Home

Πνεύμονες - Ανάπτυξη

σύνοψη
 Οι πνεύμονες αναπτύσσονται κυρίως, μέσω της αυξήσεως των κυψελίδων αλλά οι κυψελίδες αυξάνονται, επίσης, σε μέγεθος, από τη γέννηση προς την ενηλικίωση. Το όριο της αναστολής του πολλαπλασιασμού των κυψελίδων δεν είναι γνωστός. Με την ηλικίωση, οι πνεύμονες χάνουν κυψελιδική επιφάνεια, γεγονός οφειλόμενο σε γεωμετρικές μεταβολές των πνευμόνων ή λόγω απώλειας τριχοειδών.
Οι πνεύμονες πρωτοεμφανίζονται ως σύγκριμα επιθηλιακών κυττάρων, προερχόμενα από το ενδόδερμα, ως περιφερική μοίρα του αρχέγονου εντέρου, κατά την 3η εβδομάδα της κυήσεως, οπότε το μέγεθος του εμβρύου είναι μόλις 3 mm.

H φυσιολογική ανάπτυξη του τραχειοβρογχικού δένδρου και του πνευμονικού παρεγχύματος τελεί υπό στενό χωροχρονικό έλεγχο, από ποικιλία διαλυτών παραγόντων και κυτταρικών τύπων που απαιτούνται για την κατάλληλη ασνάπτυξη του οργάνου. Το βασικό σχέδιο της "πνευμονικής κατασκευής" δηλαδή η τραχεία και το συστημα των 23 περίπου διαδοχικών διχοτομήσεών της, που επομένως, δίνει τον φανταστικό αριθμό των 223 κλάδων, διαστρωμένων σε αλληλοδιάδοχες γενεές, μέσω των οποίων προωθείται, καθαρίζεται και κλιματίζεται (υγρασία, θερμοκρασία) ο αέρας προς το πνευμονικό παρέγυχμα, δηλαδή το σύνολο των εκατομμυρίων κυψελίδων, που ευρίσκονται σε διαμετωπική κατάσταση με το θαυμάσιο δίκτυο, στο οποίο αναλύεται η πνευμονική αρτηρία, όπου το αίμα οξυγονώνεται. 

 Το πνευμονικό σύστημα διαμορφώνεται από αρχέγονα κύτταρα του κοιλιακού εντερικού ενδοδέρματος. Η διαδικασία διαπλάσεώς του αρχίζει με την προσθήκη της μοίρας του πνευμονοκυττάρου στο αρχέγονο έντερο, το οποίο ακολουθείται από την ανάπτυξη του τραχειοβρογχικού δένδρου, του συστήματος των επιθηλιακών σωληνίσκων και των αγγειακών συνοδών τους.

στάδια αναπτύξεως του πνεύμονος
το αρχέγονο έντερο (►)
sdf
 
 
   

 

