HISTOLOGIA - PRELEKCJA: UKŁAD ODDECHOWY

Układ oddechowy składa się z:

• Górnych dróg oddechowych:

• jama nosowa

• gardło

• krtań

• Dolnych dróg oddechowych:

• Tchawica

• Oskrzela

• Oskrzeliki

• Pęcherzyki płucne

Części przewodzącej: jama nosowa, jama nosowo-gardłowa, krtań, tchawica, oskrzela, oskrzeliki, oskrzeliki końcowe;

Części oddechowej: oskrzeliki oddechowe, przewody oddechowe, woreczki oddechowe i pęcherzyki płucne;

Rozwój układu oddechowego

• Około 3 tygodnia życia płodowego na powierzchni brzusznej przedniego odcinka jelita pierwotnego pojawia się (endodermalny) zawiązek układu oddechowego.

• Zawiązek ten powiększa się, tworząc skierowana doogonowo cewę endodermalną.

• Z górnego odcinka tej cewy powstanie krtań;

• Ze środkowego - tchawica;

• Z dolnego po jej silnym rozgałęzieniu pączki płucne (oskrzela, oskrzeliki, pęcherzyki płucne).

Z mezodermy otaczającej drzewo oskrzelowo- oskrzelikowe powstają:

• chrząstki

• miocyty gładkie

• naczynia krwionośne i limfatyczne

• podporowa tkanka łączna

Zaburzenia rozwojowe

• ślepo kończąca się tchawica

• brak płuc

• przetoka tchawiczo- przełykowa

• zaburzenia podziału drzewa oskrzelowego (w efekcie różna liczba płatów płucnych)

• dodatkowe płaty utkania płucnego (odchodzące od tchawicy lub przełyku)

• wrodzone cysty płuc.

Stadia rozwoju płuc

1. Stadium rzekomogruczołowe

• 5-17 tydzień

• płuca przypominają utkanie gruczołowe

• pod koniec 17 tygodnia zasadnicze struktury płuca są wykształcone, za wyjątkiem części, w której występuje wymiana gazowa;

• płód urodzony w tym okresie nie przeżywa;

2. Stadium kanalikowe

• 16-25 tydzień

• dojrzewają oskrzeliki i oskrzela, poszerza się ich światło;

• płód urodzony przeżywa tylko w środowisku inkubatora;

3. Stadium woreczków końcowych

• od 24 tygodnia aż do porodu

• płuco zatraca kanalikowy wygląd, powstaje dużo woreczków końcowych wysłanych pneumocytami typu I, pomiędzy którymi powstają pneumocyty typu II, produkujące surfaktant

• intensywny rozrost sieci naczyń włosowatych

• dziecko urodzone w tym stadium przeżywa nawet bez zastosowania specjalistycznej aparatury;

4. Stadium pęcherzykowe

• od późnego okresu płodowego do ok. 8 roku życia

• końcowym odcinkiem dróg oddechowych w życiu prenatalnym jest woreczek końcowy. Natomiast po porodzie, z chwilą pierwszego wdechu, woreczki rozprężają się i przekształcają w pęcherzyki płucne.

Czynność układu oddechowego

• Wymiana gazowa (CO₂ wytworzony w tkankach↑ - O₂ atmosferyczny ↓);

• Regulacja pH organizmu;

• Klimatyzacja wdychanego powietrza (oczyszczanie, ogrzanie, nawilżanie);

• Regulacja temperatury;

• Udział w regulacji gospodarki wodnej, przemiany mineralnej;

• Udział w obronie immunologicznej ustroju;

• Udział w czynności hormonalnej ustroju;

• Komórki APUD - hormony polipeptydowe;

• Komórki śródbłonka - angiotensyna I → angiotensyna II;

• Zmniejszenie napięć ścian naczyń tętniczych;

• Unieczynnianie serotoniny, PGF1, bradykininy, noradrenaliny;

• Produkcja prostacykliny (przemiana kwasu arachidonowego);

• Zapobiega agregacji płytek;

• Przewodzenie powietrza.

