1. Pojem dýchacej sústavy Dýchací systém pozostáva z dvoch častí :
- dýchacích ciest
- dýchacie oddelenie.
- nosová dutina;
- nosohltanu;
- priedušnice;
- bronchiálny strom (extra- a intrapulmonálne priedušky).
- respiračné bronchioly;
- alveolárne priechody;
- alveolárne vaky.
Zdroj rozvoja Hlavným dýchacím orgánom je materiál ventrálnej steny predného čreva, nazývaný prechordálna platnička. V 3. týždni embryogenézy tvorí výbežok, ktorý je v spodnej časti rozdelený na dva rudimenty pravých a ľavých pľúc.
Existujú 3 štádiá vývoja pľúc:
- žľazové štádium, začína od 5. týždňa do 4. mesiaca embryogenézy. V tomto štádiu sa vytvára systém dýchacích ciest a bronchiálny strom. V tomto čase sa základ pľúc podobá tubulárnej žľaze, pretože na reze medzi mezenchýmom sú viditeľné početné úseky veľkých priedušiek, podobne ako vylučovacie kanály exokrinných žliaz;
- kanalikulárne štádium(4-6 mesiacov embryogenézy) sa vyznačuje dokončením tvorby bronchiálneho stromu a tvorbou respiračných bronchiolov. Súčasne sa intenzívne tvoria kapiláry, ktoré prerastajú do mezenchýmu obklopujúceho epitel bronchiálnych trubíc;
- alveolárne štádium a začína sa od 6. mesiaca vnútromaternicového vývoja a pokračuje až do narodenia plodu. V tomto prípade sa vytvárajú alveolárne priechody a vaky. Počas celej embryogenézy sú alveoly v kolapse.
- vedenie vzduchu do dýchacieho oddelenia;
- klimatizácia - otepľovanie, zvlhčovanie a čistenie;
- bariérová ochrana;
- sekrečné - tvorba hlienu, ktorý obsahuje sekrečné protilátky, lyzozým a iné biologicky aktívne látky.
Vestibul nosa lemovaná sliznicou, ktorá zahŕňa viacvrstvový dlaždicový nekeratinizujúci epitel a lamina propria sliznice.
Dýchacia časť lemované jednovrstvovým viacradovým riasinkovým epitelom. Skladá sa to z :
- riasinkové bunky- majú ciliárne mihalnice oscilujúce proti pohybu vdychovaného vzduchu, pomocou týchto mihalníc sa z nosovej dutiny odstraňujú mikroorganizmy a cudzie telesá;
- pohárikové bunky vylučujú mucíny – hlien, ktorý zlepuje cudzie telesá, baktérie a uľahčuje ich vylučovanie;
- mikrovilózne bunky sú chemoreceptorové bunky;
- bazálnych buniek zohrávajú úlohu kambiálnych prvkov.
Sliznica výstelka dýchacej časti nosovej dutiny má dve oblasti, ktoré sa štruktúrou líšia od zvyšku sliznice :
- čuchová časť, ktorý sa nachádza na väčšine striech každej nosnej dutiny, ako aj v hornej tretine nosnej prepážky a hornej tretine nosnej priehradky. Sliznica vystielajúca čuchové oblasti tvorí čuchový orgán;
- sliznicu v oblasti stredných a dolných mukóz sa líši od zvyšku nosovej sliznice tým, že obsahuje tenkostenné žily, ktoré pripomínajú medzery kavernóznych teliesok penisu. Za normálnych podmienok je obsah krvi v medzerách nízky, pretože sú v čiastočne zrútenom stave. Keď dôjde k zápalu (rinitíde), žily sa naplnia krvou a zúžia nosové priechody, čo sťažuje dýchanie nosom.
- čuchové bunky majú vretenovitý tvar a dva výbežky. Periférny výbežok má zhrubnutie (čuchový klub) s tykadlami – čuchovými riasinkami, ktoré prebiehajú rovnobežne s povrchom epitelu a sú v neustálom pohybe. Pri týchto procesoch pri kontakte so zapáchajúcou látkou vzniká nervový impulz, ktorý sa pozdĺž centrálneho výbežku prenáša na ďalšie neuróny a ďalej do kôry. Čuchové bunky sú jediným typom neurónov, ktoré majú u dospelého človeka prekurzor vo forme kambiálnych buniek. Vďaka deleniu a diferenciácii bazálnych buniek sa čuchové bunky obnovujú každý mesiac;
- podporné bunky sú umiestnené vo forme viacradovej epiteliálnej vrstvy, majú početné mikroklky na apikálnom povrchu;
- bazálnych buniek majú kužeľovitý tvar a ležia na bazálnej membráne v určitej vzdialenosti od seba. Bazálne bunky sú slabo diferencované a slúžia ako zdroj pre tvorbu nových čuchových a podporných buniek.
Čuchový analyzátor pozostáva z 3 neurónov.
Prvý neurónom sú čuchové bunky, ich axóny tvoria čuchové nervy a končia vo forme glomerulov v čuchových bulboch na dendritoch takzvaných mitrálnych buniek. to druhý odkazčuchová dráha. Axóny mitrálnych buniek tvoria čuchové dráhy v mozgu. Po tretie neuróny - bunky čuchových dráh, ktorých procesy končia v limbickej oblasti mozgovej kôry.
Nazofarynx je pokračovaním dýchacej časti nosovej dutiny a má podobnú štruktúru: je vystlaný viacradovým riasinkovým epitelom ležiacim na vlastnej vrstve. V lamina propria ležia sekrečné úseky malých proteínovo-slizových žliaz a na zadnej ploche je nahromadenie lymfoidného tkaniva (hltanová mandľa).
3. Štruktúra hrtana Stena hrtana
pozostáva zo slizničných, fibrokartilaginóznych a adventívnych membrán.
Sliznica reprezentované epitelovými a proprietárnymi platňami. Epitel je viacradový riasinkový, pozostáva z rovnakých buniek ako epitel nosnej dutiny. Hlasivky pokrytý vrstevnatým dlaždicovým nekeratinizujúcim epitelom. Vlastná lamina je tvorená voľným vláknitým voľným spojivovým tkanivom, obsahuje veľa elastických vlákien. Fibrokartilaginózna membrána hrá úlohu hrtanového rámu, pozostáva z vláknitých a chrupavkových častí. Vláknitá časť je husté vláknité spojivové tkanivo, chrupavkovú časť predstavuje hyalínová a elastická chrupavka.
