Kvėpavimo bronchas

Mažėjant bronchų kalibrui, jų sienelės plonėja, mažėja epitelio ląstelių aukštis ir eilių skaičius. Nekremzlinės (arba membraninės) bronchiolės yra 1-3 mm skersmens, epitelyje nėra taurinių ląstelių, jų vaidmenį atlieka Klaros ląstelės, o pogleivinis sluoksnis be aiškios ribos pereina į adventitiją. Membraninės bronchiolės pereina į terminalines, kurių skersmuo yra apie 0,7 mm, jų epitelis yra vienaeilis. Nuo terminalinių bronchiolių atsišakoja 0,6 mm skersmens kvėpavimo takų bronchiolės. Kvėpavimo takų bronchiolės su alveolėmis jungiasi per poras. Terminalinės bronchiolės yra laidžios orui, kvėpavimo takų bronchiolės dalyvauja oro laidumo ir dujų mainuose.

Bendras galinių kvėpavimo takų skerspjūvio plotas yra daug kartų didesnis nei trachėjos ir didelių bronchų skerspjūvio plotas (53–186 cm2, ^{palyginti su} 7–14 cm2 ⁾, tačiau bronchiolės sudaro tik 20 % oro srauto pasipriešinimo. Dėl mažo galinių kvėpavimo takų pasipriešinimo ankstyvas bronchiolių pažeidimas gali būti besimptomis, nelydimas funkcinių tyrimų pokyčių ir būti atsitiktinis radinys didelės skiriamosios gebos kompiuterinėje tomografijoje.

Pagal Tarptautinę histologinę klasifikaciją, galinių bronchiolių šakų rinkinys vadinamas pirminiu plaučių skilteliu arba acinus. Tai gausiausia plaučių struktūra, kurioje vyksta dujų apykaita. Kiekviename plautyje yra 150 000 acinus. Suaugusiojo acinus skersmuo yra 7–8 mm ir turi vieną ar daugiau kvėpavimo bronchiolių. Antrinis plaučių skiltelis yra mažiausias plaučių vienetas, apribotas jungiamojo audinio pertvaromis. Antrinius plaučių skiltelius sudaro nuo 3 iki 24 acinus. Centrinėje dalyje yra plaučių bronchiolė ir arterija. Jie vadinami skilteliniu branduoliu arba „centrilobuline struktūra“. Antrinius plaučių skiltelius skiria tarpląstelinės pertvaros, kuriose yra venų ir limfagyslių, arterijų ir bronchiolių šakos skilteliniame branduolyje. Antrinis plaučių skiltelis paprastai yra daugiakampio formos, kiekvienos sudedamosios pusės ilgis yra 1–2,5 cm.

Skiltelės jungiamojo audinio karkasą sudaro tarplobulinė pertvara, intralobulinė, centrilobulinė, peribronchovaskulinė ir subpleurinė intersticinė erdvė.

Galinė bronchiolė yra padalinta į 14–16 pirmos eilės kvėpavimo bronchiolių, kurių kiekviena savo ruožtu dichotomiškai dalijasi į antros eilės kvėpavimo bronchioles, kurios dichotomiškai dalijasi į trečios eilės kvėpavimo bronchioles. Kiekviena trečios eilės kvėpavimo bronchiolė yra padalinta į alveolinius latakus (100 μm skersmens). Kiekvienas alveolinis latakas baigiasi dviem alveoliniais maišeliais.

Alveolių kanalų ir maišelių sienelėse yra iškilimai (pūslelės) – alveolės. Kiekvienoje alveolėje yra maždaug 20 alveolių. Bendras alveolių skaičius siekia 600–700 milijonų, o bendras plotas iškvėpiant yra apie 40 m2, ^oįkvėpus – 120 m2.

Kvėpavimo takų bronchiolių epitelyje palaipsniui mažėja blakstieninių ląstelių skaičius, o daugėja neblakstieninių kuboidinių ir Klaros ląstelių. Alveolių latakai iškloti plokščiuoju epiteliu.

