Aparatul respirator

Aparatul respirator este format din 2 por?iuni:

• una de conducere, care cuprinde: cavitatea nazală, nazofaringele, laringele, traheea, bronhiile, bronhiolele până la cele terminale.
• una respiratorie, care cuprinde bronhiolele respiratorii, ductele alveolare şi alveolele.

În raport cu parenchimul pulmonar, căile respiratorii pot fi grupate în: intra- şi extrapulmonare.

I. Traheea

Este un conduct musculocartilaginos, aplatizat posterior, interpus între laringe şi arborele bronşic. Are o lungime de 10-12 cm, dintre care 5-6 cm sunt în regiunea cervicală şi 6-7 cm în regiunea toracică.

Delimitare:

• superior: planul ce trece prin membrana cricotraheală (se proiectează la nivelul vertebrei C6)
• inferior: până la bifurcaţia în cele 2 bronhii principale (se proiectează pe peretele toracic anterior la nivelul unghiului manubriosternal Louis şi posterior la nivelul vertebrei T4)

Traiectul traheei este superficial în regiunea cervicală şi profund în cea toracică, în mediastinul mijlociu. Este situată median, iar în porţiunea inferioară este deplasată paravertebral spre dreapta de către crosa aortei.

Raporturi:

• porţiunea cervicală:
  • anterior: istmul glandei tiroide+lobul Lalouette cu elementele vasculare tiroidiene, muşchii infrahioidieni, muşchiul platysma
  • posterior: muşchiul traheoesofagian, esofagul, nervul laringeu recurent drept
  • lateral: lobii glandei tiroide, MNV al gâtului (ACC, VJI, X)
• porţiunea toracică:
  • anterior: ligamentul sterno- şi tireopericardic, loja timică, manubriul sternal
  • posterior: esofagul şi muşchiul traheoesofagian
  • lateral: la stânga – crosa aortei, ACC stângă, artera subclavie stângă, nervul X stâng, nervul laringeu recurent stâng, canalul toracic, la dreapta – nervul X drept, ACC dreaptă

În dreptul vertebrei T₄ traheea se bifurcă, dând naştere celor 2 bronhii principale. La nivelul bifurcaţiei, ultimul cartilaj traheal proemină spre lumen = carena traheală.

Vascularizaţie:

• arterială: ramuri din artera tiroidiană inferioară, artera tiroidiană ima, artera IC supremă, arterele IC posterioare, artrele bronşice, artera toracică internă.
• drenajul venos: se face în plexul venos tiroidian impar => vena brahiocefalică stângă=> VCS şi în venele IC posterioare şi venele bronşice => sistemul venelor azygos
• drenajul limfatic: ganglionii jugulari anteriori, paratraheali şi supraclaviculari

II. Arborele bronşic:

• porţiune extrapulmonară: cuprinde bronhiile principale şi originea bronhiilor lobare
• porţiune intrapulmonară: cuprinde ramificaţiile de la bronhii segmentare până la bronhiolele respiratorii şi alveole

Bronhiile principale

Bronhia principală dreaptă

• intră în alcătuirea pediculului pulmonar drept: bronhia principală dreaptă – situată posterior şi superior, artera pulmonară dreaptă – anterior şi inferior faţă de bronhia principală dreaptă, vena pulmonară superioară dreaptă – anterior şi inferior faţă de artera pulmonară dreaptă, vena pulmonară inferioară dreaptă – inferior faţă de bronhia principală dreaptă, vasele bronşice (1 arteră + vene) – posterior faţă de bronhia principală dreaptă, fibre nervoase şi limfatice – dispuse atât anterior cât şi posterior faţă de bronhia principală dreaptă.
• prehilar, se divide în 3 bronhii lobare – superioară, medie şi inferioară, care se distribuie lobilor pulmonari.
  • Bronhia lobară superioară se divide în 3 ramuri segmentare, pentru cele 3 segmente ale lobului superior: apicală, anterioară şi posterioară.  
  • Bronhia lobară mijlocie se divide în 2 ramuri segmentare, medială şi laterală, care se distribuie lobului mijlociu.
  • Bronhia lobară inferioară se divide iniţial în 2 ramuri: trunchi bazal drept şi ramura apicală a lobului inferior. Din trunchiul bazal vor lua naştere 4 ramuri: bazală medială, bazală anterioară, bazală posterioară şi bazală laterală.