1982 r. Nagroda Nobla dla sir Roberta Vane'a za odkrycie prostacykliny.

Błona śluzowa dróg oddechowych

• Jeden z ważniejszych elementów budowy przewodów oddechowych;

• Wyściela przewody oddechowy;

• Stwarza warunki nieswoistej odporności;

• Wychwytuje i usuwa zanieczyszczenia z powietrza;

• Bierze udział w unieszkodliwianiu antygenów.

Błona śluzowa składa się z : nabłonka, błony podstawnej, łącznotkankowej błony śluzowej właściwej.

Nabłonek dróg oddechowych - budowa:

Jest to nabłonek wielorzędowy migawkowy

Wyściela całe drogi oddechowe z wyjątkiem: błony węchowej, oskrzelików.

Komórki urzęsione

• najliczniejsze

• rozszerzone w okolicy jądra komórkowego

• większość organelli zgrupowana w regionie ponadjądrowym

• rzęski przesuwają ku krtani zanieczyszczony śluz.

Komórki z migawkami są najliczniejsze. Na ich wolnej powierzchni występuje ok. 250 migawek, a pomiędzy nimi leżą liczne mikrokosmki.

Migawki wykonują skoordynowany, jednoczesny i jednokierunkowy ruch (tzw. "ruch łanu zboża"), który przemieszcza wydzielinę w kierunku gardła.

Na powierzchni migawek znajduje się wydzielina śluzowa wydalana przez komórki kubkowe, a między migawkami wydzielina surowicza wydzielana przez same komórki rzęskowe i gruczoły surowicze.

W przebiegu nieżytu górnych dróg oddechowych w fazie tzw. „kaszlu suchego” gęsta wydzielina śluzowa wchodzi pomiędzy migawki unieruchamiając je.

Komórki kubkowe

• Drugie co do liczebności;

• Jednokomórkowe gruczoły wydalające śluz pokrywający powierzchnie wewnętrzną dog oddechowych;

• Maja kształt kielicha;

• Część przypodstawna zawiera szorstka siateczkę śródplazmatyczną;

• Nad jadrem silnie wykształcony aparat Golgiego;

• W przyszczytowej części cytoplazmy duże ziarna wydzielnicze.

Komórki podstawne (niezróżnicowane)

• Maja kształt piramidy

• Wysokość do 1/3 nabłonka

• Mogą się przekształcać w inne typy komórek( zwłaszcza urzęsione i kubkowe)

• Stanowią pulę regeneracyjna nabłonka (funkcja tych komórek).

Komórki szczoteczkowe

• Na wolnej powierzchni posiadają długie mikrokosmki

• Na dolnym biegunie zakończenia nerwowe typu aferentnego;

• Pełnią funkcję chemoreceptoryczną.

Komórki ziarniste (endokrynowe)

• Należą do układu APUD

• Zawierają pęcherzyki wydzielnicze

• Produkują hormony peptydowe

• Liczne w życiu płodowym i wczesnym dzieciństwie;

• Biorą udział w regulacji przepływu powietrza przez zmianę średnicy przewodów oddechowych.

Jama nosowa

• Zajmuje przestrzeń miedzy nozdrzami przednimi a nozdrzami tylnymi;

• Łączą się z jamą nosowo - gardłową;

• Odpowiada za wstępne oczyszczanie, ogrzanie i nawilgocenie wdychanego powietrza;

• Wyróżnia się 3 odcinki (przedsionek nosa, okolica oddechowa, okolica węchowa).

Budowa

• Dzieli ją przegroda, której trzon stanowi chrząstka szklista;

• Każda część ma dośrodkową gładką ścianę i boczną zawierającą trzy małżowiny nosowe (górną, środkową i dolną);

• Powierzchnia wysłana jest błoną śluzową (jak całe drogi oddechowe);

Przedsionek nosa

• Stanowi pierwsze 1,5 cm jamy nosowej;

• Jest wysłany skórą;

• Zawiera włosy nozdrzy, gruczoły łojowe i potowe;

• Jest wysłany w początkowym odcinku nabłonkiem wielowarstwowym płaskim rogowaciejącym;

• Włosy stanowią filtr powietrza a łój i pot zatrzymują zanieczyszczenia;

• Przy przejściu w jamę nosową właściwą nabłonek staje się cieńszy, a przydatki zanikają.

