верхняя часть, образованная из эластичных хрящей. При глотании опускается и плотно закрывает вход в гортань, что и является его основной функцией. По форме напоминает лист дерева. Сзади имеет много ямок со слизистыми железами. Спереди соединен с подъязычной костью. Сужаясь книзу, входит в верхнюю щитовидную вырезку.
2) Щитовидный хрящ. Самый крупный из всех. Имеет пластины, которые спереди соединяются под углом и защищают гортань от ударов и других повреждений. Эта часть и получила название «кадык». Как уже отмечалось, у мужчин угол выражен, а у женщин закруглен и закрыт жировым слоем. Верхняя щитовидная вырезка находится над кадыком и легко прощупывается.
3) Перстневидный хрящ. Сверху связан с щитовидным хрящом, а снизу – с трахеей. Является основанием гортани и единственным из ее хрящей, который образует полный круг вокруг дыхательных путей. По форме выглядит как широкая пластинки с дугами, напоминая перстень. У взрослого человека диаметр кольца составляет 20-30 мм, а толщина дуги – 5-7 мм.
4) Черпаловидные хрящи. Они парные, располагаются симметрично сзади гортани. По форме похожи на трехгранные пирамиды, а название получили по аналогии движений весел во время гребли. Они действительно способны прижиматься, сдвигаться и поворачиваться вокруг вертикальной оси. Имеют голосовые отростки, от которых и начинаются голосовые связки.
5) Голосовые складки. Важнейшая часть гортани, находящаяся в ее среднем отделе и отвечающая за фонацию. Это парные мышечно-связочные образования. Передними концами соединяются у вершины угла пластин щитовидного хряща, а задними – с отростками черпаловидных хрящей. Складки способны менять свою длину, толщину и упругость.
Гортань состоит также из суставного и связочного аппарата, тканевых структур, нервов, лимфатических и кровеносных сосудов. Каждый из этих составляющих необходим для ее нормального функционирования. Это сложная анатомическая система и жизненно важный орган человека. Примечательно, что в процессе эволюции гортань развивалась не только физиологически, но и как ключевой орган голосообразования и вербальной коммуникации.
Как звуки становятся голосом?
Главную функцию берут на себя складки гортани, между которыми образовывается голосовая щель. Именно связки создают первичный тон. На вдохе щель раскрывается, а на выдохе, когда и происходит фонация, закрывается. В зависимости от ритма дыхания складки начинают сближаться, уменьшая щель, и расходиться для прохода воздуха. Чем сильнее давление воздуха из легких на складки, тем громче звучит голос. Когда складки сомкнуты не до конца, то слышится шепот. Поток слабый и свободно проходит через щель, поэтому вибрируют связки очень слабо. На выдохе для громкой фонации натягиваются и начинают колебаться с определенной частотой и амплитудой, что определяет характеристики звуков. Например, гласные создаются голосом, а глухие согласные – шумом, тоже образуемым при фонации.
Можно провести простой эксперимент, положив ладонь на гортань и произнося разные звуки. Если тактильно ощущаются вибрации, значит звук звонкий. Чем чаще и интенсивнее колебания связок, тем выше звучит голос. У женщин (как и у детей) складки почти вдвое короче, поэтому вибрируют они намного активнее. У мужчин складки длиннее и толще. Их колебания не такие интенсивные, соответственно, и голос звучит низко. Существует и такое понятие, как атака звука. Зависит от момента смыкания складок при переходе от дыхания к голосообразованию. При твердой атаке они смыкаются очень быстро до того, как воздух до них доходит. Из-за этого голос звучит резко и напряженно. При мягкой смыкание происходит уже в процессе прохождения между ними воздуха, поэтому звучание более плавное и мягкое. Но все это лишь начало процесса, так как звуки из гортани затем переходят в глотку и резонаторные полости.
Глотка и ее главные отделы
Представляет собой полый орган в виде мышечной трубки длиной 12-14 см. Расположена от основания черепа до верхнего пищеводного сфинктера. Участвует в процессе глотания и выполняет защитные функции за счет кашлевого рефлекса. Глотка способна изменять свой объем, за счет чего влияет на модуляцию голоса и артикуляцию. Состоит из трех отделов.
