UKŁAD ODDECHOWY Funkcje układu oddechowego: Jama nosowa Przedsionek pokryty jest skórą nabłonek wielowarstwowy płaski W okolicy oddechowej występuje

Transkrypt

1 UKŁAD ODDECHOWY Układ oddechowy dzielimy na dwie części: 1) część przewodząca powietrze (jama nosowa, zatoki przynosowe, gardło, krtań, tchawica, drzewo oskrzelowe) 2) część oddechowa stanowi właściwy miąższ płuca, na który składają się: oskrzeliki oddechowe przewody pęcherzykowe pęcherzyki płucne. Podział laryngologiczny: 1) górne drogi oddechowe (jama nosowa, jama ustna, gardło) 2) dolne drogi oddechowe (krtań, tchawica, drzewo oskrzelowe). Funkcje układu oddechowego: * wymiana gazowa - dostarczenie organizmowi niezbędnej ilości tlenu - wydalanie CO 2 * klimatyzacja wdychanego powietrza- ogrzanie (naczynia krwionośne w jamie nosowej), nawilgocenie (gruczoły jamy nosowej) oraz oczyszczanie wdychanego powietrza (włoski) * odbieranie bodźców węchowych i przetwarzanie ich na bodźce nerwowe- narząd powonienia położony jest w szczytowych jamach nosa * fonacja- narząd fonacji znajduje się w górnej części krtani. Umożliwia wytwarzanie dźwięków. Modulacja dźwięków odbywa się poprzez podniebienie miękkie i usta * obrona immunologiczna- w wydzielinie, która pokrywa nabłonek urzęsiony części przewodzącej układu oddechowego znajdują się m.in. immunoglobuliny IgA. W odpowiedzi immunologicznej ze strony układu oddechowego biorą udział limfocyty pochodzące z węzłów chłonnych i makrofagi płucne występujące licznie w pęcherzykach płucnych i w przegrodach międzypęcherzykowych * w nabłonku wyściełającym drogi oddechowe stwierdza się występowanie komórek APUD, których funkcją jest produkowanie hormonów polipeptydowych, których zadaniem jest miejscowa regulacja produkcji wydzieliny przez komórki kubkowe oraz przez gruczoły znajdujące się w błonie śluzowej, a także regulacja napięcia włókien mięśniowych gładkich występujących w ścianie oskrzeli * udział tkanki płucnej w regulacji hormonalnej (komórki śródbłonka wyściełające naczynia włosowate w płucach przekształcają angiotensynę I w angiotensynę II, która podnosi ciśnienie krwi i pobudza komórki warstwy kłębkowej kory nadnerczy do produkcji aldosteronu- układ RAA- renina-angiotensyna-aldosteron) * tkanka płucna bierze udział w metabolizmie kwasu arachidonowego. Wdech następuje dzięki skurczowi przepony i mięśni międzyżebrowych. Jama nosowa Przedzielona jest przegrodą nosa, składającą się częściowo z części chrzęstnej, a częściowo z tkanki kostnej. Nozdrza prowadzą do przedsionka nosa, który stanowi pierwszy odcinek jamy nosowej. Przedsionek pokryty jest skórą (występują tu włosy, gruczoły łojowe i potowe). W dalszej części przedsionka nabłonek wielowarstwowy płaski pokrywający skórę staje się cieńszy, a włosy oraz gruczoły stają się mniejsze i ulegają przekształceniu. Przy przejściu w jamę nosową właściwą gruczoły te ulegają zanikowi. Ze względu na budowę błony śluzowej, jamę nosową właściwą dzielimy na dwie okolice: oddechową i węchową. W okolicy oddechowej występuje nabłonek wielorzędowy urzęsiony z duża liczbą komórek

