Elpošanas bronhs

Samazinoties bronhu kalibram, to sieniņas kļūst plānākas, samazinās epitēlija šūnu augstums un rindu skaits. Neskrimšļaino (jeb membrānas) bronhiolu diametrs ir 1–3 mm, epitēlijā nav kausveida šūnu, to lomu veic Klāras šūnas, un submukozālais slānis bez skaidras robežas pāriet adventīcijas slānī. Membrānas bronhiolas pāriet terminālajās ar aptuveni 0,7 mm diametru, to epitēlijs ir vienrindas. No terminālajām bronhiolām atzarojas elpošanas bronhiolas ar 0,6 mm diametru. Elpošanas bronhiolas ir savienotas ar alveolām caur porām. Terminālās bronhiolas ir gaisu vadošas, elpošanas bronhiolas piedalās gaisa vadīšanā un gāzu apmaiņā.

Kopējais terminālo elpceļu šķērsgriezuma laukums ir daudzkārt lielāks nekā trahejas un lielo bronhu šķērsgriezuma laukums (53–186 cm2 ^pret 7–14 cm2 ⁾, bet bronhiolas veido tikai 20% no gaisa plūsmas pretestības. Zemās terminālo elpceļu pretestības dēļ agrīns bronhiolu bojājums var būt asimptomātisks, nepavadīts ar izmaiņām funkcionālajos testos un būt nejauša atradne augstas izšķirtspējas datortomogrāfijā.

Saskaņā ar Starptautisko histoloģisko klasifikāciju terminālā bronhiola zaru kopumu sauc par primāro plaušu daivu jeb acinus. Tā ir plaušu skaitliski vislielākā struktūra, kurā notiek gāzu apmaiņa. Katrā plaušā ir 150 000 acini. Pieauguša cilvēka acinus diametrs ir 7–8 mm, un tam ir viena vai vairākas elpošanas bronhiolas. Sekundārā plaušu daiva ir mazākā plaušu vienība, ko ierobežo saistaudu starpsienas. Sekundārās plaušu daivas sastāv no 3 līdz 24 acini. Centrālajā daļā atrodas plaušu bronhiola un artērija. Tās sauc par lobulāro kodolu jeb "centrilobulāro struktūru". Sekundārās plaušu daivas atdala starplobulāras starpsienas, kas satur vēnas un limfvadus, artēriju un bronhiolu zarus lobulārajā kodolā. Sekundārā plaušu daiva parasti ir daudzstūra formas, un katras tās sastāvdaļas garums ir 1–2,5 cm.

Lobulas saistaudu karkass sastāv no interlobulārām starpsienām, intralobulāra, centrilobulāra, peribronhovakulāra un subpleurāla intersticija.

Terminālais bronhiola ir sadalīta 14–16 pirmās kārtas elpošanas bronhiolās, no kurām katra savukārt ir dihotomiski sadalīta otrās kārtas elpošanas bronhiolās, kas savukārt ir dihotomiski sadalītas trešās kārtas elpošanas bronhiolās. Katra trešās kārtas elpošanas bronhiola ir sadalīta alveolārajos kanālos (100 μm diametrā). Katrs alveolārais kanāls beidzas ar diviem alveolāriem maisiņiem.

Alveolāro eju un maisiņu sieniņās ir izvirzījumi (burbuļi) – alveolas. Katrā alveolārajā ejā ir aptuveni 20 alveolas. Kopējais alveolu skaits sasniedz 600–700 miljonus, ar kopējo platību aptuveni 40 m2 izelpas ^laikā un 120 m2 ieelpas ^laikā.

Elpošanas ceļu bronhiolu epitēlijā progresīvi samazinās ciliāro šūnu skaits un palielinās neciliāro kuboidālo šūnu un Klāras šūnu skaits. Alveolārie kanāli ir izklāti ar plakanu epitēliju.

