Что такое бронхиальное дерево. Методы исследования бронхов. Как устроено бронхиальное дерево
Анатомия и гистология
Место деления трахеи на главные бронхи (бифуркация) зависит от возраста, пола и индивидуальных анатомических особенностей; у взрослых находится на уровне IV-VI грудных позвонков. Правый бронх шире, короче и меньше отклоняется от средней оси, чем левый. Форма бронхов у бифуркации несколько воронкообразная, далее цилиндрическая с круглым или овальным просветом.
В области ворот легкого правый главный бронх располагается над легочной артерией, а левый под ней.
Главные бронхи делятся на вторичные долевые, или зональные, бронхи. Соответственно зонам легких различают верхний, передний, задний и нижний зональные бронхи. Каждый зональный бронх разветвляется на третичные, или сегментарные (рис. 1).
Рис. 1. Сегментарное деление бронхов: I - главный бронх; II - верхний; III - передний; IV - нижний; V - задний зональный бронх; 1 - верхушечный; 2 - задний; 3 - передний; 4 - внутренний; 5 - наружный; 6 - нижне-передний: 7 - нижне-задний; 8 - нижие-внутренний; 9 - верхний; 10 - нижний сегментарный бронх.
Сегментарные бронхи в свою очередь делятся на субсегментарные, междольковые и внутридольковые бронхи, которые переходят в концевые (терминальные) бронхиолы. Разветвление бронхов образует в легком бронхиальное дерево. Концевые бронхиолы, дихотомически разветвляясь, переходят в респираторные бронхиолы I, II и III порядков и заканчиваются расширениями - преддвериями, продолжающимися в альвеолярные ходы.
Рис. 2. Строение воздухоносных и респираторных отделов легкого: I - главный бронх; II - крупный зональный бронх; III - средний бронх; IV и V - мелкие бронхи и бронхиолы (гистологическое строение): I - многорядный мерцательный эпителий; 2 - собственный слой слизистой оболочки; 3 - мышечный слой; 4 - подслизистая оболочка с железами; 5 - гиалиновый хрящ; 6 - наружная оболочка; 7 - альвеолы; 8 - межальвеолярные перегородки.
Гистологически в стенке бронха различают слизистую оболочку с подслизистым слоем, мышечный и фибрознохрящевой слои и наружную соединительнотканную оболочку (рис. 2). Главные, долевые и сегментарные бронхи по своему строению соответствуют крупным бронхом по старой классификации. Их слизистая оболочка построена из многорядного цилиндрического мерцательного эпителия, содержащего много бокаловидных клеток.
Электронномикроскопически на свободной поверхности эпителиальных клеток слизистой оболочки бронхов, кроме ресничек, обнаруживается значительное количество микроворсинок. Под эпителием расположена сеть из продольных эластических волокон, а затем слои рыхлой соединительной ткани, богатой лимфоидными клетками, кровеносными и лимфатическими сосудами и нервными элементами. Мышечный слой образован пучками гладкомышечных клеток, ориентированных в виде перекрещивающихся спиралей; их сокращение вызывает уменьшение просвета и некоторое укорочение бронхов. В сегментарных бронхах появляются дополнительные продольные пучки мышечных волокон, количество которых увеличивается с удлинением бронха. Продольные мышечные пучки обусловливают сокращение бронха в длину, что способствует его очищению от секрета. Фибрознохрящевой слой построен из отдельных различной формы пластин гиалинового хряща, соединенных плотной фиброзной тканью. Между мышечными и волокнистыми слоями расположены смешанные слизисто-белковые железы, выводные протоки которых открываются на поверхности эпителия. Их секрет вместе с отделяемым бокаловидных клеток увлажняет слизистую оболочку и адсорбирует пылевые частицы. Наружная оболочка состоит из рыхлой волокнистой соединительной ткани. Особенностью строения субсегментарных бронхов является преобладание аргирофильных волокон в соединительнотканном каркасе стенки, отсутствие слизистых желез и увеличение количества мышечных и эластических волокон. С уменьшением калибра бронхов в фибрознохрящевом слое уменьшается количество и размер хрящевых пластинок, гиалиновый хрящ замещается эластическим и постепенно исчезает в субсегментарных бронхах. Наружная оболочка постепенно переходит в междольковую соединительную ткань. Слизистая оболочка внутридольковых бронхов тонкая; эпителий двурядный цилиндрический, продольный мышечный слой отсутствует, а циркулярный выражен слабо. Концевые бронхиолы выстланы однорядным цилиндрическим или кубическим эпителием и содержат небольшое количество мышечных пучков.