Błona śluzowa okolicy oddechowej

• Zajmuje powierzchnię około 160 cm² od przedsionka nosa do nozdrzy tylnych w dolnej i środkowej części;

• Wysłana jest nabłonkiem wielorzędowej migawkowym z komórkami kubkowymi (klasyczny nabłonek dróg oddechowych);

• Zbudowana jest z tkanki łącznej luźnej bardzo dobrze unaczynionej, co pomaga w ogrzewaniu powietrza.

Unaczynienie błony śluzowej

• Od tętnic klinowo-podniebiennych odchodzą tętnice łukowate;

• W pobliżu nabłonka powstaje bogata sieć tętniczek, naczyń włosowatych i anastomoz;

• W naczyniach występuje przeciwprądowy przepływ krwi (od tylnej ku przedniej części jamy nosowej) w stosunku do przepływu powietrza.

Błona śluzowa okolicy węchowej

• Ma powierzchnię ok. 6 cm;

• Spełnia funkcje receptoryczne;

• Zawiera liczne gruczoły pęcherzykowo-cewkowe wydzielające śluz i płyn surowiczy;

• W ten sposób spłukuje powierzchnie okolicy węchowej, usuwając substancje zapachowe już odebrane

• Wyścieła ją nabłonek węchowy;

Jest to nabłonek wielorzędowy (II rodzaj nabłonka wyścielającego drogi oddechowe). Posiada trzy rodzaje komórek: węchowe (komórki nerwowe, posiadają 6-8 wypustek); podporowe (posiadają mikrokosmki); podstawne (pula regeneracyjna).

Człowiek rozróżnia 10000 różnych rodzajów woni.

Nabłonek składa się z :

Komórek węchowych

• 10 mln w okolicy węchowej;

• na wolnej powierzchni komórki występuje 6-8 długich, nieruchomych rzęsek stanowiących struktury receptorowe;

• Rzęski komórek składają się z 9+1 pary mikrotubul w górnej części, a w dolnej z 11 par mikrotubul.

Komórek podporowych - posiadają liczne mikrokosmki na wolnej powierzchni

Komórek podstawnych - posiadają zdolność dzielenia się i różnicowania w komórki nerwowe węchowe

Jama nosowa - budowa mikroskopowa i czynność

Błona śluzowa

• nabłonek (naskórek, dróg oddechowych i węchowy)

• tkanka łączna właściwa wiotka

• sieć żylna tworząca ciało jamiste

• gruczoły cewkowo- pęcherzykowe (u noworodków występują też surowicze)

Żyły blaszki właściwej

- żyły blaszki właściwej błony śluzowej, środkowej i dolnej części okolicy oddechowej maja grube ściany,

- tworzą system jam - sploty puste

- wypełniają się krwią.

Zatoki przynosowe

• Są przestrzeniami kości czołowej, sitowej, klinowej i szczęki;

• Łączą się z jamą nosową za pośrednictwem wąskich kanałów;

• Wyścieła je nabłonek wielorzędowy urzęsiony (nabłonek dróg oddechowych);

• Blaszka właściwa zespolona z okostną zawiera nieliczne gruczoły śluzowo-surowicze;

• Wydzielina gruczołów przedostaje się dzięki ruchowi rzęsek przez drobne kanaliki do jamy nosowej; przy zbyt dużej ilości wydzieliny nie przedostaje się ona do jamy nosowej, co skutkuje zapaleniem zatok.