Носоглотка
Верхняя часть, расположенная позади носовой полости на уровне первого шейного позвонка. Основными функциями являются фильтрация, увлажнение и нагревание вдыхаемого воздуха. Например, при установке трахеостомической трубки после удаления гортани (ларингэктомии) носовая полость уже не участвует в доставке воздуха в легкие. Воздух идет непосредственно через трубку, что осложняет и восприятие запахов. Носоглотка тоже влияет на характеристики голоса. От ниже расположенной ротоглотки отделяется нёбной занавеской (мягким нёбом). За счет мышц нёбо способно опускаться и подниматься. Передним краем закреплено к твердому нёбу, а задняя часть с язычком свободно свисает наподобие занавески. Твердое нёбо в виде куполообразного свода из кости способствует усилению звучания голоса, а мягкое позволяет его смягчать, менять тембр и глубину. При этом, если оно перекрывает вход для звуков в ротовую полость как главного резонатора, то голос становится гнусавым. Это же происходит при воспалении или отеке слизистой оболочки носоглотки. Носовая полость участвует в произнесении согласных Н и М. Если зажать нос рукой, то произнести их будет крайне сложно.
Ротоглотка
Сообщается с ротовой полостью через вход (зев) и продолжается до верхнего края надгортанника. Снизу ограничена основанием языка, сзади – III-IV шейными позвонками, а по бокам имеет нёбные дужки. Ротоглоточный канал является важным инструментом выравнивания гласных звуков. Например, при произнесении звука «А» принимает самую правильную (рупорообразную) форму. Это громкий звук, позволяющий освободить артикуляционный аппарат. Именно поэтому тренировки голоса всегда включают в себя произнесение этой гласной. В частности, даже при использовании голосообразующего аппарата после удаления гортани тренировки по восстановлению голоса тоже начинаются с произнесения протяжного «ААА». А при звуке «У» ротоглоточная трубка максимально расширяется, а мягкое нёбо – поднимается. С этой гласной певцы обычно начинают распеваться. При этом только горловые звуки не должны являться основой звукообразования. Но это уже область специалистов по вокалу. При обычном голосообразовании более важная роль отводится ротовой полости и ее активным и пассивным артикуляционным органам.
• Язык. Самый активный мышечный орган, состоящий из тела и корня. Тело, в свою очередь, состоит из кончика, верхней поверхности (спинки) и боковых краев. Язык может менять свою форму и расположение в ротовой полости. Ограничено это только уздечкой, которая идет снизу по направлению ко дну ротовой полости. Участвует в произнесении всех гласных и большинства согласных звуков. Без этого органа невозможно воспроизведение устной речи.
• Нижняя челюсть и губы. Как и язык, относятся к активным органам артикуляции. Нижняя челюсть двигается вниз-вверх и вперед-назад. Различные двигательные нарушения и даже неправильный прикус способны заметно повлиять на процесс голосообразования. Губы также могут легко менять свою форму благодаря мышцам. Расширяют или сужают выход из ротовой полости, видоизменяя звуки. Особенно заметно их участие в произнесении гласных (О, У, И).
• Твердое нёбо и зубы. Это пассивные органы артикуляции, влияющие на усиление звуков речи и обеспечивающие полноценную работу активных органов. Так, при произнесении согласных язык часто упирается либо в твердое нёбо, либо в верхние передние зубы. Если, к примеру, зубы отсутствуют, то звуки будут образовываться свистящими и нечеткими. Таким образом, пассивные органы в большей степени оказывают влияют на дикцию, чем на саму артикуляцию.
Гортаноглотка
Самый нижний отдел, отделяемый от ротоглотки язычно-надгортанными складками. Располагается от верхнего края надгортанника до перстневидного хряща гортани. Находится на уровне IV-VI шейных позвонков. От шейного отдела пищевода отделяется перстнеглоточной мышцей. Стенка гортаноглотки является задней поверхностью гортани, а по бокам идут сужения, называемые «грушевидными карманами». Основной функцией является обеспечение прохода пищи в пищевод и воздуха дальше – к нижним дыхательным путям. Что касается функции голосообразования, то обычно рассматривается непосредственно гортань.
Резонаторы и надставная труба
Звуки из гортани не похожи на те, которые мы воспроизводим и слышим. Усилить их звучание и придать им специфический тембр позволяют нижние (грудные) и верхние (головные) резонаторы. За силу голоса в большей степени отвечают нижние – трахея, бронхи и легкие. А самые заметные акустические изменения звуки приобретают благодаря верхним резонаторам. В процессе эволюции у человека глотка и ротовая полости объединились в общую надставную трубу, что и позволило максимально разнообразить звучание. Состоит из системы полостей глотки и органов артикуляции, расположенных над гортанью. Основное назначение надставной трубы – это участвовать в образовании звуков речи и придавать им нужную окраску. Способна менять свой объем и форму, создавая явление резонанса и тем самым влияя на звуки.
