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 CO2
* 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
kubkowych. W błonie śluzowej tej okolicy występuje duża ilość gruczołów cewkowo-
pęcherzykowych (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.
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.
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
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 m2. 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 m2. 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.
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.