Jama gardła

• wysłana błoną śluzową

• pokryta w większości wielorzędowym nabłonkiem oddechowym, również występuje nabłonek wielowarstwowy płaski nierogowaciejący

• nabłonek zawiera liczne limfocyty (główne cytotoksyczne i NK)

• występują włókna sprężyste i kolagenowe

• w miejscach pokrytych nabłonkiem wielorzędowym występują gruczoły śluzowo-surowicze,

• w miejscach pokrytych nabłonkiem wielowarstwowym płaskim - gruczoły śluzowe,

• w części oddechowej znajdują się skupiska tkanki limfoidalnej pokryte nabłonkiem i są to migdałek gardłowy i dwa migdałki trąbkowe;

• na zewnątrz od błony śluzowej znajdują się mięśnie szkieletowe podniebienno- gardłowe pokryte błoną łącznotkankową.

Krtań

• Łączy jamę gardłową z tchawicą

• Stanowi przewód dwubocznie symetryczny

• W górnej części krtani znajduje się nagłośnia.

Błona śluzowa krtani

• górną powierzchnię wyściela nabłonek wielowarstwowy płaski, a dolną wielorzędowy urzęsiony;

• blaszka właściwa zrasta się z ochrzęstną i zawiera gruczoły śluzowo- surowicze.

Struny głosowe - wolne brzegi fałdów głosowych

Mięśnie głosowe

• powodują wytwarzanie dźwięków w czasie przepływania powietrza między fałdami głosowymi.

• Leżą równolegle do więzadeł głosowych

• Są to mięśnie szkieletowe

Narząd fonacji

• dźwięk jest modulowany przez podniebienie miękkie, zęby, język, wargi.

• Jest odpowiedzialny za powstanie dźwięku i jego wysokość w następstwie przepływu powietrza…

Budowa nagłośni

• Szkielet Składa się z chrząstki sprężystej;

• Niewielka ilość tkanki włóknistej i szklistej;

• W nagłośni gruczoły śluzowo-surowicze mogą leżeć dość głęboko, nawet w powierzchniowej warstwie chrząstki;

Narząd głosowy

Poniżej nagłośni błona śluzowa wytwarza dwie pary fałdów głosowych: fałdy przedsionkowe (pokryte są nabłonkiem wielorzędowym urzęsionym; występują w nim gruczoły śluzowo- surowicze) oraz fałdy głosowe (pokrywa je wielowarstwowy nabłonek płaski). W blaszce właściwej błony śluzowej znajdują się włókna sprężyste, które tworzą więzadło głosowe.

Tchawica

• Jest usytuowana między podstawna krtani i rozdwojeniem

• Szkielet tchawicy tworzy od 16 do 20 podków z chrząstki szklistej, połączonych między sobą tkanka łączną włóknistą;

• Między końcami chrząstek znajduje się poprzeczne i podłużne mięśnie gładkie;

• Ściana tchawicy zbudowana jest z błony śluzowej, błony podśluzowej i przydanki.

Błona śluzowa tchawicy

• Pokryta jest nabłonkiem wielorzędowym urzęsionym (klasyczny nabłonek);

• Blaszka właściwa jest zbudowana z tkanki łącznej właściwej, zawierającej dużo włókien sprężystych;

• W blaszce właściwej znajduje się wiele limfocytów rozproszonych (niekiedy grudki limfatyczne).

• Występują również liczne komórki plazmatyczne.

Błona podśluzowa tchawicy

• W części bliższej światłu posiada luźna budowę i liczne gruczoły tchawicze (śluzowe z nielicznymi komórkami surowiczymi);

• Wydzielina ich tworzy cienką warstwę na powierzchni nabłonka;

• W części bliższej od światła oskrzela znajdują się gruczoły, a w części dalszej - chrząstka szklista.

Przydanka

Tkanka łączna zawierająca skupiska komórek tłuszczowych; łączy tchawicę z sąsiadującymi tkankami i narządami.

Drzewo oskrzelowe

• Tchawica dzieli się na dwa główne oskrzela - lewe i prawe;

• Każde z nich wnika do płuca;

• Każde oskrzele główne dzieli się na trzy oskrzela płatowe prawego płuca i dwa lewego płuca;

Oskrzela płatowe rozdzielają się na oskrzela segmentowe. Prawe płuco ma 10 segmentów i tyle samo oskrzeli, a płuco lewe po 8 segmentów i oskrzeli.

