На рисунке изображен сегмент альвеолярной перегородки (АП) под большим увеличением на нем мы рассмотрим строение альвеолярного эпителия и аэрогематический барьер. На рисунке, к сожалению, изображены не все перечисляемые структуры, речь о которых пойдет далее.
Альвеолярный эпителий образован альвеолярными клетками I и II типов.
Альвеолярные клетки I типа (АК I) являются сильно уплощенными эпителиальными клетками, контактирующими с воздухом. Помимо уплощенного ядра (Я), перикарион (П) содержит небольшой комплекс Гольджи, несколько маленьких митохондрий, небольшое количество цистерн гранулярной эндоплазматической сети, множество микровезикул (Мв) и свободных рибосом. Остальная цитоплазма образует крайне тонкий непрерывный пласт толщиной в 70 нм с площадью клеточной поверхности около 4000 мкм2. Альвеолярные клетки I типа, соединяясь друг с другом, образуют непрерывную альвеолярную выстилку, лежащую на базальной мембране (БМ). Альвеолярные клетки I типа способны транспортировать небольшое количество вдыхаемого материала в микровезикулах к подлежащему интерстициальному пространству соединительной ткани.
Альвеолярные клетки II типа (АК II) - округлые или кубовидные секреторные альвеолярные клетки диаметром 10-15 мкм, располагающиеся в небольших углублениях альвеолярной стенки. Круглое ядро (Я) занимает центральное положение, все клеточные органеллы, особенно комплекс Гольджи и гранулярная эндоплазматическая сеть (ГЭС), хорошо развиты. Здесь же располагаются многочисленные митохондрии (М). Апикальная цитоплазма содержит различное количество мультивезикулярных телец (МвТ), которые постепенно трансформируются в мультиламеллярные тельца (МлТ). Последние секретируются клетками, а их пластинчатые составляющие расстилаются по всей эпителиальной поверхности, превращаясь в сурфактант. По бокам альвеолярные клетки II типа контактируют с цитоплазматическими выростами альвеолярных клеток I типа. Свободная поверхность альвеолярных клеток II типа усеяна выступающими мультиламеллярными телами, а латерально - микроворсинками (Мв).
Сурфактант легких , или антиателектатический фактор, - это трехслойная пленка толщиной около 30 нм, покрывающая альвеолярный эпителий. Биохимически сурфактант легких - сложная смесь фосфолипидов (их больше всего), белков и гликопротеидов. Сурфактант не только уменьшает поверхностное натяжение на границе воздух - жидкость, предотвращая таким образом коллапс (ателектаз) альвеол, но и фиксирует вдыхаемые частички пыли, которые затем перерабатываются альвеолярными макрофагами.
Это вещество выполняет три основные функции:
1. «Смазывая» альвеолы изнутри, сурфактант легких надежно защищает ткань легкого от проникновения микроорганизмов, частиц пыли и т. д.
2. Барьер очень тонок. Так почему же воздух может из альвеолы передать капилляру кислород, а капилляр не может в обратном направлении вместе с углекислотой отдать немного жидкости - плазмы? Это вторая заслуга сурфактанта легких : он предотвращает пропотевание жидкости из крови в просвет альвеолы.
3. Фосфолипиды сурфактанта способны противостоять огромной силе - желанию эластичных межальвеолярных стенок сжаться. Каждый раз на выдохе могло бы произойти спадение альвеол, если бы сурфактант не преодолевал физические факторы, способствующие этому. Именно поэтому выработка этого секрета начинается уже на 24-й неделе внутриутробного развития, чтобы к моменту рождения и первого человеческого вдоха легкие сразу расправились и не могли спадаться.
Аэрогематический барьер (АГБ) - это очень тонкая многослойная биологическая мембрана между воздухом и кровеносными капиллярами (Кап). У человека ее толщина составляет около 2,2 ±0,2 мкм.
Для более ясного изображения аэрогематического барьера сегмент альвеолярной клетки I типа, а также эпителиальная и капиллярная базальные мембраны на рисунке открыты до наружной поверхности эндотелиальной клетки капилляра. Аэрогематический барьер образован очень тонким слоем цитоплазмы альвеолярных клеток I типа (АК I), эпителиальной базальной мембраной (БМ), базальной мембраной капилляра (БМк) и очень уплощенной цитоплазмой эндотелиальных клеток нефенестрированного капилляра. Две базальные мембраны почти сливаются там, где альвеолярные и эндотелиальные клетки располагаются напротив друг друга. Обмен газов между воздухом альвеол и капиллярами происходит путем пассивной диффузии.
Чтобы не мешать свободному обмену газов, ядра (Я) эндотелиальных клеток (ЭК) почти всегда располагаются на периферии клеток ближе к стенке капилляра.
