Дыхательная система включает дыхательные центры в стволе головного мозга; центральные и периферические хеморецепторы; диафрагмальный, межреберные, подъязычный и блуждающий нервы; кости, хрящи и мышцы грудной клетки; дыхательные пути от ноздрей до альвеол и ткани легкого, включающие легочную и бронхиальную сосудистые сети. Все эти компоненты развиваются и созревают в разном темпе. Несмотря на то что некоторые компоненты дыхательной системы функционируют с рождения, рост легких продолжается до 8—10 лет.

Созревание мозга к рождению не завершено. Структуры моста и продолговатого мозга, отвечающие за дыхательный ритм, обеспечивают дыхание плода во внутриутробном периоде. Они необходимы для роста и развития дыхательной системы (преимущественно дыхательной мускулатуры) и для подготовки к дыханию в постнатальном периоде. На дыхательные попытки плода во внутриутробном периоде оказывают влияние гипоксия, гиперкапния и ацидоз. Во время тяжелого дистресса эвакуация мекония из кишечника в сочетании с гаспинг-дыханием может привести к аспирации мекония.

Функционирование периферических и центральных хеморецепторов требует интеграции с еще незрелыми проводящими путями мозга и может быть причиной таких феноменов, как синдром внезапной детской смерти или апноэ недоношенных.

Функция дыхательной системы в первую очередь зависит от сердечного и легочного компонентов. Сердце начинает развиваться с 18—19-го дня после оплодотворения, а кровоток появляется только на 3-й неделе развития. Более медленно развивающиеся легкие являются производными гортанно-трахеального желоба, выпячивание которого из глотки эмбриона происходит на 4-й неделе гестации. Это выпячивание называется дыхательным дивертикулом (рис. 1, а). В конце 4-й недели беременности развивающееся трахеобронхиальное дерево разделяется на 2 зачатка легкого (рис. 1, б).

Три периода развития легких, основанные на гистологическом строении, называются псевдогландулярный период (5—16-я недели), каналикулярный период (16—26-я недели) и альвеолярный период (с 26-й недели до рождения).

Псевдогландулярный период — зачатки легкого растут в плевральных полостях и становятся двумя главными бронхами. Во время 5-й недели после оплодотворения правый бронхолегочный зачаток формирует 3 вторичных зачатка, которые становятся тремя долями правого легкого, а левый бронх образует 2 бронхолегочных зачатка, которые становятся двумя долями левого легкого (см. рис. 1, в—д). Из третичных зачатков, показанных на рис. 1, е, развиваются 10 бронхолегочных сегментов правого легкого и 8 сегментов левого легкого.

Формирование трахеобронхиального дерева начинается в это же время, начиная с трахеи, и развивается к периферии. Энтодерма ларинготрахеальной трубки окружена мезенхимальными клетками, из которых развиваются хряш, гладкие мышцы и соединительная ткань гортани и трахеи. Цилиндрический эпителий и слизистые железы, выстилающие просвет трахеобронхиального дерева, развиваются из энтодермы. Хрящи трахеи начинают появляться в ходе 8-й недели после оплодотворения, реснички начинают развиваться в трахее на 10-й неделе.

Слизистые железы в первую очередь появляются в верхней части трахеобронхиального дерева на 12-й неделе развития и далее растут по направлению вниз. Хрящи развиваются из главных бронхов на 10-й неделе и из сегментарных бронхов примерно на 12-й неделе. Реснички развиваются на эпителии главных бронхов на 12-й неделе и сегментарных бронхов на 13-й неделе. Слизистые железы, которые появляются в бронхах во время 13-й недели, начинают производить слизь примерно через неделю.

Легочные артерии развиваются из 6-й аортальной дуги на 5-й и 6-й неделях после оплодотворения. Рост легочных артерий идет параллельно росту двух главных бронхов. Примерно на 4-й неделе после оплодотворения легочные вены начинают развиваться от стенки левого предсердия. Бронхиальные артерии прорастают из дорсальной аорты во время 7-й и 8-й недель, образуя много анастомозов с легочной циркуляцией (что будет способствовать образованию анатомических шунтов).

Нижние части трахеобронхиального дерева, в том числе функциональные единицы газообмена между альвеолами и капиллярами, развиваются во время 2-го и 3-го периодов развития легких плода — в каналикулярный и альвеолярный периоды.

Каналикулярный период (от 16-й до 26-й недели) — примерно до 15— 16-й недели развития плода легкие напоминают железы. Они состоят из мелких ветвящихся будущих дыхательных путей с большим количеством слизистых желез (отсюда название периода — псевдогландулярный). Во время каналикулярного периода просветы развивающихся дыхательных путей увеличиваются и из терминальных бронхиол развиваются дыхательные бронхиолы. Дыхательные бронхиолы разделяются на альвеолярные протоки и терминальные воздушные мешки, которые впоследствии становятся альвеолярными мешочками.

По некоторым данным (Langston, 1984), дыхательные бронхиолы до рождения не образуются, но точно это определить нельзя, поскольку неизвестно, когда заканчивается бронхиальное кровообращение и начинается легочное. Кроме того, альвеоляризация в будущих дыхательных бронхиолах до рождения является недостаточной. Эпителий, выстилающий просвет, начинает дифференцироваться в 2 популяции: один становится плоскоклеточным в альвеолоцитах I типа, другой — кубическим в альвеолоцитах II типа (этот тип ответ ственен за выработку и секрецию сурфактанта). В этот же период начинают формироваться легочные капилляры и лимфатические сосуды.

Альвеолярный период (с 26-й недели до рождения) — во время этого заключительного периода развития легких легочная капиллярная сеть разрастается вокруг развивающихся альвеол. В зрелом возрасте отношение легочных капилляров к альвеолам составляет 1000:1. Выработка сурфактанта обычно начинается примерно на 7-м месяце беременности, при этом данный этап созревания легких может быть значительно ускорен путем введения матери глюкокортикоидов (что позволяет достичь практически нормального уровня функции легких новорожденного уже к 24-й неделе беременности).

Длительный внутриутробный стресс также может ускорить созревание легких плода. Кроме того, аэрозольный экзогенный сурфактант (упоминается ниже в этой главе) может улучшить функцию газообмена легких недоношенного новорожденного и уменьшить вероятность развития респираторного дистресс-синдрома новорожденных. Почти все 23 поколения дыхательных путей развиваются к моменту рождения, но это только 1/10 от числа альвеолярных каналов у взрослых и 1/15 от конечного числа альвеол у взрослых. Формирование большинства альвеол происходит в течение первых 12—18 мес постнатального периода. К этому времени развитие альвеол полностью завершается, хотя рост и развитие легких и грудной клетки продолжаются в течение первых десяти лет жизни.

- Читать далее "Физиология дыхательной системы у детей"

Редактор: Искандер Милевски. Дата публикации: 6.11.2022