Гистологическое строение легкого

ПЛАН

 

Вступление

1. Строение легких

2. Органы  дыхания у детей, морфологические  особенности органов дыхания

3. Макро-микроскопическое строение легких

      4. Развитие легкого в постнатальном периоде.

5. Легкие живого человека (рентген-исследование легких)

6. Возрастные особенности легких

Список используемой литературы

 

 

Вступление

 

Дыхательная система  человека – совокупность органов, обеспечивающих в организме внешнее дыхание, или обмен газов между кровью и внешней средой и ряд других функций.

Газообмен выполняется легкими и в норме направлен на поглощение из вдыхаемого воздуха кислорода и выделение во внешнюю среду образованного в организме углекислого газа. Кроме того, дыхательная система участвует в таких важных функциях, как терморегуляция, голосообразование, обоняние, увлажнение вдыхаемого воздуха. Легочная ткань также играет важную роль в таких процессах как синтез гормонов, водно-солевой и липидный обмены. В обильно развитой сосудистой системе легких происходит депонирование крови. Дыхательная система также обеспечивает механическую и иммунную защиту от факторов внешней среды.

Главными органами дыхательной  системы являются легкие.

 

 

1. Строение легких

 

Рис.1

 

Легкие (pulmones) – парные паренхиматозные  органы, занимающие 4/5 полости грудной  клетки и постоянно изменяющие форму и размеры в зависимости от фазы дыхания. Расположены в плевральных мешках, отделены друг от друга средостением, в состав которого входят сердце, крупные сосуды (аорта, верхняя полая вена), пищевод и другие органы.

Правое легкое объемистее, чем левое (приблизительно на 10 %), в то же время оно несколько короче и шире, во-первых, благодаря тому, что правый купол диафрагмы стоит выше левого (за счет объемистой правой доли печени) и, во-вторых, сердце располагается больше влево, уменьшая тем самым ширину левого легкого.

2. Органы дыхания у детей, морфологические особенности органов дыхания

 
Приведенные данные об особенностях сегментарного  строения легкого и бронхов у  детей помогают» клиницисту определить более точную локализацию и протяженность патологического процесса, более глубоко понять вопросы патогенеза пневмоний.  
   
Но особенно большое значение для объяснения ряда физиологических, а также патологических процессов в органах дыхания имеет дифференцировка отдельных структурных клеточных элементов легкого. Основной структурной единицей легкого у детей является, как и у взрослых, ацинус, состоящий из группы альвеол (20-25) и респираторных бронхиол первого, второго и третьего порядка. Межуточная ткань легких в раннем детском возрасте хорошо развита и обильно снабжена сосудами, а капилляры и лимфатические щели шире, чем у взрослых, поэтому все легкое ребенка менее воздушно и более полнокровно, чем легкое взрослого. После 5-6 лет происходит процесс уплотнения соединительной ткани легкого, в результате чего число и величина лимфатических сосудов уменьшаются.  
 
Наряду с этим ткань легкого в раннем детском возрасте бедна эластическими волокнами, особенно в окружности альвеол. К концу первого года жизни эластические волокна определяются и в стенках бронхиол. Слабое развитие эластической ткани и недостаточные экскурсии грудной клетки, а также замедление крово- и лимфообращения в заднем и нижних отделах легких способствуют образованию в этих отделах ателектатических изменений.  
 
У истощенных детей именно в паравертебральных областях возникают чаще всего пневмонии, осложняющие острые и хронические расстройства питания. Благодаря пониженной эластичности легкого в раннем детском возрасте легко возникают эмфиземы, особенно при сильном кашле, например при коклюше.  
 