Hlasivky(pravé a nepravdivé) sú tvorené záhybmi sliznice vyčnievajúcimi do priesvitu hrtana. Ich základom je voľné vláknité spojivové tkanivo. Pravé hlasivky obsahujú niekoľko priečne pruhovaných svalov a zväzok elastických vlákien. Svalová kontrakcia mení šírku glottis a zafarbenie hlasu. Pseudohlasivky, ležiace nad pravými, neobsahujú kostrové svaly, sú tvorené voľným vláknitým väzivom pokrytým vrstevnatým epitelom. V sliznici hrtana, v lamina propria, sú jednoduché zmiešané slizničné bielkoviny.
Funkcie hrtana:
- vedenie vzduchu a klimatizácia;
- účasť na prejave;
- sekrečnú funkciu;
- bariérová a ochranná funkcia.
- sliznica;
- submukóza;
- fibrokartilaginózne;
- náhodný.
Submukóza tvorený voľným vláknitým spojivovým tkanivom, v ktorom sú uložené zložité hlienovo-proteínové tracheálne žľazy. Ich tajomstvo zvlhčuje povrch epitelu, obsahuje sekrečné protilátky.
Fibrocartilaginózna membrána pozostáva z gliového chrupavkového tkaniva, ktoré tvorí 20 polkruhov, a hustého vláknitého spojivového tkaniva perichondria. Na zadnej ploche priedušnice sú konce chrupkových polkruhov spojené zväzkami hladkých myocytov, čo uľahčuje prechod potravy cez pažerák, ktorý leží za priedušnicou.
Škrupina Adventitia tvorené voľným vláknitým spojivovým tkanivom. Priedušnica na dolnom konci je rozdelená na 2 vetvy, tvoriace hlavné priedušky, ktoré sú súčasťou koreňov pľúc. Bronchiálny strom začína hlavnými prieduškami. Delí sa na extrapulmonálnu a intrapulmonálnu časť.
5. Štruktúra pľúc Hlavné funkcie pľúc:
- výmena plynu;
- termoregulačná funkcia;
- účasť na regulácii acidobázickej rovnováhy;
- regulácia zrážanlivosti krvi – pľúca tvoria veľké množstvá tromboplastínu a heparínu, ktoré sa podieľajú na činnosti koagulačne-antigoagulačného krvného systému;
- regulácia metabolizmu voda-soľ;
- regulácia erytropoézy sekréciou erytropoetínu;
- imunologická funkcia;
- účasť na metabolizme lipidov.
- intrapulmonálne priedušky (bronchiálny strom)
- početné aciny, ktoré tvoria pľúcny parenchým.
6. Štruktúra priedušiek Bronchálna stena pozostáva zo 4 škrupín :
- sliznica;
- submukóza;
- fibrokartilaginózne;
- náhodný.
Vnútorná sliznica pozostáva z troch vrstiev:
- viacradový ciliovaný epitel;
- vlastné
- svalové platničky.
- sekrečné bunky, ktoré vylučujú enzýmy degradujúce povrchovo aktívne látky;
- bunky bez rias (možno vykonávajúce funkciu receptora);
- okrajové bunky, hlavnou funkciou týchto buniek je chemorecepcia;
- riasnaté;
- pohár;
- endokrinný.
Svalová doska sliznice tvorené tkanivom hladkého svalstva.
Submukóza reprezentované voľným vláknitým spojivovým tkanivom. Obsahuje koncové úseky zmiešaných hlienovo-bielkovinových žliaz. Výlučok žliaz zvlhčuje sliznicu .
Fibrocartilaginózna membrána tvorené chrupavkovitými a hustými vláknitými spojivovými tkanivami. Škrupina Adventitia reprezentované voľným vláknitým spojivovým tkanivom.
V celom bronchiálnom strome sa štruktúra týchto membrán mení. Stena hlavného bronchu neobsahuje polkruhy, ale uzavreté chrupavkové krúžky. V stene veľkých priedušiek tvorí chrupavka niekoľko platní. Ich počet a veľkosť sa zmenšujú, keď sa zmenšuje priemer bronchu. V prieduškách stredného kalibru je hyalínové tkanivo chrupavky nahradené elastickým. V malokalibrových prieduškách chrupavka úplne chýba. Mení sa aj epitel. Vo veľkých prieduškách je viacradový, postupne sa stáva dvojradovým a v koncových bronchioloch prechádza do jednoradového kubického. V epiteli sa počet pohárikovitých buniek znižuje. Hrúbka lamina propria sa zmenšuje, zatiaľ čo sval sa naopak zväčšuje. Pri malokalibrových prieduškách zanikajú žľazy v podslizničnej vrstve, inak by tu hlien uzavrel úzky priesvit priedušky. Hrúbka adventívnej membrány sa zmenšuje.
Dýchacie cesty končia terminálne bronchioly s priemerom do 0,5 mm. Ich stenu tvorí sliznica. Epitel je jednovrstvový kubický ciliát. Skladá sa z riasinkových, kefových, bezokrajových buniek a sekrečné bunky Clara. Vlastná vrstva je tvorená voľným vláknitým spojivovým tkanivom, ktoré prechádza do interlobulárneho voľného vláknitého spojivového tkaniva pľúc. Lamina propria obsahuje zväzky hladkých myocytov a pozdĺžne zväzky elastických vlákien.
7. Respiračný úsek pľúc Štrukturálna a funkčná jednotka dýchacieho oddelenia je acinus. Acinus je systém dutých štruktúr s alveolami, v ktorých prebieha výmena plynov.
Acinus začína respiračným alebo alveolárnym bronchiolom 1. rádu, ktorý sa dichotomicky sekvenčne delí na respiračné bronchioly 2. a 3. rádu. Dýchacie bronchioly obsahujú malý počet alveol, zvyšok ich steny tvorí sliznica s kubickým epitelom, tenká submukóza a adventícia. Respiračné bronchioly 3. rádu sa dichotomicky delia a tvoria alveolárne pasáže s veľkým počtom alveol a podľa toho aj menšie plochy lemované kubickým epitelom. Alveolárne priechody prechádzajú do alveolárnych vakov, ktorých steny sú úplne tvorené alveolami, ktoré sú vo vzájomnom kontakte, a chýbajú oblasti lemované kubickým epitelom.
