ANATOMIE/EMBRIOLOGIE CURS 1: DEZVOLTAREA SISTEMULUI RESPIRATOR

ANATOMIE CURS 1:NOTIUNI DE DEZVOLTARE ALE SISTEMULUI RESPIRATOR

1.Originea si dezvoltarea sistemului respirator
2.Stadiile dezvoltarii plamanului
3.Lichidul pulmonar
4.Surfactantul
5.Miscarile respiratorii in-utero
6.Prima respiratie
7.Dezvoltarea post-natala
8.Aplicatii clinice

1.Incepe in S4 intre Z22-27. Pe peretele ventral al intestinului
In ceea ce priveste originea str celulare care intra in comp plamanilor, aceastea deriva din doua foite embrionare, pe de o parte din epiblast si edifica epitel traheei, bronhiilor si glandelor anexe ale siiste repst, si a doua are orginea in mezoblast, din care se vor edifica fibre musculare netede, cartilaje, vase sangvine si limfatice, tesut interstitial.
La inceput S5 de viata embrionara, pe pertele ventral, acest mugure respirator incepe sa evolueze in directie caudala si va forma mugurii bronsici drep si stang. Ulterior mugurele bronsic bilateral va suferi un proces de diviziune care presupune o impartire in mod absolu egal, in care se vor forma bronhiile lobare.
Concomitent celomul intraembrionar apare format din doua structuri canaliculare din care una este un canala preperitoneal, iar cea de a doua este un canal pericardo-peritoneal. Din prima struc vor evolua preurele si plamaniii, din cea de a doua structura va evolua sacul pericardic si cordul. Aceasta evolutie explica pozitia centrala a cordului si pericardului.
Pleura parietala este un derivat somatopleural. Pleura viscerala este un derivat splanhnopleural.
Aceasta evolutie in directie caudala a mugurilor bronsici, se face prin diviziune dihotomica, diviziune ce incepe din S5 de viata intrauterina si pentru fat se termina in L6. Interval in care acesti muguri sufera aproximativ 17 diviziuni(generatii de bronhii). Restul pana la 23-24 de diviziuni, se dezvolta dupa nastere.
Intre saptamaniile 16 si 28 se edifica bronhiile terminale dar alveolele definitive nu apar decat cateva saptamani dupa.
Dezvoltarea plamanului continua pana la varsta de 8-10 ani.
Aceasta evolutie a structurilor bronhipulmonare se realizeaza sub actiunea unor factori de crestere fibroblastica, secretati de mezoblast. Pozitia defi a cailor aeriene inferioare este atinsa la nastere, moment in care bifurcatia traheei ajunge sa crorespunda scheletopic celei dea 4-a vertebre toracale.

2.Stadiile dezvoltarii plamanului
In cele 9 luni de viata intrauterina fatul urmeaza 2 perioade:
-perioada embrionara care dureaza pana in L3
-periada fetala(celelalte 7 luni)

Etapele dezvoltarii:
- etapa embrionara
- etapa pseudoglandulara
- etapa canaliculara
- etapa saculara
- etapa alveolara propriu-zisa
In primele doua etape de dezvoltare se edifica zona de conducere aeriana formata din bronhii, bronhiole si bronhiole respi. Ultimele trei perioade edifica zona respiratorie propriu-zisa si anume formeaza ductele alveolare, sacii alveolari si membrana alveolocapilara.
Stadiul embrionar -Z26- S6
- intre zilele 26 si 28 – apare prima dihotomie a mugurilor respi si se formeaza mugurii bronsici -primari/primitivi(practic bronhiile primare).
- la inceputul S5 se produce o a treia ramificare care formeaza 3 bronhii secundare pe dreapta si 2 pe stanga
- in S6 se formeaza bronhiile teritiare care sunt 10 si corespund fiecare cate unui segment bronhopulmonar./
- bronhiile sunt captusite la interior de un epiteliu respirator de tip pseudostrat care la embrion si fat prezinta celule nediferentiate situate pe o membrana bazala.
- La nivelul traheei aceste celule nediferentiate vor suferi o diferentiere cartilaginoasa formand inelele traheale
- la nivelul bronhiilor vor forma la inceput cartilajele bronsice, dupa care treptat placile cartilaginoase si intr-o ultima etapa epiteliul respirator propriuzis care acopera membrana alveolocapilara

Stadiul pseudoglandular(S6-16)
- se termina cu formarea bronhiilor terminale
si formarea unui plaman de aspect glandular
- la nivelul acestui plaman epiteliul respirator va suferi o diferentiere in 3 tipuri de celule(toate situate pe o membrana bazala- celule alungite prevazute cu cili, care proemina in lumen, celule secretorii, care vor forma pneumocitele de tip 1 si 2 si acele de tip 2 vor forma suurftactantul, si celule endocrine)
- miscarile cililor incep in S10 de viata intrauterina si ritmul lor este aprox acelasi cu ritmul batailor cililor de la cel adul(10 batai/ sec) .Inceputul miscarilor cililor corespunde cu prima miscare a fatului

Stadiul canaliculara(S16-28)
- se finalizeaza cu formarea bronhiolilor respi, ductelor alveolare, sacilor alveolari si aparitia primelor alveole
- membrana bazala pe care se afla epiteliul respirator se dezvolta si va ajunge in contact cu vasele capilare subiacente formandu-se astfel o prima schita de membrane alveolocapilare