В интерстициальном пространстве соединительной ткани также находятся фибробласты (Ф), коллагеновые микрофибриллы (КМф) и фибриллы (Фр), а также эластические волокна (ЭВ).
1. Понятие дыхательной системы Дыхательная система состоит из двух частей :
- воздухоносных путей
- респираторного отдела.
- полость носа;
- носоглотку;
- трахею;
- бронхиальное дерево (вне- и внутрилегочные бронхи).
- респираторные бронхиолы;
- альвеолярные ходы;
- альвеолярные мешочки.
Источником развития основных дыхательных органов является материал вентральной стенки передней кишки, называемый прехордальной пластинкой. На 3-й неделе эмбриогенеза она образует выпячивание, которое в нижней части делится на два зачатка правого и левого легких.
В развитии легких различают 3 стадии:
- железистая стадия , начинается с 5-й недели по 4-й месяц эмбриогенеза. На этой стадии формируются система воздухоносных путей и бронхиальное дерево. В это время зачаток легких напоминает трубчатую железу, поскольку на срезе среди мезенхимы видны многочисленные сечения крупных бронхов, похожие на выводные протоки экзокринных желез;
- каналикулярная стадия (4-6 месяц эмбриогенеза) характеризуется завершением формирования бронхиального дерева и образованием респираторных бронхиол. Одновременно интенсивно образуются капилляры, которые врастают в мезенхиму, окружающую эпителий бронхиальных трубок;
- альвеолярная стадия и начинается с 6-го месяца внутриутробного развития и продолжается до рождения плода. При этом образуются альвеолярные ходы и мешочки. В течение всего эмбриогенеза альвеолы находятся в спавшемся состоянии.
- проведение воздуха к респираторному отделу;
- кондиционирование воздуха - согревание, увлажнение и очистка;
- барьерно-защитная;
- секреторная - выработка слизи, которая содержит секреторные антитела, лизоцим и другие биологически активные вещества.
Преддверие носа выстлано слизистой оболочкой, в составе которой находится многослойный плоский неороговевающий эпителий и собственная пластинка слизистой.
Дыхательная часть выстлана однослойным многорядным реснитчатым эпителием. В его составе различают :
- реснитчатые клетки - имеют мерцательные реснички, колеблющиеся против движения вдыхаемого воздуха, при помощи этих ресничек из полости носа удаляются микроорганизмы и инородные тела;
- бокаловидные клетки секретируют муцины - слизь, которая склеивает инородные тела, бактерии и облегчает их выведение;
- микроворсинчатые клетки являются хеморецепторными клетками;
- базальные клетки играют роль камбиальных элементов.
Слизистая оболочка , выстилающая дыхательную часть полости носа имеет две области, отличающиеся по строению от остальной слизистой :
- обонятельная часть , которая расположена на большей части крыши каждой носовой полости, а также в верхней носовой раковине и верхней трети носовой перегородки. Слизистая оболочка, выстилающая обонятельные области, образует орган обоняния;
- слизистая оболочка в области средней и нижней носовых раковин отличается от остальной слизистой полости носа тем, что в ней находятся тонкостенные вены, напоминающие лакуны пещеристых тел полового члена. В нормальных условиях содержание крови в лакунах невелико, так как они находятся в частично спавшемся состоянии. При воспалении (ринит) вены переполняются кровью и суживают носовые ходы, затрудняя носовое дыхание.
- обонятельные клетки имеют веретенообразную форму и два отростка. Периферический отросток имеет утолщение (обонятельную булаву) с антеннами - обонятельными ресничками, которые идут параллельно поверхности эпителия и находятся в постоянном движении. В этих отростках при контакте с пахучим веществом, формируется нервный импульс, который передается по центральному отростку другим нейронам и далее в кору. Обонятельные клетки - единственный вид нейронов, имеющий у взрослого индивидуума предшественника в виде камбиальных клеток. Благодаря делению и дифференцировке базальных клеток обонятельные клетки обновляются каждый месяц;
- поддерживающие клетки располагаются в виде многорядного эпителиального пласта, на апикальной поверхности имеют многочисленные микроворсинки;
- базальные клетки имеют коническую форму и лежат на базальной мембране на некотором расстоянии друг от друга. Базальные клетки являются малодифференцированными и служат источником для образования новых обонятельных и поддерживающих клеток.
Анализатор обоняния построен из 3-х нейронов.
Первым нейроном являются обонятельные клетки, их аксоны формируют обонятельные нервы и заканчиваются в виде клубочков в обонятельных луковицах на дендритах так называемых митральных клеток. Это второе звено обонятельного пути. Аксоны митральных клеток формируют в мозге обонятельные пути. Третьи нейроны - клетки обонятельных путей, отростки которых заканчиваются в лимбической области коры полушарий.
