Αναπνευστικός βρόγχος

Καθώς μειώνεται το διαμέτρημα των βρόγχων, τα τοιχώματά τους γίνονται λεπτότερα, το ύψος και ο αριθμός των σειρών των επιθηλιακών κυττάρων μειώνονται. Τα μη χόνδρινα (ή μεμβρανώδη) βρογχιόλια έχουν διάμετρο 1-3 mm, δεν υπάρχουν κυπελλοειδή κύτταρα στο επιθήλιο, ο ρόλος τους εκτελείται από κύτταρα Clara και το υποβλεννογόνιο στρώμα χωρίς σαφές όριο περνάει στην εξωτερική μεμβράνη. Τα μεμβρανώδη βρογχιόλια περνούν σε τερματικά με διάμετρο περίπου 0,7 mm, το επιθήλιό τους είναι μονής σειράς. Τα αναπνευστικά βρογχιόλια με διάμετρο 0,6 mm διακλαδίζονται από τα τερματικά βρογχιόλια. Τα αναπνευστικά βρογχιόλια συνδέονται με τις κυψελίδες μέσω πόρων. Τα τερματικά βρογχιόλια είναι αεραγωγοί, τα αναπνευστικά συμμετέχουν στην αγωγιμότητα του αέρα και στην ανταλλαγή αερίων.

Η συνολική διατομή της τελικής αναπνευστικής οδού είναι πολλές φορές μεγαλύτερη από την διατομή της τραχείας και των μεγάλων βρόγχων (53-186 cm2 ^έναντι 7-14 cm2 ⁾, αλλά τα βρογχιόλια αντιπροσωπεύουν μόνο το 20% της αντίστασης στη ροή του αέρα. Λόγω της χαμηλής αντίστασης της τελικής αναπνευστικής οδού, η πρώιμη βλάβη των βρογχιολίων μπορεί να είναι ασυμπτωματική, να μην συνοδεύεται από αλλαγές στις λειτουργικές δοκιμασίες και να αποτελεί τυχαίο εύρημα στην αξονική τομογραφία υψηλής ανάλυσης.

Σύμφωνα με τη Διεθνή Ιστολογική Ταξινόμηση, το σύνολο των κλάδων του τελικού βρογχιολίου ονομάζεται πρωτογενές πνευμονικό λοβίδιο ή ακίνος. Αυτή είναι η πιο πολυάριθμη δομή του πνεύμονα, στην οποία λαμβάνει χώρα ανταλλαγή αερίων. Κάθε πνεύμονας έχει 150.000 ακίνους. Ο ακίνος ενός ενήλικα έχει διάμετρο 7-8 mm και έχει ένα ή περισσότερα αναπνευστικά βρογχιόλια. Το δευτερογενές πνευμονικό λοβίδιο είναι η μικρότερη μονάδα του πνεύμονα, που οριοθετείται από διαφράγματα συνδετικού ιστού. Τα δευτερογενή πνευμονικά λοβίδια αποτελούνται από 3 έως 24 ακίνους. Το κεντρικό τμήμα περιέχει ένα πνευμονικό βρογχιόλιο και μια αρτηρία. Ονομάζονται λοβιακός πυρήνας ή «κεντρολοβιακή δομή». Τα δευτερογενή πνευμονικά λοβίδια διαχωρίζονται από μεσολοβιδιακά διαφράγματα που περιέχουν φλέβες και λεμφικά αγγεία, αρτηριακούς και βρογχιολικούς κλάδους στον λοβιακό πυρήνα. Το δευτερογενές πνευμονικό λοβίδιο έχει συνήθως πολυγωνικό σχήμα με το μήκος καθεμίας από τις συνιστώσες πλευρές να είναι 1-2,5 cm.

Το πλαίσιο του συνδετικού ιστού του λοβίου αποτελείται από τα μεσολοβιδιακά διαφράγματα, το ενδολοβιδιακό, το κεντρολοβιδιακό, το περιβρογχοαγγειακό και το υποπλευρικό διάμεσο χώρο.

Το τελικό βρογχιόλιο διαιρείται σε 14-16 αναπνευστικά βρογχιόλια πρώτης τάξης, καθένα από τα οποία με τη σειρά του διαιρείται διχοτομικά σε αναπνευστικά βρογχιόλια δεύτερης τάξης, τα οποία διαιρούνται διχοτομικά σε αναπνευστικά βρογχιόλια τρίτης τάξης. Κάθε αναπνευστικό βρογχιόλιο τρίτης τάξης υποδιαιρείται σε κυψελιδικούς αγωγούς (διαμέτρου 100 μm). Κάθε κυψελιδικός πόρος καταλήγει σε δύο κυψελιδικούς σάκους.