Alveolus
- štruktúrna a funkčná jednotka acinus... Vyzerá ako otvorená vezikula, lemovaná zvnútra jednovrstvovým dlaždicovým epitelom. Počet alveol je asi 300 miliónov a ich plocha je asi 80 metrov štvorcových. Alveoly sú priľahlé k sebe, medzi nimi sú interalveolárne steny, ktoré zahŕňajú tenké vrstvy voľného vláknitého spojivového tkaniva s hemokapilárami, elastickými, kolagénovými a retikulárnymi vláknami. Medzi alveolami sa našli póry, ktoré ich spájajú. Tieto póry umožňujú prenikanie vzduchu z jednej alveoly do druhej a tiež zabezpečujú výmenu plynov v alveolárnych vakoch, ktorých vlastné dýchacie cesty sú v dôsledku patologického procesu uzavreté.
Alveolárny epitel pozostáva z 3 typov alveolocytov:
- alveolocyty Typ I alebo respiračné alveolocyty, cez ne dochádza k výmene plynov a podieľajú sa aj na tvorbe vzduchovo-krvnej bariéry, ktorá zahŕňa tieto štruktúry - hemokapilárny endotel, bazálna membrána endotelu kontinuálneho typu, bazálna membrána alveolárneho epitelu (dva bazál. membrány tesne priliehajú k sebe a sú vnímané ako jedna); alveolocyt typu I; povrchovo aktívna vrstva lemujúca povrch alveolárneho epitelu;
- alveolocyty Typ II alebo veľké sekrečné alveolocyty, tieto bunky produkujú povrchovo aktívna látka- látka glykolipidovo-proteínovej povahy. Povrchovo aktívna látka sa skladá z dvoch častí (fáz) - spodnej (hypofázy). Hypofáza vyhladzuje nerovnosti povrchu epitelu alveol, tvoria ju tubuly, ktoré tvoria mriežkovú štruktúru, povrchovú (apofáza). Apofáza tvorí fosfolipidovú monovrstvu s orientáciou hydrofóbnych častí molekúl smerom k alveolárnej dutine.
- znižuje povrchové napätie alveol a zabraňuje ich kolapsu;
- zabraňuje poteniu tekutiny z ciev do alveolárnej dutiny a rozvoju pľúcneho edému;
- má baktericídne vlastnosti, pretože obsahuje sekrečné protilátky a lyzozým;
- podieľa sa na regulácii funkcií imunokompetentných buniek a alveolárnych makrofágov.
- alveolocyty Typ III alebo alveolárne makrofágy, ktoré priľnú k iným bunkám. Pochádzajú z krvných monocytov. Funkciou alveolárnych makrofágov je podieľať sa na imunitných reakciách a na práci systému surfaktant-antisurfaktant (rozklad surfaktantu).
8. Krvné zásobenie pľúc Prívod krvi do pľúc ide na 2 cievnych systémoch:
- pľúcna tepna privádza venóznu krv do pľúc... Jeho vetvy sú rozdelené na kapiláry, ktoré obklopujú alveoly a podieľajú sa na výmene plynov. Kapiláry sa zhromažďujú v systéme pľúcnych žíl a nesú arteriálnu krv bohatú na kyslík;
- bronchiálne tepny odchádzajú z aorty a vykonávajú trofizmus pľúc... Ich vetvy idú pozdĺž bronchiálneho stromu až po alveolárne priechody. Tu, z arteriol do alveol, kapiláry navzájom anastomózne odchádzajú. Na vrchole alveol prechádzajú kapiláry do venulov. Medzi cievami dvoch arteriálnych systémov sú anastomózy.
Znížiť výška epiteliálnej vrstvy sliznica (od viacradovej cylindrickej po dvojradovú a potom jednoradovú v malokalibrových prieduškách a jednoradovú kubickú v koncových bronchioloch) s postupným znižovaním počtu a potom vymiznutím pohárikovitých buniek. V distálnych oblastiach terminálnych bronchiolov chýbajú ciliárne bunky, ale existujú bronchiolárne exokrinocyty.
Znížiť hrúbka sliznice.
Vzostupne množstvo elastických vlákien.
Zvýšenie množstva GMC, takže s poklesom kalibru priedušiek sa svalová vrstva sliznice stáva výraznejšou.
Znížiť veľkosti tanierov a ostrovčekov tkanivo chrupavky s jeho následným zánikom.
Zníženie počtu slizničných žliaz s ich vymiznutím v malokalibrových prieduškách a v bronchioloch.
Respiračné oddelenie
Dýchací úsek dýchacej sústavy tvoria parenchýmové orgány – pľúca. Dýchacia časť pľúc vykonáva funkciu vonkajšieho dýchania - výmenu plynov medzi dvoma prostrediami - vonkajším a vnútorným. Pojem dýchacieho oddelenia je spojený s pojmom acinus a pľúcny lalok.
Acinus
Dýchacia časť je súbor acini. Acinus začína respiračným bronchiolom prvého rádu, ktorý sa dichotomicky delí na respiračné bronchioly druhého a potom tretieho rádu. Každý respiračný bronchiol tretieho rádu je rozdelený na alveolárne priechody, ktoré prechádzajú do vestibulu a ďalej do alveolárnych vakov. Alveoly sa otvárajú do lúmenu dýchacích bronchiolov a alveolárnych priechodov. Vestibul a alveolárne vaky sú vlastne dutiny tvorené alveolami. Pľúca zabezpečujú funkciu vonkajšieho dýchania – výmenu plynov medzi krvou a vzduchom. Štrukturálne funkčnou jednotkou dýchacieho oddelenia je acinus, ktorý je konečným rozvetvením terminálneho bronchiolu. 12-18 acini tvorí lalôčik pľúc. Lobuly sú oddelené tenkými vrstvami spojivového tkaniva, majú tvar pyramídy s vrcholom, cez ktorý vstupujú bronchioly a krvné cievy, ktoré ich sprevádzajú. Lymfatické cievy sú umiestnené pozdĺž okraja lalokov. Základňa laloku smeruje von, k povrchu pľúc, pokrytá viscerálnou pleurou. Koncový bronchiol vstupuje do lalôčika, rozvetvuje sa a vedie k vzniku acini pľúc.