Носоглотка является продолжением дыхательной части полости носа и имеет схожее с ней строение: выстлана многорядным реснитчатым эпителием, лежащим на собственной пластинке. В собственной пластинке залегают секреторные отделы мелких белково-слизистых желез, а на задней поверхностископление лимфоидной ткани (глоточная миндалина).
3. Строение гортани
Стенка гортани
состоит из слизистой, фиброзно-хрящевой и адвентициальной оболочек.
Слизистая оболочка
представлена эпителиальной и собственной пластинками. Эпителий многорядный мерцательный, состоит из тех же клеток, что и эпителий носовой полости. Голосовые связки
покрыты многослойным плоским неороговевающим эпителием. Собственная пластинка образована рыхлой волокнистой неоформленной соединительной тканью, содержит много эластических волокон. Фиброзно-хрящевая оболочка играет роль каркаса гортани, состоит из фиброзной и хрящевой частей. Фиброзная частьплотная волокнистая соединительная ткань, хрящевая часть представлена гиалиновым и эластическим хрящем.
Голосовые связки
(истинные и ложные) образованы складками слизистой оболочки, выступающими в просвет гортани. Их основу составляет рыхлая волокнистая соединительная ткань. В составе истинных голосовых связок имеется несколько поперечно-полосатых мышц и пучок эластических волокон. Сокращение мышц изменяет ширину голосовой щели и тембр голоса. Ложные голосовые связки, лежащие выше истинных, не содержат скелетных мышц, образованы рыхлой волокнистой соединительной ткани, покрытой многослойным эпителием. В слизистой оболочке гортани в собственной пластинке находится простые смешанные белковослизистые железы.
Функции гортани:
- проведение воздуха и его кондиционирование;
- участие в речи;
- секреторная функция;
- барьерно-защитная функция.
- слизистой;
- подслизистой;
- фиброзно-хрящевой;
- адвентициальной.
Подслизистая оболочка образована рыхлой волокнистой соединительной тканью, в которой располагаются сложные белково-слизистые трахеальные железы. Их секрет увлажняет поверхность эпителия, содержит секреторные антитела.
Фиброзно-хрящевая оболочка состоит из глиальной хрящевой ткани, образующей 20 полуколец, и плотной волокнистой соединительной ткани надхрящницы. На задней поверхности трахеи концы хрящевых полуколец соединяются пучками гладких миоцитов, что способствует прохождению пищи по пищеводу, лежащему позади трахеи.
Адвентициальная оболочка образована рыхлой волокнистой соединительной тканью. Трахея на нижней конце делится на 2 ветви, образуя главные бронхи, которые входят в состав корней легких. Главными бронхами начинается бронхиальное дерево. Оно подразделяется на внелегочную и внутрилегочную части.
5. Строение легких Основные функции легких:
- газообмен;
- терморегуляторная функция;
- участие в регуляции кислотно-щелочного равновесия;
- регуляция свертывания крови - легкие образуют в больших количествах тромбопластин и гепарин, которые участвуют в деятельности коагулянтно-антигоагулянтной системы крови;
- регуляция водно-солевого обмена;
- регуляция эритропоэза путем секреции эритропоэтина;
- иммунологическая функция;
- участие в обмене липидов.
- внутрилегочных бронхов (бронхиальное дерево)
- многочисленных ацинусов, формирующих паренхиму легких.
6. Строение бронхов Стенка бронха состоит из 4-х оболочек :
- слизистой;
- подслизистой;
- фиброзно-хрящевой;
- адвентициальной.
Внутренняя, слизистая оболочка состоит из трех слоев:
- многорядного мерцательного эпителия;
- собственной
- мышечной пластинок.
- секреторные клетки, которые секретируют ферменты, разрушающие сурфактант;
- безреснитчатые клетки (возможно, выполняют рецепторную функцию);
- каемчатые клетки, основной функцией этих клеток является хеморецепция;
- реснитчатые;
- бокаловидные;
- эндокринные.
Мышечная пластинка слизистой оболочки образована гладкой мышечной тканью.
Подслизистая оболочка представлена рыхлой волокнистой соединительной тканью. В ней лежат концевые отделы смешанных слизисто-белковых желез. Секрет желез увлажняет слизистую оболочку.
Фиброзно-хрящевая оболочка образована хрящевой и плотной волокнистой соединительной тканями. Адвентициальная оболочка представлена рыхлой волокнистой соединительной тканью.
