Лекція 17: Дихальна система.
план:
1. Загальна морфо-функціональна характеристика дихальної системи.
2. Еволюція дихальної системи.
3. Ембріональні джерела, закладка і розвиток дихальної системи.
4. Вікові зміни в дихальній системі.
5. Гістологічне будова дихальної системи.
Дихальна система виконує наступні функції:
1. Газообмін (збагачення крові киснем, звільнення від вуглекислого газу).
2. Участь в водно-сольовому обміні (пари води у видихуваному повітрі).
3. Видільна функція (в основному летючі речовини, наприклад алкоголь).
4. Депо крові (велика кількість судин).
5. Вироблення факторів регуляції згортання крові (зокрема гепарин і тромбопластин).
6. Участь в обміні жирів (спалювання жирів з використанням виделяювшегося тепла для зігрівання крові).
7. Участь в нюху.
I. Еволюція легеневого дихання. Поява легеневого дихання в еволюційних сходах пов'язано з виходом тварин з водного середовища на сушу. У риб зябровий подих - вода постійно пропускається через зяброві щілини, розчинений у воді кисень збагачує кров.
а) вперше легеневе дихання з'являється в амфібій - причому у них паралельно існує і легеневе дихання і дихання шкіри. Легкі у амфібій прімітвни і являють собою 2 мешковидних випинання, які відкриваються майже безпосередньо в гортань, тому що трахея дуже коротка;
б) у рептилій дихальні мішки розділені перегородками на дольки і мають губчастий вид, більш виражені повітроносні шляхи;
в) у птахів - бронхіальне дерево сильно розгалужене, легкі розділені на сегменти. У птахів є 5 повітроносних мішків - запасні резервуари вдихуваного повітря;
г) у ссавців відзначається подальше подовження дихальних шляхів, збільшення кількості альвеол. Крім сегментів в легенях з'являються частки, з'являється діафрагма.
II. Джерела, закладка та розвиток дихальної системи. Розвиток дихальної системи починається на 3-му тижні ембріонального розвитку. На вентральній стінці переднього відділу I кишки (всередині - матеріал прехордальной пластинки, середній шар - мезенхима, зовні - вісцеральний листок спланхнотома) утворюється сліпе випинання. Це випинання зростає паралельно I кишці, потім сліпий кінець цього випинання починає дихотомически розгалужуватись. З матеріалу прехордальной пластинки утворюються: епітелій респіраторної частини і повітроносних шляхів, епітелій залоз в стінках повітроносних шляхів; з навколишнього мезенхіми утворюються сполучнотканинні елементи і гладеньких м'язів; з вісцеральних листків спланхнотома - вісцеральний листок плеври.
До моменту народження кількість часток, сегментів в основному відповідають кількості цих утворень у дорослих. До народження альвеоли легенів залишаються в спав стані, вистелені кубічним або низкопризматических епітелієм (тобто стінка товста), заполонили тканинної рідиною з домішкою амніотичної рідини. При першому вдиху або крику дитини після народження альвеоли розправляються, заповнюються повітрям, стінка альвеол розтягується - епітелій стає плоским. У мертвонародженого дитини альвеоли залишаються в спав стані, під мікроскопом епітелій легеневих альвеол кубічний або низкопризматических (якщо шматочок легенів кинути в воду - вони тонуть).
Подальший розвиток дихальної системи обуслолено збільшенням кількості і обсягу альвеол, удлиннением воздухопроводящих шляхів. Обсяг легких до 8 років збільшується по сравненіенію з новонародженим в 8 разів, до 12 років - в 10 разів. З 12 річного віку легкі по зовнішньої та внутрішньої будови близькі до таких у дорослих, але повільний розвиток дихальної системи триває до 20-24 річного віку.
Після 70 років в дихальній системі відзначається інволюція:
- стоншується епітелій і потовщується; базальнамембрана епітелію воздухопроводящих шляхів;
- залози воздухопроводящих шляхів починають атрофуватися, їх секрет згущується;
- зменшується кількість гладких клітин в стінках воздухопроводящих шляхів;
- хрящі повітроносних шляхів вапнянистими;
- стоншуються стінки альвеол;
- знижується еластичність стінок альвеол;
- атрофуються і склерозируются стінки респіраторних бронхіол.
III. Будова дихальної системи. Дихальна система складається з воздухопроводящих (повітроносних) шляхів і респіраторного відділу.
Воздухопроводящіе шляхи включають: носову порожнину (з підрядними пазухами), носоглотку, гортань, трахею, бронхи (великі, середні і дрібні), бронхіоли (закінчуються термінальними або кінцевими броніоламі).
Носова порожнина вистелена багаторядним миготливим епітелієм, під епітелієм розташований власна пластика слизової оболонки з пухкої волокнистої сполучної тканини, де імеютсябольшое кількість еластичних волокон, сильно виражене сплетіння кровоносних судин і кінцеві відділи слизових залоз. Судинне сплетіння забезпечує зігрівання проходить повітря. Завдяки наявності на носових раковинах нюхового епітелію (див. Лекцію "Органи почуттів") здійснюється рецепція запахів.
Гортань і трахея мають схожу будову. Складаються з 3-х оболонок - слизова, фіброзно-хрящова і адвентициальная.
I. Слизова оболонка включає:
1. Багаторядний миготливийепітелій (виняток - голосові зв'язки, там багатошаровий плоский незроговілий епітелій).