Кровоснабжение бронхов осуществляется бронхиальными артериями, отходящими от грудной аорты и идущими параллельно бронхам, в их наружном соединительнотканном слое. От них сегментарно отходят мелкие ветви, проникающие в стенку бронха и образующие в ее оболочках артериальные сплетения. Артерии бронхов широко анастомозируют с сосудами других органов средостения. Венозные сплетения располагаются в подслизистом слое и между мышечным и фибрознохрящевым слоями. По широко анастомозирующим передним и задним бронхиальным венам кровь оттекает справа в непарную вену, слева - в полунепарную.
Из сетей лимфатических сосудов слизистой оболочки и подслизистого слоя лимфа оттекает через отводящие лимфатические сосуды к регионарным лимфатическим узлам (околобронхиальные, бифуркационные и околотрахеальные). Лимфатические пути бронхов сливаются с легочными.
Бронхи иннервируются ветвями блуждающего, симпатического и спинальных нервов. Нервы, проникающие в стенку бронха, образуют кнаружи и кнутри от фибрознокрящевого слоя два сплетения, ветви которых оканчиваются в мышечном слое и эпителии слизистой оболочки. По ходу нервных волокон располагаются нервные узлы вплоть до подслизистого слоя.
Дифференцировка составных элементов стенок бронхов заканчивается к 7-летнему возрасту. Процессы старения характеризуются атрофией слизистой оболочки и подслизистого слоя с разрастанием волокнистой соединительной ткани; отмечаются обызвествления хряща и изменения эластического каркаса, что сопровождается потерей эластичности и тонуса стенок бронхов.
Дыхательная система человека состоит из нескольких отделов, включающих верхние (носовая и ротовая полость, носоглотка, гортань), нижние дыхательные пути и лёгкие, где непосредственно и происходит газообмен с кровеносными сосудами малого круга кровообращения. Бронхи относятся к категории нижних дыхательных путей. По своей сути, это разветвленные воздухоподводящие каналы, соединяющие верхнюю часть дыхательной системы с легкими и равномерно распределяющие воздушный поток по всему их объему.
Строение бронхов
Если посмотреть на анатомическое строение бронхов, можно отметить визуальное сходство с деревом, стволом которого является трахея.
Вдыхаемый воздух попадает через носоглотку в дыхательное горло или трахею, которая имеет длину около десяти - одиннадцати сантиметров. На уровне четвертого-пятого позвонка грудного отдела позвоночника она разделяется на две трубки, которые и являются бронхами первого порядка. Правый бронх имеет большую толщину, меньшую длину и расположен более вертикально, нежели левый.
От бронхов первого порядка ответвляютсязональные внелегочные бронхи.
Бронхи второго порядка или сегментарные внелегочные бронхи - это ответвления от зональных. На правой стороне их насчитывается одиннадцать, на левой – десять.
Бронхи третьего, четвертого и пятого порядка – внутрилегочные субсегментарные (т.е. ответвления от сегментарных участков), постепенно сужаясь, достигают диаметра от пяти до двух миллиметров.
Далее идет еще большее разветвление на долевые бронхи, диаметром около миллиметра, которые, в свою очередь, переходят в бронхиолы - конечные ответвления от «бронхиального дерева», заканчивающиеся альвеолами.
Альвеолы – это ячейковидные пузырьки, которые являются завершающей частью дыхательной системы в легком. Именно в них осуществляется газообмен с кровеносными капиллярами.
Стенки бронхов имеют хрящевую кольчатую структуру, препятствующую их самопроизвольному сужению, соединенную гладкомышечной тканью. Внутренняя поверхность каналов выстлана слизистой оболочкой с реснитчатым эпителием. Питание бронхов кровью идет через бронхиальные артерии, ответвляющимися от грудной аорты. Кроме того, «бронхиальное дерево» пронизано лимфатическими узлами и нервными ветвями.