Pľúcny acinus... Pľúcne acini tvoria dýchacie oddelenie pľúc. Dýchacie bronchioly prvého rádu sa odchyľujú od terminálnych bronchiolov, z ktorých vznikajú acini. Bronchioly sa delia na respiračné bronchioly druhého a tretieho rádu. Každý z nich je rozdelený na dva alveolárne priechody. Každý alveolárny priechod prechádza cez vestibul do dvoch alveolárnych vakov. V stenách dýchacích bronchiolov a alveolárnych priechodov sú vakové výbežky - alveoly. Alveoly tvoria vestibuly a alveolárne vaky. Medzi acini sú tenké vrstvy spojivového tkaniva. Pľúcny lalok obsahuje 12-18 acini.
Pľúcny predtýmlka
Pľúcny lalok pozostáva z 12-18 acini, oddelených tenkými vrstvami spojivového tkaniva. Neúplné vláknité interlobulárne septa oddeľujú susedné laloky od seba.
Pľúcny lalok... Pľúcne laloky sú pyramídové s vrcholom, cez ktorý vstupuje krvná cieva a terminálny bronchiol. Základňa laloku smeruje von, smerom k povrchu pľúc. Priedušnica, prenikajúca do lalôčika, sa vetví a dáva vznik respiračným bronchiolom, ktoré sú súčasťou pľúcnych acini. Tie majú tiež tvar pyramíd so základňou smerom von.
Alveoly
Alveoly sú lemované jednou vrstvou epitelu umiestnenou na bazálnej membráne. Bunkové zloženie epitelu tvoria pneumocyty typu I a II. Bunky vytvárajú medzi sebou tesné kontakty. Alveolárny povrch je pokrytý tenkou vrstvou vody a povrchovo aktívnej látky. Alveoly- vrecovité dutiny oddelené tenkými prepážkami. Vonku krvné kapiláry tesne priliehajú k alveolám a tvoria hustú sieť. Kapiláry sú obklopené elastickými vláknami, ktoré splietajú alveoly vo forme zväzkov. Alveola je vystlaná jednovrstvovým epitelom. Cytoplazma väčšiny epitelových buniek je maximálne sploštená (pneumocyty typu I). Obsahuje veľa pinocytických vezikúl. Pinocytické vezikuly sú tiež bohaté na skvamózne endotelové bunky kapilár. Medzi pneumocytmi typu I sú kubické bunky - pneumocyty typu II. Vyznačujú sa prítomnosťou lamelárnych teliesok obsahujúcich povrchovo aktívnu látku v cytoplazme. Surfaktant sa vylučuje do alveolárnej dutiny a vytvára monomolekulárny film na povrchu tenkej vrstvy vody pokrývajúcej alveolárny epitel. Makrofágy môžu migrovať z interalveolárnych sept do lúmenu alveol. Pohybujú sa po povrchu alveol a vytvárajú početné cytoplazmatické procesy, pomocou ktorých zachytávajú cudzie častice, ktoré prichádzajú so vzduchom.
Pneumocyty typ I
Pneumocyty I. typu (respiračné pneumocyty) pokrývajú takmer 95 % alveolárneho povrchu. Sú to ploché bunky so sploštenými výrastkami; výrastky susedných buniek sa navzájom prekrývajú, posúvajú sa pri nádychu a výdychu. Na periférii cytoplazmy je veľa pinocytických vezikúl. Bunky sa nedokážu deliť. Funkciou pneumocytov typu I je účasť na výmene plynov. Tieto bunky sú súčasťou vzduchovo-krvnej bariéry.
Pneumocyty typ II
Pneumocyty typu II produkujú, akumulujú a vylučujú zložky surfaktantu – surfaktant. Bunky sú kubického tvaru. Sú vložené medzi pneumocyty typu I, ktoré sa týčia nad nimi; občas tvoria skupiny 2-3 buniek. Na apikálnom povrchu majú pneumocyty typu II mikroklky. Charakteristickým znakom týchto buniek je prítomnosť lamelárnych teliesok s priemerom 0,2–2 µm v cytoplazme. Membránou uzavreté telieska sa skladajú z koncentrických vrstiev lipidov a proteínov. Lamelárne telieska pneumocytov typu II sú klasifikované ako organely podobné lyzozómom, ktoré akumulujú novosyntetizované a recyklované povrchovo aktívne zložky.
Interalveolárne oddiel
Interalveolárna priehradka obsahuje kapiláry uzavreté v sieti elastických vlákien, ktoré obklopujú alveoly. Endotel alveolárnej kapiláry sú sploštené bunky obsahujúce pinocytické vezikuly v cytoplazme. V interalveolárnych septách sú malé otvory - alveolárne póry. Tieto póry vytvárajú príležitosť na prechod vzduchu z jednej alveoly do druhej, čo uľahčuje výmenu vzduchu. Alveolárne makrofágy tiež migrujú cez póry v interalveolárnych septách.
Pľúcny parenchým má hubovitý vzhľad v dôsledku prítomnosti mnohých alveol (1), oddelených tenkými interalveolárnymi septami (2). Farbenie hematoxylínom a eozínom.
Aerogematická bariéra
K výmene plynov medzi alveolárnou dutinou a kapilárnym lúmenom dochádza jednoduchou difúziou plynov v súlade s ich koncentráciami v kapilárach a alveolách. V dôsledku toho, čím menej štruktúr medzi alveolárnou dutinou a kapilárnym lúmenom, tým účinnejšia je difúzia. Pokles difúznej dráhy sa dosiahne v dôsledku sploštenia buniek - pneumocytov typu I a endotelu kapilár, ako aj v dôsledku fúzie bazálnych membrán endotelu kapilár a pneumocytov typu I a vytvorenia jednej spoločnej membrány. Aerogematická bariéra je teda tvorená: alveolárnymi bunkami typu I (0,2 µm), spoločnou bazálnou membránou (0,1 µm), sploštenou časťou kapilárnej endotelovej bunky (0,2 µm). Celkovo to predstavuje asi 0,5 mikrónu.