2. Власна пластинка слизової - з пухкої волокнистої сполучної тканини, містить слизисто-білкові залози. У трахеї додатково є підслизова основа з пухкої волокнистої сполучної тканини з слизисто-білковими залозами.
II. Фіброзно-хрящова оболонка - в гортані: щитовидний і перстнеподібний хрящі з гіалінового хряща, клиновидний і рожковідние хрящі з еластичного хряща; в трахеї: незамкнуті хрящові кільця з гіалінового хряща. Хрящі покриті фіброзним шаром з щільної неоформленої волокнистої сполучної тканини.
III. Адвентіціальная оболонка - з пухкої волокнистої сполучної тканини з судинами і нервовими волокнами.
Бронхи за калібром і особливостям гістологічної будови поділяються на великі, середні і дрібні бронхи.
Епітелій (в цілому тол-щина умень-шается в міру змен-шення діа-метра брон-хів)
Одношаровий мно-горядний Мерца-вальний, з клітин: миготливі, бо-каловідние, ба-зальні, ендокринної-ні
Одношаровий мно-горядний Мерца-вальний з клітин (див. Великібронхи)
Багаторядний? 2-х рядний? Одношаровий циліндричні-кий? Кубічний (крім перечис-них 4-х видів клітин + секретор-ні к. (З-з ферменту руйнує сур-фактант) + каєм--чатие (хеморецеп-тори)
Неповні кільця гіалінового хряща
Невеликі ос-тровкі еластічес-кого хряща
Функції воздухопроводящих шляхів:
- проведення (регульоване!) повітря в респіраторний відділ;
- кондиціювання повітря (зігрівання, зволоження і очищення);
- захисна (лімфоїдна тканина, бактерицидні властивості слизу);
- голосообразование;
- рецепція запахів.
Респіраторний відділ включає респіраторні бронхіоли I, II і III порядку, альвеолярні ходи, альвеолярні мішечки і альвеоли. Респіраторні бронхіоли вистелені кубічним епітелієм, інші оболонки стоншуються, залишаються окремі міоцити, по ходу мають рідко розташовані альвеоли. В альвеолярних ходах стінка ще більш стоншується, міоцити зникають, збільшується кількість альвеол. В альвеолярних мішечках стінка складається суцільно з альвеол. Сукупність усіх розгалужень однієї респіраторної бронхіоли називається АЦИНУС, який є морфо-функціональною одиницею респіраторного відділу. Газообмін в асінуцах йде через стінки альвеол.
Ультраструктура альвеол. Альвеола - пухирець діаметром 120-140 мкм. Внутрішня поверхня альвеол вистелена клітинами 3-х типів:
1. Респіраторні епітеліоцити (I тип) - резкоуплощенние полігональні клітини (товщина цитоплазми в безядерних ділянках 0,2 мкм, в ядерні частини - до 6 мкм). На вільній поверхні мають мікроворсинки, що збільшують робочу поверхню. Функція: через тонку цитоплазму цих клітин йде газообмін.
2. Великі (секреторні) епітеліоцити (II тип) - клітини більшої товщини; мають багато мітохондрій, ЕРС, пластинчастий комплекс і секреторні гранули з сурфактантом. Сурфактант - поверхнево-активні речовини (знижує поверхневий натяг), утворює тонку плівку на поверхні епітеліоцитів вистилають альвеоли і має властивості:
- знижуючи поверхневий натяг і перешкоджає спаданню альвеол;
- має бактерицидні властивості;
- полегшує захоплення і транспорт кисню через цитоплазму респіраторних епітеліоцитів;
- перешкоджає випотіванню тканинної рідини в альвеоли.
3. Легеневі макрофаги (III тип) - утворюються з моноцитів крові. Клітини рухомі, можуть утворити псевдоподии. У цитоплазмі мітохондрії та лізосоми. Після фагоцітірованія сторонніх часток або мікроорганізмів переміщаються в сполучнотканинні прошарки між альвеолами і там перетравлюють захоплені об'єкти або гинуть утворюючи "кладовища", оточені сполучнотканинною капсулою (приклади: легені курця і легкі шахтарів).
Респіраторні епітеліоцити і великі епітеліоцити розташовуються на базальній мембрані, зовні альвеола обплітає еластичними волокнами і кровоносними капілярами. Між кров'ю в Гемокапілляр обплітають альвеоли і повітрям в просвіті альвеол знаходиться аерогематичний бар'єр, який складається з наступних елементів:
- сурфактантная плівка;
- безядерний ділянку цитоплазми респіраторного епітеліоцита;
- базальнамембрана альвеоли і Гемокапілляр (зливаються!);
- безьядерний ділянку цитоплазми ендотеліоцита Гемокапілляр.
Поняття про інтерстиціальної тканини легень = це, тканину, що заповнює простору між бронхами і бронхіолами, ацинусами і альвеолами. Гістологічно являє собою різновид пухкої волокнистої сполучної тканини, що відрізняється такими особливостями:
1. За клітинним складом - на відміну від звичайної пухкої волокнистої сполучної тканини містить більше лімфоцитів (утворюють лімфоїдні скупчення, особливо по ходу бронхів і бронхіол - забезпечують імунний захист), більшу кількість огрядних клітин (синтезують гепарин, гістамін і тромбопластин - регулюють згортання крові) , більшу кількість макрофагів.
2. За міжклітинному речовині - містить більшу кількість еластичних волокон (забезпечує зменшення обсягу альвеол при видиху).
3. Кровопостачання - містить дуже велику кількість гемокапіллярів (газообмін, депо крові).