jama nosowa UKŁAD ODDECHOWY drogi oddechowe - jama nosowa - jama gardłowa - krtań - tchawica - drzewo oskrzelowe pęcherzyki płucne (wymiana gazowa) krtań tchawica przepona płuca 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) (niezróżnicowane) komórki szczoteczkowe (4) komórki dokrewne (DNES)(5) komórki Langerhansa 2 3 1 3 1 1 5 2 3 4 3 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 Ciałka neuroepitelialne obszar oddechowy Grupy kilku komórek DNES z dochodzącymi aferentnymi zakończeniami nerwowymi w nabłonku dróg odechowych Jama nosowa obszar węchowy obszar oddechowy obszary zmysłowe: - obszar węchowy - narząd przylemieszowy Funkcja: reagują na poziom O 2 i CO 2 we wdychanym powietrzu wydzielają neuroprzekaźniki poprzez drogi nerwowe wpływają na ośrodek oddechowy Błona śluzowa: nabłonek (dróg oddechowych lub węchowy) blaszka właściwa 1
Błona śluzowa obszaru oddechowego bogate unaczynienie liczne mieszane gruczoły w blaszce właściwej i w błonie podśluzowej Funkcje: ogrzewanie powietrza (naczynia krwionośne) nawilżanie powietrza (gruczoły) Zwierzęta obligatoryjnie oddychające przez nos: koń, gryzonie. U zwierząt, które mogą także oddychać przez jamę ustną, te funkcje pełni także częściowo błona śluzowa tchawicy Błona śluzowa zatok: - cienka - liczne kom. kubkowe Błona śluzowa obszaru węchowego (błona węchowa) bardzo wysoki wielorzędowy nabłonek węchowy gruczoły węchowe (Bowmana) w blaszce właściwej liczne pęczki nerwowe w blaszce właściwej Gruczoły węchowe 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 podporowe (nabłonkowe) komórki węchowe (nerwowe) komórka podporowa komórka węchowa Komórki podporowe jądra w górnej części mikrokosmki cytoszkielet ziarna lipofuscyny połączenia międzykomórkowe komórka podstawna gruczoł węchowy Wśród komórek podstawnych są nabłonkowe komórki macierzyste (dla komórek podporowych) i neuralne komórki macierzyste (dla komórek węchowych) rzęski Komórka węchowa Jak to działa receptory dendryt komórka podporowa 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. 3. Otwierają się kanały sodowe, powodując depolaryzację komórki węchowej. kłębki kom. podstawna pęczek nerwowy komórka węchowa akson dwubiegunowy neuron zmodyfikowany dendryt 10-20 nieruchomych rzęsek w błonie rzęsek receptory wiążące substancje zapachowe 4. Potencjał czynnościowy przesyłany jest aksonem do kłębków (zespołów synaps z komórkami mitralnymi) opuszki węchowej. 5. Kombinacja sygnałów wysyłanych z kłębków powoduje wrażenie zapachowe 2
Narząd przylemieszowy (Jacobsona) dodatkowa opuszka węchowa opuszka węchowa obszar węchowy narząd przylemieszowy rurkowate wpuklenia błony śluzowej w pobliżu przegrody nosowej znaczna część powierzchni wyścielona nabłonkiem podobnym do nabłonka węchowego (kom. nerwowe receptoryczne, podporowe i podstawne), w błonie śluzowej surowicze gruczoły przylemieszowe kom. receptoryczne mają na powierzchni mikrokosmki, a w ich błonie komórkowej specyficzne receptory (odmienne od receptorów węchowych) aksony kom. receptorycznych poprzez dodatkową opuszkę węchową docierają do podwzgórza kom. receptoryczne działają tak jak kom. węchowe, reagują na feromony wysyłane przez nie sygnały regulują zachowania reprodukcyjne i społeczne zwierząt Jama gardłowa (cz. oddechowa) nabłonek dróg oddechowych gruczoły gardłowe w blaszce właściwej