Суть і значення дихання для організму. Дихальна система

Кисень знаходиться в оточуючому нас повітрі. Він може проникнути через шкіру, але тільки тільки в невеликій кількості, явно недостатній для підтримання життя. Надходження в організм кисню і видалення вуглекислого газу забезпечує дихальна система. Транспорт газів та інших необхідних організму речовин здійснюється за допомогою кровоносної системи. Функція дихальної системи зводиться лише до того, щоб знабжати кров достатньою кількістю кисня і видаляти з неї вуглекислий газ.

Хімічне відновлення молекулярного кисню з утворення води служить для більшості тварин і людини в тому числі головним джерелом енергії. Без цього не може продовжуватися життя навіть декілька секунд.

Що ми знаємо про дихальну систему? Поєднує групу органів виконуючих функцію зовнішнього подиху - насичення крові киснем і видалення з її вуглекислого газу і ряд не дихальних функцій. Складається з порожнини носа, носоглотки, гортані, трахеї, бронхів і легень.

Зародки органів з'являються на 3 тижні ембріогенезу у виді мішковидного випинання вентральної стінки передньої кишки.

При цьому епітеліальна вистилка органів розвивається з зачатку прехордальної пластинки, а всі інші тканини з мезенхіми.

ФУНКЦІОНАЛЬНА КЛАСИФІКАЦІЯ.

Відповідно до головноъ функціъ органи системи підрозділяються на 2 відділи:

1. воздухоносний шлях,

2. респіраторний

Воздухоносний шлях - система порожнин і трубок, що включає носову порожнину з придатковими пазухами, гортань, трахею, яка закінчується термінальними бронхіолами.

Починаючи з трахеї, стінка воздухоносний шляхів здобуває типове для них будівля.

ТРАХЕЯ - трубчастий орган. Стінка з 4 оболонок:

1. Слизувата

2. Підслизистая (основа)

3. Фіброзно-хрящова

4. Фдвентициальная

1. Слизувата - неповна. Епітелій псевдомногослойний, тобто одношаровий, багаторядний, призматичний, миготливий. 4 типи кліток: призматичні реснитчатие, бокаловидние, уставні, ендокринні.

Призматичні - реснитчатие - на апікальній поверхні 200-250 ресничек, що мерехтять синхронно в протилежну вдихуваному повітрю сторону. Цим забезпечується виведення часток по зовнішнє середовище.

Бокаловидние - одноклітинні, ендоепителиальние залози, виробляють слиз - муцин (гиалуроновая і сиаловая кислоти). Функція - механічне очищення, зволоження.

Уставні - по ступені диференціації низькі і високі. Це камбіальні клітки для усіх видів.

Ендокринні - клітки ДЕС (диффузно ендокринної системи), що виділяють біогенні аміни і пептидние гормони і забезпечують місцеву регуляцію функцій (тонус, просвіт бронхів).

Єс-клітки - серотонин, ECL- клітки - гистамин, Р-клетки - бомбезин, D-клітки вазоинтестинальний поліпептид.

Власна пластинка слизуватої - пухка сполучна тканина з 2 особливостями:

• достаток еластических волокон, що йдуть подовжньо уздовж воздухоносних шляхів до альвеол

• велика кількість одиночних і фолікулярних лімфоцитів

Дихальна система займає 2-і місце після травної по обсязі антигенної інформації, що надходить в організм, тому тут відбувається заключна, антигензависимая стадія дифференцировки лімфоцитів з утворенням клеток-еффекторов клітинного і гуморального імунітету і клітки пам'яті.

Плазмоцити синтезують Ig, що блокують прилипание бактерій до слизуватої оболонки дихальних шляхів, перешкоджаючи утворенню бактеріальних колоній.

2. Подслизистая оболонка - пухка сполучна тканина, у якій розташовані кінцеві секреторні відділи змішаних слизисто-белкових залоз (мерокринових), а також присутні лімфатичні фолікули.

3. Фіброзно-хрящова оболонка складається з 16-20 незамкнутих кілець гиалиновой хрящової тканини, що на задній поверхні з'єднані пухкою сполучною тканиною з пучками лейомиоцитов.

4. Адвентициальная - пухка сполучна тканина.