Основные функции бронхов
Задача этих органов отнюдь не ограничивается проведением воздушных масс в легкие, функции бронхов гораздо более многосторонние:
- Они являются защитным барьером от попадания в легкие вредоносных частиц пыли и микроорганизмов, благодаря имеющейся на их внутренней поверхности слизи и ресничек эпителия. Колебание этих ресничек способствует выведению вместе со слизью сторонних частиц - это происходит с помощью кашлевого рефлекса.
- Бронхи способны к детоксикации ряда ядовитых, вредных для организма веществ.
- Лимфоузлы бронхов исполняют ряд важных функций в иммунных процессах организма.
- Воздух, проходя по бронхам, согревается до нужной температуры, обретает необходимую влажность.
Основные заболевания
В основном все заболевания бронхов основаны на нарушении их проходимости, а значит, и затруднению нормального дыхания. К наиболее распространенным патологиям относятся бронхиальная астма, бронхиты – острый и хронический, бронхостеноз.
Это заболевание хроническое, рецидивирующее, характеризующееся изменением реактивности (свободного прохождения) бронхов при появлении внешних раздражающих факторов. Основным проявлением болезни являются приступы удушья.
При отсутствии своевременно начатого лечения болезнь может дать осложнения в виде экземы легких, инфекционного бронхита и других тяжелых заболеваний.
Основными причинами бронхиальной астмы являются:
- употребление продуктов сельского хозяйства, выращенных с применением химических удобрений;
- загрязнение окружающей среды;
- индивидуальные особенности организма — предрасположенность к аллергическим реакциям, наследственность, неблагоприятный климат для проживания;
- бытовая и промышленная пыль;
- большое количество принимаемых медикаментозных средств;
- вирусные инфекции;
- нарушения работы эндокринной системы.
Признаки бронхиальной астмы проявляются в следующих патологических состояниях:
- редкие периодические или частые постоянные приступы удушья, которые сопровождаются хрипами, короткими вдохами и длинными выдохами;
- приступообразный кашель с выделением прозрачной слизи, приводящий к боли;
- как предвестник приступа астмы может выступить затяжное чихание.
Первое, что необходимо сделать - снять приступ удушья, для этого нужно иметь ингалятор с назначенным врачом лекарством. Если бронхоспазм не прошел, следует срочно вызвать неотложную помощь.
Бронхит - это воспаление стенок бронхов. Причины, под воздействием которых возникает заболевание, могут быть разными, но в основном проникновение поражающих факторов происходит через верхние дыхательные пути:
- вирусы или бактерии;
- химические или токсические вещества;
- воздействие аллергенами (при предрасположенности);
- длительное табакокурение.
В зависимости от причины возникновения бронхит делят на бактериальный и вирусный, химический, грибковый и аллергический. Поэтому прежде, чем назначить лечение, специалист должен на основании результатов анализов определить тип болезни.
Как и многие другие болезни, бронхит может протекать в острой и хронической форме.
- Острое течение бронхитаможет проходить в течение нескольких дней, иногда недель, и сопровождается повышением температуры, сухим или мокрым кашлем. Бронхит может быть простудным или инфекционным. Острая форма проходит обычно без последствий для организма.
- Хронической формой бронхита считается длительная болезнь, тянущаяся несколько лет. Он сопровождается постоянным хроническим кашлем, обострения происходит ежегодно и могут протекать до двух-трех месяцев.
Острой форме бронхита уделяют особое внимание в лечении, чтобы не допустить перерастания в хроническую, так как постоянное воздействие болезни на организм приводит к необратимым последствиям для всей дыхательной системы.
Некоторые симптомы характерны как для острой, так и для хронической формы бронхита.
- Кашель на начальном этапе болезни может быть сухим и тяжелым, вызывающим боль в груди. При лечении разжижающими мокроту средствами кашель становится влажным, и бронхи высвобождаются для нормального дыхания.
- Повышенная температура характерна для острой формы болезни и может повышаться до 40 градусов.
После определения причин возникновения болезни, врач-специалист назначит необходимое лечение. Оно может состоять из следующих групп медикаментозных препаратов:
- противовирусных;
- антибактериальных;
- иммуноукрепляющих;
- болеутоляющих;
- муколитиков;
- антигистаминных и других.