tkanka limfoidalna (migdałek gardłowy) Krtań nabłonek dróg oddechowych i wielowarstwowy płaski (nagłośnia, fałdy głosowe) gruczoły krtaniowe w blaszce właściwej wewnątrzkrtaniowe mięśnie szkieletowe rusztowanie z chrząstki szklistej i sprężystej Szkielet chrzęstny obecny w ścianie krtani, tchawicy i oskrzeli pomaga w utrzymaniu ich drożności 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 Drzewo oskrzelowe (podział histologiczny) oskrzela główne oskrzela (wewnątrzpłucne) oskrzeliki oskrzeliki końcowe oskrzeliki oddechowe 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 maczugowate (dawniej Clary) Warstwy ściany: błona śluzowa warstwa mięśniówki gładkiej zewnętrzna warstwa włóknista warstwa mięśniówki gładkiej płytki chrzęstne 3
Oskrzeliki końcowe cienka ściana, nabłonek jednowarstwowy sześcienny: komórki z rzęskami i komórki maczugowate Oskrzelikowe komórki maczugowate (dawniej Clary) zawierają: szorstką i gładką siateczkę śródplazmatyczną ziarna wydzielnicze liczne duże mitochondria prudukują białko CC16 o własnościach przeciwzapalnych i przeciwnowotworowych Oskrzeliki oddechowe nieciągła ściana, częściowo zbudowana z pęcherzyków płucnych Funkcje: neutralizacja wdychanych trucizn i substancji rakotwórczych produkcja białek surfaktantu i śluzu Oskrzeliki oddechowe, przewody pęcherzykowe i pęcherzyki płucne stanowią część oddechową układu oddechowego, odpowiedzialną za wymianę gazową Pęcherzyki płucne średnica 0,2 mm połączone otworkami (porami) w przegrodach oskrzelik oddechowy przewód pęcherzykowy Ściany pęcherzyków (przegrody międzypęcherzykowe) włókna sprężyste włókna siateczkowe miofibroblasty komórki tk. łącznej (nieliczne) 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 bariera powietrze-krew kapilary przegroda międzypęcherzykowa 4
erytrocyt światło pęcherzyka Warstwy bariery krew-powietrze: cytoplazma penumocyta typu I zespolone blaszki podstawne pneumocyta i kapilary cytoplazma komórki śródbłonkowej kapilary światło pęcherzyka jądro komórki śródbłonkowej pneumocyt typu I blaszki podstawne komórka śródbłonka Pneumocyt typu II mikrokosmki gładka i szorstka siateczka śródplazmatyczna aparat Golgiego charakterystyczne pęcherzyki wydzielnicze (ciałka blaszkowate) Pneumocyt typu II Ciałko blaszkowate 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. synteza białek strefa hydrofilna strefa hydrofobowa surfaktant Surfaktant zbudowany z fosfolipidów (dwupalmitynianu fosfatydylocholiny, DPPC) i białek monowarstwa fosfolipidów białka 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: regulują jego syntezę i wydzielanie, uczestniczą w procesach obronnych Po wydzieleniu, zawartość ciałek blaszkowatych ulega rozdzieleniu na warstwę białek (hydrofilną) i warstwę lipidów (hydrofobową) synteza fosfatydylocholiny cholina aminokwasy 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 Wędrówki makrofagów pęcherzykowych Makrofagi obładowane cząstkami pyłu lub innymi substancjami 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 młode makrofagi z krwi 5