Budowa oskrzela

• Wyścieła je błona śluzowa pokryta nabłonkiem dróg oddechowych;

• W nabłonku komórki endokrynowe tworze ciałka nerwowo-nabłonkowe;

• Ciałka te znajdują się głównie w rozwidleniach oskrzeli i składają się z 10-80 komórek zawierających pęcherzyki wydzielnicze;

• Komórki te są chemoreceptorami, wydzielają peptydy i katecholaminy;

• Występują u liczne limfocyty rozproszone, grudki limfatyczne i kryptokępki, co tworzy tkankę limfatyczną oskrzeli (BALT);

• Limfocyty rozproszone stanowią głównie limfocyty T cytotoksyczne i NK;

• Grudki limfatyczne zawierają limfocyty B i limfocyty Tαβ;

• Kryptokępki zawierają limfocyty T γσ

Błona śluzowa oskrzeli

• Wraz ze zmniejszającym się światłem oskrzeli chrząstki występują w coraz większych odległościach od siebie;

• Oprócz chrząstek występują gruczoły śluzowe z nielicznymi komórkami surowiczymi.

• W blaszce właściwej błony śluzowej występują rozproszone włókna sprężyste

• Pod blaszką właściwą warstwa miocytów gładkich (błona Reisessena)

Oskrzeliki

• Średnica ich jest mniejsza niż 1 mm;

• Każdy zaopatruje w powietrze płacik płuca;

• W płaciku płuca każdy oskrzelik rozgałęzia się na 5-7 oskrzelików końcowych;

• Nie posiadają chrząstki i gruczołów.

Oskrzeliki początkowe

• są wysłane nabłonkiem jednowarstwowym walcowatym urzęsionym, a w końcowej fazie - sześciennym urzęsionym, w którym znajdują się swoiste komórki oskrzelikowe (Clara)

• występują komórki Clara;

• zawierają liczne pęcherzyki wydzielnicze z glikozaminoglikanami i białkami;

• posiadają dobrze rozwiniętą szorstką i gładką siateczkę śródplazmatyczną.

Oskrzeliki końcowe

• Transportują powietrze bezpośrednio do części oddechowej;

• Maja bardzo liczne komórki Clara;

• Oskrzelik końcowy wraz z odgałęzieniami tworzy gronko płucne;

• stanowią końcowy etap części przewodzącej;

• rozgałęziają się na oskrzeliki oddechowe, które wyścielone są nabłonkiem sześciennym urzęsionym. Traci on jednak rzęski w końcowym odcinku. Następnie oskrzeliki przechodzą w przewody oddechowe.

Oskrzeliki oddechowe

Są wysłane nabłonkiem jednowarstwowym sześciennym urzęsionym

Przewody oddechowe

• wyścielone nabłonkiem oddechowym płaskim, pod którym znajdują się pęczki miocytów gładkich;

• z nich powietrze uchodzi do woreczków pęcherzykowych otoczonych kilkoma pęcherzykami płucnymi

Pęcherzyki płucne

• Jest to główna masa płuca i jego miąższu;

• W obu płucach jest ich ok. 300 milionów;

• Całkowita powierzchnia wymiany gazowej wynosi do 100 m²;

• Średnica pęcherzyka wynosi ok. 300 um;

• Poprzez otwory w ścianie utrzymuje łączność z sąsiednimi pęcherzykami;

• Sąsiadujące pęcherzyki mają wspólną ścianę - przegroda międzypęcherzykowa.

Przegroda miedzypęcherzykowa

Składa się z nabłonka oddechowego i nielicznych elementów tkanki łącznej właściwej wraz z włosowatymi naczyniami krwionośnymi.

„Nabłonek oddechowy”

Pęcherzyki płucne wysłane są nabłonkiem jednowarstwowym płaskim, w skład którego wchodzą:

• Pneumocyty typu I

• Pneumocyty typu II

• Pneumocyty typu III

• Makrofagi płucne (pęcherzykowe).