Elektronmikroskopiniai tyrimai reikšmingai prisidėjo prie šiuolaikinio alveolių struktūros supratimo. Dviejų gretimų alveolių sienelės dideliame plote yra bendros. Alveolių epitelis dengia sienelę iš abiejų pusių. Tarp dviejų epitelio gleivinės sluoksnių yra intersticis, kuriame išsiskiria pertvaros ertmė ir kraujo kapiliarų tinklas. Pertvaros ertmėje yra plonų kolageno skaidulų, retikulino ir elastinių skaidulų pluoštai, keli fibroblastai ir laisvos ląstelės (histiocitai, limfocitai, neutrofiliniai leukocitai). Tiek kapiliarų epitelis, tiek endotelis yra ant 0,05–0,1 μm storio pamatinės membranos. Kai kuriose vietose poepitelinę ir poendotelinę membranas skiria pertvaros ertmė, kitur jos liečiasi, sudarydamos vieną alveolių-kapiliarų membraną. Taigi, alveolių epitelis, alveolių-kapiliarų membrana ir endotelio ląstelių sluoksnis yra oro ir kraujo barjero, per kurį vyksta dujų mainai, komponentai.

Alveolių epitelis yra nevienalytis, jame išskiriami trys ląstelių tipai. I tipo alveolocitai (pneumocitai) dengia didžiąją dalį alveolių paviršiaus. Per juos vyksta dujų mainai.

II tipo alveolocitai (pneumocitai), arba dideli alveolocitai, yra apvalūs ir išsikiša į alveolių spindį. Jų paviršiuje yra mikrogaurelių. Citoplazmoje yra daugybė mitochondrijų, gerai išvystytas granuliuotas endoplazminis tinklas ir kitos organelės, iš kurių būdingiausios yra membrana surišti osmiofiliniai plokšteliniai kūneliai. Jie susideda iš elektronų tankios sluoksniuotos medžiagos, kurioje yra fosfolipidų, taip pat baltymų ir angliavandenių komponentų. Kaip ir sekretinės granulės, plokšteliniai kūneliai išsiskiria iš ląstelės, sudarydami ploną (apie 0,05 μm) paviršinio aktyvumo medžiagos plėvelę, kuri sumažina paviršiaus įtempimą ir neleidžia alveolėms subyrėti.

III tipo alveolocitai, apibūdinami kaip šepetėlinės ląstelės, pasižymi trumpų mikroplaukelių buvimu viršūniniame paviršiuje, daugybe pūslelių citoplazmoje ir mikrofibrilių pluoštais. Manoma, kad jie atlieka skysčių absorbciją ir paviršinio aktyvumo medžiagų koncentraciją arba chemorecepciją. Romanova LK (1984) pasiūlė jų neurosekrecinę funkciją.

Alveolių spindyje paprastai yra keletas makrofagų, kurie sugeria dulkes ir kitas daleles. Šiuo metu galima laikyti nustatyta alveolių makrofagų kilmę iš kraujo monocitų ir audinių histiocitų.

Lygiųjų raumenų susitraukimas sumažina alveolių pagrindą, pakeičia pūslelių konfigūraciją – jie pailgėja. Būtent šie pokyčiai, o ne pertvarų plyšimai, yra patinimo ir emfizemos pagrindas.

Alveolių konfigūraciją lemia jų sienelių elastingumas, išsitempia didėjant krūtinės ląstos tūriui ir aktyviai susitraukiant broncholių lygiiesiems raumenims. Todėl esant tokiam pačiam kvėpavimo tūriui, galimas skirtingas alveolių išsitempimas skirtinguose segmentuose. Trečias veiksnys, lemiantis alveolių konfigūraciją ir stabilumą, yra paviršiaus įtempimo jėga, susidaranti dviejų aplinkų sandūroje: oro, užpildančio alveolę, ir skystos plėvelės, išklojančios jos vidinį paviršių ir saugančios epitelį nuo išdžiūvimo.

