Дыхательная система

Органы дыхательной системы обеспечивают функцию внешнего дыхания (газообмен), которая осуществляется в респираторном отделе легкого. 

Вдыхаемый воздух попадает в респираторный отдел повоздухоносным путям, где он очищается от пыли и микроорганизмов, нагревается и увлажняется.

Его состав анализируется рецепторами в слизистой оболочке, образующими скопления в органе обоняния и внейроэпителиальных тельцах легкого. 

Все указанные функции непосредственно связаны с процессом дыхания.

К недыхательным функциям относятся: депонирование крови, регуляция ее свертывания, фильтрация частиц из крови, метаболическая, эндокринная и иммунная.

Дыхательный (респираторный) эпителий - однослойный многорядный столбчатый реснитчатый (в самых дистальных отделах - кубический реснитчатый). У человека в нем выявляются эпителиальные клетки 7 основных типов: 1) базальные, 2) вставочные, 3) реснитчатые, 4) бокаловидные, 5) щеточные, 6) бронхиолярные экзокриноциты (клетки Клара), 7) эндокринные клетки .

Помимо эпителиальных клеток, в дыхательном эпителии содержатся лимфоциты и дендритные клетки.

Механизм очищения слизистой оболочки воздухоносных путей от частиц пыли и микроорганизмов, оседающих на ее поверхности при прохождении воздуха - мукоцилиарный транспорт. 

Частицы прилипают к слизи, покрывающей поверхность эпителия, и удаляются из дыхательной системы вследствие постоянного перемещения слизи реснитчатым эпителием в направлении глотки, где она проглатывается и попадает в пищеварительный тракт

Полость носа состоит из преддверия носа и собственно носовой полости, которая включает дыхательную часть и обонятельную область.

Преддверие носа - передняя расширенная часть полости носа - выстлано кожей с щетинковыми волосами и сальными железами (кожная часть). Дистально эпителий из многослойного ороговевающего превращается в неороговевающий, волосы и железы исчезают(переходная часть).

Дыхательная часть собственно полости носа выстлана дыхательной слизистой оболочкой, образованной дыхательным эпителием и собственной пластинкой, прикрепляющейся к надхрящнице или надкостнице.

Эпителий - однослойный многорядный призматический реснитчатый содержит многоклеточные эндоэпителиальные железы, которые, как и бокаловидные клетки, вырабатывают слизь.

Собственная пластинка образована рыхлой соединительной тканью с высоким содержанием лимфоцитов, плазматических и тучных клеток; встречаются лимфоидные узелки. В собственной пластинке содержатся также белковые, слизистые и смешанные концевые отделы носовых желез и особые тонкостенные венозные сосуды большого объема (лакуны), образующие пещеристый слой (пещеристое сплетение раковины), который обеспечивает согревание вдыхаемого воздуха.

Обонятельная область расположена в крыше носовой полости, в верхней трети носовой перегородки и верхней носовой раковины. Она выстлана обонятельной слизистой оболочкой, состоящей из обонятельного эпителия и собственной пластинки .

Обонятельный эпителий - однослойный многорядный столбчатый, значительно выше, чем респираторный. В нем отсутствуют бокаловидные клетки и многоклеточные эндоэпителиальные железы. Он содержит клетки трех типов:

Обонятельные нейросенсорные эпителиоциты - высокие столбчатые клетки с ядром, смещенным к базальному концу. Их аксон образуют обонятельное нервное волокно, а дендрит на конце расширен,

образуя обонятельную булаву (луковицу дендрита), от которой параллельно поверхности эпителия отходят длинные неподвижные обонятельные реснички, содержащие рецепторы пахучих веществ.

Поддерживающие эпителиоциты - высокие столбчатые клетки с центрально расположенным ядром, пигментными включениями в цитоплазме и многочисленными микроворсинками на апикальной поверхности.

Базальные эпителиоциты - мелкие малодифференцированные; среди них содержатся обонятельные стволовые клетки. Способны давать начало как рецепторным, так и поддерживающим клеткам.

Собственная пластинка образована соединительной тканью и содержит концевые отделы обонятельных желез (Боумена), выделяющих водянистый белково-слизистый секрет на поверхность обонятельного эпителия, где он омывает обонятельные реснички и растворяет пахучие вещества.

Трахея представляет собой гибкий трубчатый орган, соединяющий гортань с бронхами; она имеет слоисто-оболочечный тип строения и состоит из слизистой оболочки, подслизистой основы, волокнисто-мышечно-хрящевой и адвентициальной оболочек.