На протяжении бронхиального дерева строение этих оболочек изменяется. Стенка главного бронха содержит не полукольца, а замкнутые хрящевые кольца. В стенке крупных бронхов хрящ образует несколько пластин. Количество и размеры их уменьшаются по мере уменьшения диаметра бронха. В бронхах среднего калибра гиалиновая хрящевая ткань заменяется эластической. В бронхах малого калибра хрящ полностью отсутствует. Изменяется также и эпителий. В крупных бронхах он многорядный, затем постепенно становится двурядным, а в терминальных бронхиолах превращается в однорядный кубический. В эпителии уменьшается число бокаловидных клеток. Толщина собственной пластинки уменьшается, а мышечной, напротив, увеличивается. В бронхах малого калибра в подслизистой оболочке исчезают железы, в противном случае слизь закрывала бы узкий здесь просвет бронха. Уменьшается толщина адвентициальной оболочки.
Воздухоносные пути заканчиваются терминальными бронхиолами , имеющими диаметр до 0,5 мм. Их стенка образована слизистой оболочкой. Эпителий - однослойный кубический реснитчатый. В его состав входят реснитчатые, щеточные, бескаемчатые клетки и секреторные клетки Клара. Собственная пластинка образована рыхлой волокнистой соединительной тканью, которая переходит в междольковую рыхлую волокнистую соединительную ткань легкого. В собственной пластинке имеются пучки гладких миоцитов и продольные пучки эластических волокон.
7. Респираторный отдел легких
Структурно-функциональной единицей респираторного отдела является ацинус.
Ацинус
представляет собой систему полых структур с альвеолами, в которых происходит газообмен.
Начинается ацинус респираторной или альвеолярной бронхиолой 1-го порядка, которая дихотомически последовательно делится на респираторные бронхиолы 2-го и 3-го порядков. Респираторные бронхиолы содержат небольшое число альвеол, на остальном протяжении их стенка образована слизистой оболочкой с кубическим эпителием, тонкими подслизистой и адвентициальной оболочками. Респираторные бронхиолы 3 порядка дихотомически делятся и образуют альвеолярные ходы с большим количеством альвеол и соответственно меньшими размерами участков, выстланных кубическим эпителием. Альвеолярные ходы переходят в альвеолярные мешочки, стенки которых полностью образованы контактирующими друг с другом альвеолами, а участки, выстланные кубическим эпителием, отсутствуют.
Альвеола
- структурно-функциональная единица ацинуса
. Она имеет вид открытого пузырька, выстланного изнутри однослойным плоским эпителием. Число альвеол около 300 млн, а площадь их поверхности составляет около 80 кв. м. Альвеолы прилегают друг к другу, между ними находятся межальвеолярные стенки, в состав которых входят тонкие прослойки рыхлой волокнистой соединительной ткани с гемокапиллярами, эластическими, коллагеновыми и ретикулярными волокнами. Между альвеолами обнаружены поры, их соединяющие. Эти поры позволяют воздуху проникать из одной альвеолы в другую, а также обеспечивают газообмен в альвеолярных мешочках, собственные воздухоносные пути которых закрыты в результате патологического процесса.
Эпителий альвеол состоит из 3-х типов альвеолоцитов:
- альвеолоциты I типа или респираторные альвеолоциты, через них осуществляется газообмен, а также они участвуют в образовании аэрогематического барьера, в состав которого входят следующие структуры - эндотелий гемокапилляра, базальная мембрана эндотелия непрерывного типа, базальная мембрана альвеолярного эпителия (две базальные мембраны плотно прилежат друг к другу и воспринимаются как одна); альвеолоцит I типа; сурфактантный слой, выстилающий поверхность альвеолярного эпителия;
- альвеолоциты II типа или большие секреторные альвеолоциты, эти клетки вырабатывают сурфактант - вещество гликолипиднопротеиновой природы. Сурфактант состоит из двух частей (фаз) - нижней (гипофазы). Гипофаза сглаживает неровности поверхности эпителия альвеол, она образована тубулами, формирующими решетчатую структуру, поверхностной (апофазы). Апофаза формирует фосфолипидный монослой с ориентацией гидрофобных частей молекул в сторону полости альвеолы.
- уменьшает поверхностное натяжение альвеол и препятствует их спадению;
- препятствует пропотеванию жидкости из сосудов в полость альвеол и развитию отека легкого;
- обладает бактерицидными свойствами, так как содержит секреторные антитела и лизоцим;
- участвует в регуляции функций иммунокомпетентных клеток и альвеолярных макрофагов.
- альвеолоциты III типа или альвеолярные макрофаги, которые прилипают к другим клеткам. Они происходят из моноцитов крови. Функцией альвеолярных макрофагов является участие в иммунных реакциях и в работе сурфактант-антисурфактантной системы (расщепление сурфактанта).
8. Кровоснабжение легких Кровоснабжение легких идет по 2 системам сосудов:
- легочная артерия приносит к легким венозную кровь . Ее ветви разделяются до капилляров, которые окружают альвеолы и участвуют в газообмене. Капилляры собираются в систему легочных вен, несущих обогащенную кислородом артериальную кровь;
- бронхиальные артерии отходят от аорты и осуществляют трофику легкого . Их ветви идут по ходу бронхиального дерева вплоть до альвеолярных ходов. Здесь от артериол к альвеолам отходят анастомозирующиеся друг с другом капилляры. На вершине альвеол капилляры переходят в венулы. Между сосудами двух систем артерий имеются анастомозы.