Norint neutralizuoti paviršiaus įtempimo jėgą (T), kuri linkusi suspausti alveoles, reikalingas tam tikras slėgis (P). P vertė yra atvirkščiai proporcinga paviršiaus kreivumo spinduliui, kaip išplaukia iš Laplaso lygties: P = T / R. Iš to išplaukia, kad kuo mažesnis paviršiaus kreivumo spindulys, tuo didesnis slėgis reikalingas tam tikram alveolių tūriui (esant pastoviam T) palaikyti. Tačiau skaičiavimai parodė, kad jis turėtų būti daug kartų didesnis už realybėje esantį intraalveolių slėgį. Pavyzdžiui, iškvėpimo metu alveolės turėtų sugriūti, o taip neįvyksta, nes alveolių stabilumą esant mažiems tūriams užtikrina paviršinio aktyvumo medžiaga – paviršinio aktyvumo medžiaga, kuri sumažina plėvelės paviršiaus įtempimą, kai alveolių plotas mažėja. Tai vadinamasis antiatelektatinis faktorius, kurį 1955 m. atrado Pattle ir kuris susideda iš baltymų-angliavandenių-lipidų pobūdžio medžiagų komplekso, kuriame yra daug lecitino ir kitų fosfolipidų. Paviršinio aktyvumo medžiaga kvėpavimo takų skyriuje gaminama alveolių ląstelių, kurios kartu su paviršinio epitelio ląstelėmis iškloja alveoles iš vidaus. Alveolių ląstelės yra gausios organelių, jų protoplazmoje yra didelių mitochondrijų, todėl jos pasižymi dideliu oksidacinių fermentų aktyvumu, jose taip pat yra nespecifinės esterazės, šarminės fosfatazės, lipazės. Didžiausią susidomėjimą kelia šiose ląstelėse nuolat randami intarpai, nustatyti elektronine mikroskopija. Tai ovalo formos, 2–10 μm skersmens, sluoksniuotos struktūros osmiofiliniai kūnai, apriboti vienos membranos.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]

Plaučių paviršinio aktyvumo sistema

Plaučių paviršinio aktyvumo medžiagų sistema atlieka keletą svarbių funkcijų. Plaučių paviršinio aktyvumo medžiagos mažina paviršiaus įtempimą ir plaučių ventiliacijai reikalingą darbą, stabilizuoja alveoles ir apsaugo nuo jų atelektazės. Šiuo atveju paviršiaus įtempimas įkvėpimo metu didėja, o iškvėpimo metu mažėja, iškvėpimo pabaigoje pasiekdamas artimą nuliui vertę. Paviršinio aktyvumo medžiagos stabilizuoja alveoles, iš karto sumažindamos paviršiaus įtempimą, kai sumažėja alveolių tūris, ir padidindamos paviršiaus įtempimą, kai įkvėpimo metu padidėja alveolių tūris.

Paviršinio aktyvumo medžiaga taip pat sudaro sąlygas įvairaus dydžio alveolėms egzistuoti. Jei nebūtų paviršinio aktyvumo medžiagos, mažos alveolės sugriūtų ir praleistų orą didesnėms. Mažiausių kvėpavimo takų paviršius taip pat padengtas paviršinio aktyvumo medžiaga, kuri užtikrina jų praeinamumą.

Distalinės plaučių dalies funkcionavimui svarbiausias yra bronchoalveolinės jungties praeinamumas, kur išsidėstę limfagyslės ir limfoidinės sankaupos bei prasideda kvėpavimo takų bronchiolės. Paviršinio aktyvumo medžiaga, dengianti kvėpavimo takų bronchiolių paviršių, čia patenka iš alveolių arba susidaro lokaliai. Paviršinio aktyvumo medžiagos bronchiolėse pakeitimas taurinių ląstelių sekretu sukelia smulkiųjų kvėpavimo takų susiaurėjimą, jų pasipriešinimo padidėjimą ir net visišką užsidarymą.

Smulkiausių kvėpavimo takų turinio pašalinimą, kai turinio transportavimas nesusijęs su blakstieniniu aparatu, daugiausia užtikrina paviršinio aktyvumo medžiaga. Blakstieninio epitelio funkcionavimo zonoje dėl paviršinio aktyvumo medžiagos yra tankus (gelio) ir skystas (zolio) bronchų sekreto sluoksniai.