Bronhia principală stângă

• intră în alcătuirea pediculului pulmonar stâng: bronhia principală stângă – situată posterior, artera pulmonară stângă – anterior şi superior faţă de bronhia principală stângă, vena pulmonară superioară stângă – anterior faţă de bronhia principală stângă, vena pulmonară inferioară stângă – inferior faţă de bronhia principală stângă, vasele bronşice (2 artere + vene) – posterior (una posterosuperior şi una posteroinferior) faţă de bronhia principală stângă, fibre nervoase şi limfatice – dispuse atât anterior cât şi posterior faţă de bronhia principală stângă.
• prehilar, se divide în 2 bronhii lobare – superioară şi inferioară, care se distribuie lobilor pulmonari.
  • Bronhia lobară superioară se divide în 2 trunchiuri: superior şi inferior (lingular). Cel superior va da o ramură apicoposterioară şi una anterioară iar cel inferior o ramură lingulară superioară şi una lingulară inferioară.
  • Bronhia lobară inferioară: se divide iniţial în 2 ramuri: trunchi bazal stâng şi ramura apicală a lobului inferior. Din trunchiul bazal vor lua naştere 3 ramuri: bazală anterioară, bazală posterioară şi bazală laterală.

III. Plămânii

Sunt organe pereche, situate în cavitatea toracică, între ei delimitându-se mediastinul.

Dimensiuni: 25 cm lungime, 10 cm lăţime, 15 cm grosime. Forma: trunchi de con cu baza situată inferior. Greutatea celor 2 plămâni este de circa 1,2 kg. Au o consistenţă buretoasă, iar la proba docimaziei hidrostatice un fragment pulmonar pluteşte la suprafaţa apei datorită conţinutului aeric. În cazul nou-născuţilor care nu au respirat, a persoanelor decedate prin înec sau a pacienţilor cu procese exsudative alveolare (pnumonii, edem pulmonar acut) fragmentele pulmonare cad pe fundul vascului la docimazia hidrostatică.

Configuraţia externă:

La nivelul suprafeţei plămânilor se pot distinge 1 sau 2 şanţuri adânci = scizuri, care delimitează parenchimul pulmonar în lobi:

• scizura oblică (prezentă la ambii plămâni) – pleacă de pe faţa medială a plămânului, posterosuperior de hilul pulmonar, trece pe faţa costală, apoi se îndreaptă oblic inferior şi anterior, intersectează marginea inferioară a plămânului şi se termină în partea anteroinferioară a hilului.
• scizura orizontală (prezentă doar la plămânul drept) – pleacă de la jumătatea traseului descris de scizura oblică pe faţa costală, se îndreaptă orizontal spre marginea anterioară, o intersectează, după care trece pe faţa medială şi se termină la nivelul hilului.
• la locul intersecţiei celor 2 scizuri, în drept spaţiului IV intercostal drept se descrie un unghi ascuţit = unghiul lui Boyden

Plămânul drept, având ambele scizuri, este împărţit în 3 lobi (superior, mediu şi inferior), iar cel stâng, având doar scizura oblică, este împărţit în 2 lobi (superior şi inferior).