Альвеолы – самые мелкие структуры легких, но благодаря им возможен процесс дыхания, обеспечения всех функций жизнедеятельности. Эти микроскопические пузырьки, которыми заканчиваются бронхиолы, отвечают за осуществление газообмена в организме. Оба легких содержат порядка 700 миллионов альвеол, размер каждой из них не превышает 0,15 микрон. Благодаря им ткани всех без исключения органов и систем получают необходимое для нормального функционирования количество кислорода. Строение альвеол отличается сложностью.
Анатомия
Альвеолы имеют вид мешочков, располагаются гроздьями на конце терминальных бронхиол, соединяясь с ними альвеолярными протоками. Снаружи оплетены сетью мелких капиллярных сосудов. Основными структурами, благодаря которым осуществляется газообмен, являются:
- Один слой эпителиальных клеток, располагающийся на базальной мембране. Это пневмоциты 1–3 порядков.
- Слой стромы, представленный интерстициальной тканью.
- Эндотелий мелких капиллярных сосудов, непосредственно примыкающих к альвеолам; стенка одного капилляра соприкасается с несколькими альвеолами.
- Слой сурфактанта – специального вещества, которым выстланы альвеолы изнутри. Он образуется клетками из плазмы крови, способствует поддержанию постоянного объема дыхательных мешочков, препятствует их слипанию. Благодаря этому специальному веществу обеспечивается основная функция альвеол – газообмен.
Сурфактант полностью «созревает» к моменту рождения ребенка, что позволяет новорожденному дышать самостоятельно. Именно поэтому у недоношенных детей имеется высокий риск развития респираторного дистресс-синдрома, обусловленного невозможностью самостоятельного дыхания.
Все указанные структуры образуют так называемый аэрогематический барьер, через который осуществляется поступление кислорода и удаление углекислого газа. Кроме указанных структурных элементов есть особенные, необходимые для поддержания гомеостаза:
- Хеморецепторы, улавливающие колебания изменений газообмена или выработки сурфактанта клетками. Получив сигнал о малейших отклонениях, они способствуют выработке специальных активных пептидов, участвующих в восстановлении измененных функций.
- Макрофаги – обладают антимикробным действием, защищают альвеолы от повреждения патогенными микроорганизмами.
Благодаря коллагеновым и эластическим волокнам, поддерживается форма и изменяется объем альвеолярных мешочков в процессе дыхания.
Функции
Самой важной задачей, которую выполняет альвеолярный эпителий – осуществление обмена газами между капиллярами и легкими. Выполнение ее возможно благодаря большой площади дыхательной поверхности альвеол, составляющей более 90 квадратных метров и такой же по размерам площади капиллярной сети, образующей малый (легочной) круг кровообращения.
Кроме того, альвеолярная часть легких, как важнейшая структурная единица, участвуют в выполнении функций:
- Экскреторной. Через легкие из кровеносного русла удаляются газообразные вещества, образовавшиеся в организме, и поступают внутрь из окружающей среды: углекислый газ, кислород, метан, этанол, наркотические вещества, никотин и другие.
- Регуляции водно-солевого равновесия. С поверхности альвеол происходит испарение воды, достигая до 500 мл/сутки.
- Теплообмена. До 15% вырабатываемой организмом тепловой энергии выделяется при помощи альвеолярного аппарата легочной ткани. Прежде, чем попасть в кровяное русло, поступающий воздух согревается альвеолами примерно до 37 градусов.
- Защитной. Из окружающего пространства через вдыхаемый воздух проникают вирусы и болезнетворные микробы. Слаженная работа макрофагов, хеморецепторов, благодаря выработке лизоцима и иммуноглобулинов, чужеродные агрессивные агенты обезвреживаются и удаляются из организма.
- Фильтрации и гемостаза. Мелкие тромбы или эмболы из малого круга кровообращения разрушаются при помощи вырабатываемых эпителием альвеол фибринолитических ферментов.
- Депонирования крови. До 15% объема циркулирующей крови может оставаться и заполнять капиллярную сеть малого круга кровообращения, насыщаясь при этом кислородом, обеспечивая резервные возможности организма во время критических ситуаций.
- Метаболической. Принимают участие в образовании и разрушении биологических активных соединений: гепарина, полисахаридов, сурфактанта. Альвеолярный эпителий осуществляет процессы синтеза белковых молекул, коллагеновых, эластиновых волокон.