Respiračné výmena CO 2. CO 2 sa krvou transportuje hlavne vo forme hydrogénuhličitanového iónu HCO 3 - v zložení plazmy. V pľúcach, kde pО 2 = 100 mm Hg, dochádza k disociácii deoxyhemoglobín – H + komplexu erytrocytov krvi dodávanej do alveolárnych kapilár z tkanív. HCO 3 - transportovaný z plazmy do erytrocytov výmenou za intracelulárny Cl - pomocou špeciálneho aniónomeniča (proteínový pás 3) a spája sa s iónmi H +, pričom vzniká CO 2 H 2 O; deoxyhemoglobín erytrocytov viaže O 2, čím vzniká oxyhemoglobín. CO 2 sa uvoľňuje do lúmenu alveol.
Vzduch-krvná bariéra- súbor štruktúr, ktorými plyny difundujú do pľúc. Výmena plynov prebieha cez sploštenú cytoplazmu pneumocytov typu I a kapilárnych endotelových buniek. Bariéra zahŕňa aj bazálnu membránu spoločnú pre alveolárny epitel a endotel kapilár.
Intersticiálna priestor
Zhrubnutý úsek alveolárnej steny, kde nedochádza k splynutiu bazálnych membrán endotelu kapilár a alveolárneho epitelu (tzv. „hrubá strana“ alveolárnej kapiláry), pozostáva z väziva a obsahuje kolagén a elastické vlákna, ktoré vytvárajú štrukturálny rámec alveolárnej steny, proteoglykány, fibroblasty a žírne bunky, makrofágy, lymfocyty. Takéto oblasti sa nazývajú intersticiálny priestor (interstitium).
Povrchovo aktívna látka
Celkové množstvo povrchovo aktívnej látky v pľúcach je extrémne malé. Na 1 m2 alveolárneho povrchu pripadá asi 50 mm3 povrchovo aktívnej látky. Hrúbka jeho filmu je 3 % z celkovej hrúbky vzduchovo-krvnej bariéry. Hlavné množstvo povrchovo aktívnej látky sa tvorí v plode po 32. týždni tehotenstva, maximálne množstvo dosahuje v 35. týždni. Pred narodením sa tvorí nadbytok povrchovo aktívnej látky. Po narodení je tento prebytok odstránený alveolárnymi makrofágmi. K odstraňovaniu povrchovo aktívnej látky z alveol dochádza niekoľkými spôsobmi: cez bronchiálny systém, cez lymfatický systém a pomocou alveolárnych makrofágov. Po sekrécii do tenkej vrstvy vody pokrývajúcej alveolárny epitel prechádza povrchovo aktívna látka štrukturálnymi zmenami: vo vodnej vrstve nadobudne povrchovo aktívna látka retikulárnu formu, známu ako tubulárny myelín, bohatú na apoproteíny; potom sa povrchovo aktívna látka preusporiada do súvislej monovrstvy.
Povrchovo aktívna látka sa pravidelne inaktivuje a premieňa na malé povrchovo neaktívne agregáty. Približne 70–80 % týchto agregátov je zachytených pneumocytmi typu II, obsiahnutými vo fagolyzozómoch, a potom katabolizovaných alebo opätovne použitých. Alveolárne makrofágy fagocytujú zvyšok skupiny malých agregátov povrchovo aktívnych látok. Výsledkom je, že lamelárne povrchovo aktívne agregáty ("penový" makrofág) obklopené membránou sa tvoria a hromadia sa v makrofágu. Súčasne dochádza k progresívnej akumulácii extracelulárneho surfaktantu a bunkového odpadu v alveolárnom priestore, znižujú sa možnosti výmeny plynov a vzniká klinický syndróm alveolárnej proteinózy.
Syntéza a sekrécia surfaktantu pneumocytmi typu II je dôležitou udalosťou pri vnútromaternicovom vývoji pľúc. Funkciou povrchovo aktívnej látky je znížiť sily povrchového napätia alveol a zvýšiť elasticitu pľúcneho tkaniva. Surfaktant zabraňuje kolapsu alveol na konci výdychu a umožňuje otvorenie alveol pri zníženom vnútrohrudnom tlaku. Z fosfolipidov, ktoré tvoria povrchovo aktívnu látku, je mimoriadne dôležitý lecitín. Pomer obsahu lecitínu k obsahu sfingomyelínu v plodovej vode nepriamo charakterizuje množstvo intraalveolárneho surfaktantu a stupeň zrelosti pľúc. Skóre 2:1 alebo vyššie je znakom funkčnej zrelosti pľúc.
Počas posledných dvoch mesiacov prenatálneho a niekoľkých rokov postnatálneho života sa počet terminálnych vakov neustále zvyšuje. Zrelé alveoly pred narodením chýbajú.
Pľúcny surfaktant - emulzia fosfolipidov, bielkovín a sacharidov; 80 % tvoria glycerofosfolipidy, 10 % cholesterol a 10 % proteíny.Asi polovicu proteínov povrchovo aktívnych látok tvoria plazmatické proteíny (hlavne albumín) a IgA. Povrchovo aktívna látka obsahuje množstvo jedinečných proteínov, ktoré podporujú adsorpciu dipalmitoylfosfatidylcholínu na rozhraní medzi dvoma fázami. Medzi bielkovinami
Respiračné núdzový syndróm novorodencov sa vyvíja u predčasne narodených detí v dôsledku nezrelosti pneumocytov typu II. V dôsledku nedostatočného množstva povrchovo aktívnej látky vylučovanej týmito bunkami na povrchu alveol sa ukázalo, že alveoly sú rozvinuté (atelektáza). V dôsledku toho sa vyvíja respiračné zlyhanie. V dôsledku alveolárnej atelektázy dochádza k výmene plynov cez epitel alveolárnych priechodov a respiračných bronchiolov, čo vedie k ich poškodeniu.
Alveolárny makrofág... Baktérie v alveolárnom priestore sú pokryté povrchovo aktívnym filmom, ktorý aktivuje makrofágy. Bunka tvorí cytoplazmatické výrastky, pomocou ktorých sú baktérie opsonizované fagocytmi povrchovo aktívnej látky.