Также назначается физиотерапевтическое лечение - прогревания, ингаляции, лечебный массаж и физкультура.
Это наиболее распространенные болезни бронхов, имеющие ряд разновидностей и осложнений. Учитывая всю серьезность любых воспалительных процессах в дыхательных путях, необходимо прикладывать максимальные усилия для того, чтобы не запустить развитие заболевания. Чем быстрее будет начато лечение, тем меньше ущерба оно принесет не только дыхательной системе, но и организму в целом.
Бронхи относят к части путей, проводящих воздух. Представляя собой трубчатые ветви трахеи, они соединяют ее с дыхательной тканью легкого (паренхимой).
На уровне 5-6 грудного позвонка трахея делится на два главных бронха: правый и левый, каждый из которых входит в соответствующее ему легкое. В легких бронхи разветвляются, образуя бронхиальное дерево с колоссальной площадью поперечного сечения: порядка 11800 см2.
Размеры бронхов отличаются между собой. Так, правый короче и шире левого, его длина – от 2 до 3 см, длина левого бронха – 4-6 см. Также размеры бронхов различаются по половому признаку: у женщин они короче, чем у мужчин.
Верхняя поверхность правого бронха соприкасается с трахеобронхиальными лимфатическими узлами и непарной веной, задняя поверхность – с самим блуждающим нервом, его ветвями, а также с пищеводом, грудным протоком и задней правой бронхиальной артерией. Нижняя и передняя поверхности – с лимфатическим узлом и легочной артерией соответственно.
Верхняя поверхность левого бронха прилегает к дуге аорты, задняя – к нисходящей аорте и ветвям блуждающего нерва, передняя – к бронхиальной артерии, нижняя – к лимфатическим узлам.
Строение бронхов
Строение бронхов отличается в зависимости от их порядка. По мере уменьшения диаметра бронха их оболочка становится более мягкой, теряя хрящеватость. Однако есть и общие черты. Выделяют три оболочки, образующие бронхиальные стенки:
- Слизистая. Покрыта реснитчатым эпителием, расположенного в несколько рядов. Кроме того, в ее составе обнаружены несколько разновидностей клеток, каждая из которых выполняет свои функции. Бокаловидные образуют слизистый секрет, нейроэндокринные секретируют серотонин, промежуточные и базальные принимают участие в восстановлении слизистой оболочки;
- Фиброзно-мышечная хрящевая. В основе ее строения – незамкнутые гиалиновые хрящевые кольца, скрепленные между собой слоем фиброзной ткани;
- Адвентициальная. Оболочка, образованная соединительной тканью, имеющей рыхлое и неоформленное строение.
Функции бронхов
Основная функция бронхов заключается в транспорте кислорода от трахеи до альвеол легких. Другая функция бронхов, за счет наличия у них ресничек и способности образовывать слизь, является защитной. Кроме того, они ответственны за формирование кашлевого рефлекса, который помогает устранить частицы пыли и иные инородные тела.
Наконец, воздух, проходя по длинной сети бронхов, увлажняется и согревается до необходимой температуры.
Отсюда ясно, что лечение бронхов при заболеваниях – одна из основных задач.