Легкие являются местом депонирования серотонина, гистамина, норадреналина, инсулина и других активных веществ, что обеспечивает быстрое поступление их в кровь при возникновении острых стрессовых ситуаций. Именно такой механизм является основой развития шоковых реакций.
Как происходит газообмен?
Вдыхаемый кислород, проходя через тонкий слой альвеолярного эпителия и стенку капилляра, попадает в кровяное русло. Насыщение крови происходит благодаря низкой скорости кровотока. Кроме того, размер эритроцита значительно превышает диаметр капилляра. Под давлением форменный элемент претерпевает деформацию, протискиваясь в просвет сосуда, что обеспечивает увеличение площади соприкосновения его с альвеолярной стенкой. Такой механизм способствует максимальному насыщению гемоглобина кислородом.
В обратном направлении происходит диффузия углекислого газа. Осуществление процесса происходит за счет разницы давления по обе стороны аэрогематического барьера.
Возраст, образ жизни, заболевания приводят к тому, что легочная ткань претерпевает изменения. К моменту взросления, количество альвеол возрастает более, чем в 10 раз по сравнению с их количеством у новорожденного. Увеличению дыхательной поверхности способствуют занятия спортом.
С возрастом и при некоторых заболеваниях легких, из-за курения табака, вдыхания токсических веществ, происходит постепенное разрастание соединительнотканных волокон, уменьшающее дыхательную поверхность альвеолярных структур. Подобные состояния являются причиной возникающей дыхательной недостаточности.
Дыхательная система.
Дыхательная система включает воздухоносные пути -преддверие полости носа, полость носа, носоглотка, гортань, трахея, бронхиальное дерево; и респираторный отдел .
Закладывается на 3 неделе эмбриогенеза в виде вентрального выпячивания глоточного отдела кишки. Эпителий воздухоносных путей эктодермального происхождения.
Функции:
Дыхательные -поведение, очищение, согревание, увлажнение воздуха и газообмен.
Недыхательные -терморегулирующая, всасывательная (лекарственные препараты), экскреторная (алкоголь при опьянении, ацетон при диабете), секреторная (слизь, ферменты), депонирующая, участие в регуляции свертывания крови, защитная (иммунологическая и барьерная), голосообразование, инактивации биологически активных веществ, метаболическая (обмен липидов).
Преддверие полости носа выстлано тонкой кожей, которая содержит потовые, сальные железы и щетинчатые волосы.
Полость носа выстлана слизистой оболочкой, которая представлена реснитчатым эпителием, в состав которого входят бокаловидные, реснитчатые, вставочные и эндокринные клетки. Поверхность эпителия покрыта слизистой пленкой, в которую погружены мерцательные реснички.
Собственная пластинка слизистой из рыхлой соединительной ткани содержит капиллярные сплетения, слизистые железы, секрет которых поступает на поверхность эпителия, и лимфатические узелки, которые в области слуховой трубы образуют тубарные миндалины.
Гортань.
Стенка содержит 3 оболочки.
Слизистая образует складки-ложные и истинные голосовые связки. Истинные покрыты многослойным плоским неороговевающим эпителием, а другие участки-реснитчатым эпителием. В основе истинных складок лежит скелетная мышечная ткань.
В собственной пластинке слизистой гортани располагаются белково-слизистые железы и лимфатические узелки, которые образуют гортанную миндалину у основания надгортанника.
Следующая оболочка-волокнисто-хрящевая. Она содержит эластические и гиалиновые хрящи.
Наружная оболочка -адвентициальная.
T рахея.
Стенка содержит 4 оболочки.
Слизистая оболочка изнутри выстлана реснитчатым эпителием. Собственная пластинка слизистой, которая богата эластическими волокнами, содержит капиллярные сети и лимфатические узелки. Содержит большое количество коллагеновых волокон.
Подслизистая основа построена из рыхлой соединительной ткани, содержит белково-слизистые железы, которые открываются на поверхность эпителия. Подслизистая основа обеспечивает частичную подвижность слизистой и фиксирует ее к волокнисто-хрящевой оболочке. Здесь преобладают эластические волокна.
Волокнисто-хрящевая оболочка состоит из незамкнутых хрящевых колец (гиалиновый хрящ). Их свободные концы соединены гладкомышечной тканью, что обеспечивает гибкость, растяжимость. Таких колец 16-20. Они выполняют каркасную функцию.
Наружная оболочка -адвентициальная, состоит из рыхлой волокнистой неоформленной соединительной ткани, содержит много коллагеновых волокон и обеспечивает фиксацию трахеи.
Трахея делится на 2 главных бронха. Имеется дихотомическое ветвление. По диаметру бронхи подразделяются на крупные-5-15мм (делятся на внутрилегочные и внелегочные), средние-2-5мм, мелкие-1-2мм и терминальные-0.5мм.