Układ oddechowy ptaków drogi oddechowe - jama nosowa - jama gardłowa - krtań górna - tchawica - krtań dolna (syrinx) - oskrzela (I-, II-, III-rzędowe) kapilary powietrzne (wymiana gazowa) worki powietrzne płuca oskrzela Oskrzela I-rzędowe podkowy chrzęstne przechodzące w płytki chrzęstne nabłonek dróg oddechowych okrężna warstwa mięśni gładkich Oskrzela II-rzędowe (odpowiednik oskrzelików) brak chrząstki nabł. jednowarstwowy walcowaty (kom. z rzęskami i kubkowe) okrężna warstwa mięśni gładkich oskrzele III-rzędowe oskrzele II-rzędowe worki powietrzne -------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Jama nosowa: obszar oddechowy z nabłonkiem dróg oddechowych i gruczołami śluzowymi; obszar węchowy o podobnej budowie jak u ssaków Jama gardłowa: nabłonek wielowarstwowy płaski Krtań górna z pierścieniem chrzęstnym, nabłonek dróg odd. Tchawica: kompletne pierścienie chrzęstne Krtań dolna: wydawanie dźwięków, w ścianie chrząstki i kość syrinx (kładka) Oskrzela III-rzędowe (paraoskrzela) (odpowiednik oskrzelików końcowych) nabł jednowarstwowy sześcienny pęczki mięśniówki gładkiej wpuklenia ściany (przedsionki), odpowiednik oskrzelików oddechowych, wyścielone pneumocytami, prowadzące do kapilarów powietrznych Kapilary powietrzne Worki powietrzne w. międzyobojczykowy worki piersiowe kość ramienna płuco rurki, Ø 10-20 µm łączą się między sobą wyścielone pneumocytami otoczone przez naczynia włosowate Wymiana gazowa zachodzi w przedsionkach i w kapilarach powietrznych Typy pneumocytów i budowa bariery powietrze-krew taka sama jak u ssaków połączone z układem oddechowym wchodzą do wnętrza niektórych kości worki brzuszne (kości pneumatyczne) ściana worka: - nabłonek jednowarstwowy płaski, miejscami sześcienny lub walcowaty, niekiedy wieloszeregowy; komórki z mikrokosmkami, komórki z rzęskami, komórki śluzowe, komórki podobne do pneumocytów II typu (zmienność gatunkowa nabłonka) - cienka warstwa tkanki łącznej nie uczestniczą w wymianie gazowej uciskane przez mięśnie, wymuszają przepływ powietrza przez płuca Skrzela ryb Budowa listka i blaszki od łuków skrzelowych odchodzą listki skrzelowe listki zbudowane są z blaszek w łukach i listkach przebiegają naczynia doprowadzające i odprowadzające krew każda blaszka zawiera sieć naczyń włosowatych przeciwprądowy przepływ krwi i wody usprawnia wymianą gazową kapilary łuk blaszki listka woda woda krew rdzeń listka (blaszka pierwotna) w części bliższej łukowi zawiera chrząstkę szklistą blaszki (blaszki wtórne) pokrywa nabłonek jednowarstwowy płaski (odpowiednik pneumocytów I typu) wewnątrz blaszki biegną kapilary o ścianie ciągłej pomiędzy kapilarami znajdują się kurczliwe komórki filarowe, które regulują przepływ krwi w rdzeniu i blaszkach znajdują się również inne komórki: makrofagi, limfocyty, melanocyty, komórki śluzowe, komórki chlorkowe i komórki pałeczkowe bariera woda-krew: - cienka warstwa cytoplazmy komórki nabłonkowej - zespolone blaszki podstawne nabłonka i kapilary - cienka warstwa cytoplazmy komórki śródbłonka kapilary kom. filarowe 6
Komórki chlorkowe: b. liczne mitochondria transportują jony (Cl -, HCO 3, Ca 2+, i in.), regulując ph i osmolarność płynów ustrojowych wchłaniają metale ciężkie woda Cl - HCO 3 - Cl- Ca 2+ krew Komórki śluzowe: wydzielają śluz pokrywający powierzchnię blaszek (ochrona mechaniczna i przeciwbakteryjna) Cl- Na + Komórki pałeczkowe (występują tylko u ryb): pod błoną komórkową gruba białkowa torebka w cytoplazmie charakterystyczne pałeczkowate twory, które mogą być przez komórkę uwalniane do otoczenia nieznana funkcja, prawdopodobnie związana z procesami obronnymi 7