2 kubkowych. W błonie śluzowej tej okolicy występuje duża ilość gruczołów cewkowopęcherzykowych (wydzielina śluzowo-surowicza). Powierzchniowo umieszczone naczynia włosowate leżą bezpośrednio pod nabłonkiem i właśnie te naczynia mają charakter wymiennika ciepła (powietrze o temp. 6 C zostaje ogrzane do 30 C przy tylnej ścianie nosa). W okolicy węchowej znajduje się narząd powonienia umiejscowiony w szczytach jamy nosowej obejmując górne powierzchnie małżowin górnych oraz szczytowe okolice przegrody nosowej. W okolicy węchowej występuje też nabłonek wielorzędowy, jest on jednak znacznie wyższy niż w pozostałych częściach jamy nosowej. W nabłonku tym wyróżniamy 3 typy komórek: a) komórki podporowe- zajmują całą wysokość nabłonka b) komórki podstawne c) komórki węchowe- podobnie, jak komórki podporowe, zajmują całą wysokość nabłonka. Są to tzw. dwubiegunowe neurony, których jądra komórkowe znajdują się w części podstawnej cytoplazmy. Komórki te zwężają się w szczytowej części. Ich dendryty są skierowane ku powierzchni nabłonka, natomiast neuryty kierują się do ośrodkowego układu nerwowego. Dendryty zbliżając się do powierzchni nabłonka zwiększają swoją średnicę, tworząc charakterystyczny pęcherzyk węchowy, który połączony jest z otaczającymi komórkami podporowymi za pomocą desmosomu. Na powierzchni pęcherzyka węchowego znajduje się 6-10 rzęsek węchowych, które układają się na powierzchni nabłonka wśród mikrokosmków komórek podporowych i spoczywają w warstwie wydzieliny surowiczo-śluzowej. Rzęski węchowe są właściwymi receptorami węchowymi. Nabłonek wielorzędowy urzęsiony jest nabłonkiem dróg oddechowych (górnych). Nabłonek oddechowy to nabłonek występujący w pęcherzykach płucnych!!!!!!!!! Faza surowicza wydzieliny gruczołów jest rzadka, umożliwia tym samym ruch rzęskom. Rolą fazy śluzowej jest sklejanie cząstek, np. kurzu. Gruczoły cewkowo-pęcherzykowe wydzielające tę wydzielinę nazywamy gruczołami węchowymi. Wytwarzają one wydzielinę w sposób ciągły. Gardło jest wspólnym odcinkiem układu oddechowego i pokarmowego. Łączy jamę nosową z krtanią. Nabłonek, który wyścieła górną (nosową) część gardła jest nabłonkiem wielorzędowym urzęsionym. Poniżej natomiast może występować niewielkie pasmo nabłonka wielowarstwowego walcowatego, po czym nabłonek zmienia się w nabłonek wielowarstwowy płaski nierogowaciejący. W blaszce właściwej błony śluzowej, zbudowanej z tkanki łącznej wiotkiej, występują rozgałęzione gruczoły surowiczo-śluzowe.

3 Na tylnej ścianie gardła w blaszce właściwej błony śluzowej znajdują się duże skupienia tkanki limfatycznej, zwanej migdałkiem gardłowym. Krtań jest sztywną, wydłużoną strukturą o długości ok. 5 cm łączącą gardło z tchawicą. Sztywność swą zawdzięcza szkieletowi chrzęstnemu złożonemu z chrząstek szklistych i sprężystych. Chrząstki leżą bezpośrednio pod blaszką właściwą błony śluzowej. Wyróżniamy 3 chrząstki nieparzyste i 3 pary chrząstek parzystych. Chrząstki nieparzyste to: nagłośniowa tarczowata pierścieniowata. Chrząstki parzyste to: nalewkowate rożkowate klinowate. Chrząstki klinowate, rożkowate oraz nagłośniowa należą do chrząstek sprężystych. Pozostałe chrząstki są chrząstkami szklistymi. Poszczególne chrząstki krtani połączone są ze sobą mięśniami wewnętrznymi i zewnętrznymi krtani. Mięśnie te zbudowane są z włókien mięśniowych poprzecznie-prążkowanych. Tkanka łączna wiotka blaszki właściwej błony śluzowej zawiera liczne włókna kolagenowe i włókna sprężyste oraz duża ilość komórek układu immunologicznego. W blaszce właściwej znajdują się również gruczoły (zwłaszcza śluzowe). Silne jest też unerwienie czuciowe i ruchowe. W obrębie krtani wyróżniamy nagłośnię, fałdy głosowe oraz jamę krtani, która obejmuje przestrzeń powietrzną bezpośrednio powyżej i poniżej fałdów głosowych. Nagłośnia stanowi górną część krtani. Szkieletem dla niej jest chrząstka nagłośniowa. Od strony przedniej oraz górnej części nagłośnia pokryta jest nabłonkiem wielowarstwowym płaskim nierogowaciejącym. W pozostałej części nagłośni występuje nabłonek wielorzędowy urzęsiony. Poniżej nagłośni krtań zwęża się lejkowato. W zwężeniu tym występują dwie pary fałdów błony śluzowej. Wyżej położona para fałdów to fałdy przedsionkowe (fałdy głosowe rzekome), natomiast para położona niżej to fałdy głosowe, których wolne brzegi określa się mianem strun głosowych. Szczelina, która występuje między strunami to szpara głosowa lub szpara głośni (u mężczyzn wynosi ok. 23 mm, a u kobiet 18 mm). Szerokość szpary głosowej oraz napięcie strun głosowych regulowane są poprzez mięśnie poprzecznie prążkowane, oddziałujące na struny bezpośrednio. W obrębie strun głosowych występuje nabłonek wielowarstwowy płaski nierogowaciejący. Pozostała część fałdów głosowych wysłana jest oczywiście nabłonkiem wielorzędowym urzęsionym. Tchawica łączy krtań z drzewem oskrzelowym. Jej długość wynosi ok. 12 cm i średnicy ok. 1,5 cm. U dołu dochodzi do rozdwojenia tchawicy, czyli do miejsca powstania oskrzeli głównych. W błonie podśluzowej występuje ok. 20 chrząstek szklistych w kształcie półpierścieni. otwartych ku tyłowi. Półpierścienie te stanowią szkielet tchawicy zapobiegający zapadaniu się jej podczas wdechu. Wolne końce ramion półpierścieni połączone są ze sobą błoną mięśniową gładką oraz tkanką łączną wiotką, tworzących razem tylną ścianę tchawicy, tzw. ścianę błoniastą. Półpierścienie połączone są między sobą więzadłami obrączkowymi. Błona śluzowa wysłana jest nabłonkiem wielorzędowym urzęsionym. W nabłonku tym wyróżniamy 6 rodzajów komórek: 1) komórki urzęsione- występują najliczniej. Zajmują całą wysokość nabłonka. Na każdej komórce występuje ok. 250 rzęsek. 2) komórki kubkowe- produkują śluz. Zajmują całą wysokość nabłonka.

4 3 i 4) komórki szczoteczkowe- na wolnej powierzchni występują liczne mikrokosmki. Również zajmują całą wysokość nabłonka. Ten trzeci typ komórek ma morfologiczne cechy komórek niedojrzałych i prawdopodobnie są one w trakcie różnicowania się w komórki urzęsione lub kubkowe. Czwarty typ komórek prawdopodobnie odpowiedzialny jest za odbieranie bodźców czuciowych. 5) komórki podstawne- leżą na błonie podstawnej nabłonka i nie dochodzą do wolnej powierzchni nabłonka. Różnicują się w inne typy komórek. 6) komórki ziarniste- występują przy podstawie nabłonka, nie dochodzą do wolnej jego powierzchni. Należą do układu APUD. Ich rola polega na regulacji czynności sekrecyjnych komórek kubkowych oraz komórek gruczołowych występujących w błonie śluzowej, a także na regulacji napięcia błony mięśniowej gładkiej. Blaszka właściwa błony śluzowej tchawicy zbudowana jest z tkanki łącznej, zawierającej dużo włókien sprężystych. W blaszce właściwej znajduje się dużo limfocytów. W błonie podśluzowej, zbudowanej z tkanki wiotkiej, występują gruczoły tchawicze (w przeważającej części są one gruczołami śluzowymi). Drzewo oskrzelowe stanowi rusztowanie dla