Крупные бронхи содержат в стенке 4 оболочки.
Слизистая образует продольные складки, содержит реснитчатый эпителий. В собственной пластинке слизистой имеются капиллярные сети и лимфатические узелки. Мышечная пластинка построена из гладкой мышечной ткани, пучки которой идут циркулярно и спиралевидно.
Подслизистая основа содержит белково-слизистые железы.
Волокнисто-хрящевая оболочка содержит пластинки гиалинового хряща.
Наружная оболочка -адвентициальная.
Средние бронхи имеют 4 оболочки.
Слизистая выстлана реснитчатым эпителием, но в нем уменьшается количество бокаловидных клеток, понижается высота реснитчатых клеток. Увеличивается относительная толщина мышечной пластинки. В ней возрастает количество циркулярно идущих пучков гладкомышечных клеток.
В подслизистой основе уменьшается количество белково-слизистых желез.
Волокнисто-хрящевая оболочка представлена мелкими хрящевыми островками, в которых гиалиновый хрящ замещается эластическим.
Наружная оболочка -адвентициальная.
В мелких бронхах имеются 2 оболочки-адвентициальная и слизистая. Реснитчатый эпителий становится низким, двурядным и переходит в кубический. В нем полностью исчезают бокаловидные клетки, резко понижается количество реснитчатых клеток, но появляются другие виды клеток-секреторные клетки выделяют ферменты, которые разрушают сурфактант. Здесь же имеются каемчатые клетки, которые содержат микроворсинки. Это хеморецепторы клетки, которые реагируют на изменение химического состава воздуха. Железы и хрящи в стенках этих бронхов отсутствуют. Малые бронхи регулируют объем вдыхаемого и выдыхаемого воздуха. В них хорошо развита мышечная пластинка слизистой.
Терминальные бронхиолы содержат отдельные пучки гладкомышечной ткани, и они переходят в респираторные бронхиолы. В их стенке появляются альвеолы и с этого момента заканчиваются воздухоносные пути и начинаются респираторный отдел. Его структурно-функциональной единицей является ацинус. 12-18 ацинусов составляют легочную дольку.
Ацинус содержит респираторные бронхиолы 1 порядка, которые делятся на респираторные бронхиолы 2 порядка. В их стенке возрастает число альвеол. Далее идут респираторные бронхиолы 3 порядка, которые разветвляются на альвеолярные ходы, которые заканчиваются альвеолярными мешочками. Основной структурой ацинуса является альвеола.
Альвеола содержит базальную мембрану в виде мешочка, изнутри выстлана альвеолярным эпителием, в котором преобладают респираторные альвеолоциты -это плоские, распластанные по базальной мембране клетки. Их периферическая часть очень тонкая. Небольшое количество органелл сосредоточено вокруг ядра. Помимо респираторных альвеолоцитов имеются секреторные альвеолоциты . Они находятся в устье альвеол. Это округлой формы клетки. Они вырабатывают сурфактант, который имеет обычное строение клеточной мембраны. Он накапливается в цитоплазме этих клеток в виде закрученных мембранных комплексов. Сурфактант выделяется из клеток и в виде тонкой мембранной пленки выстилает изнутри все альвеолы. Он не пропускает микроорганизмы, инородные частицы, препятствует слипанию альвеол, создает оптимальную микросреду для газообмена. Он закладывается к 7 месяцу эмбриогенеза. Он быстро разрушается и быстро восстанавливается (5-6 часов), если есть запас. Но если произошло разрушение и запас сурфактанта истощается, время, необходимое для появления нового запаса составляет 3 недели. К альвеоле прилежат 2-3 кровеносных капилляра . Причем, они образуют аэрогематический барьер , через который легко проникают газы. В состав барьера входят
ü сурфактант,
ü респираторный альвеолоцит,
ü базальная мембрана альвеолы,
ü базальная мембрана капилляра
ü эндотелиоцит.
В межальвеолярной перегородке располагаются кровеносные и лимфатические капилляры. Эластические волокна и тонкие прослойки соединительной ткани, которые содержат иммуннокомпетентные клетки-макрофаги и лимфоциты памяти. Эти иммуннокомпетентные клетки мигрируют, способны проникать на поверхность альвеолярного эпителия, в просвет альвеол и возвращаться обратно. Они поддерживают местную специфическую защиту.
Регенерация.
Высокой способностью к регенерации обладает слизистая воздухоносных путей, особенно ее эпителий. Регенерация слизистой полости носа требует 1-2 недели. Респираторные отделы у взрослых восстанавливаются только путем компенсаторной гипертрофии, сохраняются альвеолы.
В эпителии бронхов имеются следующие клетки:
1) Ресничатые
2) Бокаловидные экзокрионоциты – одноклеточные железы, выделяющие слизь.