Οι κυψελιδικές δίοδοι και οι θύλακες έχουν προεξοχές (φυσαλίδες) στα τοιχώματά τους - κυψελίδες. Υπάρχουν περίπου 20 κυψελίδες ανά κυψελιδική δίοδο. Ο συνολικός αριθμός των κυψελίδων φτάνει τα 600-700 εκατομμύρια με συνολική επιφάνεια περίπου 40 m2 ^κατά την εκπνοή και 120 m2 ^κατά την εισπνοή.

Στο επιθήλιο των αναπνευστικών βρογχιολίων, ο αριθμός των κροσσωτών κυττάρων μειώνεται προοδευτικά και ο αριθμός των μη κροσσωτών κυβοειδών κυττάρων και των κυττάρων Clara αυξάνεται. Οι κυψελιδικοί πόροι είναι επενδεδυμένοι με πλακώδες επιθήλιο.

Οι μελέτες ηλεκτρονικής μικροσκοπίας έχουν συμβάλει σημαντικά στη σύγχρονη κατανόηση της δομής των κυψελίδων. Τα τοιχώματα είναι κοινά σε δύο γειτονικές κυψελίδες σε μια μεγάλη περιοχή. Το κυψελιδικό επιθήλιο καλύπτει το τοίχωμα και στις δύο πλευρές. Μεταξύ των δύο στρωμάτων της επιθηλιακής επένδυσης υπάρχει ένα διάμεσο διάστημα στο οποίο διακρίνονται ο διαφραγματικός χώρος και ένα δίκτυο τριχοειδών αγγείων. Ο διαφραγματικός χώρος περιέχει δεσμίδες λεπτών ινών κολλαγόνου, δικτυουλίνη και ελαστικές ίνες, λίγους ινοβλάστες και ελεύθερα κύτταρα (ιστιοκύτταρα, λεμφοκύτταρα, ουδετερόφιλα λευκοκύτταρα). Τόσο το επιθήλιο όσο και το ενδοθήλιο των τριχοειδών αγγείων βρίσκονται σε μια βασική μεμβράνη πάχους 0,05-0,1 μm. Σε ορισμένα σημεία, οι υποεπιθηλιακές και υποενδοθηλιακές μεμβράνες διαχωρίζονται από τον διαφραγματικό χώρο, σε άλλα σημεία εφάπτονται, σχηματίζοντας μια ενιαία κυψελιδική-τριχοειδική μεμβράνη. Έτσι, το κυψελιδικό επιθήλιο, η κυψελιδική-τριχοειδική μεμβράνη και το ενδοθηλιακό κυτταρικό στρώμα είναι συστατικά του φραγμού αέρα-αίματος μέσω του οποίου λαμβάνει χώρα ανταλλαγή αερίων.

Το κυψελιδικό επιθήλιο είναι ετερογενές· διακρίνονται σε αυτό τρεις τύποι κυττάρων. Τα κυψελιδικά κύτταρα (πνευμονοκύτταρα) τύπου Ι καλύπτουν το μεγαλύτερο μέρος της επιφάνειας των κυψελίδων. Η ανταλλαγή αερίων γίνεται μέσω αυτών.

Τα κυψελιδικά κύτταρα (πνευμονοκύτταρα) τύπου II, ή μεγάλα κυψελιδικά κύτταρα, είναι στρογγυλά και προεξέχουν στον αυλό των κυψελίδων. Μικρολάχνες υπάρχουν στην επιφάνειά τους. Το κυτταρόπλασμα περιέχει πολυάριθμα μιτοχόνδρια, ένα καλά αναπτυγμένο κοκκιώδες ενδοπλασματικό δίκτυο και άλλα οργανίδια, τα πιο χαρακτηριστικά των οποίων είναι τα ωσμιοφιλικά ελασματοειδή σωμάτια που συνδέονται με τη μεμβράνη. Αποτελούνται από μια ηλεκτρονιακά πυκνή στρωματοποιημένη ουσία που περιέχει φωσφολιπίδια, καθώς και πρωτεϊνικά και υδατανθρακικά συστατικά. Όπως και οι εκκριτικοί κόκκοι, τα ελασματοειδή σωμάτια απελευθερώνονται από το κύτταρο, σχηματίζοντας μια λεπτή (περίπου 0,05 μm) μεμβράνη επιφανειοδραστικής ουσίας, η οποία μειώνει την επιφανειακή τάση, αποτρέποντας την κατάρρευση των κυψελίδων.