Слизистая оболочка включает эпителий и собственную пластинку.

Эпителий - дыхательный (респираторный) - однослойный многорядный призматический реснитчатый, располагается на толстой базальной мембране. Собственная пластинка образована рыхлой волокнистой тканью с высоким содержанием продольно расположенных эластических волокон с кровеносными сосудами и выводными протоками желез подслизистой оболочки. Могут встречаться отдельные лимфоидные узелки.

Подслизистая основа также образована рыхлой волокнистой неоформленной тканью; она содержит концевые отделы белковослизистых желез трахеи, в особенности, в задних и боковых отделах органа и между хрящевыми кольцами. Их секрет выводится на поверхность эпителия.

Волокнисто-мышечно-хрящевая оболочка образована гиалиновыми хрящами трахеи, имеющими форму полуколец; их открытые края направлены кзади и связаны пластинкой, содержащей гладкую мышечную ткань (мышцу трахеи) и плотную волокнистую соединительную ткань.

Адвентициальная оболочка состоит из рыхлой волокнистой соединительной ткани, связывающей трахею с соседними органами.

Бронхи по строению стенки условно разделяют на главные, крупные(долевые, зональные, сегментарные), средние (субсегментарные) и мелкие (внутридольковые).

Их стенка частично сходна со стенкой трахеи и образована слизистой оболочкой, подслизистой основой, волокнисто-хрящевой и адвентициальной оболочками  и имеет характерные особенности в каждом из отделов бронхиального дерева.

Главные бронхи выстланы высоким многорядным призматическим реснитчатым эпителием, бронхиальные железы лежат отдельными группами, гиалиновые бронхиальные хрящи имеют вид почти замкнутых колец. Мышечная ткань содержится в незначительном количестве и не образует сплошного слоя.

Крупные бронхи характеризуются значительным содержанием в высоком столбчатом эпителии бокаловидных клеток; мышечные пучки образуют сплошной циркулярный слой, гиалиновый бронхиальный хрящ располагается в виде пластин . Бронхиальные железы сравнительно многочисленны; в собственной пластинке, подслизистой основе (реже в адвентиции) встречаются лимфоидные узелки.

Средние бронхи выстланы более низким эпителием, чем крупные, с меньшим содержанием бокаловидных клеток. Гладкие мышечные клетки собраны в сплошной циркулярный слой. Количество бронхиальных желез варьирует, их концевые отделы обычно лежат между островками эластического бронхиального хряща. Могут встречаться лимфоидные узелки.

Внутрилегочные воздухоносные пути

Окраска: гематоксилин-эозин

А - крупный бронх (часть стенки); Б - средний бронх; В - мелкий бронх; Г - терминальная бронхиола; Д - элементы ацинуса легкого; Е - кровеносные сосуды

1 - слизистая оболочка: 1.1 - однослойный многорядный столбчатый реснитчатый эпителий, 1.2 - собственная пластинка, 1.3 - мышечная пластинка; 2 - подслизистая основа: 2.1. - концевые отделы бронхиальных желёз; 3 - волокнисто-хрящевая оболочка: 3.1 - пластина бронхиального хряща; 4 - адвентиция

Средний бронх

Окраска: гематоксилин-эозин

1 - слизистая оболочка: 1.1 - однослойный многорядный столбчатый реснитчатый эпителий, 1.2 - собственная пластинка, 1.3 - мышечная пластинка; 2 - подслизистая основа: 2.1 - белково-слизистые бронхиальные железы, 2.1.1 - концевые отделы желез, 2.1.2. - выводной проток; 3 - волокнисто-хрящевая оболочка: 3.1 - пластины эластического хряща; 4 - адвентициальная оболочка: 4.1 - рыхлая волокнистая соединительная ткань, 4.2 - кровеносный сосуд

Мелкие бронхи выстланы более низким эпителием,чем средние (обычно двурядным), бокаловидные клетки единичны. Бронхиальные железы отсутствуют, хрящевая ткань может встречаться лишь в виде очень мелких зерен эластического хряща, лимфоидные элементы распределены диффузно. Гладкие мышечные клетки в стенке бронха образуют толстый циркулярный слой (оболочку).