Elektronmikroskopiskie pētījumi ir devuši nozīmīgu ieguldījumu mūsdienu izpratnē par alveolu struktūru. Sieniņas ir kopīgas divām blakus esošām alveolām lielā platībā. Alveolu epitēlijs klāj sienu abās pusēs. Starp diviem epitēlija oderējuma slāņiem atrodas intersticijs, kurā izšķir starpsienu un asins kapilāru tīklu. Starpsienu telpā ir plānu kolagēna šķiedru, retikulīna un elastīgo šķiedru saišķi, daži fibroblasti un brīvās šūnas (histiocīti, limfocīti, neitrofilie leikocīti). Gan kapilāru epitēlijs, gan endotēlijs atrodas uz 0,05–0,1 μm biezas bazālās membrānas. Dažviet subepitēlija un subendotēlija membrānas atdala starpsienu telpa, citviet tās saskaras, veidojot vienotu alveolu-kapilāru membrānu. Tādējādi alveolu epitēlijs, alveolu-kapilāru membrāna un endotēlija šūnu slānis ir gaisa-asins barjeras sastāvdaļas, caur kurām notiek gāzu apmaiņa.

Alveolārais epitēlijs ir heterogēns; tajā izšķir trīs šūnu veidus. I tipa alveolocīti (pneimocīti) klāj lielāko daļu alveolu virsmas. Caur tiem notiek gāzu apmaiņa.

II tipa alveolocīti (pneimocīti) jeb lielie alveolocīti ir apaļi un iestiepjas alveolu lūmenā. Uz to virsmas atrodas mikrobārkstiņas. Citoplazmā ir daudz mitohondriju, labi attīstīts granulārs endoplazmatiskais tīkls un citas organellas, no kurām raksturīgākās ir ar membrānu saistīti osmiofīlie lamelārie ķermeņi. Tie sastāv no elektronblīvas slāņainas vielas, kas satur fosfolipīdus, kā arī olbaltumvielu un ogļhidrātu komponentus. Tāpat kā sekrēcijas granulas, lamelārie ķermeņi izdalās no šūnas, veidojot plānu (apmēram 0,05 μm) virsmaktīvās vielas plēvīti, kas samazina virsmas spraigumu, novēršot alveolu sabrukšanu.

III tipa alveolocītus, kas aprakstīti ar nosaukumu otšūnas, raksturo īsas mikrobārkstiņas apikālajā virsmā, daudzas pūslīši citoplazmā un mikrofibrilu saišķi. Tiek uzskatīts, ka tie veic šķidruma absorbciju un virsmaktīvo vielu koncentrēšanu vai ķīmijrecepciju. Romanova LK (1984) ierosināja to neirosekrēcijas funkciju.

Alveolu lūmenā parasti ir daži makrofāgi, kas absorbē putekļus un citas daļiņas. Pašlaik var uzskatīt, ka alveolāro makrofāgu izcelsme ir asins monocīti un audu histiocīti.

Gludo muskuļu kontrakcija noved pie alveolu pamatnes samazināšanās, burbuļu konfigurācijas izmaiņām - tie pagarinās. Tieši šīs izmaiņas, nevis starpsienu plīsumi, ir pietūkuma un emfizēmas pamatā.

Alveolu konfigurāciju nosaka to sieniņu elastība, ko izstiepj krūškurvja tilpuma palielināšanās un bronhiolu gludo muskuļu aktīva saraušanās. Tādēļ ar vienādu elpošanas tilpumu ir iespējama atšķirīga alveolu stiepšanās dažādos segmentos. Trešais faktors, kas nosaka alveolu konfigurāciju un stabilitāti, ir virsmas spraiguma spēks, kas veidojas divu vides robežā: gaiss, kas piepilda alveolu, un šķidrā plēve, kas izklāj tās iekšējo virsmu un aizsargā epitēliju no izžūšanas.

