UKŁAD ODDECHOWY. drogi oddechowe - jama nosowa - jama garłowa - krtań - tchawica - drzewo oskrzelowe. pęcherzyki płucne (wymiana gazowa)

Transkrypt

1 UKŁAD ODDECHOWY drogi oddechowe - jama nosowa - jama garłowa - krtań - tchawica - drzewo oskrzelowe pęcherzyki płucne (wymiana gazowa) Drogi oddechowe (z wyjątkiem obszaru węchowego i najmniejszych oskrzelików) wyściela nabłonek wielorzędowy z rzęskami - nabłonek dróg oddechowych - zbudowany z kilku typów komórek. Jego główną funkcją jest samooczyszczanie dróg oddechowych warstwa śluzu warstwa płynu (hypofaza) komórki z rzęskami (1) komórki kubkowe (2) komórki podstawne (3) (macierzyste) komórki szczoteczkowe (4) komórki dokrewne (DNES)(5) komórki Langerhansa Samooczyszczanie dróg oddechowych rzęski przesuwają warstwę śluzu z przylepionymi zanieczyszczeniami śluz ślizga się po warstewce wodnistego płynu (hypofazie) wytworzonego przez małe gruczoły surowicze obecne w ścianie dróg śluz wraz z zanieczyszczeniami dostaje się do jamy gardłowej i jest połykany Funkcja: reagują na poziom O 2 i CO 2 we wdychanym powietrzu wydzielają neuroprzekaźniki poprzez drogi nerwowe wpływają na ośrodek oddechowy są najliczniejsze u noworodków, być może zastępują czynnościowo niedojrzałe kłębki szyjne, a później uzupełniają ich funkcję Ciałka neuroepitelialne Grupy kilku komórek DNES z dochodzącymi aferentnymi zakończeniami nerwowymi w nabłonku dróg odechowych Jama nosowa i zatoki: obszar oddechowy obszar węchowy Błona śluzowa: nabłonek (dróg oddechowych lub węchowy) blaszka właściwa mózg obszar węchowy oczodół przegroda nosowa jama nosowa podniebienie twarde opuszki węchowe zatoki sitowe małżowiny nosowe zatoka szczękowa 1

2 Błona śluzowa obszaru oddechowego bogate unaczynienie liczne mieszane gruczoły pojedyncze grudki chłonne ciałka obrzękowe Funkcje: ogrzewanie powietrza (naczynia krwionośne) nawilżanie powietrza (gruczoły) Błona śluzowa zatok: - cienka - liczne kom. kubkowe Błona śluzowa obszaru węchowego (błona węchowa) bardzo wysoki wielorzędowy nabłonek węchowy gruczoły węchowe (Bowmana) liczne pęczki nerwowe Gruczoły węchowe (Bowmana) surowicze produkują: - białko wiążące hydrofobowe substancje zapachowe - lizozym wydzielają IgA wydzielina pokrywa nabłonek węchowy i jest rozpuszczalnikiem dla substancji zapachowych Nabłonek węchowy komórki podstawne (niezróżnicowane komórki macierzyste) komórki podporowe komórki węchowe (dwubiegunowe neurony) komórka podporowa komórka węchowa komórka podstawna gruczoł Bowmana Komórki podstawne nabłonka węchowego nabłonkowe komórki macierzyste (dla komórek podporowych) neuralne komórki macierzyste (dla komórek węchowych) Neuralne kom. macierzyste można wyizolować z nabłonka węchowego i hodować w hodowli tworzą agregaty (neurosfery) złożone z komórek o cechach neuronów i komórek glejowych w doświadczeniu na zwierzętach po transplantacji do uszkodzonego rdzenia kręgowego poprawiały funkcje motoryczne Komórki podporowe migawki dendryt Komórka węchowa jądra w górnej części mikrokosmki cytoszkielet ziarna lipofuscyny połączenia międzykomórkowe komórka podporowa komórka węchowa akson dwubiegunowy neuron zmodyfikowany dendryt nieruchomych rzęsek w błonie rzęsek receptory wiążące substancje zapachowe kom. podstawna pęczek nerwowy 2

