Курсовая работа: Структурно-функціональні особливості легень у людини на етапах онтогенезу

Складне питання про походження внутрішньо вистилки альвеол до цих пір не може вважатися остаточно вирішеним. Дехто вважа ці клітини похідними мезенхіми. З цим поглядом узгоджується ряд робіт, зокрема про те, що більшість, якщо не всі клітки кубічного епітелію дескваміруються або гинуть. Проте більшості дослідників імпонує уявлення про ентодермальне походження вистилки альвеол. Аналіз експлантатів легеневих тканин показав, що навіть в культуральних умовах кубічний епітелій бере участь в утворенн потенційних дихальних просторів. Ці дані, а також морфологічна (ультраструктурна) близькість кубічних і плоских клітин говорять про їх генетичну спорідненість. У клітинах кубічного епітелію виникають відростки, що виявляються на субмікроскопічному рівні, характерні для пневмоцитів дорослого. Вже в альвеолах, що виявляються у плоду віком 6 місяців, можна побачити диференціювання епітелію на два типи, характерні для дорослого. Потрібно, проте, відзначити, що часто обговорюється питання про можливість участі в утворенні вистилки альвеол одночасно ентодермальних і мезенхімних клітин.

Раннє кровопостачання легенів, що розвиваються, утворюється з дорсальних і вентральних гілок 6-ї пари аортальних гілок, які ростуть вниз, супроводжуючи трахею з того і іншого її боку. Згодом напрям артерій міняється, права проходить під головним бронхом правої верхньо частки. Решта бронхів розташовується під артеріями. Нижче легеневі артер супроводжують бронхи, розташовуючись дорсальніше основного бронха. Розташування вен загалом повторює розташування артерій. Широко поширена думка про те, що галуження легеневої артерії супроводжують хід бронхіального дерева, справедливо лише частково. Крім цього, є додаткові розгалуження судин, які можуть складати до 45% всіх артерій. Ці гілки відрізняються від основних тим, що вони швидко розпадаються на капілярну мережу. Розвитку такої перекриваючої мережі запобіга виникнення в легенях слабо васкуляризованих областей. Утворення капілярів тісно пов'язане з диференціюванням мезенхіми. У ембріонів 6–8 тиж. розвитку вже зустрічаються кровоносні судини, стінка яких ще не диференційована; вони мають вид синусоїдів. Васькуляризація протікає паралельно з розвитком легенів, збільшується кількість судин біля кінцевих галужень бронхів, і в област формування альвеол з'являються капілярні мережі.

До пологів лише невелика частина кров правого серця проходить через легені, більша частина тече через боталову протоку і овальний отвір в ліве серце і велике коло кровообігу. Бронхіальн артерії з початку свого розвитку постійно знаходяться в активному стані. До 7-го місяця внутріутробного життя судинна мережа легенів така розвинена, що може підтримувати позаутробне життя, і недоношений плід в цьому віці життєздатний (Додаток 9).

Нейротизація легені передує його васкуляризації. Симпатичні волокна можуть мати двояке походження: по-перше, в легеню можуть проникати симпатичні волокна по судинах; по-друге, вони можуть досягти легені по стовбурах блукаючих нервів разом з парасимпатичними волокнами.

Важливо підкреслити, що до кінця внутріутробного періоду будова легенів досягає того ступеня розвитку, який забезпечує повну функціональну здатність, що реалізується при народженні. При народженні здійснюється розширення легенів у зв'язку з першими дихальними рухами, при цьому відбувається перетворення дистальних кінців бронхів в альвеоли.

В процесі розвитку легенів впродовж постнатального життя можна виділити декілька періодів. У період до 2 років відбувається диференціювання ацинуса, в другий період – від 2 до 4 років – сильно розвиваються м'язові елементи бронхів і перибронхіальної тканини. У третьому періоді – до 7 років – ацинус по своїй будові майже не відрізняється від ацинуса дорослого. У четвертому періоді – від 7 до 12 років – відбувається зростання тканин легені.

