Лёгкие приобретают привычные для нас форму, строение и адекватную функцию к 6-7 году жизни ребёнка. Но любое нарушение развития бронхов, бронхиол во внутриутробный период, в период родов или в период раннего детства существенно ограничивает функции лёгкого у ребёнка старшего возраста или взрослого. Нарушения развития могут быть обусловлены генетическим факторами, экзогенными (например, пассивное курение плода или новорождённого), вирусными инфекциями нижних отделов респираторного тракта, недоношенностью, искусственной вентиляцией и т.д.

В противоположность большинству других органов и систем, специфически функционирующих ещё в период внутриутробного развития, лёгкие как орган газообмена начинают функционировать только с рождения ребёнка. У плода будущее воздухоносное пространство лёгкого заполнено жидкостью. В момент первых вздохов оно буквально взрывным образом заполняется воздухом, и внутренняя поверхность лёгких вступает в свой постоянный контакт с газовой средой. Точно так же резко фетальный тип кровообращения переводится на взрослый. Поэтому всё внутриутробное развитие лёгких нацелено на возможность перестройки типа дыхания и кровообращения. Для нормального газообмена после рождения ребёнка необходимо выполнить несколько условий:

•создать широко разветвлённое дыхательное древо с мукоцилиарным механизмом самоочищения;

•сформировать систему газообмена с большой поверхностью и эффективным барьером газ-кровь;

•образовать поверхностную плёнку (сурфактант), препятствующую спадению лёгкого под действием поверхностного натяжения.

В лёгком можно принципиально выделить воздухопроводящие пути (трахея и бронхи) и область газообмена (паренхима лёгкого). В начале своего развития оба эти отдела неразличимы, в завершении они дифференцируются в морфологически и функционально специфические структуры. Из эмбрионального зачатка трахеи за счёт дихотомического деления возникает 16 поколений (генераций, уровней, порядков по разной терминологии) воздухопроводящих путей, которые завершаются терминальными бронхиолами. К терминальным бронхиолам примыкают в среднем 3 генерации респираторных бронхиол, затем -ductus alveolares (3 генерации) и, наконец, sacculus alveolares (3 генерации).

В паренхиме дифференцируются эпителий дыхательных путей, соединительная ткань и капиллярная сеть будущих межальвеолярных перегородок. Капилляры теснейшим образом соприкасаются с плоским альвеолярным эпителием I типа, что минимизирует диффузионный барьер воздух-кровь. Его толщина составляет 0,05-0,25 мкм. Для функции газообмена чрезвычайно важна своевременная дифференцировка альвеолярного эпителия II типа, вырабатывающего сурфактант. Без сурфактанта паренхима лёгкого необратимо коллабирует на границе раздела газ-жидкость. В итоге у взрослого внутренняя поверхность лёгкого (совокупная поверхность альвеол) достигает 140 мг (чуть меньше большого теннисного корта) при общем объёме лёгкого 4,5 л и числе альвеол – более 300 млн. Таким образом, внутренняя поверхность лёгких почти в 50 раз больше поверхности тела. Альвеолярная поверхность капилляров составляет 120 м2, ежедневный кровоток – 7000-8000 л, доля воздухоносного пространства в лёгком – 87%. На капилляры приходится 40% объема паренхимы. Эта потрясающая по своей сложности структура формируется с эмбрионального периода и до 2-3 летнего возраста качественно, проходя несколько стадий, чтобы затем начать количественный (линейный) рост.

Временные границы отдельных стадий развития лёгкого относительны. В одном и том же лёгком в разных его участках в зависимости от их положения (краниально-каудально или центрально-периферически) могут одновременно протекать разные стадии развития.

Эмбриональная стадия – этап неспецифического развития лёгкого. Лёгкое формируется из энтодермального листка. Лёгкое закладывается и на первых этапах развивается как железистый орган. На 26 день после оплодотворения на передней кишке появляется вентральный дивертикул (лёгочная почка), который растёт в каудальном направлении в окружающую мезенхиму мезодермы. Между зачатком лёгкого и будущим пищеводом появляется желобок, который углубляется и формируется перегородка, отсутствующая в области будущего гипофаринкса.

Тут же после образования лёгочной почки она начинает делиться, так что к 32 неделе беременности определяются 5 маленьких мешочков, будущих главных и долевых бронхов и долей лёгкого. Начиная с 7 недели гестации, появляются субсегментарные веточки бронхиального дерева. В мезенхиме появляется и сосудистое сплетение.

Клиническое значение эмбриональной стадии заключается в возможном сохранении сообщения между трахеей и пищеводом в виде фистул. Частота трахеоэзофагеальных свищей составляет 1:3000-1:3500 живорождённых. Существует 5 вариантов атрезии пищевода и/или трахеоэзофагеальной фистулы. В 90% – это слепое завершение проксимальной части пищевода и трахеоэзо-фагеальная фистула с его нижним сегментом. Случаев агенезии лёгкого как следствия влияния тератогенных факторов мало, т.к. при раннем влиянии тератогенных факторов чаще происходит гибель эмбриона.