Pe faţa medială a celor 2 plămâni se descriu o serie de impresiuni date de viscerele intratoracice:

• plămânul drept:
  • în porţiunea prehilară – impresiunea cardiacă, impresiunea VCS
  • în porţiunea retrohilară – impresiunea esofagului, impresiunea venei azygos
  • în porţiunea suprahilară – impresiunea crosei venei azygos
  • în porţiunea infrahilară – impresiunea VCI
• plămânul stâng:
  • în porţiunea prehilară – impresiunea cardiacă, impresiunea aortei ascendente
  • în porţiunea retrohilară – impresiunea aortei descendente, impresiunea canalului toracic
  • în porţiunea suprahilară – impresiunea crosei aortei, impresiunea venei brahiocefalice stângi

Tot în raport cu hilul pulmonar, anterior trec nervii frenici şi vasele pericardofenice iar posterior trec nervii vagi.

Segmentaţia plămânilor:

Lobii pulmonari, delimitaţi de scizurile de la suprafaţa plămânului, sunt alcătuiţi din segmente pulmonare.

Vascularizaţia:

Plămânul are o dublă circulaţie: nutritivă şi funcţională. Cea nutritivă este dată de arterele bronşice (ramuri din aorta descendentă – porţiunea sa toracică) – una pentru plămânul drept şi 2 pentru plămânul stâng. Circulaţia funcţională este de fapt mica circulaţie şi este reprezentată de trunchiul arterei pulmonare, cu originea în ventriculul drept şi care se împarte în 2 ramuri principale: dreaptă şi stângă. Artera pulmonară stângă este legată de artera aortă prin ligamentul arterial (rezultat prin oblitererea canalului arterial Botallo). Cele 2 artere pulmonare după ce au pătruns în hil, dau ramuri corespunzătoare ramificaţiilor bronhiilor şi se distribuie parenchimului pulmonar, până la nivel alveolar. Capilarele alveolare, la nivelul cărora se realizează hematoza, se continuă cu un sistem venos care drenează în cele 4 vene pulmonare: superioară stângă, inferioară stângă, superioară dreaptă şi inferioară dreaptă – se deschid în atriul stâng. Drenajul limfatic se face în ganglionii intrapulmonari, bronhopulmonari, traheobronşici şi paratraheali.

Inervaţie:

• simpatică: fibrele preganglionare au originea în nucleul intermediolateral T₂-T₅, fac sinapsă în lanţul simpatic toracal şi se continuă ca nervi bronhopulmonari care se dispun peribronşic. Mai primeşte fibre din ganglionii simpatici cerviali inferior (stelat) şi mijlociu.
• parasimpatică: dată de ramuri bronşice din nervii vagi (cu originea în nucleul dorsal al vagului). Stimularea parasimpatică produce la nivel pulmonar bronhoconstricţie şi creşterea secreţiilor traheobronşice.
• componenta simpatică şi cea parasimpatică alcătuiesc 2 plexuri pulmonare, anterior şi posterior, care se distribuie peribronşic.

Pleura

Este o seroasă care tapetează cei 2 plămâni şi este formată dintr-o foiţă viscerală şi una parietală. La nivelul hilului pulmonar, reflexia pleurei viscerale pe cea parietală formează ligamenul pulmonar (ligamentul truunghiular Waldayer). Pleura parietală prezintă mai multe segmente: pleură costală – tapetează faţa internă a cutiei toracice, pleură diafragmatică – în raport cu diafragmul şi pleură medastinală – care formează la nivelul esofagului 2 funduri de sac: interazygoesofagian (pe dreapta) şi interaorticoesofagian (pe stânga). Porţiunea din pleura parietală care depăşeşte prima coastă se numeşte dom pleural (cupulă pleurală). Domul pleural prezintă posterior o depresiune = foseta supraretropleurală (descrisă de Toma Ionescu), în care se găsesc artera vertebrală şi ganglionul stelat.

La trecerea pleurei parietale de pe un perete pe altul se formează funduri de sac numite recesuri pleurale. Între pleura costală şi cea mediastinală, se formează anterior recesul costomediastinal. Între pleura costală şi cea diafragmatică, se formează inferior recesul costodiafragmatic (costofrenic).