По мере роста ребенка гистологическая дифференцировка легочной паренхимы заключается в постепенном развитии всех элементов ацинуса, а также образовании альвеол из альвеолярных ходов. Одновременно с этим идет развитие эластической ткани и несколько уменьшается кровоснабжение межуточной ткани легких за счет системы легочных и бронхиальных артерий. У детей при хронических воспалительных процессах легко возникают артерио-венозные анастомозы, являющиеся компенсаторными приспособлениями при расстройстве кровообращения в области мелких бронхов.  
Корень легкого заключает в себе, помимо крупных бронхов, нервов и сосудов, большое количество лимфатических узлов, которые находятся в связи с другими лимфатическими узлами легких и поэтому легко реагируют гиперплазией на всякие воспалительные процессы в легких. Правый корень расположен выше, чем левый: правый - на уровне V - VI позвонка, левый - на уровне VI - VII.  
 
Лимфатические узлы легких делятся на: 1) трахеальные, 2) бифуркационные (на месте бифуркации трахеи), 3) бронхопульмональные (у места вхождения бронхов в легкие), 4) узлы больших сосудов - верхние, средние и нижние. Все эти лимфатические узлы связаны с лимфатическими узлами средостения, надключичными, шейными и др. У ребенка лимфатические узлы легких, как и лимфатические узлы других областей, отличаются от таковых у взрослого относительной шириной синусов, богатством кровеносных сосудов, слабым развитием капсулы и большим количеством круглых клеточных элементов. Такие особенности благоприятствуют развитию в них воспалительных реактивных процессов. Лимфатическая система легких у детей раннего возраста очень богато развита и только с 7-9-го года жизни подвергается обратному развитию. Лимфатические сосуды различных частей легкого (легочной паренхимы, бронхов, плевры) сообщаются между собой в самом легком, направляя весь поток лимфы к корню легких. Предложены и другие обозначения лимфатических узлов легких. Д. А. Жданов различает париетальные и висцеральные лимфатические узлы легких. К париетальным он относит передние, так называемые грудные, и заднебоковые - около позвоночника. Особенно богата группа висцеральных узлов, которые топографически тесно связаны с различными отделами дыхательной трубки и легкого. Среди висцеральных узлов Д. А. Жданов различает медиастинальные, связанные с сосудами, с пищеводом и с диафрагмой, узлы, связанные с трахеей, узлы корней легких и узлы внутрилегочные. соответствующие разветвлению бронхов и легочной артерии. Внутрилегочные лимфатические узлы особенно велики у детей, почему и патологические процессы в легких у них легко принимают распространенный характер.  
 
Плевра. Плевра у новорожденных и грудных детей очень тонка и легко растягивается при глубоких дыхательных экскурсиях и при скоплении жидкости.  
 
Иннервация легких. В момент вхождения воздуха в легких возникают афферентные импульсы, сигнализирующие в центральную нервную систему о степени растяжения легких, что свидетельствует о наличии в них особых чувствительных приборов. Установлено, что легкие получают свою афферентную иннервацию из двух источников: чувствительных клеток блуждающего нерва и чувствительных нейронов определенных спинномозговых узлов, отростки которых проходят через звездчатый узел.  
 
В иннервации всего легкого можно выделить, во-первых, поверхностные нервы,  
иннервирующие плевру и междольковые перегородки, и, во-вторых, глубокие, расположенные в стенках бронхов и сосудов. Оба типа иннервации связаны между собой, поскольку они осуществляются одними и теми же нервами - блуждающим и симпатическим.  
 
Средостение у детей относительно больше, чем у взрослых; оно более податливо и эластично. В нем находятся многочисленные сосуды, нервные стволы, лимфатические узлы, слабо связанные между собой небольшим количеством очень рыхлой клетчатки и жировой ткани. Спереди средостение ограничено рукояткой и телом грудины, сзади - телами позвонков (I-XI), внизу - диафрагмой, с боков - медиастинальными листками плевры. Средостение принято делить на переднее и заднее, а переднее в свою очередь - на верхнее и нижнее. Это деление условно, так как все они сообщаются между собой щелями и синусами. В верхнем средостении помещается зобная железа, слабо связанная с рукояткой грудины, лимфатические узлы, трахея, бронхи, вены, восходящая дуга аорты и нервы, в нижнем средостении находятся сердце, перикард, сосуды, нервы. В заднем средостении расположены блуждающий и симпатический нервы и часть пищевода. Знание топографии средостения имеет большое значение ввиду легко возникающих там воспалительных процессов.  
 
