Розвиток і зростання легких - в утробі і після народження

Анатомія і фізіологія дихальної системи

Легкі набувають звичні для нас форму, будову і адекватну функцію до 6-7 році життя дитини. Але будь-яке порушення розвитку бронхів, бронхіол у внутрішньоутробний період, в період пологів або в період раннього дитинства істотно обмежує функції легенів у дитини старшого віку або дорослого. Порушення розвитку можуть бути обумовлені генетичним факторами, екзогенними (наприклад, пасивне куріння плода або новонародженого), вірусними інфекціями нижніх відділів респіраторного тракту, недоношеністю, штучною вентиляцією і т.д.

На противагу більшості інших органів і систем, специфічно функціонуючих ще в період внутрішньоутробного розвитку, легкі як орган газообміну починають функціонувати тільки з народження дитини. У плода майбутнє воздухоносной простір легкого заповнений рідиною. У момент перших подихів воно буквально вибуховим чином заповнюється повітрям, і внутрішня поверхня легень вступає в свій постійний контакт з газовим середовищем. Точно так же різко фетальний тип кровообігу перекладається на дорослий. Тому все внутрішньоутробний розвиток легких націлене на можливість перебудови типу дихання і кровообігу.

Для нормального газообміну після народження дитини необхідно виконати кілька умов:

створити широко розгалужене дихальне дерево з мукоциліарний механізмом самоочищення;
сформувати систему газообміну з великою поверхнею і ефективним бар'єром газ-кров;
утворити поверхневу плівку (сурфактант), що перешкоджає спаданню легкого під дією поверхневого натягу.

У легкому можна Важливо підкреслити воздухопроводящіе шляху (трахея і бронхи) і область газообміну (паренхіма легені). На початку свого розвитку обидва ці відділу невиразні, в завершенні вони диференціюються в морфологічно і функціонально специфічні структури. З ембріонального зачатка трахеї за рахунок дихотомічного поділу виникає 16 поколінь (генерацій, рівнів, порядків за різною термінологією) воздухопроводящих шляхів, які завершуються термінальними бронхіолами. До термінальним бронхіолах примикають в середньому 3 генерації респіраторних бронхіол, потім - ductus alveolares (3 генерації) і, нарешті, sacculus alveolares (3 генерації).

У паренхімі диференціюються епітелій дихальних шляхів, сполучна тканина і капілярна мережа майбутніх міжальвеолярних перегородок. Капіляри найтіснішим чином стикаються з плоским альвеолярним епітелієм I типу, що мінімізує дифузний бар'єр повітря-кров. Його товщина становить 0,05-0,25 мкм. Для функції газообміну надзвичайно важлива своєчасна диференціювання альвеолярного епітелію II типу, який виробляє сурфактант. Без сурфактанта паренхіма легкого необоротно коллабірует на кордоні розділу газ-рідина. В результаті у дорослого внутрішня поверхня легенів (сукупна поверхню альвеол) досягає 140 м2 (трохи менше великого тенісного корту) при загальному обсязі легкого 4,5 л і числі альвеол - понад 300 млн. Таким чином, внутрішня поверхня легень майже в 50 разів більше поверхні тіла. Альвеолярна поверхню капілярів становить 120 м2, щоденний кровотік - 7000-8000 л, частка воздухоносного простору в легкому - 87%. На капіляри припадає 40% обсягу паренхіми. Ця приголомшлива за своєю складністю структура формується з ембріонального періоду і до 2-3 річного віку якісно, проходячи кілька стадій, щоб потім почати кількісний (лінійний) зростання.

Часові межі окремих стадій розвитку легкого відносні. В одному і тому ж легкому в різних його ділянках залежно від їх положення (краніальної-каудально або центрально-периферичних) можуть одночасно протікати різні стадії розвитку.

Розвиток легкого в утробі - на ембріональній стадії

Ембріональна стадія - етап неспецифічного розвитку легені. Легке формується з ентодермального листка. Легке закладається і на перших етапах розвивається як залозистий орган. На 26 день після запліднення на передній кишці з'являється вентральний дивертикул (легенева нирка), який росте в каудальному напрямку в навколишнє мезенхіми мезодерми. Між зачатком легкого і майбутнім стравоходом з'являється жолобок, який поглиблюється і формується перегородка, відсутня в області майбутнього гіпофарінксом.

Тут же після утворення легеневої нирки вона починає ділитися, так що до 32 тижня вагітності визначаються 5 маленьких мішечків, майбутніх головних і пайових бронхів і часткою легені. Починаючи з 7 тижня гестації, з'являються субсегментарние гілочки бронхіального дерева. У мезенхіми з'являється і судинне сплетіння.

Клінічне значення ембріональній стадії полягає в можливому збереженні сполучення між трахеєю і стравоходом у вигляді фістул. Частота трахеоезофагеальних свищів становить 1: 3000-1: 3500 живонароджених. Існує 5 варіантів атрезії стравоходу та / або трахеоезофагеальной фістули. У 90% - це сліпе завершення проксимальної частини стравоходу і трахеоезо-фагеальная фістула з його нижнім сегментом. Випадків агенезії легкого як наслідки впливу тератогенних факторів мало, тому що при ранньому вплив тератогенних факторів частіше відбувається загибель ембріона.

Розвиток легенів немовляти в утробі - від 16 до 25 тижнів

Каналікулярним стадія характеризується формуванням контакту між епітеліальними канальцами і капілярами. Мезенхима буквально пронизує (каналізується) швидко зростаючими і знову утворюються капілярами. Розширюються і швидко зростаючі тубулярні структури колишньої псевдогландулярной стадії впроваджуються в навколишнє паренхіму і вступають в тісний контакт з капілярами. Одночасно з цим починається диференціювання альвеолярного епітелію. Частина кубічного епітелію незрілих тубулярних структур починає уплощаться і утворювати альвеолярні епітеліальні клітини I типу. Ці клітини - попередники найтоншого бар'єру газ-кров. Інші клітини, зберігаючи більш-менш кубічну форму, починають накопичувати ламеллярние включення, є нічим іншим як попередниками сурфактанта. На стадії каналікулярного розвитку вперше в навколоплідних водах виявляється сурфактант. Тільки завдяки наявності плівки сурфактанту на кордоні розділу майбутньої воздухоносной порожнини і поверхні альвеоли можливо расправление легкого при першому подиху і неможливість коллабірованіе при видиху. Сурфактанту людського плоду починає утворюватися на 155-160 день гестації, тобто на початку 2-ї половини внутрішньоутробного розвитку. У інших ссавців сурфактант з'являється після завершення 3/4 терміну гестації.

Здатні до поділу клітини II типу служать попередниками пневмоцитов типу I і П. Клітини I типу, будучи надзвичайно тонкими і складно влаштованими, до поділу не здатні. Починаючи з 20 тижня, імуногістохімічними методами виявляються і перші нейроендокринні клітини. Поряд з диференційованими клітинами зберігається недиференційований кубічний епітелій. Найважливішими підсумками каналикулярной стадії є формування контакту епітелію і капілярів і поява перших осередків функціонально здатною паренхіми.

Клінічне значення каналикулярной стадії - поява дифузійних можливостей і майбутнього формування воздухоносного органу. По завершенню цієї стадії недоношена може здійснювати газообмін і отримує свій перший шанс на позаутробного сущеавованіе. Порушення, що виникають на цій стадії, зачіпають в основному структури газообміну і полягають у структурних змінах паренхіми легені. Зменшення числа і обсягу просторів газообміну виражається в гіпоплазії легені.