Embriologie

În S₄ se formează, pe faţa ventrală a intestinului anterior (proenteron), un şanţ numit şanţul laringotraheal. Ulteriorm, marginile acestui şanţ vor fuziona, dând naştere diverticulului laringotraheal. Acest diverticul prezintă 3 porţiuni:

• una superioară, din care va lua naştere laringele
• una inferioară, din care se va forma traheea şi
• una inferioară, care reprezintă primordiul plămânilor.

Segmentul inferior al diverticulului laringotraheal se va bifurca, rezultând 2 muguri bronşici primari – drept şi stâng. Din mugurii primari se vor forma bronhiile principale. În S₅ apar mugurii secundari – 3 pe dreapta şi 2 pe stânga – care vor da naştere lobilor pulmonari. În S₇ se dezvoltă ramificaţiile terţiare – care vor da naştere celor 10 bronhii segmentare pentru fiecare plămân.

Dezvoltarea bronhiolelor are loc în mai multe etape:

• perioada pseudoglandulară (S₅ – S₁₇)
• perioada canaliculară (S₁₃ – S₂₅)
• perioada sacilor terminali (S₂₅ – naştere)
• perioada alveolară (naştere – 8 ani)

Histologie

1. Cavitatea nazală

Este alcătuită din: vestibul şi fose nazale. Vestibulul este căptuşit  de un epiteliu vestibular de tip pavimentos keratinizat, cu glande sebacee şi sudoripare. La nivelul foselor nazale există epiteliu de tip respirator (cornetele nazale inferior şi mijlociu) şi de tip oflactiv (cornetul nazal superior).

Prin urmare la nivelul cavităţii nazale există 3 tipuri de epitelii:

• epiteliu vestibular
• epiteliu respirator
• epiteliu olfactiv

Epiteliul vestibular este un epiteliu pavimentos keratinizat, cu vibrise, având rol protector şi de filtrare.

Epiteliul respirator este un epiteliul pseudostratificat cilindric ciliat, cu celule caliciforme şi glande endoepiteliale.

Epiteliul oflactiv este format din celule olfactive (neuroni bipolari modificaţi cu rol senzorial), celule de susţinere (columnare), celule bazale şi glande endoepitaliale Bowman. Celulele olfactive prezintă spre polul apical o porţiune dilatată = bulb olfactiv, de la care pleacă 3-4 cili imobili, paraleli cu suprafaţa epiteliului. Axonii celulelor olfactive formează nervul olfactiv.

Sub mucoasă (care are o grosime mare) se găseşte corionul, format din ţesut conjuctiv lax şi o reţea vasculară complexă. La nivelul periostului oaselor nazale există nişte depresiuni numite lacune vasculare, unde se află o bogată reţea de venule postcapilare (care prezintă din loc în loc îngroşări intimale ce conţin celule musculare care funcţionează ca sfinctere vasculare).  Rolul acestei bogate reţele vasculare este acela de încălzire a aerului.

2. Laringele

Peretele laringian este format din mucoasă, schelet cartilaginos şi adventiţie. Mucoasa are un contur neregulat şi prezintă 2 perechi de falduri care formează pliurile vestibulare – corzile vocale false – tapetate de un epiteliu respirator şi pliurile ventriculare – corzile vocale adevărate – formate din epiteliu pluristratificat pavimentos nekeratinizat. La nivelul corzilor vocale adevărate există ligamentul vocal – format din fibre elastice şi muşchiul vocal (tireoaritenoidian) – format din fibre musculare striate.

Scheletus cartilaginos laringian cuprinde:

• cartilaje mari, alcătuite din ţesut cartilaginos hialin: cartilajul cricoid, cartilajul tiroid şi cartilajele aritenoide.
• cartilaje mici, alcătuite din ţesut cartilaginos elastic: epiglota, cartilajul cuneiform, cartilajul corniculat şi vârfurile cartilajelor aritenoide.