3.2 Вікові особливості легень у дітей та підлітків

Легені, починаючи з народження людини і впродовж усього життя, дещо видозмінюють свою форму і внутрішню структуру. Особливо важливою з багатьох точок зору (теоретичної, клінічної, судово-медичної) є картина морфологічних змін легенів у зв’язку з включенням їх в газообмін. Неаерована легеня новонародженого відрізняється правильною, регуляторною структурою. Всі альвеоли відкриті, заповнені рідиною. Легеня новонародженого добре аерується вже через кілька хвилин після першого вдиху. Велика частина альвеол розправляється. Проте не вс ацинуси розширюються однаковою мірою; завжди є деяка кількість ателектатичних альвеол, що містять рідину. У легенях незрілих немовлят таких ділянок, що мають вигляд неаерованої легені, ще більше. Таким чином, легеня дихаючого немовляти морфологічно являє собою строкатішу картину.

Процес розвитку альвеол відноситься головним чином до постнатального періоду. Підрахунок кількості альвеол в різні терміни постнатального життя показує, що в легенях новонародженого налічується близько 20 млн. альвеол. Норма дорослого (300 млн.) досягається до 8-річного віку. Ці дані свідчать про те, що переважна більшість альвеол утворюється в постнатальному періоді. Збільшенням кількост альвеол і відповідно сумарного їх об’єму корелює із збільшенням об’єму грудно клітки. При цьому об’єм кожної альвеоли зменшується (Таблиця 1).

Таблиця 1. Вікова динаміка величини альвеол і анатомічної ємкості легень

Реконструкція легені новонародженого показує, що термінальні бронхіоли, які повністю вистиланні кубічним епітелієм, поділяються на дві респіраторні бронхіоли. Останні вистиланні частково кубічним, частково плоским епітелієм. Ці бронхіоли у свою чергу утворюють два або більше додаткових відділів респіраторних бронхіол. Остання пара ділиться на чотири короткі ніжки – так звані перехідн протоки. Кожна з перехідних проток за допомогою декількох дихотомічних поділів утворює скупчення з 9 – 13 мішечків. Капіляри в таких мішечках у новонародженого розподіляються нерівномірно, тому респіраторною одиницею у новонародженого є не альвеола, а альвеолярний мішечок. Початок активного процесу трансформації дистальних генерацій респіраторних бронхіол в альвеолярн ходи відмічений у дитини 37 днів життя. У дитини 2 місяців ці відділи вже приймають вигляд дефінітива і містять 25 – 30 альвеол діаметром від 60 до 130 мкм. У альвеолах (особливо в області гирла) виявляється еластичний апарат.

Маса легенів після народження росте дуже швидко, особливо в перші 3 місяці життя. За цей час легені збільшуються приблизно на 7/8 свого об’єму, потім вони збільшуються поступово. Вага легенів у новонародженого складає 1/34 – 1/54 ваги тіла дитини. До 6 місяців вона подвоюється, до кінця 1-го року життя збільшується в 3 рази. Легені новонароджених і дітей перших місяців життя надзвичайно багаті інтерстеціальною тканиною і багато васкуляризовані за рахунок капілярів, лімфатичних судин. У перші роки життя легеневі сегменти розмежовані великим прошарком рихлої сполучної тканини. Плевра у новонароджених грудних дітей дуже тонка і легко ковзає при дихальних рухах. Частота дихання у новонароджених від декількох годин до 3 днів життя від 50 до 60 разів за хвилину, складаючи в середньому 56 разів за хвилину, але до кінця 3-ї неділ вона знижується в середньому до 48 разів за хвилину.

Перший рік життя дитини характеризується інтенсивним ростом і розвитком більшост органів і систем організму. Паралельно збільшенню розмірів тіла проходить ріст нтенсивний розвиток бронхіального дерева і легеневої паренхіми, цьому допомагає збільшення рухової активності дитини.