całego miąższu płucnego. Oskrzela główne wnikają przez wnękę do płuc. Z wyjątkiem oskrzela głównego w prawym płucu, które dzieli się na 3 oskrzela płatowe, we wszystkich odcinkach drzewa oskrzelowego występuje podział dychotomiczny (tzn. że każde rozgałęzienie dzieli się na dwie części). Oskrzela płatowe dzielą się na oskrzela segmentowe (w prawym płucu 10 oskrzeli segmentowych, w lewym- 8). Jeśli chodzi o obraz histologiczny, obserwujemy stopniowe przechodzenie oskrzeli w oskrzeliki. Różnicą między oskrzelem, a oskrzelikiem jest brak w tych drugich chrząstek i gruczołów. W oskrzelach, w błonie podśluzowej przy wewnętrznej stronie chrząstek znajdują się gruczoły oskrzelowe śluzowo-surowicze. Na granicy błony podśluzowej i błony śluzowej oskrzeli znajduje się warstwa mięśni gładkich, które począwszy od oskrzeli płatowych obejmują cały obwód oskrzeli. Błona śluzowa oskrzeli pokryta jest nabłonkiem wielorzędowym urzęsionym. Idąc drzewem oskrzelowym w kierunku coraz mniejszych oskrzelików dochodzi do zaniku chrząstek i gruczołów, a także dochodzi do redukcji błony śluzowej, jak i błony podśluzowej. W przewodach pęcherzykowych (najmniejszych oskrzelikach), otwierających się do pęcherzyków płucnych, z błony śluzowej pozostaje tylko nabłonek, który może być nawet nabłonkiem płaskim, pozostaje błona mięśniowa, a podśluzówka zrasta się z tkanką płucną. W oskrzelikach przy zmniejszeniu średnicy światła w rozgałęzieniu drzewa oskrzelowego do ok. 1 mm zmienia się budowa ściany: nabłonek staje się nabłonkiem jednowarstwowym walcowatym, nie zawierającym komórek kubkowatych, a w błonie podśluzowej zanikają chrząstki i gruczoły. W nabłonku oskrzelików wyróżniamy 4 typy komórek: 1) komórki urzęsione- najliczniejsze 2) komórki oskrzelikowe (komórki Clara)- występują tylko w oskrzelikach. Budową ultrastrukturalną przypominają gruczołowe komórki surowicze. W ich cytoplazmie występują liczne mitochondria, co wskazuje na dużą aktywność metaboliczną tych komórek, a w szczytowych częściach obserwuje się liczne ziarnistości wydzielnicze, których wydzielina dostaje się na powierzchnię nabłonka oskrzelików. 3) komórki mające na powierzchni mikrokosmki- odpowiadają komórkom szczoteczkowym 4) komórki ziarniste. Część oddechowa układu oddechowego Część oddechowa stanowi właściwy miąższ płucny. Składa się z oskrzelików oddechowych, przewodów pęcherzykowych oraz pęcherzyków płucnych. Pęcherzyki płucne odchodzące od jednego przewodu pęcherzykowego tworzą tzw. lejek płucny. Ślepe rozszerzenie przewodów

5 pęcherzykowych zbudowane z kilku pęcherzyków płucnych nazywamy woreczkiem pęcherzykowym. Każdy oskrzelik końcowy dzieli się na dwa oskrzeliki oddechowe. Ściana oskrzelików oddechowych wysłana jest nabłonkiem jednowarstwowym sześciennym urzęsionym zbudowanych z komórek urzęsionych i komórek oskrzelikowych. W tkance łącznej wiotkiej otaczającej nabłonek oskrzelików oddechowych widoczna jest dobrze wykształcona błona mięśniowa gładka. W przewodach pęcherzykowych nabłonek jednowarstwowy sześcienny leży bezpośrednio na błonie mięśniowej gładkiej. W końcowych odcinkach przewodów pęcherzykowych może być już nabłonek jednowarstwowy płaski. Pęcherzyki płucne u człowieka występują w liczbie ok. 300 mln, a ich łączna powierzchnia wynosi 75 m 2. Poszczególne pęcherzyki płucne oddzielone są od