Уже говорилось о том, что при произнесении разных гласных и согласных меняется объём глотки и ротовой полости. Они способны как образовывать большие воронки и рупоры, так и вытягиваться в узкие трубки или щели. Хотя все голосовые резонаторы действуют сообща как общая система, но при звуковоспроизведении каждый работает по-своему. Например, при произнесении звука «А» глотка сужается, а ротовая полость расширяется, а при звуке «И» все происходит наоборот. Согласные «П» и «Б» образуются от резкого сжатия верхней и нижней губы, «Т» – от прикосновения кончика языка к твердому нёбу, «Д» и «Л» – от контакта языка с верхними передними зубами, а «Ф» – от зубов и губ. Глухие согласные создаются благодаря щелями между губами, языком и твердым нёбом или зубами. Носовой резонанс задействуется при свободно свисающей нёбной занавески при произношении звуков «Н» и «М». При других звуках нёбная занавеска поднимается кверху и смещается назад, чтобы закрыть носоглотку.
От чего бывают нарушения голосообразования?
Причин очень много, поэтому в течение жизни практически каждый человек сталкивается с теми или иными проблемами с голосом. Самый распространенный пример – простудные заболевания, воспалительные процессы и отечность слизистых оболочек. Голос «садится», становится глухим, слабым и гнусавым, но после выздоровления самовосстанавливается. По механизму возникновению, клиническим проявлениям и последствиям все нарушения можно разделить на функциональные и органические. С первыми часто сталкиваются люди голосовых профессий (певцы лекторы, гиды). Постоянное перенапряжение связок вызывает такие состояния, как фонастения и дисфония, а при осложнении – и афонию (полную потерю голоса). Но эти нарушения тоже временные и обратимые. При адекватной терапии и снижении нагрузки на голосовые связки можно восстановить полноценную фонацию без каких-либо последствий.
Более серьезными и проблемными в лечении являются органические нарушения в органах голосообразования. Это различные заболевания и новообразования, которые могут поразить любой из отделов (гортань, глотку). Например, при хроническом ларингите голос утрачивает свою первоначальную звучность и становится осиплым. Такую же ситуацию можно наблюдать при появлении новообразований на слизистых оболочках. Это могут быть относительно безопасные «певческие узелки» или фибромы. Носят доброкачественный характер, но при разрастании могут влиять на характеристики голоса и создавать физический дискомфорт.
Самым опасным для жизни состоянием является рак гортани и/или голосовых связок. Недоброкачественная опухоль может локализоваться в одном из трех отделов: 1) надскладочном; 2) складочном; 3) подскладочном. Типичный симптом рака – непроходящая осиплость и охриплость голоса. При распространении злокачественного процесса в любом из отделов прибегают к такой радикальной хирургической операции, как полное удаление гортани (ларингэктомия). Утрачивается целый орган и способность к естественной фонации. Но это не означает, что человек навсегда лишается возможности вербального общения с людьми.
Как восстановить голос после ларингэктомии?
Даже в таком физически и психологически сложном положении, как жизнь с удаленной гортанью, можно восстановить голос без операций и изнуряющих тренировок. Для этого предназначен специальный автономный прибор – голосообразующий аппарат. Представляет собой портативное аккумуляторное устройство. На одном конце имеет голосовую головку с вибрирующей мембраной. После включения прибора нужно прижать ее к шее ближе к подбородку, опытным путем найдя оптимальную точку приложения. Вибрации будут создавать звуки, имитируя удаленные связки. А образующиеся звуки будут сразу передаваться в главный резонатор глотки, а именно – в ротовую полость. Здесь уже с помощью артикуляционных органов они будут преобразовываться в речь. На корпусе прибора имеются кнопки включения и управления громкостью и тональностью, нажимать которые можно прямо при разговоре.
Каждому человеку после ларингэктомии и других серьезных операций на гортани доступен единственный в России цифровой голосообразующий аппарат АГ-2000 производства Хронос. Выполнен в легком и компактном пластиковом корпусе черного цвета. Оснащен мощной аккумуляторной батареей, заряжаемой за 2,5 часа через UBS. При непрерывном разговоре держит зарядку более суток. В обычном режиме использования заряжать достаточно раз в 4-5 дней. Цифровой голосообразующий аппарат АГ-2000 – это прибор нового поколения, успешно конкурирующий с зарубежными аналогами как по функционалу, так и по цене. Позволяет регулировать громкость по 4 уровням, а тональность – по 25 частотам для более тонкой настройки голоса. Аппарат производства Хронос продается на официальном сайте по цене производителя и бесплатной доставкой частным лицам по всей России. За покупку можно получить и денежную компенсацию в Фонде соцстрахования. Это лучшее предложение для людей, которые потеряли голос после удаления гортани, но хотят вернуться к активной жизни.