3 Jak to działa 1. Substancje chemiczne zawarte w powietrzu rozpuszczają się w płynnej wydzielinie gruczołów węchowych pokrywającej powierzchnię nabłonka. 2. Cząsteczki wiążą się z receptorami w błonie komórkowej rzęsek, powodując aktywację białek G. receptory Węchowe komórki osłonkowe to szczególne komórki glejowe tworzące osłonki wokół rosnących aksonów komórek węchowych. Są to jedyne komórki glejowe występujące zarówno w obwodowym, jak i ośrodkowym układzie nerwowym. Osłonki pobudzają ukierunkowany wzrost aksonów. 3. Otwierają się kanały sodowe, powodując depolaryzację komórki węchowej. kłębki błona węchowa 4. Potencjał czynnościowy przesyłany jest aksonem do klębków (zespołów synaps z komórkami mitralnymi) opuszki węchowej. 5. Kombinacja sygnałów wysyłanych z ok kłębków powoduje wrażenie zapachowe (człowiek rozróżnia ok zapachów). komórki osłonkowe opuszka węchowa grupy aksonów otoczone osłonkami osłonki dochodzą aż do synapsy Narząd przylemieszowy (Jacobsona) droga węchowa podwzgórze narząd przylemieszowy Zespół polskich lekarzy z Wrocławia po raz pierwszy w świecie uzyskał znaczącą poprawę funkcji sensorycznych i motorycznych u pacjenta z przeciętym rdzeniem kręgowym po podaniu autologicznych węchowych komórek osłonkowych pobranych z opuszki węchowej nerwy węchowe włókna nerwowe u człowieka szczątkowy, ale obecny rurkowate wpuklenie błony śluzowej (< 1 cm) w przegrodzie nosowej komórki podporowe i komórki zmysłowe (nerwowe?) połączenie włóknami nerwowymi z podwzgórzem (??) reaguje na niektóre substancje (pochodne hormonów steroidowych) Jama gardłowa (cz. oddechowa) nabłonek dróg oddechowych gruczoły gardłowe tkanka limfoidalna (migdałek gardłowy, migdałki) trąbkowe) Krtań nabłonek dróg oddechowych i wielowarstwowy płaski gruczoły krtaniowe wewnątrzkrtaniowe mięśnie szkieletowe rusztowanie z chrząstki szklistej i sprężystej fałd głosowy nagłośnia Tchawica błona śluzowa (nabłonek dróg oddechowych, blaszka właściwa, blaszka sprężysta) błona podśluzowa z gruczołami tchawiczymi podkowy chrzęstne połączone wł. kolagenowymi zewn. warstwa włóknista Część tylna (błoniasta): brak chrząstki, mięśnie gładkie Szkielet chrzęstny obecny w ścianie krtani, tchawicy i oskrzeli pomaga w utrzymaniu ich drożności 3

4 CZĘŚĆ ODDECHOWA CZĘŚĆ PRZEWODZĄCA System rozgałęzień dróg oddechowych Stopnie rozgałęzień Nazwa anatomiczna Tchawica Oskrzela główne Oskrzela płatowe Oskrzela segmentowe Oskrzela podsegmentowe Oskrzeliki Oskrzeliki Średnica (cm) Powierzchnia przekroju (cm 2 ) Drzewo oskrzelowe (podział histologiczny) oskrzela główne oskrzela (wewnątrzpłucne) oskrzeliki oskrzeliki końcowe oskrzeliki oddechowe Oskrzeliki końcowe Oskrzeliki oddechowe 1 Oskrzeliki oddechowe 2 Oskrzeliki oddechowe 3 Przewód pęcherzykowy 1 Przewód pęcherzykowy 2 Przewód pęcherzykowy 3 Pęcherzyki Oskrzela główne mają taką samą budowę ściany jak tchawica Oskrzela błona śluzowa (nabłonek dróg oddechowych, blaszka właściwa) warstwa mięśniówki gładkiej błona podśluzowa z gruczołami oskrzelowymi płytki chrzęstne połączone włóknami kolagenowymi zewnętrzna warstwa włóknista Oskrzeliki brak chrząstki i błony podśluzowej z gruczołami nabłonek wielorzędowy nabłonek jednowarstwowy walcowaty komórki kubkowe zastąpione przez komórki oskrzelikowe (Clary) Warstwy ściany: błona śluzowa warstwa mięśniówki gładkiej zewnętrzna warstwa włóknista warstwa mięśniówki gładkiej płytki chrzęstne Komórki oskrzelikowe (dawniej Clary) zawierają: szorstką i gładką siateczkę śródplazmatyczną ziarna wydzielnicze liczne duże mitochondria specyficzne enzymy (oksydazy i antyproteazy) Funkcje: neutralizacja wdychanych trucizn i karcinogenów ochrona przed POChP (rozedmą płuc) produkcja białka ochronnego (CC16) produkcja białek surfaktantu i śluzu możliwość różnicowania się w inne komórki nabłonka oskrzelików Napad dychawicy oskrzelowej (astmy): skurcz mięśniówki gładkiej oskrzelików (zazwyczaj połączony z nadmiernym wydzielaniem śluzu) znacznie upośledza drożność oskrzelików, utrudniając oddychanie (zwłaszcza wydech). 4