Заболевания бронхов
Одни из наиболее часто встречающихся заболеваний бронхов описаны ниже:
- Хронический бронхит представляет собой заболевание, при котором наблюдается воспаление бронхов и появление склеротических изменений в них. Для него характерен кашель (постоянный или периодический) с выделением мокроты. Его длительность составляет не менее 3 месяцев в течение одного года, протяженность – не менее 2 лет. Велика вероятность возникновения обострений и ремиссий. Аускультация легких позволяет определить жесткое везикулярное дыхание, сопровождающееся хрипами в бронхах;
- Бронхоэктазы представляют собой расширения, которые вызывают воспаление бронхов, дистрофию или склероз их стенок. Нередко на основе данного явления возникает бронхоэктатическая болезнь, которую характеризуют воспаление бронхов и возникновение гнойного процесса в их нижней части. Одним из основных симптомов бронхоэктатической болезни является кашель, сопровождающийся выделением обильного количества мокроты с содержанием гноя. В некоторых случаях наблюдается кровохаркание и легочные кровотечения. Аускультация позволяет определить ослабленное везикулярное дыхание, сопровождающееся сухими и влажными хрипами в бронхах. Чаще всего заболевание возникает в детском или юношеском возрастах;
- при бронхиальной астме наблюдается тяжелое дыхание, сопровождающееся удушьем, гиперсекрецией и бронхоспазмом. Заболевание относится к хроническим, обусловлено либо наследственностью, либо – перенесенными инфекционными заболеваниями органов дыхания (включая бронхит). Приступы удушья, являющиеся основными проявлениями заболеваниями, чаще всего беспокоят пациента в ночные периоды. Также нередко наблюдаются стеснение в области груди, резкие боли в области правого подреберья. Адекватно подобранное лечение бронхов при данном заболевании позволяет снизить частоту приступов;
- Бронхоспастический синдром (также известный как бронхоспазм) характеризуется спазмом гладких мышц бронхов, при котором наблюдается одышка. Чаще всего она носит внезапный характер и нередко переходит в состояние удушья. Ситуация усугубляется за счет выделения бронхами секрета, который ухудшает их проходимость, еще больше затрудняя вдох. Как правило, бронхоспазм является состоянием, сопутствующим некоторым заболеваниям: бронхиальная астма, хронический бронхит, эмфизема легких.
Методы исследования бронхов
Существование целого комплекса процедур, помогающих оценить правильность строения бронхов и их состояние при заболеваниях, позволяет подобрать наиболее адекватное лечение бронхов в том или ином случае.
Одним из основных и проверенных способов является опрос, при котором отмечаются жалобы на кашель, его особенности, наличие одышки, кровохаркания и иных симптомов. Также необходимо отметить наличие тех факторов, что негативно влияют на состояние бронхов: курение, работа в условиях повышенного загрязнения воздуха и др. Особое внимание следует обратить на внешний вид пациента: цвет кожи, форма грудной клетки и иные, специфические симптомы.
Аускультация – метод, который позволяет определить наличие изменений в дыхании, включая хрипы в бронхах (сухие, влажные, среднепузырчатые и др.), жесткость дыхания и иные.
При помощи рентгенологического исследования удается выявить наличие расширений корней легких, а также нарушения в легочном рисунке, что характерно для хронического бронхита. Характерным признаком бронхоэктаза является расширение просвета бронхов и уплотнение их стенок. Для опухолей бронхов свойственно локальное затемнение легкого.
Спирография – функциональный метод исследования состояния бронхов, позволяющий оценить тип нарушения их вентиляции. Эффективен при бронхите и бронхиальной астме. В его основе – принцип измерения жизненной емкости легких, объема форсированного выдоха и иных показателей.
Первоначально трахея делится на два главных бронха (левый и правый), идущие к обоим легким. Затем каждый главный бронх делится на долевые: правый на 3 долевых бронха, а левый на два долевых бронха. Главные и долевые бронхи являются бронхами I порядка, а по расположению внелегочными. Затем идут зональные (по 4 в каждом легком) и сегментарные (по 10 в каждом легком) бронхи. Это междолевые бронхи. Главные, долевые, зональные и сегментарные бронхи имеют диаметр от 5 – 15 мм и называются бронхами крупного калибра. Субсегментарные бронхи являются междольковыми и относятся к бронхам среднего калибра (d 2 – 5 мм). Наконец, к мелким бронхам относятся бронхиолы и терминальные бронхиолы (d 1 – 2 мм), являющиеся по расположению внутридольковыми.
Главные бронхи (2) внелегочные
Долевые (2 и 3) I порядка крупные
Зональные (4) II порядка междолевые бронхи
Сегментарные (10) III порядка 5 – 15
Субсегментарные IV и V порядка междольковые средние
Бронхиолы внутридольковые мелкие
Терминальные бронхиолы бронхи
Сегментарное строение легких позволяет клиницисту легко установить точную локализацию патологического процесса, особенно рентгенологически и во время хирургических операций на легких.
В верхней доле правого легкого расположено 3 сегмента (1, 2, 3), в средней – 2 (4, 5), в нижней – 5 (6, 7, 8, 9, 10).
В верхней доле левого легкого имеется 3 сегмента (1, 2, 3), в нижней доле – 5 (6, 7, 8, 9, 10), в язычке легкого – 2 (4, 5).