Τα κυψελιδικά κύτταρα τύπου III, που περιγράφονται με την ονομασία βουρτσάκια, διακρίνονται από την παρουσία βραχέων μικρολαχνών στην κορυφαία επιφάνεια, πολυάριθμων κυστιδίων στο κυτταρόπλασμα και δεσμίδων μικροϊνιδίων. Πιστεύεται ότι εκτελούν απορρόφηση υγρών και συγκέντρωση επιφανειοδραστικών ουσιών ή χημειοϋποδοχή. Η Romanova LK (1984) υπέδειξε τη νευροεκκριτική τους λειτουργία.

Στον αυλό των κυψελίδων, υπάρχουν κανονικά λίγα μακροφάγα που απορροφούν σκόνη και άλλα σωματίδια. Προς το παρόν, η προέλευση των κυψελιδικών μακροφάγων από τα μονοκύτταρα του αίματος και τα ιστιοκύτταρα των ιστών μπορεί να θεωρηθεί εξακριβωμένη.

Η συστολή των λείων μυών οδηγεί σε μείωση της βάσης των κυψελίδων, μια αλλαγή στη διαμόρφωση των φυσαλίδων - επιμηκύνονται. Αυτές οι αλλαγές, και όχι οι ρήξεις των χωρισμάτων, αποτελούν τη βάση του οιδήματος και του εμφυσήματος.

Η διαμόρφωση των κυψελίδων καθορίζεται από την ελαστικότητα των τοιχωμάτων τους, η οποία τεντώνεται από την αύξηση του όγκου του θώρακα και από την ενεργό συστολή των λείων μυών του βρογχιολίου. Επομένως, με τον ίδιο όγκο αναπνοής, είναι δυνατή η διαφορετική διάταση των κυψελίδων σε διαφορετικά τμήματα. Ο τρίτος παράγοντας που καθορίζει τη διαμόρφωση και τη σταθερότητα των κυψελίδων είναι η δύναμη της επιφανειακής τάσης που σχηματίζεται στα όρια δύο περιβαλλόντων: του αέρα που γεμίζει την κυψελίδα και της υγρής μεμβράνης που καλύπτει την εσωτερική της επιφάνεια και προστατεύει το επιθήλιο από το στέγνωμα.

Για την εξουδετέρωση της δύναμης επιφανειακής τάσης (T), η οποία τείνει να συμπιέζει τις κυψελίδες, είναι απαραίτητη μια ορισμένη πίεση (P). Η τιμή του P είναι αντιστρόφως ανάλογη με την ακτίνα καμπυλότητας της επιφάνειας, η οποία προκύπτει από την εξίσωση Laplace: P = T / R. Συνεπώς, όσο μικρότερη είναι η ακτίνα καμπυλότητας της επιφάνειας, τόσο υψηλότερη είναι η πίεση που απαιτείται για τη διατήρηση ενός δεδομένου όγκου κυψελίδων (σε σταθερή T). Ωστόσο, οι υπολογισμοί έχουν δείξει ότι θα πρέπει να είναι πολλές φορές μεγαλύτερη από την ενδοκυψελιδική πίεση που υπάρχει στην πραγματικότητα. Κατά την εκπνοή, για παράδειγμα, οι κυψελίδες θα πρέπει να καταρρεύσουν, κάτι που δεν συμβαίνει, καθώς η σταθερότητα των κυψελίδων σε μικρούς όγκους εξασφαλίζεται από μια επιφανειοδραστική ουσία - επιφανειοδραστική ουσία, η οποία μειώνει την επιφανειακή τάση της μεμβράνης όταν μειώνεται η επιφάνεια των κυψελίδων. Αυτός είναι ο λεγόμενος αντιατελεκτατικός παράγοντας, που ανακαλύφθηκε το 1955 από τον Pattle και αποτελείται από ένα σύμπλεγμα ουσιών πρωτεϊνικής-υδατανθρακικής-λιπιδικής φύσης, το οποίο περιλαμβάνει πολλή λεκιθίνη και άλλα φωσφολιπίδια. Το επιφανειοδραστικό παράγεται στο αναπνευστικό τμήμα από τα κυψελιδικά κύτταρα, τα οποία, μαζί με τα κύτταρα του επιφανειακού επιθηλίου, επενδύουν τις κυψελίδες από μέσα. Τα κυψελιδικά κύτταρα είναι πλούσια σε οργανίδια, το πρωτόπλασμά τους περιέχει μεγάλα μιτοχόνδρια, επομένως διακρίνονται από την υψηλή δραστικότητα των οξειδωτικών ενζύμων, περιέχουν επίσης μη ειδική εστεράση, αλκαλική φωσφατάση, λιπάση. Μεγαλύτερο ενδιαφέρον παρουσιάζουν οι εγκλείσεις που βρίσκονται συνεχώς σε αυτά τα κύτταρα, που προσδιορίζονται με ηλεκτρονική μικροσκοπία. Αυτά είναι οσμιοφιλικά σώματα οβάλ σχήματος, διαμέτρου 2-10 μm, με στρωματοποιημένη δομή, που περιορίζονται από μία μόνο μεμβράνη.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]

