Дыхательный комплекс органов. Развитие дыхательной системы.
Большинство метаболических процессов в клетках и тканях организма осуществляется с участием кислорода. Поступление кислорода из атмосферного воздуха в кровь называется внешним дыханием и происходит в дыхательном комплексе органов. Общая площадь дыхательной поверхности приблизительно равна 160 м2, что в 80 раз больше поверхности всей кожи, а общее число газообменных пузырьков (альвеол) в легких составляет 300 млн.
Различают также внутреннее дыхание — газообмен (кислородом и углекислотой) между кровью и клетками, в котором дыхательный комплекс непосредственного участия не принимает, однако внутреннее дыхание невозможно без внешнего.
Кроме ведущей функции газообмена, дыхательный комплекс выполняет ряд нереспираторных функций, связанных с кровообращением и обменом веществ: легкие участвуют в липидном обмене, активации ряда биологически активных веществ, выработке факторов свертывания крови, в регуляции теплового баланса; выполняют защитную функцию, участвуя в иммунных реакциях и очищая воздух от пыли и микробов. Важную роль в физиологии дыхательного комплекса органов и физиологии всего организма играет эндокринный аппарат эпителия воздухоносных путей.
Дыхательный комплекс органов включает воздухоносные пути и респираторный отдел.
Развитие дыхательной системы
Источником развития трахеи, бронхов и респираторного отдела легких служит материал вентральной стенки передней кишки, который является производным прехордальной пластинки. На 3-й неделе эмбриогенеза в ней появляется мешковидное выпячивание, которое в нижней части делится на два зачатка — правого и левого легких.
В развитии легкого различают три стадии. Первая стадия (железистая) охватывает период эмбриогенеза с 5-й недели до 4-го месяца. В это время зачаток легких напоминает трубчатую железу. На этой стадии формируются воздухоносные пути. Вторая — каналикулярная — стадия (4-6-й месяцы) характеризуется развитием респираторных бронхиол. Происходит это при явлениях интенсивной пролиферации капилляров. Третья стадия (альвеолярная) протекает с 6-го месяца и до рождения. На протяжении этой стадии образуются альвеолярные ходы и альвеолы. При этом имеют место тесные взаимодействия между легочными капиллярами и альвеолярным эпителием.
Развитие эпителия (прехордального по происхождению) в воздухоносных путях и в респираторном отделе сопровождается образованием нескольких клеточных дифферонов (реснитчатые эпителиоциты, бокаловидные экзокриноциты, эндокриноциты, респираторные эпителиоциты и др.), взаимодействующих между собой в процессе выполнения функций. Из мезенхимы, окружающей бронхиальное дерево, дифференцируются волокнистая соединительная ткань, гладкая мышечная ткань, гиалиновая и эластическая хрящевые ткани бронхов, а также капиллярная сеть, оплетающая альвеолы. Нервные элементы являются производными нервной трубки.
В течение всего эмбриогенеза альвеолы находятся в спавшемся состоянии. После рождения ребенка при первом вдохе происходит их наполнение воздухом, расширение и расправление.
Воздухоносные пути
Воздухопроводящую функцию выполняют следующие органы: носовая полость, носоглотка, гортань, трахея, бронхи (внелегочные и внутрилегочные). В воздухоносных путях вдыхаемый воздух очищается от пыли, увлажняется, температура его приближается к температуре тела.
Полость носа
В ней различают преддверие, дыхательную и обонятельную области. Преддверие выстлано многослойным плоским ороговевающим эпителием с короткими щетинистыми волосками, очищающими воздух от пыли, который глубже становится неороговевающим, а волосы и железы исчезают. Дыхательная область выстлана слизистой оболочкой состоящей из многорядного столбчатого реснитчатого эпителия и соединительнотканной собственной пластинки. В эпителии доминируют реснитчатые эпителиоциты и бокаловидные экзокриноциты.
Реснитчатые эпителиоциты имеют на апикальной поверхности по 15-20 ресничек длиной до 7 мкм. Бокаловидные экзокриноциты вырабатывают слизь. Слизистыи секрет выделяют также железы, которые открываются на поверхности эпителия. На увлажненной слизью поверхности эпителия оседают и прилипают частицы пыли и микроорганизмы. Благодаря биениям ресничек мерцательного эпителия, они удаляются из воздухоносных путей (мукоцилиарный механизм очищения воздуха). Собственная пластинка слизистой оболочки носовой полости богата спле-тениями кровеносных сосудов, участвующими в согревании вдыхаемого воздуха.
В придаточных пазухах (гайморовых, лобных) эпителий имеет строение, сходное с эпителием дыхательной части носовой полости. Многорядный реснитчатый эпителий в пазухах менее высокий и содержит меньшее количество бокаловидных клеток.