Lai neitralizētu virsmas spraiguma spēku (T), kas mēdz saspiest alveolas, ir nepieciešams noteikts spiediens (P). P vērtība ir apgriezti proporcionāla virsmas izliekuma rādiusam, kas izriet no Laplasa vienādojuma: P = T / R. No tā izriet, ka, jo mazāks ir virsmas izliekuma rādiuss, jo lielāks spiediens ir nepieciešams, lai uzturētu noteiktu alveolu tilpumu (pie nemainīga T). Tomēr aprēķini ir parādījuši, ka tam jābūt daudzkārt lielākam par realitātē pastāvošo intraalveolāro spiedienu. Piemēram, izelpas laikā alveolām vajadzētu sabrukt, kas nenotiek, jo alveolu stabilitāti mazos tilpumos nodrošina virsmaktīvā viela - virsmaktīvā viela, kas samazina plēves virsmas spraigumu, kad alveolu laukums samazinās. Tas ir tā sauktais antiatelektiskais faktors, ko 1955. gadā atklāja Patls un kas sastāv no olbaltumvielu-ogļhidrātu-lipīdu vielu kompleksa, kas ietver daudz lecitīna un citu fosfolipīdu. Virsmaktīvā viela elpošanas daļā tiek ražota alveolu šūnās, kas kopā ar virsmas epitēlija šūnām izklāj alveolas no iekšpuses. Alveolu šūnas ir bagātas ar organellām, to protoplazmā ir lieli mitohondriji, tāpēc tās izceļas ar augstu oksidatīvo enzīmu aktivitāti, tās satur arī nespecifisku esterāzi, sārmaino fosfatāzi, lipāzi. Vislielāko interesi rada šajās šūnās pastāvīgi atrodamie ieslēgumi, kas noteikti ar elektronmikroskopijas palīdzību. Tie ir osmiofīli ovālas formas ķermeņi, kuru diametrs ir 2–10 μm, ar slāņainu struktūru, ko ierobežo viena membrāna.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]

Plaušu virsmaktīvo vielu sistēma

Plaušu virsmaktīvo vielu sistēma veic vairākas svarīgas funkcijas. Plaušu virsmaktīvās vielas samazina virsmas spraigumu un plaušu ventilācijai nepieciešamo darbu, stabilizē alveolas un novērš to atelektāzi. Šajā gadījumā virsmas spraigums ieelpas laikā palielinās un izelpas laikā samazinās, izelpas beigās sasniedzot vērtību, kas ir tuvu nullei. Virsmaktīvā viela stabilizē alveolas, nekavējoties samazinot virsmas spraigumu, kad samazinās alveolu tilpums, un palielinot virsmas spraigumu, kad ieelpas laikā palielinās alveolu tilpums.

Virsmaktīvā viela rada arī apstākļus dažāda izmēra alveolu pastāvēšanai. Ja virsmaktīvās vielas nebūtu, mazās alveolas sabruktu un novadītu gaisu uz lielākajām. Mazāko elpceļu virsma arī ir pārklāta ar virsmaktīvo vielu, kas nodrošina to caurlaidību.

Plaušu distālās daļas funkcionēšanai vissvarīgākā ir bronhoalveolārā savienojuma caurlaidība, kur atrodas limfvadi un limfoīdie uzkrājumi un sākas elpošanas bronhioli. Virsmaktīvā viela, kas pārklāj elpošanas bronhiolu virsmu, šeit nonāk no alveolām vai veidojas lokāli. Virsmaktīvās vielas aizvietošana bronhiolos ar kausveida šūnu sekrēciju noved pie mazo elpceļu sašaurināšanās, to pretestības palielināšanās un pat pilnīgas slēgšanas.

Mazāko elpceļu satura izvadīšanu, kur satura transportēšana nav saistīta ar skropstaino aparātu, lielā mērā nodrošina virsmaktīvā viela. Skropstainā epitēlija funkcionēšanas zonā virsmaktīvās vielas klātbūtnes dēļ atrodas blīvais (gēla) un šķidrais (sols) bronhu sekrēcijas slāņi.