Prezentácia antigénu bunky
Dendritické bunky a intraepiteliálne dendrocyty patria do systému mononukleárnych fagocytov, sú hlavnými bunkami pľúc prezentujúcimi Ag. Dendritické bunky a intraepiteliálne dendrocyty sú najviac zastúpené v horných dýchacích cestách a priedušnici. S poklesom kalibru priedušiek sa počet týchto buniek znižuje. Ako Ar predstavujúce pľúcne intraepiteliálne dendrocyty a dendritické bunky. exprimujú molekuly MHC I a MHC II.
dendritický bunky
Dendritické bunky sa nachádzajú v pohrudnici, interalveolárnych septách, peribronchiálnom spojivovom tkanive, v lymfoidnom tkanive priedušiek. Dendritické bunky, ktoré sa odlišujú od monocytov, sú dosť mobilné a môžu migrovať v medzibunkovej látke spojivového tkaniva. V pľúcach sa objavujú ešte pred narodením. Dôležitou vlastnosťou dendritických buniek je ich schopnosť stimulovať proliferáciu lymfocytov. Dendritické bunky majú predĺžený tvar a početné dlhé výbežky, nepravidelne tvarované jadro
a typické bunkové organely sú bohaté. Fagozómy chýbajú, pretože dendritické bunky nemajú prakticky žiadnu fagocytárnu aktivitu.
Bunky prezentujúce antigén v pľúcach... Dendritické bunky vstupujú do pľúcneho parenchýmu s krvou. Niektoré z nich migrujú do epitelu intrapulmonálnych dýchacích ciest a diferencujú sa na intraepiteliálne dendrocyty. Tie zachytia Ag a prenesú ho do regionálneho lymfoidného tkaniva. Tieto procesy sú riadené cytokínmi.
Intraepiteliálne dendrocyty
Intraepiteliálne dendrocyty sú prítomné iba v epiteli dýchacích ciest a chýbajú v alveolárnom epiteli. Tieto bunky sa diferencujú od dendritických buniek, pričom takáto diferenciácia je možná len v prítomnosti epitelových buniek. Prepojené cytoplazmatickými procesmi prenikajúcimi medzi epitelové bunky tvoria intraepiteliálne dendrocyty dobre vyvinutú intraepiteliálnu sieť. Intraepiteliálne dendrocyty sú morfologicky podobné dendritickým bunkám. Charakteristickým znakom intraepiteliálnych dendrocytov je prítomnosť špecifických elektróndenzných granúl v cytoplazme vo forme tenisovej rakety s lamelárnou štruktúrou. Tieto granuly sa podieľajú na zachytávaní Ag bunkou na jeho následné spracovanie.
Makrofágy
Makrofágy tvoria 10-15% všetkých buniek v alveolárnych septách. Na povrchu makrofágov je veľa mikrozáhybov Bunky tvoria pomerne dlhé cytoplazmatické procesy, ktoré umožňujú makrofágom migrovať cez interalveolárne póry. Vo vnútri alveoly sa makrofágy môžu pomocou procesov prichytiť na povrch alveol a zachytiť častice.
Vyplňte tabuľku samokontroly:
Alveolárne makrofágy pochádzajú z krvných monocytov alebo histiocytov spojivového tkaniva a pohybujú sa pozdĺž povrchu alveol, zachytávajú cudzie častice, ktoré prichádzajú so vzduchom, a epitelové bunky sú zničené. Okrem ochrannej funkcie sa makrofágy podieľajú aj na imunitných a reparačných reakciách.
Obnovu epitelovej výstelky alveol vykonávajú alveolocyty typu II.
Počas štúdia pohrudnice zistite, že viscerálna pohrudnica je pevne spojená s pľúcami a líši sa od parietálnej v kvantitatívnom obsahu elastických vlákien a hladkých myocytov.
Štrukturálnou a funkčnou jednotkou dýchacieho oddelenia je acinus. Acinus je systém dutých štruktúr s alveolami, v ktorých prebieha výmena plynov.
Acinus začína respiračným alebo alveolárnym bronchiolom 1. rádu, ktorý sa dichotomicky sekvenčne delí na respiračné bronchioly 2. a 3. rádu. Dýchacie bronchioly obsahujú malý počet alveol, zvyšok ich steny tvorí sliznica s kubickým epitelom, tenká submukóza a adventícia. Respiračné bronchioly 3. rádu sa dichotomicky delia a tvoria alveolárne pasáže s veľkým počtom alveol a podľa toho aj menšie plochy lemované kubickým epitelom. Alveolárne priechody prechádzajú do alveolárnych vakov, ktorých steny sú úplne tvorené alveolami, ktoré sú vo vzájomnom kontakte, a chýbajú oblasti lemované kubickým epitelom.
Alveolus- štruktúrna a funkčná jednotka acinus. Vyzerá ako otvorená vezikula, lemovaná zvnútra jednovrstvovým dlaždicovým epitelom. Počet alveol je asi 300 miliónov a ich plocha je asi 80 metrov štvorcových. Alveoly sú priľahlé k sebe, medzi nimi sú interalveolárne steny, ktoré zahŕňajú tenké vrstvy voľného vláknitého spojivového tkaniva s hemokapilárami, elastickými, kolagénovými a retikulárnymi vláknami. Medzi alveolami sa našli póry, ktoré ich spájajú. Tieto póry umožňujú prenikanie vzduchu z jednej alveoly do druhej a tiež zabezpečujú výmenu plynov v alveolárnych vakoch, ktorých vlastné dýchacie cesty sú v dôsledku patologického procesu uzavreté.
Alveolárny epitel pozostáva z 3 typov alveolocytov:
alveolocyty I. typu alebo respiračné alveolocyty, cez ktoré prebieha výmena plynov a podieľajú sa aj na tvorbe vzduchovo-krvnej bariéry, ktorá zahŕňa tieto štruktúry - hemokapilárny endotel, bazálna membrána endotelu kontinuálneho typu, bazálna membrána alveolárneho epitelu (dve bazálne membrány tesne priliehajú k sebe a sú vnímané ako jedna); alveolocyt typu I; povrchovo aktívna vrstva lemujúca povrch alveolárneho epitelu;
alveolocyty typu II alebo veľké sekrečné alveolocyty, tieto bunky produkujú surfaktant – látku glykolipidovo-proteínovej povahy. Povrchovo aktívna látka sa skladá z dvoch častí (fáz) - spodnej (hypofázy). Hypofáza vyhladzuje nerovnosti povrchu epitelu alveol, tvoria ju tubuly, ktoré tvoria mriežkovú štruktúru, povrchovú (apofáza). Apofáza tvorí fosfolipidovú monovrstvu s orientáciou hydrofóbnych častí molekúl smerom k alveolárnej dutine.