Трахея підрозділяється на 2 головних бронхи, якими відкривається бронхіальне дерево. Анатомічно і клінічно бронхи класифікуються на:

Позалегеневі:

• головні

• часткові

• зональні

Внутрілегеневі:

• субсегментарние

• междольковие

• внутридольковие

У стінці великих бронхів (5-15 мм), що має 4 оболонки, відмінності від стінки трахеї:

1. слизувата оболонка поступово стає повної і починає збиратися в подовжні складки.

2. Фіброзно-хрящова оболонка стає замкнутою (у головних бронхах), а потім переривчастої, здобуваючи вид окремих хрящових пластин.

Середні бронхи (діаметр 2-5 мм). Мають 4 оболонки. Відмінності:

1. слизувата повна, тому що добре виражена м'язова пластинка, складається з 2 циркулярних пучків взаємно протилежного напрямку, тому вона зібрана в численні складки.2. Слизувата стає тонше, епителиоцити нижче, бокаловидних кліток менше. З'являються численні групи кліток - нейроепителиальние тельця (НЕТ) - це групи, що відносяться до ДЕС. Складаються з 4-25 кліток, займають усю товщу епітелію, доходячи до поверхні, мають мікроворсинки, тобто риси будівлі ендокринних кліток відкритого типу. Особливості полягають у тім, що вони тісно контактують з нервовими закінченнями і гемокапиллярами фенестрированного типу. Функція - утворять внутрілегеневу рецепторну систему, що реєструє зміни складу вдихуваного повітря і виробляє у відповідь на це біогенні аміни, пептидние гормони, що регулюють тонус стінок і просвіт бронхів і кровоносних судин. Пристосовують кровоток у легенях до характеру їхньої вентиляції.

3. Подслизистая витончується. Кількість залоз у ній різко зменшується.

4. Фіброзно-хрящова оболонка йде на збиток і представлена окремими хрящовими острівцями, у яких гиалиново-хрящевая тканина, поступово змінюється еластической.

5. Адвентиция витончується.

Дрібні бронхи - 2 оболонки:

• внутрішня слизувата

• зовнішня адвентициальная

при цьому слизувата оболонка має яскраво-виражений складчастий характер, тому що м'язова пластинка розвита ще интенсивней, чим у середніх бронхах. Хрящів ні, тому в патології спазмируются саме дрібні бронхи. Епітелій одношаровий, дворядний, кубічний, реснитчатий. Присутні всі типи кліток, але бокаловидние одиничні. Нейроендокринний комплекс представлений нейроендокриноцитами. Додається ще 2 види кліток: секретирующие клітки Клара - синтезують фермент, що розщеплює сурфактант і тут епітелій інфільтрований лімфоцитами, зустрічаються дендритні (антиген-представлені клітки). Лімфоцитів і плазмоцитів багато. Адвентициальная оболонка стоншена.

Термінальні бронхіоли - покриті одношаровим, однорядним кубічним епітелієм. Бокаловидних кліток немає. Всі інші як у дрібних бронхах. М'язова пластинка розпадається на окремі пучки лейомиоцитов. Адвентиция дуже тонка.

Респіраторний відділ. Структурно-функціональна одиниця - ацинус. 12-18 ацинусов - часточка. Ця система альвеол, розташованих у стінках респіраторних бронхіол 1,2,3 порядків, альвеолярних ходів і альвеолярних мішечків.

Кожна альвеола - відкритий пухирець, внутрішня поверхня якого вистелена одношаровим, плоским епітелієм, тому що більш 90% поверхні альвеол займають плоскі епителиоцити. Клітки з'єднані щільними контактами.

Розвиваються з прехордальной пластинки. У складі епітеліальної вистилки альвеоли 3 типи кліток:

Альвеоцити 1 типу (респіраторні) - клітки сплощеної форми . 2 частини - центральна стовщена і містить ядро й органелли; периферична, котра у виді тонких цитоплазматических пластин простирається по базальній мембрані в обидва боки на 20 мкм.

Цитоплазма пластин містить багато пухирців, за допомогою яких здійснюється пасивна дифузія газів. Основна функція - респіраторна.

Альвеоцити 2 типи (секреторні) - великі, овальної форми з численними органеллами. Висока метаболическая активність. Основна відмінність - наявність оксифильних пластинчастих тілець, що виділяються на поверхню механізмом екзоцитоза і розпластуються на поверхні альвеол у виді сурфактанта.