Псевдогландулярная стадия – промежуточный этап между эмбриональным и фетальным периодами. Указанная стадия известна как преацинарное деление воздухоносных путей и сосудов. Именно на этой стадии начинается собственно специфическое развитие лёгкого. В начале этой стадии лёгкое микроскопически выглядит как разветвлённая железа и мало напоминает будущее лёгкое, хотя морфологическая картина других органов в это время уже достаточно специфична. Железистые ходы построены из однорядного цилиндрического эпителия, высота которого убывает к периферии. Элителиальные клетки, богатые гликогеном, формируют вначале небольшие, но со временем увеличивающиеся ходы. В конце псевдогландулярной стадии за счёт дихотомического деления возникают 16 новых генераций воздухопроводящих путей вплоть до преацинарных пространств. Общее число генераций бронхиального дерева достигает 20. В конце 10 недели в стенках бронхов появляются хрящи и гладкая мускулатура. Дифференцировка дыхательных путей протекает центрофугально. В центральных отделах лёгкого воздухопроводящие пути уже оказываются выстланы реснитчатым эпителием и бокаловидными клетками, а в периферических отделах сохраняется мало дифференцированный кубический эпителий. Неравномерность дифференциации имеет большое значение для роста лёгкого. Периферические недифференцированные ходы служат своеобразным «бором» при продолжающемся росте структур лёгкого и их внедрения в окружающую соединительную ткань.

Клиническое значение псевдогландулярной стадии достаточно велико. Нарушения развития лёгкого на этом этапе касаются, прежде всего, бронхов. Уменьшение числа бронхов приводит к гипоплазии лёгкого. Кроме того, на этой стадии происходит образование диафрагмы и полное разделение плевро-перитонеального канала. При неблагоприятных условиях формируются различной степени выраженности диафрагмальные грыжи, которые косвенно, за счёт сдавления лёгкого, приводят к его гипоплазии. Частота диафрагмальных грыж составляет 1:2000-1:3000 живорождённых.

Каналикулярная стадия характеризуется формированием контакта между эпителиальными канальцами и капиллярами. Мезенхима буквально пронизывается (канализируется) быстро растущими и вновь образующимися капиллярами. Расширяющиеся и быстро растущие тубулярные структуры прежней псевдогландулярной стадии внедряются в окружающую паренхиму и вступают в тесный контакт с капиллярами. Одновременно с этим начинается дифференцировка альвеолярного эпителия. Часть кубического эпителия незрелых тубулярных структур начинает уплощаться и образовывать альвеолярные эпителиальные клетки I типа. Эти клетки – предшественники тончайшего барьера газ-кровь. Другие клетки, сохраняя более или менее кубическую форму, начинают накапливать ламеллярные включения, являющиеся ничем иным как предшественниками сурфактанта. На стадии каналикулярного развития впервые в околоплодных водах обнаруживается сурфактант. Только благодаря наличию плёнки сурфактанта на границе раздела будущей воздухоносной полости и поверхности альвеолы возможно расправление лёгкого при первом вздохе и невозможность коллабирования при выдохе. Сурфактанту человеческого плода начинает образовываться на 155-160 день гестации, т.е. в начале 2-ой половины внутриутробного развития. У остальных млекопитающих сурфактант появляется после завершения 3/4 срока гестации.

Способные к делению клетки II типа служат предшественниками пневмоцитов типа I и П. Клетки I типа, будучи чрезвычайно тонкими и сложно устроенными, к делению не способны. Начиная с 20 недели, иммуногистохимическими методами обнаруживаются и первые нейроэндокринные клетки. Наряду с дифференцированными клетками сохраняется недифференцированный кубический эпителий. Важнейшими итогами каналикулярной стадии является формирование контакта эпителия и капилляров и появление первых очагов функционально способной паренхимы.

Клиническое значение каналикулярной стадии – появление диффузионных возможностей и будущего формирования воздухоносного органа. По завершению этой стадии недоношенный может совершать газообмен и получает свой первый шанс на внеутробное существование. Нарушения, возникающие на этой стадии, затрагивают в основном структуры газообмена и заключаются в структурных изменениях паренхимы лёгкого. Уменьшение числа и объёма пространств газообмена выражается в гипоплазии легкого.

Саккулярная стадия характеризуется интенсивным развитием паренхимы лёгкого. За счёт дихотомического деления возникают последние генерации воздухоносных путей. После 3 поколений респираторных бронхиол появляются 3 генерации альвеолярных ходов. Их стенки являются первичными перегородками. В первичных перегородках всё ещё определяется большое количество соединительной ткани, хотя она быстро замещается сетью эластических волокон и капиллярной сетью. Паренхимы становится всё меньше, и контакт между капиллярами и эпителием становится теснее. Интенсивно продолжается дальнейшая дифференцировка эпителия. Только на периферии сохраняются небольшие участки кубического эпителия. В саккулярных образованиях начинается образование альвеол.

Клиническое значение саккулярной стадии. Большинство недоношенных с респираторным дистресс синдромом рождаются в период саккулярной стадии, когда образование альвеол только начинается. Тем не менее, лёгкое находится на такой степени зрелости, что недоношенный уже способен обеспечить себя кислородом. Нарушение развития лёгкого на последних неделях беременности приводит к незавершённости его созревания и уменьшению числа альвеол.

Похожие записи:

1. Рост лёгкого у новорожденных и детей.
2. Анатомия респираторной системы
3. Секвестрация легкого.
4. Соединительная ткань лёгкого.
5. Общая иммунология лёгкого