Строение стенки бронхов
Слизистая оболочка бронхов крупного калибра выстлана мерцательным эпителием, толщина которого постепенно уменьшается и в терминальных бронхиолах эпителий однорядный мерцательный, но кубический. Среди реснитчатых клеток имеются бокаловидные, эндокринные, базальные, а также секреторные клетки (клетки Клара), каемчатые, безреснитчатые клетки. Клетки Клара содержат в цитоплазме многочисленные секреторные гранулы и характеризуются высокой метаболической активностью. Они вырабатывают ферменты, расщепляющие сурфактант, покрывающий респираторные отделы. Кроме того, клетки Клара секретируют некоторые компоненты сурфактанта (фосфолипиды). Функция безреснитчатых клеток не установлена.
Каемчатые клетки на своей поверхности имеют многочисленные микроворсинки. Считается, что эти клетки выполняют функцию хеморецепторов. Дисбаланс гормоноподобных соединений местной эндокринной системы существенно нарушает морфофункциональные сдвиги и может быть причиной возникновения астмы иммуногенного генеза.
По мере уменьшения калибра бронхов количество бокаловидных клеток уменьшается. В составе эпителия, покрывающих лимфоидную ткань, имеются особые М-клетки со складчатой апикальной поверхностью. Здесь им приписывается антигенпредставляющая функция.
Собственная пластинка слизистой оболочки характеризуется большим содержанием продольно расположенных эластических волокон, которые обеспечивают растяжение бронхов при вдохе и возвращение их в исходное положение при выдохе. Мышечный слой представлен косоциркулярными пучками гладких мышечных клеток. По мере уменьшения калибра бронха увеличивается толщина мышечного слоя. Сокращение мышечного слоя обусловливает образование продольных складок. Продолжительное сокращение мышечных пучков при бронхиальной астме приводит к затруднению дыхания.
В подслизистой оболочке находятся многочисленные железы, располагающиеся группами. Их секрет увлажняет слизистую оболочку и способствует прилипанию и обволакиванию пылевых и других частиц. Кроме того, слизь обладает бактериостатическими и бактериоцидными свойствами. По мере уменьшения калибра бронха количество желез уменьшается, и в бронхах мелкого калибра они полностью отсутствуют. Фиброзно-хрящевая оболочка представлена крупными пластинками гиалинового хряща. По мере уменьшения калибра бронхов пластинки хряща истончаются. В бронхах среднего калибра хрящевая ткань в виде мелких островков. В этих бронхах отмечается замещение гиалинового хряща на эластический. В мелких бронхах хрящевая оболочка отсутствует. В силу этого мелкие бронхи имеют звездчатый просвет.
Таким образом, по мере уменьшения калибра воздухонных путей имеет место истончение эпителия, уменьшение количества бокаловидных клеток и увеличение числа эндокринных клеток и клеток в эпителиальном слое; числа эластических волокон в собственном слое, уменьшение и полное исчезновение числа слизистых желез в подслизистой оболочке, истончение и полное исчезновение фиброзно-хрящевой оболочки. Воздух в воздухоносных путях согревается, очищается, увлажняется.
Газообмен между кровью и воздухом осуществляется в респираторном отделе легких, структурной единицей которого является ацинус . Ацинус начинается с респираторной бронхиолы 1 порядка, в стенке которой располагаются единичные альвеолы.
Затем в результате дихотомического ветвления образуются респираторные бронхиолы 2 и 3 порядка, которые в свою очередь подразделяются на альвеолярные ходы, содержащие многочисленные альвеолы и заканчивающиеся альвеолярными мешочками. В каждой легочной дольке, имеющей треугольную форму, диаметром 10-15 мм. и высотой 20-25 мм., содержится 12-18 ацинусов. В устье каждой альвеолы имеются небольшие пучки гладких мышечных клеток. Между альвеолами существуют сообщения в виде отверстий-альвеолярных пор. Между альвеолами лежат тонкие прослойки соединительной ткани, содержащие большое количество эластических волокон и многочисленные кровеносные сосуды. Альвеолы имеют вид пузырьков, внутренняя поверхность которых покрыта однослойным альвеолярным эпителием, состоящим из клеток нескольких типов.