Σύστημα επιφανειοδραστικών ουσιών των πνευμόνων

Το επιφανειοδραστικό σύστημα των πνευμόνων εκτελεί διάφορες σημαντικές λειτουργίες. Οι επιφανειοδραστικές ουσίες των πνευμόνων μειώνουν την επιφανειακή τάση και το έργο που απαιτείται για τον αερισμό των πνευμόνων, σταθεροποιούν τις κυψελίδες και αποτρέπουν την ατελεκτασία τους. Σε αυτή την περίπτωση, η επιφανειακή τάση αυξάνεται κατά την εισπνοή και μειώνεται κατά την εκπνοή, φτάνοντας σε μια τιμή κοντά στο μηδέν στο τέλος της εκπνοής. Το επιφανειοδραστικό σταθεροποιεί τις κυψελίδες μειώνοντας άμεσα την επιφανειακή τάση όταν μειώνεται ο όγκος των κυψελίδων και αυξάνοντας την επιφανειακή τάση όταν αυξάνεται ο όγκος των κυψελίδων κατά την εισπνοή.

Η επιφανειοδραστική ουσία δημιουργεί επίσης συνθήκες για την ύπαρξη κυψελίδων διαφόρων μεγεθών. Εάν δεν υπήρχε επιφανειοδραστική ουσία, οι μικρές κυψελίδες θα κατέρρεαν και θα διοχέτευαν αέρα στις μεγαλύτερες. Η επιφάνεια των μικρότερων αεραγωγών είναι επίσης καλυμμένη με επιφανειοδραστική ουσία, η οποία διασφαλίζει τη βατότητά τους.

Για τη λειτουργία του άπω τμήματος του πνεύμονα, η βατότητα της βρογχοκυψελιδικής συμβολής είναι η πιο σημαντική, όπου βρίσκονται τα λεμφικά αγγεία και οι λεμφικές συσσωρεύσεις και ξεκινούν τα αναπνευστικά βρογχιόλια. Το επιφανειοδραστικό που καλύπτει την επιφάνεια των αναπνευστικών βρογχιολίων προέρχεται εδώ από τις κυψελίδες ή σχηματίζεται τοπικά. Η υποκατάσταση του επιφανειοδραστικού στα βρογχιόλια με την έκκριση των καλυκοειδών κυττάρων οδηγεί σε στένωση των μικρών αεραγωγών, αύξηση της αντίστασής τους και ακόμη και πλήρες κλείσιμο.

Η απομάκρυνση του περιεχομένου των μικρότερων αεραγωγών, όπου η μεταφορά του περιεχομένου δεν σχετίζεται με την κροσσωτή συσκευή, εξασφαλίζεται σε μεγάλο βαθμό από την επιφανειοδραστική ουσία. Στη ζώνη λειτουργίας του κροσσωτού επιθηλίου, υπάρχουν τα πυκνά (πηκτή) και υγρά (λύμα) στρώματα βρογχικών εκκρίσεων λόγω της παρουσίας επιφανειοδραστικής ουσίας.

Το επιφανειοδραστικό σύστημα του πνεύμονα εμπλέκεται στην απορρόφηση οξυγόνου και στη ρύθμιση της μεταφοράς του μέσω του φραγμού αέρα-αίματος, καθώς και στη διατήρηση του βέλτιστου επιπέδου πίεσης διήθησης στο πνευμονικό σύστημα μικροκυκλοφορίας.

Η καταστροφή της επιφανειοδραστικής μεμβράνης από το Tween προκαλεί ατελεκτασία. Η εισπνοή αερολυμάτων ενώσεων λεκιθίνης, αντίθετα, δίνει καλό θεραπευτικό αποτέλεσμα, για παράδειγμα, σε περίπτωση αναπνευστικής ανεπάρκειας σε νεογνά, στα οποία η μεμβράνη μπορεί να καταστραφεί από χολικά οξέα κατά την αναρρόφηση αμνιακού υγρού.