Plaušu virsmaktīvo vielu sistēma ir iesaistīta skābekļa absorbcijā un tā transportēšanas regulēšanā caur gaisa-asins barjeru, kā arī optimāla filtrācijas spiediena līmeņa uzturēšanā plaušu mikrocirkulācijas sistēmā.

Tween izraisīta virsmaktīvās vielas plēves iznīcināšana izraisa atelektāzi. Savukārt lecitīna savienojumu aerosolu ieelpošana dod labu terapeitisko efektu, piemēram, elpošanas mazspējas gadījumā jaundzimušajiem, kuriem plēvi var iznīcināt žultsskābes augļūdeņu aspirācijas laikā.

Plaušu hipoventilācija noved pie virsmaktīvās vielas plēves izzušanas, un ventilācijas atjaunošana sabrukušajā plaušā nav saistīta ar pilnīgu virsmaktīvās vielas plēves atjaunošanu visās alveolās.

Hroniskas hipoksijas gadījumā mainās arī virsmaktīvās vielas virsmaktīvās īpašības. Plaušu hipertensijas gadījumā tiek novērota virsmaktīvās vielas daudzuma samazināšanās. Kā liecina eksperimentāli pētījumi, traucēta bronhu caurlaidība, venozā sastrēguma veidošanās plaušu asinsritē un plaušu elpošanas virsmas samazināšanās veicina plaušu virsmaktīvās vielas sistēmas aktivitātes samazināšanos.

Skābekļa koncentrācijas palielināšanās ieelpotajā gaisā izraisa lielu skaitu nobriedušu virsmaktīvo vielu un osmiofilu ķermeņu membrānas veidojumu parādīšanos alveolu lūmenos, kas norāda uz virsmaktīvo vielu iznīcināšanu alveolu virsmā. Tabakas dūmi negatīvi ietekmē plaušu virsmaktīvo vielu sistēmu. Virsmaktīvo vielu virsmas aktivitātes samazināšanos izraisa kvarcs, azbesta putekļi un citi kaitīgi piemaisījumi ieelpotajā gaisā.

Pēc vairāku autoru domām, virsmaktīvā viela arī novērš transudāciju un tūsku, kā arī tai piemīt baktericīda iedarbība.

Iekaisuma process plaušās izraisa virsmaktīvās vielas virsmaktīvās īpašības izmaiņas, un šo izmaiņu pakāpe ir atkarīga no iekaisuma aktivitātes. Ļaundabīgi audzēji vēl spēcīgāk negatīvi ietekmē plaušu virsmaktīvo vielu sistēmu. Ar tiem virsmaktīvās vielas virsmaktīvās īpašības ievērojami biežāk samazinās, īpaši atelektāzes zonā.

Ir ticami dati par virsmaktīvās vielas virsmas aktivitātes traucējumiem ilgstošas (4–6 stundas) fluorotāna anestēzijas laikā. Operācijas, izmantojot mākslīgās asinsrites iekārtas, bieži vien pavada ievērojami plaušu virsmaktīvās vielas sistēmas traucējumi. Ir zināmi arī iedzimti plaušu virsmaktīvās vielas sistēmas defekti.

Virsmaktīvās vielas var morfoloģiski noteikt ar fluorescences mikroskopiju, pateicoties primārajai fluorescencei ļoti plāna slāņa (0,1 līdz 1 µm) veidā, kas izklāj alveolas. Tās nav redzamas optiskajā mikroskopā un arī sabrūk, apstrādājot preparātus ar spirtu.

Pastāv uzskats, ka visas hroniskās elpceļu slimības ir saistītas ar elpošanas orgānu virsmaktīvo vielu sistēmas kvalitatīvu vai kvantitatīvu deficītu.