Сурфактант (ендоальвеолярная сурфактантная плівка) - суміш фосфоліпідів, що складає з 2-х фаза - нижньої (гипофаза, рідка), що містить гликопротеиди і нерівності епітелію, що згладжує; поверхневої (опофаза) - мономолекулярна фосфолипидная плівка, звернена гідрофобними ділянками в просвіт альвеоли. Функції сурфактанта:

1. знижує в 10 разів поверхневий натяг альвеол, полегшуючи роздування їх на вдиху і перешкоджаючи повному спадению на видиху.

2. Захисна - перешкоджає проникненню мікробів.

3. Формує противоотечний бар'єр - перешкоджає випотіванню рідини із судин альвеол. Також альвеоцити 2 типи секретируют інтерферон і лізоцим.

Альвеоцити 3 типи (хеморецептори) - мають на поверхні мікроворсинки і відносяться до кліток ДЕС. Контролюють концентрацію і склад сурфактанта і метаболическую активність альвеол, бронхиолярного епітелію, виділяючи біогенні аміни і пептидние гормони.

Усі види альвеоцитов розташовуються на базальній мембрані, за якої розташовується строма альвеоли - численні еластические волокна альвеоли, що обплітають, перешкоджаючому перерозтяганню і розриву їх при вдиху, а також фібробласти, що синтезують ці волокна і макрофаги, що можуть виходити в просвіт альвеоли.

Функції макрофагів:

1. захист від забруднення й інфікування

2. синтез антимікробних факторів

3. поглинання надлишку сурфактанта, а потім окисляючи його виділення великої кількості тепла і зігрівання повітряУ стромі розташовуються численні гемокапилляри, що обплітають альвеоли, що дуже вузькі, ендотелий у них дуже тонкий. Це потрібно для оптимального газообміну. Розташовуються строго напроти тонких пластин респіраторних альвеоцитов і утворять з ними єдину альвеолокапиллярную базальну мембрану. Таким чином, формується дифузійний аерогематический бар'єр (повітря-кров), товщиною 0.5 мкм, площею 70-100 квадратних метрів.

Компоненти бар'єра:

1. сурфактантная плівка

2. стоншена ділянка цитоплазми респіраторного альвеоцита

3. альвеолокапиллярная базальна мембрана.

4. Стоншена ділянка цитоплазми ендотелиоцити капіляра.

5. Цитоплазма еритроцита.

ФУНКЦІЇ ДИХАЛЬНОЇ СИСТЕМИ В ЦІЛОМУ.

1. Воздухопроведення і регуляція надходження повітря

2. Воздухоносні шляхи - ідеальний кондиціонер вдихуваного повітря:

• механічне очищення

• зволоження

• зігрівання

3. зовнішній подих, тобто насичення крові киснем, видалення вуглекислого газу.

4. Ендокринна функція - наявність кліток ДЕС, що забезпечують місцеву регуляцію функцій дихальної системи, пристосування кровотока до вентиляції легень.

5. Захисна функція. Здійснення неспецифічних (фагоцитоз) і специфічних (імунітет) захисних механізмів. Специфічний механізм - тут проходять свою антиген-антиген-залежну стадію (при зустрічі з антигеном) лімфоцити і розгортаються імунні реакції клітинного і гуморального імунітету. Синтезування Ig.

6. Метаболічна функція - ендотелій гемокапіллярів легень синтезують численні ферменти, що беруть участь у перетворенні вазоактивних речовин (ангиотензин - фактор, що конвертує, здатний перетворювати ангіотензин 1 в ангиотензин 2 - модний судинозвужувальний ефект і фермент, що розщеплює брадикинін, серотонин і ін., забезпечення при необхідності гіпотензивного ефекту.

7. Фільтраційна функція. У дрібних судинах легень затримуються і розсмоктуються тромби, емболи, сторонні частки.

8. Функція, що депонує. Депо крові, лімфоцитів, гранулоцитів.

9. Водяний обмін, обмін ліпідів.

Використана література:

1. Свиридов О.І. Анатомія людини. – К., 2001.

2. Гаврилов Л.Ф., Татаринов В.Г. Анатомия: Учебник. – К., 1985.

ПИТАННЯ:

1. Що ми знаємо про дихальну систему.

2. Яка функціональна класифікація.

3. Що таке трахея.

4. Яке місце займає дихальна система.

5. Яка класифікація бронхів.

6. Відмінність бронхів від трахеї.

7. Що таке альвеола 1 і 2 типу.

8. Що таке сурфактант.

9. Функції макрофагів.

10. Компоненти бар’єра.

11. Функції дихальної системи.