Pneumocyty typu I

• Są to płaskie komórki (grubość cytoplazmy nie przekracza 0,2 um);

• Jedynie część okołojądrowa jest grubsza;

• Cytoplazma składa się tylko z wewnętrznej i zewnętrznej błony komórkowej, cytosolu i niewielkiej liczby pęcherzyków transcytarnych;

• Wchodzą w skład ściany, przez którą dyfundują gazy - w skład bariery krew-powietrze.

• Zajmują 90% powierzchni pęhcerzyków.

Pneumocyty typu II

• Są rozrzucone wśród pneumocytów typu I i często występują w grupach;

• Maja kształt sześcienny;

• Posiadają szorstka siateczkę śródplazmatyczną, aparat Golgiego i liczne mitochondria;

• Zawierają liczne pęcherzyki wypełnione blaszkami lipidów, złożonymi z fosfolipidów (dipalmitynian fosfatydylocholiny).

• Ok. 60% komórek w tym nabłonku produkuje surfaktant.

Surfaktant

Surfaktant płucny występuje w trzech odmiennych morfologicznie postaciach:

• Jako ciałko lamelarne, które znajduje się wewnątrz ziarnistości pneumocytow typu II;

• W postaci mieliny tubularnej, siateczkowatej, kratkopodobnej struktury obecnej w hypofazie błony wyściółkowej;

• Jako powierzchniowo czynna błonka (w interakcji powietrze-płyn) - stanowi czynnościowy surfaktant.

• podlega stałemu odnawianiu, 10-30% jest usuwane w czasie godziny;

• czas półtrwania surfaktantu w pęcherzykach płucnych to ok. 1-5 godz.

• 90% lipidów (fosfatydylocholina, cholesterol, sfingomielina])

• 10% białka (białka krwi, Ig, proteiny surfaktantowe);

Funkcje surfaktantu:

• obniża napięcie powierzchniowe na granicy faz powietrze- krew;

• zapobiega sklejaniu się pęcherzyków płucnych;

• zmniejsza ilość energii potrzebną do powiększania się pęcherzyków płucnych podczas wdechu;

• ułatwia dyfuzję gazów przez barierę powietrze- płyn;

• działa bakteriobójczo.

Pneumocyty III typu

• zawierają chemoreceptory

• w ich pobliżu znajdują się zakończenia włókien nerwowych;

Makrofagi

• płucne - fagocyty pęcherzykowe pochodzące ze szpiku;

• śródmiąższowe - występują w przegrodach międzypęcherzykowych;

• pęcherzykowe - występują wewnątrz nabłonka płucnego lub na jego powierzchni.

Zrąb pęcherzyków

1. tkanka łączna właściwa - podtrzymuje naczynia włosowate stykające się z pneumocytami I typu

1. fibroblasty

2. miofibroblasty

3. komórki tuczne

4. makrofagi

2. włókna sprężyste i kolagenowe

3. podtrzymuje on liczne włosowate naczynia krwionośne, stykające się z pneumocytami typu I;

Bariera krew- powietrze

surfaktant --->wypustka cytoplazmatyczna pneumocyta I typu --->połączenie błony podstawnej nabłonka oddechowego i śródbłonka --->wypustka cytoplazmatyczna komórki śródbłonka --->błona erytrocytu

Wymiana gazowa

• powierzchnia wymiany do 100 m²

• łączna grubość bariery krew-powietrze ok 0,2-0,5 µm

• wymiana O₂, CO₂ między krwią a powietrzem pęcherzykowym

Opłucna

• Jest błoną surowiczą;

• Składa się z blaszki tkanki łącznej właściwej oraz nabłonka surowiczego;

• Wyściela jamę opłucnej (opłucna ścienna);

• Pokrywa oba płuca (opłucna trzewna);

• Nabłonek surowiczy jest nabłonkiem jednowarstwowym płaskim;

• W blaszce tkanki łącznej znajdują się włókna kolagenowe i sprężyste

<--- Błona mięśniowa gładka

<--- Włókna sprężyste

---