Мелкий бронх

Окраска: гематоксилин-эозин

1 - слизистая оболочка: 1.1 - двухрядный кубический реснитчатый эпителий, 1.2 - собственная пластинка, 1.3 - мышечная пластинка; 2 - адвентициальная оболочка: 2.1 - рыхлая волокнистая соединительная ткань, 2.2 - кровеносный сосуд

Терминальные бронхиолы  - наиболее дистальные отделы воздухоносных путей. Они выстланы однослойным кубическим реснитчатым эпителием , в котором имеются реснитчатые клетки и бронхиолярные экзокриноциты (клетки Клара), а также щеточные клетки.

Бокаловидные клетки имеются только в крупных бронхиолах. Собственная пластинка очень тонкая, в ней встречаются продольно ориентированные эластическими волокна и гладкие мышечные клетки.

Респираторный отдел легкого

Респираторный отдел легкого осуществляет функцию газообмена и состоит из структурнофункциональных единиц - легочных ацинусов,каждый из которых включает респираторные бронхиолы трех порядков,альвеолярные ходы и альвеолярные мешочки . Ацинусы разделены тонкими прослойками соединительной ткани (легочным интерстицием); 12-18 ацинусов образуют легочную дольку.

Респираторные бронхиолы  выстланы однослойным кубическим эпителием, состоящим из бронхиолярных экзокриноцитов и отдельных реснитчатых клеток; частично их стенка представлена легочными альвеолами, образованными плоскими клетками (участками, в которых осуществляется газообмен). Собственная пластинка сходна с таковой в терминальной бронхиоле.

Т - терминальная бронхиола, R - альвеолярные (респираторные)ходы, AD - альвеолярный ход, А - альвеолярный мешочек (альвеола), V - вена

Легкое, фиксированное в растянутом состоянии. Респираторный отдел

Окраска: гематоксилин-эозин

1 - терминальная бронхиола; 2 - респираторные бронхиолы; 3 - альвеолярные ходы; 4 - альвеолярные мешочки; 5 - сосуды

Альвеолярные ходы  ответвляются от респираторных бронхиол; их стенка образована альвеолами, между которыми располагаются отдельные кубические клетки и кольцеобразные пучки гладких мышечных клеток, выступающие в просвет и имеющие булавовидную форму.

Альвеолярные мешочки представляют собой скопления альвеол на дистальном краю альвеолярного хода. Участок отхождения мешочков называется альвеолярным преддверием.

Альвеолы - округлые структуры, образованные плоским альвеолярным эпителием и окруженные густой капиллярной сетью. В них имеютсяальвеолярные клетки (пневмоциты) двух типов .

Ультраструктурная организация легочной альвеолы и межальвеолярной перегородки

1 - альвеолярная клетка I типа; 2 - альвеолярная клетка II типа; 3 - слой сурфактанта; 4 - базальная мембрана; 5 - эндотелиоцит стенки капилляра; 6 - интерстициальный макрофаг; 7 - альвеолярный макрофаг; 8 - фибробласт; 9 - аэро-гематический барьер

Стрелками показаны направления диффузии газов (О2 и СО2) при дыхании

Альвеолярные клетки (пневмоциты) I типа плоские, с резко истонченной цитоплазмой, содержащей слабо развитые органеллы и большое число пиноцитозных пузырьков. Они занимают большую часть поверхности альвеол и являются компонентом аэро-гематического барьера, в который, кроме них, входит истонченная цитоплазма эндотелиоцита капилляра, прилежащего к альвеоле, а также их общая (слившаяся) базальная мембрана

Альвеолярные клетки (пневмоциты) II типа почти так же многочисленны, как и клетки I типа, среди которых они лежат поодиночке или мелкими группами, однако они занимают лишь ничтожно малую часть площади альвеол. Это - секреторные клетки кубической формы, образуют и секретируют вещество липопротеидной природы -сурфактант (основная функция - обеспечение расправления альвеол и препятствие выходу плазмы крови в просвет альвеол).

Альвеолы связаны между собой посредством септальных пор (Кона), что способствует уравновешиванию давления между ними .

Альвеолярные макрофаги являются высокоактивными свободными фагоцитами, перемещающимися по поверхности альвеолярной выстилки и очищающими ее от частиц пыли и микроорганизмов. После фагоцитоза частиц альвеолярные макрофаги перемещаются в респираторные бронхиолы, а оттуда - вследствие деятельности реснитчатого эпителия попадают в мокроту. Вторым направлением их миграции служит интерстиций и далее - лимфатические пути.

Плевра

Плевра представляет собой серозную оболочку легкого и состоит из двух листков - париетального (париетальная плевра) и висцерального(висцеральная, или легочная, плевра), которые соединяются друг с другом в области ворот легкого. Каждый листок образован мезотелием и прослойкой РВНСТ.