3) Базальные – малодифференцированные
4) Эндокринные (ЕС-клетки, выделяющие серотонин, и ЕСL-клетки, гистамин)
5) Бронхиолярные экзокриноциты – секреторные клетки, выделяющие ферменты, разрушающие сурфактант
6) Безресничатые (в бронхиолах) пластинке слизистой оболочки много эластичных волокон.
Мышечная пластинка слизистой оболочки отсутствует в области носа, в стенке гортани и трахеи. В слизистой оболочке носа и подслизистой основе трахеи и бронхов (за исключением мелких) присутствуют и белково – слизистая железы, секрет которых увлажняет поверхность слизистой оболочки.
Строение фибризно – хрящевой оболочки не одинаково в различных отделах воздухоносных путей. В респираторном отделе легкого структурно – функциональной единицей является легочный ацинус.
В состав ацинуса входят респираторные бронхиолы 1,2 и 3-го порядка, альвеолярные ходы и альвеолярные мешочки. Респираторная бронхиола – это мелкий бронх, в стенке которого имеются отдельные небольшие альвеолы, поэтому уже здесь возможен газообмен. Альвеолярный ход характеризуется тем, что на всем протяжении в его просвет открываются альвеолы. В области устьев альвеол имеются эластические и коллагеновые волокна и отдельные гладкие мышечные клетки.
Альвеолярный мешочек – это слепое расширение в конце ацинуса, состоящие из нескольких альвеол. В эпителии, выстилающем альвеолы, различают 2 типа клеток респираторные эпителиоциты и большие эпителиоциты. Респираторные, эпителиоциты – это плоские клетки. Толщина их безядерной части может быть за пределами разрешающий способности светового микроскопа. Парагематический барьер т.е. барьер между воздухом в альвеолах и кровью (барьер, через который осуществляется газообмен), состоит из цитоплазмы респираторного альвеолоцита, его базальной мембраны и цитоплазмы эндотелиоцита капилляра.
Большие эпителиоциты (гранулярные эпителиоциты) лежат на той же базальной мембране. Это кубические или округлые клетки, в цитоплазме которые лежат пластинчатые осмилофильные тельца. Тельца содержат фосфолипиды, которые секретируется на поверхность альвеолы, формируя сурфактант. Сурфактантный альвеолярный комплекс – играет важную роль в предотвращении спадении альвеол на выдохе, а также в предохранении их от проникновений через стенку альвеол микроорганизмов из вдыхаемого воздуха и транссудации жидкости в альвеолы. Сурфактант состоит из двух фаз из мембранной и жидкой (гипофаза).
В стенке альвеол обнаруживаются макрофаги, содержащие избыток сурфактанта.
В цитоплазме макрофагов всегда находятся значительное количество липидных капель и лизосом. Окисление липидов в макрофагах сопровождается выделением тепла, которое обогревает вдыхаемый воздух. Макрофаги проникают в альвеолы из межальвеолярных соединительнотканных перегородок. Альвеолярные макрофаги, как и макрофаги других органов, имеют костномозговое происхождение. (строение мертвого и живого новорожденного ребенка).
Плевра: легкие снаружи покрыты плеврой называемой легочной или висцеральной.
Висцеральная плевра плотно срастается с легкими, эластичными и коллагеновыми волокна ее переходят в интерстициальную ткань, поэтому изолировать плевру не травмируя легкие, трудно.
В висцеральной плевре встречаются гладкие мышечные клетки . В париетальной плевре, выстилающей наружную стенку плевральной полости эластических элементов меньше, гладкие мышечные клетки встречаются редко. В процессе органогенеза из мезодермы формируются только однослойный плоский эпителий – мезотелий, а соединительная основа плевры развивается из мезенхемы.
Васкуляризация – кровоснабжение в легком осуществляется по двум системам сосудов. С одной стороны мелкие получают артериальную кровь из легочных артерий, т.е из малого круга кровообращения. Ветви легочной артерии сопровождается бронхиальное дерево, доходят до основания альвеол, где они образуют узкопетлистую сеть альвеол. В альвеолярных капиллярах – эритроциты располагаются в один ряд, что создает аптимальное условие для осуществления газообмена между гемоглобином эритроцитов и альвеолярным воздухом. Альвеолярные капилляры собираются в посткапиллярные венулы, которые формируют систему легочной вены.
Бронхиальные артерии отходят непосредственно от аорты, питают бронхи и легочную паренхиму артериальной кровью.
Иннервация – осуществляется главным образом симпатическими и парасимпатическими, а также спиномозговыми нервами.
Симпатические нервы проводят импульсы , вызывающие расширение бронхов и сужение кровеносных сосудов, парасимпатические – импульсы обусловливающие наоборот сужение бронхов и расширение кровенносных сосудов. В нервных сплетениях легкого встречаются крупные.