По данным Ф. И. Валькера, даже средние количества введенной в полость плевры жидкости (от 150 до 400 мл) на трупах детей в возрасте от 9 месяцев до 3 лет вызывают смещение сердца, а затем, по мере нарастания количества жидкости до 400-500 мл, смещение и остальных органов средостения.  
 
При пневмониях в большинстве случаев наблюдается частичное смещение того или иного органа средостения, что связано с оттягиванием этого органа спайками или с изменением внутригрудного давления при патологических процессах в легких. Чем моложе ребенок, тем легче наступает смещение органов средостения, причем наибольшей смещаемостью обладает сердце и крупные сосуды, в частности нижняя полая века. Это неблагоприятно отражается на условиях кровообращения и функциях сердца.  
 
Грудная клетка у здорового новорожденного выпукла и относительно коротка в продольном направлении; верхнее ее отверстие направлено прямо вверх; яремная ямка находится на уровне VII шейного позвонка. На горизонтальном разрезе грудная клетка новорожденного кажется почти круглой, т. е. ее переднезадний размер почти равен поперечному. С возрастом поперечный размер постепенно становится больше переднезаднего и в течение 10 лет увеличивается почти вдвое. Общая форма грудной клетки новорожденного коническая или приближается к цилиндрической; мускулатура развита слабо. Характерной особенностью грудной клетки новорожденного и грудного ребенка является положение ребер. Ребра у новорожденного идут почти горизонтально и под прямым углом к позвоночнику, поэтому грудная клетка новорожденного постоянно находится как бы в состоянии вдоха, что отражается на функции органов дыхания (частоте, типе дыхания) и их патологии. Ребра вдавливаются в легкие, особенно при изменении внутригрудного давления. С возрастом (при переходе ребенка из горизонтального положения в вертикальное) передняя часть грудной клетки и грудина опускаются вместе с диафрагмой и органами брюшной полости вниз. По мнению некоторых авторов, на опускание ребер и всей грудной клетки большое влияние оказывает не переход ребенка из горизонтального положения в вертикальное, а рост самой грудной клетки и отчасти опускание диафрагмы.  
 
Ребра и верхняя апертура грудной клетки с возрастом постепенно принимают более наклонное положение. Форма грудной клетки здорового ребенка зависит в значительной степени от типа его телосложения, т. е. от конституции, а также величины и формы живота. Яремная ямка, лежащая у новорожденного на одной высоте с VII шейным позвонком, к 6-7 годам опускается приблизительно до III грудного позвонка. Ребра принимают не только более наклонное положение, но и приобретают несколько иную форму в зависимости от развития боковых изгибов, в результате чего увеличивается полость грудной клетки.  
 
Диафрагма играет большую роль в механизме дыхания. При сокращениях диафрагмы купол ее уплощается, что ведет к увеличению вертикального размера грудной полости. Слабостью сокращения диафрагмы отчасти объясняется поверхностное дыхание новорожденных. Все условия, затрудняющие движение диафрагмы (метеоризм кишечника, заглатывание воздуха, увеличение печени и т. д.), уменьшают вентиляцию легких.  
   
Вследствие указанных морфологических особенностей (горизонтальное положение ребер, слабость дыхательной мускулатуры и др.) дыхательные экскурсии грудной клетки у новорожденного и грудного ребенка слабы и ограничены, поэтому наполнение легких воздухом во время вдоха происходит в недостаточной степени. Отсюда возникает и ряд физиологических особенностей дыхания новорожденного.

