Глава 1. Морфологические и функциональные особенности трахеи

1.1 Сравнительная анатомия

Дыхание - совокупность процессов, обеспечивающих поступление в организм кислорода, использование его в биологическом окислении органических веществ и удаление из организма углекислого газа.

У позвоночных животных и человека различают внешнее дыхание, обеспечивающее обмен газов между внешней средой и кровью, и тканевое дыхание (биологическое окисление).

У насекомых тело пронизано густой сетью трубочек - трахей, подводящих воздух к тканям. У рыб аналогом трахеи можно считать ductus pneumaticus - проток, при помощи которого удаляется газ из плавательного пузыря. У амфибий при переходе к наземному обитанию сформировались легкие как парный вырост задней части жаберной области кишечника. У рептилий уже появляются трахея и бронхи, связанные с легкими. У птиц и млекопитающих четко определяется гортань, трахея и бронхи.

1.2 Эмбриогенез

Развитие дыхательной системы из энтодермальной и мезодермальной закладок у млекопитающих и человека связано с дифференциацией переднего отдела пищеварительной трубки. Эта связь находит отражение в перекресте между начальными отделами дыхательной и пищеварительной систем (в глотке). Полость носа формируется при разделении первичной ротовой полости небными отростками. Гортань, трахея, бронхи возникают из непарного выпячивания вентральной стенки передней кишки несколько кзади от жаберной кишки через 2 недели внутриутробного развития у эмбриона размером 3 мм. Гортанно-трахеальный вырост, который составляет закладку гортани и трахеи, формируется на 4-й неделе внутриутробного развития и растет в каудальном направлении параллельно пищеводу, врастая в рыхлый мезенхимный синцитий.

Весь зачаток расположен впереди жаберных дуг. В процессе развития передняя кишка врастает в жаберные дуги и будущая гортань получает мезенхимальные элементы (хрящи, мышцы, соединительную ткань) из бранхиальных дуг. Одновременно ларинго-трахеальный зачаток разделяется продольно и формируется ларинго-трахеальный желобок. Закладка определяется в передних отделах передней кишки.

На 3-й неделе эмбриональный зачаток дыхательных путей выявляется в виде выпячивания эпителия на вентральной поверхности глоточной кишки. Формируясь в трубку, энтодермальная закладка отшнуровывается от кишки в своем каудальном конце, сохраняя с ней связь в краниальном отделе. К началу 4-й недели зародышевого развития на свободном конце трубки выявляются два выпячивания, которые представляют зачатки главных бронхов. У пятинедельного зародыша в основном сформированы эпителиальные трубки трахеи и ветвящихся бронхов.

Из окружающей мезенхимы образуются все остальные составляющие их элементы: хрящи, соединительная ткань, мышцы и сосуды. Слизистые железы формируются из эпителия. С развитием закладки дыхательных путей идет формирование нервной системы.

Трахея вначале представляет эпителиальную трубку, окруженную мезенхимой, из которой на 9-й неделе появляются хрящевые клетки, образующие в дальнейшем хрящевые полукольца. На 4-м месяце внутриутробного развития в результате врастания эпителиальной выстилки в толщу закладки слизистой оболояки развиваются железы трахеи.

На каудальном конце гортанно-трахеального выроста на 5-й неделе внутриутробного развития образуются утолщения в форме пузырьков - легочные почки, являющиеся зачатками бронхиального дерева и легких. В процессе роста они делятся: правая - на три, левая - на два первичных бронха. В дальнейшем в результате все более мелких ветвлений к 6 месяцу внутриутробного развития насчитывается до 17 порядков ветвления трахео-бронхиального дерева.