Альвеолоциты 1 порядка (малые альвеолярные клетки) (8,3%) имеют неправильную вытянутую форму и истонченную в виде пластинки безъядерную часть. Их свободная поверхность, обращенная в полость альвеолы, содержит многочисленные микроворсинки, что существенно увеличивает площадь соприкосновения воздуха с альвеолярным эпителием.
В их цитоплазме имеются митохондрии и пиноцитозные пузырьки.Эти клетки располагаются на базальной мембране, которая сливается с базальной мембраной эндоделия капилляров, благодаря чему барьер между кровью и воздухом оказывается чрезвычайно незначительным (0,5 мкм.).Это аэрогематический барьер. В отдельных участках между базальными мембранами появляются тонкие прослойки соединительной ткани. Другим многочисленным типом (14,1%) являются альвеолоциты 2 типа (большие альвеолярные клетки), располагающиеся между альвеолоцитами 1 типа и имеющие крупную округлую форму. На из поверхности также имеются многочисленные микроворсинки. В цитоплазме этих клеток содержатся многочисленные митохондрии, пластинчатый комплекс, осмиофильные тельца (гранулы с большим количеством фосфолипидов) и хорошо развитая эндоплазматическая сеть, а также кислая и щелочная фосфатаза, неспецифическая эстераза, окислительно-восстановительные ферменты.Предполагают, что эти клетки могут быть источником образования альвеолоцитов 1 типа. Однако, основной функцией этих клеток является секреция липопротеидных веществ по мерокриновому типу, в совокупности названных сурфактантом. Кроме того, в состав сурфактанта входят белки, углеводы, вода, электролиты. Однако основными компонентами его являются фосфолипиды и липопротеиды. Сурфактант покрывает альвеолярную выстилку в виде поверхностно-активной пленки. Сурфактант имеет очень большое значение. Так он понижает поверхностное натяжение, что препятствует слипанию альвеол при выдохе, а при вдохе защищает от перерастяжения. Кроме того, сурфактант препятствует пропотеванию тканевой жидкости и тем самым препятствует развитию отека легкого. Сурфактант участвует в имунных реакциях: в нем обнаружены иммуноглобилины. Сурфактант выполняет защитную функцию, активируя бактерицидную деятельность легочных макрофагов. Сурфактант участвует в абсорбции кислорода и транспортировке его через аэрогематический барьер.
Синтез и секреция сурфактанта начинается на 24 неделе внутриутробного развития плода человека и к рождению ребенка альвеолы покрыты достаточным количеством и полноценным сурфактантом, что имеет очень важное значение. Когда новорожденный ребенок делает свой первый глубокий вдох, то альвеолы расправляются, заполняясь воздухом, и благодаря сурфактанту больше не спадаются. У недоношенных детей имеет место, как правило, еще недостаточное количество сурфактанта, и альвеолы могут вновь спадаться, что обусловливает нарушение акта дыхания. Появляется одышка, цианоз, и ребенок погибает в первые двое суток.
Важно отметить, что даже у здорового доношенного ребенка часть альвеол остается в спавшемся состоянии и расправляется несколько позже. Это объясняет предрасположенность грудных детей к воспалению легких. Степень зрелости легких плода характеризуется содержанием в околоплодных водах сурфактанта, попадающего туда из легких плода.
Однако, основная масса альвеол новорожденных детей при рождении наполняется воздухом, расправляется, и такое легкое при опускании в воду не тонет. Это используется в судебной практике для решения вопроса о том, родился ребенок живым или мертвым.
Сурфактант постоянно обновляется, благодаря наличию антисурфактантной системы: (клетки Клара секретируют фосфолипиды; базальные и секреторные клетки бронхиол, альвеолярные макрофаги).
Кроме этих клеточных элементов в состав альвеолярной выстилки входит еще один тип клеток - альвеолярные макрофаги . Это крупные, округлые клетки,расролагающиеся как внутри стенки альвеолы, так и в составе сурфактанта. Их тонкие отростки распластываются на поверхности альвеолоцитов. На две соседние альвеолы приходится 48 макрофагов. Источник развития макрофагов - моноциты. В цитоплазме содержится много лизосом и включений. Для альвеолярных макрофагов характерны 3 особенности: активное перемещение, высокая фагоцитарная активность и высокий уровень метаболических процессов. В целом альвеолярные макрофаги представляют собой наиболее важный клеточный механизм защиты легких. Легочные макрофаги участвуют в фагоцитировании и удалении органической и минеральной пыли. Они выполняют защитную функцию, фагоцитируют различные микроорганизмы. Макрофаги обладают бактерицидным действием за счет секреции лизоцима. Они участвуют в иммунных реакциях путем первичной обработки различных антигенов.