siebie przegrodą międzypęcherzykową zbudowaną z tkanki łącznej wiotkiej, w której występuje bardzo duża liczba naczyń włosowatych. Występuje tu najgęstsza sieć naczyń włosowatych w organizmie. Ich łączna powierzchnia wynosi 140 m 2. Śródbłonek naczyń i nabłonek pęcherzyków odgraniczone są od siebie dwiema zlewającymi się z sobą błonami podstawnymi. Sąsiadujące pęcherzyki płucne często kontaktują się z sobą poprzez otwór pęcherzykowy, którego rola polega na wyrównywaniu ciśnień w poszczególnych pęcherzykach. Nabłonek płucny (oddechowy) wyściełający pęcherzyki płucne jest zbudowany z 3 rodzajów komórek (pneumocytów): 1) pneumocyty typu I (komórki pęcherzykowe płaskie)- łączą się ze sobą połączeniem typu zamykającego, przez co stanowią ciągłą błonę odgraniczającą powietrze znajdujące się w pęcherzykach od przegrody międzypęcherzykowej. Stanowią ok. 95% wyściółki pęcherzyków. Ich rolą jest wymiana gazowa między krwią a powietrzem 2) pneumocyty typu II (komórki pęcherzykowe duże)- nieregularny kształt. Na powierzchni zwróconej do światła pęcherzyka występują liczne mikrokosmki. W cytoplazmie występuja tzw. ciała blaszkowate (ziarnistości osmofilne). Otoczone one są własną błoną. Zawierają fosfolipidy, które wraz z białkami i węglowodanami tworzą czynnik powierzchniowy (surfaktant). Surfaktant zbudowany jest z dwóch warstw. Pierwsza warstwa (hipofaza) styka się bezpośrednio z powierzchnią nabłonka pęcherzyków płucnych i składa się z hydrofilnej substancji bogatej w białka. Hipofaza pokryta jest cienką warstwą fosfolipidową. Wytwarzanie surfaktantu rozpoczyna się w 28 tygodniu życia płodowego (!). Ma właściwości detergentu- zmniejsza napięcie powierzchniowe występujące w pęcherzykach płucnych. To z kolei powoduje zmniejszenie ciśnienia, które jest potrzebne do utrzymania pęcherzyków w stanie rozprzężonym, przez co zapobiega zapadaniu się pęcherzyków płucnych w czasie wydechu. Surfaktant jest też bakteriostatykiem. Uczestniczy ponadto w wymianie gazowej. 3) pneumocyty typu III (komórki pęcherzykowe szczoteczkowe)- występują bardzo rzadko. Na ich powierzchni występują mikrokosmki. Są chemoreceptorami. Dodatkowym typem komórek są makrofagi płucne. Obserwuje się je zarówno w przegrodach pęcherzykowych, jak i wewnątrz nabłonka płuc. Mogą też przechodzić na powierzchnię nabłonka. Ich funkcją jest uprzątnięcie przez fagocytozę ciał obcych występujących w pęcherzykach płucnych, a także regulacja odpowiedzi immunologicznej (makrofagi płucne są komórkami prezentującymi antygen). Cechą charakterystyczną makrofagów płucnych jest występowanie na ich powierzchni wypustek, zwanych pseudopodiami, umożliwiających przemieszczanie się. Rozróżniamy dwa rodzaje makrofagów płucnych: komórki pyłowe- cytoplazma silnie zabarwiona na kolor szary, co jest związane z fagocytowaniem pyłów komórki wad serca- makrofagi ze sfagocytowanym barwnikiem skóry, co daje im zabarwienie żółto-brązowe.

6 Bariera krew-powietrze Barierę stanowią elementy znajdujące się pomiędzy powietrzem, a krwią. Znajduje się w przegrodzie pęcherzykowej. Grubość tej bariery oceniana jest na 0,7 µm i idąc od wnętrza pęcherzyka, tworzą ją: surfaktant, cytoplazma pneumocytów typu I, błona podstawna nabłonka oddechowego, zrastająca się z błoną podstawną śródbłonka naczyń włosowatych i śródbłonek naczyń włosowatych.