Plaučių paviršinio aktyvumo medžiagų sistema dalyvauja deguonies absorbcijoje ir jo transportavimo per oro ir kraujo barjerą reguliavime, taip pat palaiko optimalų filtravimo slėgio lygį plaučių mikrocirkuliacijos sistemoje.

Tween suardyta paviršinio aktyvumo medžiagos plėvelė sukelia atelektazę. Priešingai, lecitino junginių aerozolių įkvėpimas suteikia gerą gydomąjį poveikį, pavyzdžiui, esant kvėpavimo nepakankamumui naujagimiams, kuriems plėvelę gali suardyti tulžies rūgštys, kai išsiurbiamas vaisiaus vandenys.

Dėl plaučių hipoventiliacijos išnyksta paviršinio aktyvumo medžiagos plėvelė, o ventiliacijos atkūrimas susitraukusiame plautyje nelydi visiško paviršinio aktyvumo medžiagos plėvelės atkūrimo visose alveolėse.

Paviršinio aktyvumo medžiagų savybės taip pat keičiasi lėtinės hipoksijos metu. Esant plaučių hipertenzijai, pastebimas paviršinio aktyvumo medžiagos kiekio sumažėjimas. Kaip parodė eksperimentiniai tyrimai, sutrikęs bronchų praeinamumas, venų stazė plaučių kraujotakoje ir plaučių kvėpavimo paviršiaus sumažėjimas prisideda prie plaučių paviršinio aktyvumo medžiagų sistemos aktyvumo sumažėjimo.

Padidėjusi deguonies koncentracija įkvepiamame ore lemia daugybės subrendusių paviršinio aktyvumo medžiagų ir osmiofilinių kūnelių membranų darinių atsiradimą alveolių liumenuose, o tai rodo paviršinio aktyvumo medžiagų irimą alveolių paviršiuje. Tabako dūmai neigiamai veikia plaučių paviršinio aktyvumo medžiagų sistemą. Paviršinio aktyvumo medžiagų paviršiaus aktyvumo sumažėjimą sukelia kvarcas, asbesto dulkės ir kitos kenksmingos priemaišos įkvepiamame ore.

Pasak kelių autorių, paviršinio aktyvumo medžiaga taip pat apsaugo nuo transudacijos ir edemos bei turi baktericidinį poveikį.

Uždegiminis procesas plaučiuose lemia paviršinio aktyvumo medžiagos paviršiaus aktyviųjų savybių pokyčius, o šių pokyčių laipsnis priklauso nuo uždegimo aktyvumo. Piktybiniai navikai dar labiau neigiamai veikia plaučių paviršinio aktyvumo medžiagų sistemą. Su jais paviršinio aktyvumo medžiagos paviršiaus aktyviosios savybės žymiai dažniau sumažėja, ypač atelektazės zonoje.

Yra patikimų duomenų apie paviršinio aktyvumo medžiagų paviršiaus aktyvumo sutrikimą ilgalaikės (4–6 valandų) fluorotano anestezijos metu. Operacijos, naudojant dirbtinės kraujotakos aparatus, dažnai lydimos reikšmingų plaučių paviršinio aktyvumo medžiagų sistemos sutrikimų. Taip pat žinomi įgimti plaučių paviršinio aktyvumo medžiagų sistemos defektai.

Paviršinio aktyvumo medžiaga morfologiškai aptinkama fluorescencine mikroskopija dėl pirminės fluorescencijos, susidarančios labai plono sluoksnio (0,1–1 µm) pavidalu, dengiančio alveoles. Ji nematoma optiniu mikroskopu ir suyra, kai preparatai apdorojami alkoholiu.

Yra nuomonė, kad visos lėtinės kvėpavimo takų ligos yra susijusios su kokybiniu arba kiekybiniu kvėpavimo organų paviršinio aktyvumo medžiagų sistemos trūkumu.