Хемотаксис стимулирует миграцию альвеолярных макрофагов в область воспаления. К хемотаксическим факторам относятся микроорганизмы, проникающие в альвеолы и бронхи, продукты их метаболизма, а также погибающие собственные клетки организма.
Альвеолярные макрофаги синтезируют более 50 компонентов: гидролитические и протеолитические ферменты, компоненты комплемента и их инактиваторы, продукты окисления арахидонтовой кислоты, активные формы кислорода, монокины, фибронектины. Альвеолярные макрофаги экспрессируют более 30 рецепторов. К наиболее важным рецепторам в функциональном отношении относятся Fc рецепторы, определяющие селективное распознавание, связывание и распознавание антигенов, микроорганизмов, рецепторы для компонента C3 комплемента, необходимые для эффективного фагоцитоза.
В цитоплазме легочных макрофагов обнаружены сократительные белковые нити (активные и миозиновые).Альвеолярные макрофаги очень чувствительны к табачному дыму. Так, у курильщиков они характеризуются увеличением поглощения кислорода, снижением их способности к миграции, прилипанию, фагоцитозу, а также угнетением бактерицидности. В цитоплазме альвеолярных макрофагов курильщиков лежат многочисленные электронноплотные кристаллы каолинита, образующиеся из конденсата табачного дыма.
Отрицательное действие на легочные макрофаги оказывают вирусы. Так, токсические продукты вируса гриппа угнетают их активность и приводят их (90%) к гибели. Отсюда понятна предрасположенность к бактериальной инфекции при заражении вирусом. Функциональная активность макрофагов существенно снижается при гипоксии, охлаждении, под влиянием наркотиков и кортикостероидов (даже в терапевтической дозе), а также при чрезмерном загрязнении воздуха. Общее колличество альвеол у взрослого человека составляет 300 млн общей площадью 80 кв.м.
Таким образом, альвеолярные макрофаги выполняют 3 основные функции: 1)клиренс, направленный на защиту альвеолярной поверхности от загрязнений. 2)модуляция иммунной системы, т.е. участие в имунных реакциях за счет фагоцитоза антигенного материала и презентации его лимфоцитам, а также за счет усиления (за счет интерлейкинов) или подавления (за счет простагландинов) пролификации,дифференцировки и функциональной активности лимфоцитов. 3) модуляция окружающей ткани, т.е. влияние на окружающую ткань: цитотоксическое повреждение опухолевых клеток, влияние на выработку эластина и коллагена фибробласта, а следовательно на эластичность легочной ткани; вырабатывает фактор роста, который стимулирует пролиферацию фибробластов; стимулирует пролифирацию альвеоцитов 2 типа.Под действием эластазы, вырабатываемой макрофагами, развивается эмфизема.
Альвеолы довольно тесно располагаются друг относительно друга, в силу чего, капилляры, оплетающие их, одной своей поверхностью граничат с одной альвеолой, а другой – с соседней. Это создает оптимальные условия для газоообмена.
Таким образом, аэрогематический барер включает в себя следующие компоненты: сурфактант, пластинчатую часть альвеоцитов 1 типа, базальную мембрану, которая может сливаться с базальной мембраной эндотелия и цитоплазма эндотелиоцитов.
Кровеснабжение в легком осуществляется по двум системам сосудов. С одной стороны, легкие получают кровь из большого круга кровеобращения по бронхиальным артериям, отходящим непосредственно от аорты и образующим в стенке бронхов артериальные сплетения, и питают их.
С другой стороны, в легкие поступает венозная кровь для газового обмена из легочных артерий, т.е из малого круга кровеобращения. Ветви легочной артерии сплетают альвеолы, образуя узкую капиллярную сеть, через которую эритроциты проходят в один ряд, что создает оптимальные условия для газообмена.