 

3. Макро-микроскопическое строение легкого

 

Сегменты образованы легочными  дольками, разделенными междольковыми  соединительно-тканными перегородками. Междольковая соединительная ткань содержит вены и сети лимфатических капилляров и способствует подвижности долек при дыхательных движениях легкого. С возрастом в ней откладывается вдыхаемая угольная пыль, вследствие чего границы долек становятся ясно заметными. Число долек в одном сегменте около 80. Форма дольки напоминает неправильную пирамиду с диаметром основания 1,5 – 2 см. В верхушку дольки входит один мелкий (1 мм в диаметре) дольковый бронх, который разветвляется на 3 – 7 концевых (терминальных) бронхиол диаметром 0,5 мм. Они уже не содержат хряща и желез. Их слизистая оболочка выстлана однослойным реснитчатым эпителием. Собственная пластинка слизистой оболочки богата эластическими волокнами, которые переходят в эластические волокна респираторного отдела, благодаря чему бронхиолы не спадаются.

Ацинус

Структурно-функциональной единицей легкого является ацинус (рис.4). Он представляет собой систему альвеол, осуществляющих газообмен между кровью и воздухом. Начинается ацинус дыхательной бронхиолой, которая дихотомически делится 3 раза, дыхательные бронхиолы третьего порядка дихотомически делятся на альвеолярные ходы, которых тоже три порядка. Каждый альвеолярный ход третьего порядка заканчивается двумя альвеолярными мешочками. Стенки альвеолярных ходов и мешочков образованы несколькими десятками альвеол, в которых эпителий становится однослойным плоским (дыхательный эпителий). Стенку каждой альвеолы оплетает густая сеть кровеносных капилляров.

Респираторные бронхиолы, альвеолярные ходы и альвеолярные мешочки с  альвеолами составляют единое альвеолярное дерево, или дыхательную паренхиму легкого. Они образуют функционально-анатомическую единицу ее, называемую ацинус, acinus (гроздь).

Число ацинусов в обоих легких достигает 800 тыс., а альвеол – 300-500 млн. Площадь дыхательной поверхности легких колеблется между 30 м. кв. при выдохе до 100 м кв. при глубоком вдохе. Из совокупности ацинусов слагаются дольки, из долек – сегменты, из сегментов – доли, а из долей – целое легкое.

Сурфактантная система  легких

Сурфактант выстилает  внутреннюю поверхность альвеол, имеется в плевре, перикарде, брюшине, синовиальных оболочках. Основу сурфактанта составляют фосфолипид, холестерол, белки и другие вещества. Сурфактант, выстилающий внутреннюю поверхность альвеол, снижает поверхностное натяжение альвеолярного слоя жидкости и предупреждает спадение альвеол. Он подобно мифическому Атланту поддерживает своды всех альвеол легкого, обеспечивая стабильность их объема: тем, которые функционируют, она не дает опасть во время выдоха, а тем, что находятся в резерве – полностью закрыться. В тех зонах, где продукция поверхностно-активной пленки нарушается, альвеолы спадаются, слипаются и уже не могут участвовать в газообмене. Такие безвоздушные зоны называют ателектазами. Если зона небольшая, то и беда небольшая. Но когда спадаются сотни альвеол, может развиться тяжелая форма дыхательной недостаточности.

Продуцируют сурфактант клетки альвеолоциты. Они уютно устроилась в стенке альвеолы. Работы у альвеолоцитов  немало: пленка нуждается в постоянном обновлении. Ведь сурфактанту приходится выступать не только в роли Атланта, но в какой-то степени и в роли... санитара легких. Разнообразные инородные частицы, примеси, микроорганизмы, содержащиеся во вдыхаемом воздухе, проникая в альвеолы, в первую очередь попадают на пленку сурфактанта, и образующие ее поверхностно-активные вещества обволакивают их, частично обезвреживают. Понятно, что отработанный сурфактант подлежит удалению из легких. Часть его выводится через бронхи с мокротой, а другую часть поглощают и переваривают специальные клетки-макрофаги.