Ο υποαερισμός του πνεύμονα οδηγεί στην εξαφάνιση της επιφανειοδραστικής μεμβράνης και η αποκατάσταση του αερισμού στον καταρρακτωμένο πνεύμονα δεν συνοδεύεται από πλήρη αποκατάσταση της επιφανειοδραστικής μεμβράνης σε όλες τις κυψελίδες.

Οι επιφανειοδραστικές ιδιότητες του επιφανειοδραστικού αλλάζουν επίσης στη χρόνια υποξία. Στην πνευμονική υπέρταση, παρατηρείται μείωση της ποσότητας του επιφανειοδραστικού. Όπως έχουν δείξει πειραματικές μελέτες, η μειωμένη βρογχική βατότητα, η φλεβική συμφόρηση στην πνευμονική κυκλοφορία και η μείωση της αναπνευστικής επιφάνειας των πνευμόνων συμβάλλουν στη μείωση της δραστηριότητας του επιφανειοδραστικού συστήματος των πνευμόνων.

Η αύξηση της συγκέντρωσης οξυγόνου στον εισπνεόμενο αέρα οδηγεί στην εμφάνιση στους κυψελιδικούς αυλούς ενός μεγάλου αριθμού μεμβρανικών σχηματισμών ώριμου επιφανειοδραστικού και οσμιοφιλικών σωμάτων, γεγονός που υποδηλώνει την καταστροφή του επιφανειοδραστικού στην επιφάνεια των κυψελίδων. Ο καπνός του τσιγάρου έχει αρνητική επίδραση στο σύστημα επιφανειοδραστικών ουσιών των πνευμόνων. Η μείωση της επιφανειακής δραστηριότητας του επιφανειοδραστικού προκαλείται από χαλαζία, σκόνη αμιάντου και άλλες επιβλαβείς ακαθαρσίες στον εισπνεόμενο αέρα.

Σύμφωνα με αρκετούς συγγραφείς, η επιφανειοδραστική ουσία αποτρέπει επίσης την διίδρωση και το οίδημα και έχει βακτηριοκτόνο δράση.

Η φλεγμονώδης διαδικασία στους πνεύμονες οδηγεί σε αλλαγές στις επιφανειοδραστικές ιδιότητες του επιφανειοδραστικού παράγοντα και ο βαθμός αυτών των αλλαγών εξαρτάται από τη δραστηριότητα της φλεγμονής. Τα κακοήθη νεοπλάσματα έχουν ακόμη ισχυρότερη αρνητική επίδραση στο επιφανειοδραστικό σύστημα των πνευμόνων. Σε αυτά, οι επιφανειοδραστικές ιδιότητες του επιφανειοδραστικού παράγοντα μειώνονται σημαντικά πιο συχνά, ειδικά στη ζώνη της ατελεκτασίας.

Υπάρχουν αξιόπιστα δεδομένα σχετικά με τη διαταραχή της επιφανειακής δραστηριότητας του επιφανειοδραστικού κατά τη διάρκεια παρατεταμένης (4-6 ωρών) αναισθησίας με φθοροαιθάνιο. Οι επεμβάσεις με μηχανήματα τεχνητής κυκλοφορίας αίματος συχνά συνοδεύονται από σημαντικές διαταραχές στο σύστημα επιφανειοδραστικών ουσιών των πνευμόνων. Είναι επίσης γνωστές συγγενείς ανωμαλίες του συστήματος επιφανειοδραστικών ουσιών των πνευμόνων.

Η επιφανειοδραστική ουσία μπορεί να ανιχνευθεί μορφολογικά με φθορίζουσα μικροσκοπία λόγω του πρωτογενούς φθορισμού με τη μορφή ενός πολύ λεπτού στρώματος (0,1 έως 1 µm) που καλύπτει τις κυψελίδες. Δεν είναι ορατή σε οπτικό μικροσκόπιο και επίσης καταστρέφεται όταν τα παρασκευάσματα υποβάλλονται σε επεξεργασία με αλκοόλη.

Υπάρχει η άποψη ότι όλες οι χρόνιες αναπνευστικές παθήσεις σχετίζονται με ποιοτική ή ποσοτική ανεπάρκεια του επιφανειοδραστικού συστήματος των αναπνευστικών οργάνων.