3.  Traheea

Este un conduct musculocartilaginos cu o lungime de 16-20 cm, cu un perete format din 4 tunici: mucoasă, submucoasă, tunică fibromusculocartilaginoasă şi adventiţie.

Mucoasa prezintă un epiteliu de tip respirator, pseudostratificat cilindric ciliat. Corionul este denumit tella submucosa şi conţine ţesut conjuctiv lax, vase sangvine şi glande traheale seromucoase.

Tunica fibromusculocartilaginoasă este formată din 16-20 inele cartilaginoase incomplete alcătuite din cartilaj hialin. Posterior, inele sunt completate de o membrană musculară ce formează muşchiul traheal.

4.  Plămânii şi arborele bronşic

Traheea se continuă cu bronhiile mari, care au aceeaşi structură histologică.

Plămânii sunt alcătuiţi din:

• parenchimul pulmonar – cuprinde căile aeriene intrapulmonare, care se divid dihotomic
• stromă – formată din septuri conjunctive se compartimentează plămânul în lobi, segmente şi lobuli
• pleură –  reprezentată de mezoteliu

Arborele bronşic este alcătuit din: bronhii primare principale, bronhii lobare, bronhiole, bronhiole terminale şi bronhiole repiratorii. Epiteliul de la acest nivel este unul de tip respirator, pseudostratificat cilindric ciliat şi conţine 5 tipuri celulare:

• celule columnare ciliate
• celule caliciforme – glande mucoase
• celule în perie – prezintă microvili la polul apical.
• celule bazale (stem)
• celule cu granule mici (endocrine) – aşezate la polul bazal, se află în contact cu terminaţii nervoase colinergice şi sintetizează peptide.

Bronhiile intrapulmonare prezintă un perete stratificat: mucoasa este formată dintr-un epiteliu respirator, musculara conţine fibre musculare netede iar tunica fibrocartilaginoasă este alcătuită din cartilaj hialin şi are un contur neregulat.

Pe măsura scăderii diametrului bronhiolar, spre bronhiolele terminale componenta cartilaginoasă dispare şi este înlocuită de fibre musculare.

Bronhiola preterminală prezintă o mucoasă cu epiteliu simplu cilindric, iar la acest nivel se găsesc corpi neuroepiteliali (asocieri de celule endocrine cu microvili la polul apical) şi celule Clara (nu prezintă specializări la polul apical, secretă componenta glicoproteică a surfactantului).

Bronhiolele terminale sunt asemănătoare bronhiolelor preterminale, dar au un diametru mai mic. Bronhiolele respiratorii sunt tapetate de un epiteliu simplu cubic, şi se continuă cu ducte alveolare, saci alveolari şi alveole.

Alveolele sunt spaţii aeriene de formă poliedrică, cu diametru de circa 300 mm. În cei 2 plămâni există circa 300 milioane alveole, realizând o suprafaţă de circa 60-80 m². Alveolele sunt separate între ele prin septurile interalveolare, care conţin capilarele alveolare. Există mici comunicări interalveolare numite porii lui Cohn. La nivel alveolar există 3 tipuri celulare:

• pneumocitele de ordinul I: sunt celule pavimentoase, au rol structural.
• pneumocitele de ordinul II: sunt celule mari, conţin numeroase organite şi au rol în secreţia de surfactant. (faza lipidică a curfaactantului este sintetizată în pneumocitele de ordinul II iar mucoproteinele în celulele Clara)
• macrofage alveolare: sunt celule mari, prezintă numeroase prelungiri şi au rol în fagocitarea particulelor străine de la nivel alveolar.

Bariera alveolocapilară are o grosime de 2-3 mm şi este alcătuită din:

• surfactant şi apă
• pneumocite
• membrana bazală a peretelui alveolar
• spaţiu interstiţial
• membrana bazală a endoteliului capilar
• endoteliul capilar

Această barieră este o barieră aer-sânge care permite difuziunea gazelor respiratorii.