Чем интенсивнее дыхание, тем интенсивнее процесс обновления сурфактанта. Особенно много пленки расходуется и соответственно продуцируется  тогда, когда мы занимаемся физической работой, физкультурой, спортом на свежем воздухе. В полости легкого появляется большое количество поверхностно-активной пленки, что облегчает проникновение воздуха в альвеолы. Раскрываются и начинают функционировать альвеолы, находящиеся в резерве.

Продукция сурфактанта  снижается при резких метаболических нарушениях и поражениях легких. При недостатке сурфактанта развиваются отек и ателектазирование легких.

 

4. Развитие легкого в постнатальном периоде.

 

Пятый, заключительный, период развития легких - альвеолярный. Он начинается после рождения и завершается  приблизительно к 8-летнему возрасту. Альвеолы развиваются центрипетально, вначале из мешочков, затем из респираторных бронхиол, а начиная с 4-летнего возраста - из терминальных бронхиол. К 8-летнему возрасту число альвеол увеличивается в 10 раз, достигая уровня, характерного для взрослых, - 300 000 000. Размеры альвеол изменяются от 40-120 мкм у новорожденного до 300 мкм у взрослого. Объем легких увеличивается в 28 раз, дыхательная поверхность - в, 20 раз, т. е. приблизительно в соответствии с увеличением; массы тела. Поскольку скорость метаболических процессов в пересчете на 1 кг массы тела у новорожденного в 2 раза больше, чем у взрослого, это свидетельствует о значительно меньшей резервной дыхательной поверхности легких у новорожденного. Коллатеральная вентиляция по межальвеолярным сообщениям (поры Кона) и между бронхиолами и прилежащими к ним альвеолами (каналы Ламберта) при рождении отсутствует и развивается позднее. Этим можно объяснить высокую частоту у новорожденных синдромов утечки воздуха из легких (или разрыва легочной ткани) и ателектазов в сочетании с пневмонией.  
 

Развитие  легочного кровообращения

Легочная артерия развивается  из 6-й (аортальной) жаберной дуги в псевдогландулярном периоде. Преацинарные артерии, растущие одновременно с воздухоносными путями, формируются на 16-20-й неделе; в дальнейшем они только увеличиваются в длину и ширину. Внутриацинарные артериальные ветви появляются в каналикулярном, саккулярном и альвеолярном периодах, сопровождают воздухоносные пути и довольно быстро разветвляются в постнатальном периоде по мере образования альвеол. Как у плода, так и у новорожденного существует множество анастомозов: между легочными и бронхиальными артериями. Функциональное значение этого феномена неизвестно, тем более что бронхопульмональный кровоток составляет менее 5% от общего легочного кровотока.  
 
Легочная вена развивается из выпячивания левого предсердия. Этот общий проток затем втягивается в стенку синуса, и 4 легочные вены впадают непосредственно в левое предсердие. Легочные вены разветвляются параллельно артериям и бронхам; начиная с 20-й недели можно наблюдать все преацинарные вены, внутриацинарные вены развиваются только вскоре после рождения. Бронхиальные вены относятся к системе кровоснабжения внутренних органов, большинство из них впадает в легочную вену, а часть - в непарную. Одновременно с легочным кровообращением начиная с 10-й недели формируется лимфатическая система. Лимфатические протоки окружают бронхи, легочные артерии, альвеолярные протоки; ток лимфы центрипетальный.  
 
Толщина стенок внутрилегочных артерий плода составляет 15-20% от наружного диаметра артерий. В неонатальном периоде это соотношение меняется, снижаясь до 5% за счет активной дилатации артерий. В раннем детском возрасте мышечная масса артерий уменьшается, так как развитие мышечного слоя идет медленнее, чем увеличение размеров сосудов. Выраженность мышечного слоя в артериях малого диаметра меняется в постнатальном периоде: у плода он прослеживается до терминальных бронхиол, в раннем детском возрасте - до уровня респираторных бронхиол, а у взрослых - до альвеол. Толщина стенок и выраженность мышечного слоя во внутрилегочных венах, наоборот, остаются относительно неизмененными в течение всего детского возраста.  
 