Помітно змінюються функціональні характеристики дихання. Збільшуються об’ємні швидкост дихання (0,16 – 0,19 л/с). Динамічне розтягнення і еластичність легень мають виражену тенденцію до вікових змін. Трохи меншою стає до кінця першого року життя варіативність вентиляційних показників. Частота дихання становить в середньому 36 в хвилину. Якщо частота помітно знижується, то об’єм дихання, навпаки, наростає і становить 79 мл, тобто в 2,5 – 3,5 рази перевищує цю величину у новонародженого. Більше ніж у три рази збільшується ЖЄЛ (життєва мкість легень) – 475 мл. Інтенсивність поглинання кисню у легенях зроста більше ніж в 2 рази – 88 мл/хв, однак в розрахунку на одиницю маси тіла вона знижується до 8 мл/(хв. ∙ кг). Ефективність легеневого газообміну практично не змінилась, становлячи в середньому 3,2% поглинання кисню і 2,66% виділення вуглекислого газу. Отже, кількісні зміни морфо функціональних характеристик дихальної системи переважають на даному етапі онтогенезу. Відмічається синхронність у рості і розвитку дихальної системи і фізичному розвитку дитини. Високі потреби, пред’являючи організму дитини першого року життя змінами вигодовування, стимулюють розвиток дихальної системи.

До періоду «раннє дитинство» відносять вік від 1 до 3 років. В літератур практично відсутні дані про особливості розвитку дихальної системи на 2-у і 3-у роках життя. Ріст в довжині і маса тіла сповільнюються в порівнянні з першим роком життя, але залишаються достатньо інтенсивними. Пропорційно росту тіла проходить ріст бронхолегеневих структур. Таким чином, «раннє дитинство» характеризується подальшим та істотним розвитком дихальної функції легень. Поступово змінюються вентиляційні показники: частота і об’єм дихання, МОД (максимальний об’єм дихання). Частота дихання в 2 роки становить в середньому 31 в хвилину, а в 3 роки – 28 у хвилину.

Однак слід відзначити дві важливі закономірності. По-перше, дуже малу варіативність частоти дихання, по-друге, значне зниження відносної вентиляції легень (на одиницю площі поверхні тіла). Серед показників легеневого газообміну особливу увагу заслуговує відносне поглинання кисню. Воно значно знижується в цей період з 7,8 до 6,8 мл/(хв. ∙ кг). Таким чином, динаміка відносної вентиляц легень і відносного поглинання кисню в легенях підтверджує зниження нтенсивності обмінних процесів у вказаний віковий період. Якщо врахувати, що вентиляційний еквівалент має тенденцію до зниження (з 3,12 до 2,95), що свідчить про збільшення ефективності легеневого газообміну, то можна говорити про початок економізації дихання на даному етапі індивідуального розвитку.

Період «перше дитинство» включає вік від 4 до 7 років. Як було показано вище, з народженням дитини розвиток нових бронхіальних гілок не припиняється. Воно продовжується до 7 – 8 років. Процеси росту, розвитку легень нерівномірн гетерохронні.

У віц 4 – 5 років має місце плавний розвиток і вповільнений ріст повітряносних шляхів, а в 5–7 років розширення бронхіального дерева переважає над його видовженням. В період плавного розвитку і вповільненого росту повітряносних шляхів не відбувається значного покращення прохідності дихальних шляхів, діаметр і довжина бронхіального дерева міняються майже паралельно. У дітей від 5 до 7 років, коли відбувається посилене розширення бронхіального дерева, навпаки, помітно покращується прохідність дихальних шляхів. Це пов’язано з перевагою збільшення діаметра над ростом довжини бронхіального дерева. На віковий розвиток легеневої тканини вказує збільшення її розтягуваності. Як відомо, механічні якості легень і грудної клітки визначають можливост дихальної системи забезпечити потребу організму у вентиляції, а вона в свою чергу залежить від потреб організму в кисні.