5 Oskrzeliki końcowe cienka ściana, nabłonek jednowarstwowy sześcienny z komórkami migawkowymi i oskrzelikowymi Oskrzeliki oddechowe, przewody pęcherzykowe i pęcherzyki płucne stanowią część oddechową układu oddechowego, odpowiedzialną za wymianę gazową Oskrzeliki oddechowe nieciągła ściana, częściowo zbudowana z pęcherzyków płucnych średnica 0,2 mm 300 mln 140 m 2 połączone otworkami (porami) w przegrodach Pęcherzyki płucne oskrzelik oddechowy przewód pęcherzykowy Ściany pęcherzyków (przegrody międzypęcherzykowe) włókna sprężyste włókna srebrochłonne fibroblasty makrofagi naczynia włosowate (ściana ciągła) wyściółka nabłonkowa: pneumocyty typu I i II Spłaszczone pneumocyty typu I wchodzą w skład bariery powietrze-krew odpowiedzialnej za wymianę gazową. Łączą się strefami zamykającymi (uniemożliwienie przechodzenia wody do światła pecherzyków) erytrocyt pneumocyt typu I makrofag pęcherzykowy erytrocyt światło pęcherzyka bariera powietrze-krew kapilary przegroda międzypęcherzykowa Warstwy bariery krew-powietrze: cytoplazma penumocytu typu I zespolone blaszki podstawne pneumocytu i kapilary cytoplazma komórki śródbłonkowej kapilary światło pęcherzyka jądro komórki śródbłonkowej pneumocyt typu I blaszki podstawne komórka śródbłonka 5

6 Pneumocyty typu II produkują i wydzielają surfaktant zbudowany z białek i lipidów, który pokrywa wewnętrzną powierzchnię pęcherzyków płucnych egzocytoza surfaktantu małe ciałko blaszkowate (fosfolipidy) fuzja małych ciałek blaszk. strefa hydrofilna strefa hydrofobowa surfaktant Pneumocyt typu II Pneumocyt typu II mikrokosmki gładka i szorstka siateczka śródplazmatyczna aparat Golgiego charakterystyczne pęcherzyki wydzielnicze (ciałka blaszkowate) Ciałko blaszkowate Po wydzieleniu, białka i lipidy surfaktantu tworzą przejściowo mielinę tubularną, która ulega potem rozdzieleniu na odrębne warstwy: hydrofilną i hydrofobową synteza białek synteza fosfatydylocholiny cholina aminokwasy Surfaktant monowarstwa fosfolipidów białka zbudowany z fosfolipidów (dwupalmitynianu fosfatydylocholiny, DPPC) i białek zewnętrzna, hydrofobowa strefa surfaktantu to monowarstwa cząsteczek DPPC, z grupami hydrofobowymi skierowanymi do światła pęcherzyka płucnego - obniża napięcie powierzchniowe, zapobiega zapadaniu się pęcherzyków w trakcie wydechu i ułatwia ich poszerzanie w trakcie wdechu. białka surfaktantu: - A (SP-A) najpowszechniejsze, reguluje syntezę i wydzielanie surfaktantu, ponadto moduluje odpowiedź obronną przeciw mikroorganizmom, - B (SP-B) odpowiada za przemianę ciałek blaszkowatych w cienką warstwę surfaktantu, - C (SP-C) wspólnie z SP-B pomaga w ułożeniu fosfatydylocholiny na powierzchni surfaktantu, - D (SP-D) białko o własnościach obronnych. Wiąże mikroorganizmy, a także współpracuje z limfocytami. Uczestniczy w ostrej odpowiedzi zapalnej i wraz z SP-A moduluje odpowiedź na wiele antygenów wziewnych. Surfaktant pojawia się ok. 28 tyg. życia płodowego i od tego momentu wcześniaki są teoretycznie zdolne do samodzielnego oddychania. Jeżeli jednak ilość produkowanego surfaktantu jest zbyt mała, trzeba stosować oddech wspomagany, czekając na uzyskanie dojrzałości pneumocytów typu 2. Niedobór surfaktantu po urodzeniu powoduje zapadanie się pęcherzyków, wtórne uszkodzenie pneumocytów typu 1 i jest przyczyną tzw. dziecięcego zespołu niewydolności oddechowej. Komórki macierzyste płuc Makrofagi pęcherzykowe przyczepione do wewnętrznej powierzchni pęcherzyków płucnych fagocytują cząstki pyłów i mikroorganizmy, które nie zostały zatrzymane w drogach oddechowych, a także eliminują nadmiar surfaktantu Oskrzelikowo-pęcherzykowe komórki macierzyste zlokalizowane na pograniczu oskrzelików i pęcherzyków płucnych różnicują się w oba typy pneumocytów i we wszystkie typy komórek nabłonka oskrzelików P O 6

7 Wędrówki makrofagów pęcherzykowych Makrofagi obładowane cząstkami pyłu lub innymi substancjami (w patologii np. hemosyderyną, komórki wad serca ) odrywają się od wyściółki pęcherzyka i: są transportowane wraz z wydzieliną oskrzelową do jamy gardłowej albo przechodzą przez ściany małych oskrzelików do naczyń chłonnych i dostają się do płucnych węzłów chłonnych Na ich miejsce do pęcherzyków migrują monocyty z krwi i przekształcają się w młode makrofagi. niepalący palący Naczynia płucne odgałęzienia tętnicy płucnej: przebiegają wzdłuż oskrzeli i większych oskrzelików, mają stosunkowo cienką ścianę (1) odgałęzienia żył płucnych: mniejsze, cienka ściana, przebiegają w miąższu płucnym bez topograficznego związku z drzewem oskrzelowym (2) 1 odgałęzienia tętnic oskrzelowych: małe, zlokalizowane w ścianie oskrzeli i oskrzelików (3) 2 3 7