Дифференциация  дыхательного эпителия

В каналикулярный период, когда появляются дыхательные бронхиолы, а капиллярная сеть бурно разрастается, эпителиальные клетки, выстилающие  воздухоносные пути, начинают делиться на 2 типа. Для пневмоцитов II типа (появляются между 16-20-й неделями) характерны осмиофильные ламеллярные тельца, многочисленные митохондрии, эндоплазматическая сеть, пластинчатый комплекс (аппарат Гольджи) и полирибосомы. Эти клетки играют важную роль в синтезе, накоплении и секреции легочного сурфактанта. Каждые 2-3 клетки соединены друг с другом боковыми поверхностями, как бы образуя гроздья. Свободные поверхности клеток ориентированы в просвет воздухоносных путей.  
 
Пневмоциты I типа отличаются плоскими и длинными цитоплазматическими отростками, отсутствием гликогена и ламеллярных телец. По этим признакам они дифференцируются от кубовидного эпителия. Благодаря малой толщине и тесной связи с эндотелием капилляров клетки I типа идеально приспособлены для осуществления газообмена. Жизненный цикл клеток и I, и II типа составляет 4-6 недель. Клетки I типа легко ранимы и, по-видимому, не способны к репликации. Повреждение альвеолярных клеток стимулирует пролиферацию клеток II типа, которые, как полагают, могут трансформироваться в клетки I типа.  
 

Фетальная легочная жидкость

Легкие плода заполняются  жидкостью в каналикулярный период, однако большое количество жидкости начинает продуцироваться только в III триместре беременности. Для ее секреции требуется активный транспорт  ионов хлора из плазмы, превышающий обратное всасывание бикарбонатов. Транспорт натрия происходит в соответствии с электрохимическим градиентом: увеличение концентрации натрия повышает Осмотическое давление, что ведет к накоплению воды. Малые порции жидкости затекают в трахею, большая часть ее заглатывается, а небольшое количество с содержащимся в жидкости сурфактантом попадает в амниотическую полость. По этой причине содержимое последней можно использовать для оценки биологической зрелости легких. По сравнению с амниотической легочная жидкость имеет более низкую величину рН, меньшую концентрацию бикарбонатов и белков, однако осмоляльность, содержание натрия и хлоридов выше. Легочная жидкость играет важную роль в поэтапном развитии легких, так как изменение ее свойств влияет на пролиферацию и дифференциацию пневмоцитов. Известно, что гипоплазия легких сочетается с олигогидрамнионом. Продукция легочной жидкости контролируется бета-адренорецепторами и, по-видимому, некоторыми гормонами. К концу внутриутробного периода в легких плода жидкость содержится в количестве 30 мл/кг массы тела, что соответствует функциональной остаточной емкости (ФОЕ) заполненных воздухом легких новорожденного. При родах часть жидкости извергается, а часть всасывается, освобождая пространство для функционального резервного объема.

 

5. Легкие живого человека

 

 

А)      Б)

Рис 1. Рентгенограммы легких: а) взрослого мужчины; б) ребенка.

 

При рентгенологическом исследовании грудной клетки ясно видны  два светлых «легочных поля», по которым судят о легких, так как вследствие наличия в них воздуха они легко пропускают рентгеновские лучи и дают просветления. Оба легочных поля отделены друг от друга интенсивной срединной тенью, образуемой грудиной, позвоночником, сердцем и крупными сосудами. Эта тень составляет медиальную границу легочных полей; верхняя и латеральная границы образованы ребрами. Снизу находится диафрагма.

Верхняя часть легочного  поля пересекается с ключицей, которая  отделяет надключичную область от подключичной. Ниже ключицы на легочное поле наслаиваются пересекающиеся между собой передние и задние части ребер. Они располагаются косо: передние отрезки – сверху вниз и медиально; задние – сверху вниз и латерально. Хрящевые части передних отрезков ребер при рентгеновском исследовании не видны. Для определения различных пунктов легочного поля пользуются промежутками между передними отрезками ребер (межреберья).