Povrchovo aktívna látka má niekoľko funkcií:
znižuje povrchové napätie alveol a zabraňuje ich kolapsu;
zabraňuje poteniu tekutiny z ciev do alveolárnej dutiny a rozvoju pľúcneho edému;
má baktericídne vlastnosti, pretože obsahuje sekrečné protilátky a lyzozým;
podieľa sa na regulácii funkcií imunokompetentných buniek a alveolárnych makrofágov.
Povrchovo aktívna látka sa neustále vymieňa. V pľúcach existuje takzvaný systém povrchovo aktívnych látok-antisurfaktantov. Alveolocyty typu II vylučujú surfaktant. A stará povrchovo aktívna látka je zničená sekréciou zodpovedajúcich enzýmov Clara sekrečných buniek priedušiek a bronchiolov, samotných alveolocytov typu II, ako aj alveolárnych makrofágov.
Alveolocyty typu III alebo alveolárne makrofágy, ktoré priľnú k iným bunkám. Pochádzajú z krvných monocytov. Funkciou alveolárnych makrofágov je podieľať sa na imunitných reakciách a na práci systému surfaktant-antisurfaktant (rozklad surfaktantu).
Vonku sú pľúca pokryté pleurou, ktorá pozostáva z mezotelu a vrstvy voľného vláknitého voľného spojivového tkaniva.
Niekoľko desiatok alveol sa nachádza na stenách alveolárnych priechodov a alveolárnych vakov. Ich celkový počet u dospelých dosahuje v priemere 300 - 400 mil.. Povrch všetkých alveol pri maximálnom vdýchnutí u dospelého človeka môže dosiahnuť 100 m2 a pri výdychu sa zmenšuje 2 - 2,5-krát. Medzi alveolami sú tenké priečky spojivového tkaniva, pozdĺž ktorých prechádzajú krvné kapiláry.
Medzi alveolami sú správy vo forme otvorov s priemerom asi 10 - 15 mikrónov (alveolárne póry).
Alveoly vyzerajú ako otvorená bublina. Vnútorný povrch je lemovaný dvoma hlavnými typmi buniek: respiračnými alveolárnymi bunkami (alveolocyty typu I) a veľkými alveolárnymi bunkami (alveolocyty typu II). Okrem toho u zvierat sú v alveolách bunky typu III - limbed.
Alveolocyty typu I majú nepravidelný, sploštený, predĺžený tvar. Na voľnom povrchu cytoplazmy týchto buniek sú veľmi krátke cytoplazmatické výrastky smerujúce k alveolárnej dutine, čo výrazne zväčšuje celkovú plochu kontaktu vzduchu s povrchom epitelu. V ich cytoplazme sa nachádzajú malé mitochondrie a pinocytické vezikuly.
Dôležitou zložkou vzduchovo-krvnej bariéry je alveolárny komplex povrchovo aktívnej látky. Zohráva dôležitú úlohu v prevencii kolapsu alveol pri výdychu, ako aj v zabránení ich prenikaniu cez alveolárnu stenu mikroorganizmov z vdychovaného vzduchu a extravazácii tekutiny z kapilár interalveolárnych sept do alveol. Povrchovo aktívna látka pozostáva z dvoch fáz: membránovej a kvapalnej (hypofáza). Biochemická analýza povrchovo aktívnej látky ukázala, že obsahuje fosfolipidy, proteíny a glykoproteíny.
Alveolocyty typu II sú o niečo väčšie na výšku ako bunky typu I, ale ich cytoplazmatické procesy sú naopak krátke. V cytoplazme sa nachádzajú väčšie mitochondrie, lamelárny komplex, osmiofilné telieska a endoplazmatické retikulum. Tieto bunky sa tiež nazývajú sekrečné bunky, pretože majú schopnosť vylučovať lipoproteínové látky.
V stene alveol sa tiež nachádzajú kefové bunky a makrofágy obsahujúce zachytené cudzorodé častice a prebytok povrchovo aktívnej látky. Významné množstvo lipidových kvapiek a lyzozómov sa vždy nachádza v cytoplazme makrofágov. Oxidáciu lipidov v makrofágoch sprevádza uvoľňovanie tepla, ktoré ohrieva vdychovaný vzduch.
Povrchovo aktívna látka
Celkové množstvo povrchovo aktívnej látky v pľúcach je extrémne malé. Na 1 m2 alveolárneho povrchu pripadá asi 50 mm3 povrchovo aktívnej látky. Hrúbka jeho filmu je 3 % z celkovej hrúbky vzduchovo-krvnej bariéry. Surfaktantové zložky vstupujú do alveolocytov typu II z krvi.
Je možná aj ich syntéza a ukladanie v lamelárnych telieskach týchto buniek. 85 % zložiek povrchovo aktívnej látky sa znovu použije a len malé množstvo sa znovu syntetizuje. K odstraňovaniu povrchovo aktívnej látky z alveol dochádza niekoľkými spôsobmi: cez bronchiálny systém, cez lymfatický systém a pomocou alveolárnych makrofágov. Hlavné množstvo povrchovo aktívnej látky sa tvorí po 32. týždni tehotenstva, maximálne množstvo dosahuje v 35. týždni. Pred narodením sa tvorí nadbytok povrchovo aktívnej látky. Po narodení je tento prebytok odstránený alveolárnymi makrofágmi.
Syndróm respiračnej tiesne novorodencov sa vyvíja u predčasne narodených detí v dôsledku nezrelosti alveolocytov typu II. V dôsledku nedostatočného množstva povrchovo aktívnej látky vylučovanej týmito bunkami na povrchu alveol sa ukázalo, že alveoly sú rozvinuté (atelektáza). V dôsledku toho sa vyvíja respiračné zlyhanie. V dôsledku atelektázy alveol dochádza k výmene plynov cez epitel alveolárnych priechodov a respiračných bronchiolov, čo vedie k ich poškodeniu.