Stadiul sacular(S28-S36)
- marcheaza debutul maturarii functionale a arborelui respirator(ce se va termina tarziu dupa varsta de 10)
- in acest stadiu nr cel secretante devine din ce in ce mai mare si se diferentiaza pneumocitele de tip 1 si 2
- surfactantul este sintetizat incepand cu S20 de viata uterina dar el este cantonat intracelular si ramane inactiv pana in S32. Abia atunci este eliberat de catre pneumocitele de tip 2 si face posibila astfel activitatea barierei alveolocapilare. Eliberarea de surfactant este echivalenta cu vitalitatea fatului.
- In cazul in care insa surfactantul este imatur nasterea prematura determina detresa respiratorie a nou-nascutului ceea ce se cheama de fapt boala membranelor hialine

Stadiul alveolar(S36- 10 ani)
- caracterizat de maturarea functionala a sistemului respirator, mai precis continua procesul de alveolizare cu cresterea numarului de alveole, cresterea suprafei de schimb alveolocapilare si edificarea barierei respiratorie.
- La nastere plamanul contine doar 1/8 din nr total de alveole

3.Lichidul pulmonar

- Arborele respirator nu este gol, continand lichid pulmonar care se produce continuu(2-3ml/kg/ora)
Origine: secretia celulelor bordante din caile pulmonare(epiteliul resp). Este eliminat prin trahee, inghitit in caile digestive si eliminat in lichidul amniotic. Acest lucru permite studiul prin amniocenteza si identificarea malformatiilor congenitale.(cercetandu-se daca fatul evolueaza normal sau spre o malformatie pulmonara etc.)
Roluri: unul morfologic insemnand ca realizeaza o presiune pozitiva in sistemul respirator(2-3mmHg) altul este unul functional, care permite aerarea alveolelor in cursul primului inspir.

4.Surfactant
-este un lichid lipoproteic bogat in fosfolipide a carui rol este de a modifica tensiunea superficiala in sensul scaderii ei la nivelul membranei alveolocapilare
- originea surfactantului: este sintetizat incepand cu S10 de penumocitele de tip2 si ramane cantonat intracelular pana in S29 cand este eliberat
- cea mai eficienta productie a surfactantului se intampla in cea de a doua parte a sarcinii(L7-L9).

Rolul surfactantului este a forma un film monomulecular la suprafata alveolelor care impiedica colaborarea alveolelor la fiecare expiratie
compozitie:10-15% proteine, 85-90% fosfolipide(lecitina, sfingomielina, si fosfatidilglicerol). Sinteza lor este maximala cu putin timp inainte de nastere desi ele exista. Proteinele din surfactant au un rol biologic major(cele mai imp sunt SP-A ce reprezinta un marker de maturare pulmonara si indica functionalitatea plamanului si SP-D.Ele sunt proteine colagenlike, solubile in apa , intervin in metabolismul surfactantului, SP-B, si SP-D sunt hidrofobe si au rol in asigurarea propriet tensiocative ale surfactantului)

5. Miscarile respiratorii in-utero
3 tipuri:
- sughituri, percepute de mama ca secuse
- miscari rapide si superficiale: survin incepand cu a 15-a saptaman. Permit o mobilizarea minima a lichidului pulmonar si au rol in dezvoltarea morfologica a plamanului
- gaspiaj(gasp-respiratie agonica): miscari rare si profunde, vizibile la ecografie. Cresterea frecventei lor este semn de suferinta fetala si poate antrena inhalarea de lichid amniotic, nefasta pentru fat.
Modificarile miscarilor respiratorii:
- diminuare – infectii, hipoglicemie, administrarea de medicamente la mama(stres, barbiturice, morfina, sedative...,) ;deci stari patologice ale mamei
- cresterea: hiperglicemie postprandiala a mamei
Rolul miscarilor respiratorii ale fatului
antreneaza muschii respiratori care vor fi functionat la nastere.
6.Prima Respiratie
- imediat dupa nastere in decurs de cateva secunde, placenta este inlocuit, si rolurile placentei sunt preluate de plamani.
- declansarea primei respiratie depinde de stimulii senzoriale, exteroceptivi, propriuceptivi, interoceptivi(pensarea cordonului ombilical modifica repartitia volumelor interne) si biochimici(declansati de hipoxie, acidoza)
- in mod normal aerul patrunde in plamani dupa ce fatul este usor batut pe spate ca sa ias lichidul pulmonar si atunci dupa acea prima bataie copilul elimina ultimii ml de lichid pulmonar si incepe sa respire
- surfactantul este eliberat si acopera supra alveolocapilara permitand schimburile gazoase
ce se intampla daca fatul sufera? Se declanseaza o respiratie in-utero in care copilul inghite lichid amniotic si poate chiar muri.
7. Dezvoltarea post-natala - consta in:
- cresterea numarului bronhiolelor
- cresterea numarului si volumului alveolelor(20-70 mil de saci terminali → 300-400 milioane)
- diminuarea barierei alveolo-capilare – maturarea cartiolajelor, maturarea circulatiei pulmonare

8.Aplicatii clinice
Afectiuni:
- lobii pulmonari pot lua nastere direct din trahee sau esofag
- absenta totala a bronhiilor
- oligohidramniosul poate induce o hipoplazie pulmonara
- anomalii la nivelul bronhiilor pulmonare (numar scazut de alveole, dilatarea bronhiilor terminale cu formarea unor chisti congenitali, deficit de surfactant – boala membranelor hialine)
- o comunicare intre trahee si esofag