Частота дихання незначно знижується, вона коливається від 28 в хвилину у віці 4 роки до 24 в хвилину – в 7 років. Об’єм дихання має найбільший приріст між 5 і 6 роками життя, тобто цей приріст припадає на період найбільшого зниження бронхіального опору чи покращення прохідності дихальних шляхів. Якщо між 4 і 5 роками об’єм дихання збільшився тільки на 5–7 мл, то між 5 і 6 роками його приріст становить від 15 до 50 мл.

За період від 4 до 7 років відбувається значне зниження відносного об’єму загальної і альвеолярної вентиляції легень. Зменшення вентиляції на одиницю площі поверхні тіла (у дітей у віці 4 роки вона дорівнювала 4,5 л/(хв∙м2), у віці 7 років той же показник дорівнює 3,69 л/(хв∙м2)) дозволяє говорити про продовження процесу економізації дихання.

Від 5-го до 7-го року життя в 1,5 рази збільшується резерв дихання. Вікове збільшення статичних об’ємів легень забезпечується великою розтягненістю легень і здатністю м’язів виконувати максимальну зміну об’єму грудної клітки у більш старших дітей в порівнянні з молодшими. Про ефективність вентиляції легень судять по показниках легеневого газообміну і газового складу крові. Склад альвеолярного газу – одне з константних середовищ організму – вже до 7 років досягає значень, які мало змінюються в наступні роки. У дітей 4–7 років в ньому міститься 17,5% кисню 3,3% вуглекислого газу. Поглинання кисню збільшується з 107 в 4 роки до 130 мл/хв. в 7 років. Відносне поглинання кисню в легенях (на кг маси тіла) різко знижується – з 6,4 до 4,7 мл/(хв∙кг), найбільш помітне зниження припада на вік від 4 до 5 років на 0,7 мл/(хв∙кг). Протягом всього періоду «перше дитинство» завдяки розвитку і росту морфофункціональних одиниць легень відбувається економізація дихання, про що свідчить зниження відносних величин легеневої вентиляції і відносного використання кисню.

Період «друге дитинство» – 8-12 років для хлопчиків і 8–11 років для дівчаток. У віц 8–12 років відбувається плавне дозрівання морфологічних структур легень фізичних розвиток організму. Проте між 8–9 роками життя подовження бронхіального дерева переважає над його розширенням. В результаті цього зниження динамічного опору дихальних шляхів сповільнюється. Якісні зміни на межі періодів 4–7 і 8–12 років відбуваються з еластичними властивостями легень тканинами грудної клітки. Збільшується їх розтягнення.

Частота дихання у дітей 8 – 12 років коливається в межах від 22 до 25 в хвилину без чіткої вікової залежності. Дихальний об’єм збільшується з 143 до 220 мл у дівчаток і з 167 до 214 мл у хлопчиків. Зниження відносної вентиляції між 8 – 9 роками життя і її тенденція до зниження від 11 до 12 років свідчить про відносну гіпервентиляцію легень у молодших дітей в порівнянні з більш старшими. Приріст статичних об’ємів легень найбільш виражений у дівчаток від 10 до 11 років і у хлопчиків від 10 до 12 років (Таблиця 2).

Показники функціонального стану повітряносних шляхів і легеневої тканини змінюються в тісному зв’язку із змінами антропометричних характеристик організму дітей на даному етапі онтогенезу. Особливо тісний зв’язок виявлений з довжиною і площею поверхні тіла. В перехідному періоді з «другого дитинства» до під росткового віку (у дівчаток в 11–12 років, у хлопчиків з 12 років) він найбільше виражений. Базально-апікальний градієнт вентиляції, який характеризу нерівномірність розподілу газів у легенях, у дітей до 9 років залишається нижче, ніж у дорослих.

В 10–11 років і між 5 і 6 роками життя існує зв’язок між реґіонарною повітрянаповненістю зон легень і збільшенням довжини тіла. В 10–11 років виявляється достовірний градієнт кровонаповнення між верхніми і нижніми зонами легень.

Страницы: 1, 2, 3, 4