Zloženie. Pľúcny surfaktant je emulzia fosfolipidov, bielkovín a sacharidov, 80 % sú glycerofosfolipidy, 10 % sú cholesterol a 10 % sú proteíny. Emulzia tvorí monomolekulárnu vrstvu na povrchu alveol. Hlavnou povrchovo aktívnou zložkou je dipalmitoylfosfatidylcholín, nenasýtený fosfolipid, ktorý tvorí viac ako 50 % povrchovo aktívnych fosfolipidov. Povrchovo aktívna látka obsahuje množstvo jedinečných proteínov, ktoré podporujú adsorpciu dipalmitoylfosfatidylcholínu na rozhraní medzi dvoma fázami. Medzi povrchovo aktívnymi proteínmi sa rozlišujú SP-A, SP-D. Proteíny SP-B, SP-C a povrchovo aktívne glycerofosfolipidy sú zodpovedné za zníženie povrchového napätia na rozhraní vzduch-kvapalina a proteíny SP-A a SP-D sa podieľajú na lokálnych imunitných odpovediach, sprostredkujúcich fagocytózu.
Funkcia dýchacia časť pľúc - výmena plynu.
Štrukturálna a funkčná jednotka dýchacieho oddelenia - acinus... Acinus je systém dutých štruktúr s alveoly v ktorom prebieha výmena plynu.
Acinus sa tvorí:
- respiračné bronchioly 1., 2. a 3. rádu ktoré sú dôsledne dichotomicky rozdelené;
- alveolárne priechody
- alveolárne vaky .
12-18 acini tvoria pľúcny lalok.
Respiračné bronchioly obsahujú malý počet alveol, po zvyšok dĺžky je ich stena podobná stene terminálnych bronchiolov: sliznica s kubickým epitelom, tenká lamina propria s hladkými myocytmi a elastickými vláknami a tenká membrána adventicia. V distálnom smere (od bronchiolov 1. rádu po bronchioly 3. rádu) sa počet alveolov zvyšuje, medzery medzi nimi sa zmenšujú.
Alveolárne pasáže vznikajú pri dichotomickom delení dýchacích bronchiolov 3. rádu; ich stenu tvoria alveoly, medzi ktorými sú pri ústí alveol prstencovito usporiadané lúče hladkých myocytov, vyčnievajúce do lúmenu (vo forme "gombíkov"); oblasti lemované kubickým epitelom chýbajú.
Alveolárne pasáže sa stávajú alveolárne vaky- nahromadenie alveol na distálnom okraji alveolárneho priechodu.
Alveoly- zaoblené útvary s priemerom 200-300 mikrónov; sú vystlané jednovrstvovým skvamóznym epitelom a obklopené hustou kapilárnou sieťou. Počet alveol je asi 300 miliónov a ich plocha je asi 80 km.
V epiteli alveolov sú 2 typy buniek - alveolocyty (pneumocyty):
- alveolocyty typu I alebo respiračné alveolocyty;
- alveolocyty typu II alebo veľké sekrečné alveolocyty .
Alveolocyty typu I zaberajú 95-97% povrchu alveol; pozostávajú z hrubšej časti obsahujúcej jadro a veľmi tenkej bezjadrovej časti (s hrúbkou asi 0,2 µm); organely sú slabo vyvinuté, sú tam slabo vyvinuté organely, veľké množstvo pinocytárnych vezikúl. Alveolocyty typu I sú komponenty aero-krvná bariéra , a sú spojené s bunkami typu 2 tesnými kontaktmi.
Alveolocyty typu 2 - väčšie bunky, kubický tvar;
majú dobre vyvinuté organely syntetického aparátu a špeciálne lamelárne osmiofilné granuly - lamelové telesá; obsah granúl sa uvoľňuje do lúmenu alveol, pričom sa tvorí povrchovo aktívna látka.
Funkcie alveolocytov typu 2:
Vývoj a obnova povrchovo aktívnej látky;
Sekrécia lyzozýmu a interferónu;
Neutralizácia oxidantov;
Kambiálne prvky alveolárneho epitelu (rýchlosť obnovy - 1% za deň)
Účasť na regenerácii (napríklad pri resekcii pľúc), pretože tieto bunky sú schopné mitotického delenia.
Povrchovo aktívna látka- vrstva povrchovo aktívnej látky glykolipid-proteínovej povahy; pozostáva z dvoch fáz (častí):
hypofáza - spodný, "tubulárny myelín"; má mriežkový vzhľad; vyhladzuje nepravidelnosti na povrchu epitelu;
apofáza - povrchový monomolekulárny film fosfolipidov.
Funkcie povrchovo aktívnej látky:
Zníženie povrchového napätia filmu tkanivového moku → podporuje expanziu alveol a zabraňuje zlepovaniu ich stien; v prípade porušenia produkcie povrchovo aktívnej látky sa pľúca zrútia (atelektáza);
Protiedémová bariéra → zabraňuje uvoľneniu tekutiny do lumen alveol;
Ochranné (baktericídne, imunomodulačné, stimulácia aktivity alveolárnych makrofágov).
Surfaktant sa neustále obnovuje, na obnove surfaktantu sa podieľajú alveolocyty 2. typu, alveolárne makrofágy a bronchiolárne exokrinocyty (Clarove bunky).
Na konci vnútromaternicového vývoja vzniká povrchovo aktívna látka. Pri jeho nedostatku alebo nedostatku (u predčasne narodených detí) vzniká syndróm respiračnej tiesne, pretože alveoly sa nerozširujú. Sekréciu povrchovo aktívnej látky možno stimulovať kortikosteroidmi.
Aero-krvná bariéra- je to bariéra minimálnej hrúbky (0,2-0,5 mikrónu) medzi lúmenom alveol a kapilárou, ktorá zabezpečuje výmenu plynov (pasívnou difúziou)
Aero-hematologická bariéra zahŕňa nasledujúce štruktúry:
Povrchovo aktívna vrstva lemujúca povrch alveolárneho epitelu;
Zriedená oblasť cytoplazmy alveolocytov typu 1;
Spoločná fúzovaná bazálna membrána alvolocytu a endoteliocytu typu 1;
Zriedená oblasť cytoplazmy kapilárnej endotelovej bunky (kapiláry somatického typu).