Οι μοίρες του Αναπνευστικού αναπτύσσονται κατά την ενδομετρία ζωή και μετά τη γέννηση. Η σειρά ωριμάνσεως ποικίλλει από όργανο σε όργανο.
 Σύμφωνα με το νόμο αναπτύξεως του Reid, [1] το τραχειοβρογχικό δένδρο αναπτύσσεται μέχρι την 16η εβδομάδα της κυήσεως· [2] οι κυψελίδες αναπτύσσονται μετά τη γέννηση, και αυξάνονται σε αριθμό, μέχρι την ηλικία των 8 ετών, ενώ σε μέγεθος, μέχρι την ενηλικίωση· [3] τα προβοτρυδιακά αγγεία αναπτύσσονται παράλληλα με τους αεραγωγούς, ενώ τα ενδοβοτρυδιακά, παράλληλα με τις κυψελίδες.
Η ανάπτυξη των αεραγωγών πραγματοποιείται κατά συμμετρικό τρόπο, τόσο αναφορικά με το μήκος, όσο και με τη διάμετρο, με σταθερή, μεταξύ τους αναλογία.
  Η ενδομήτρια ανάπτυξη των πνευμόνων  διακρίνεται σε 6 στάδια. Τα πρώτα 4 στάδια λαμβάνουν χώρα κατά την ενδομ’ήτρια ζωή, ενώ τα δεύτερα δύο στάδια, εξωμητρίως.
1. εμβρυονική περίοδος. Από την 26η ημέρα μετά τη σύλληψη, αφότου διαχωρίζεται ένα μέρος από το αρχέγονο έντερο, που πρόκειται να αποτελέσει τη βάση της μελλοντικής τραχείας και τους δύο στελεχιαίους βρόγχους. Κατά τις πρώτες 7 εβδομάδες της κυήσεως, οι πνεύμονες εμφανίζονται ως νησίδες χαλαρού συνδετικού ιστού, με ενεργό πολλαπλασιασμό της κεντρικής βρογχικής μάζας,  
2. ψευδιαυλική περίοδος.  Διαρκεί από την 7η  μέχρι την 17ηη εβδομάδα κυήσεως (μέγεθος εμβρύου 14 mm),  μετά την οποία έχουν αναπτυχθεί όλοι οι κλάδοι του τραχειοβρογχικού δένδρου. Διαγράφεται η ανάπτυξη μέχρι των τελικών βρογχιολίων. κατά την ποερίοδο αυτή, εμφανίζονται ασύμετρη διχοτόμηση των στελεχιαίων προς 10 κύριους βρόγχους δεξιά και 8 αριστερά, από τους οποίους προέρχονται οι μελλοντικοί τμηματικοί βρόγχοι. Η διαδικασία συμπληρώνεται περί την 16η εβδομάδα κυήσεως και δεν παρατηρούνται περαιτέρω υποδιαιρέσεις. Ο αριθμός των αμιγών αεραγωγών, αργότερα, μειώνεται, καθώς μέρος τους μετατρέπονται σε αναπνευστικά βρογχιόλια, μέσω της διαδικασίας της κυψελιδοποιήσεως. Τα καλυκοειδή κύτταρα στην τραχεία και τους κεντρικότερους βρόγχους μπορούν να αναγνωρισθούν ήδη από τη 13η εβδομάδα της κυήσεως, ενώ οι βρογχικοί αδένες εμφανίζονται στην τραχεία και τους κεντρικότερους αεραγωγούς, είναι ήδη σχηματισμένοι κατά τη γέννηση. Μετά τη γέννηση εμφανίζονται τραχειοβρογχικοί α΄δενες σε περιφερικότερους αεραγγούς. Η διαφοροποίηση των κυττάρων των τρ;αχειοβρογχικών αδένων, σε ορώδη και βλεννώδη, ολοκληρώνεται μετά την 26η εβδομάδα και συνεχίζει στην εξωμήτριο ζωή.  
3 Διαυλική περίοδος. Ακολούθως,  από την 16η μέχρι την 26η εβδομάδα, με περαιτέρω διχοτόμηση αναπτύσσονται τα αναπνευστικά βρογχιόλια, ενώ η παραγωγή συνδετικού ιστού μειώνεται και αναγνωρίζεται η λοβιδιακή διάταξη του παρεγχύματος. το μεσέγχυμα εμπλουτίζεται με νεόπλαστα αγγεία.  
4. σακκοειδής περίοδος.  Άρχεται μετά την 24η εβδομάδα και παρατείνεται μέχρι τη γέννηση. Το σύστημα των κυψελωτών πόρων επεικτείνεται και η αναπνευστική επιφάνεια αυξάνεται με το σχηματισμό κυψελωτών σάκκων. Σε αυτό το στάδιο, αναγνωρίζεται η  επαφή της επιθηλιακής επιφάνειας με το ενδοθήλιο των τριχοειδών,   και τα τριχοειδή καλύπτουν την κυψελιδική επιφάνεια και μπορεί να επιπροβάλλουν μέσα στον αυλό. Με την εξέλιξη της αναπτύξεως, εκβλαστάνει ο συνδετικός ιστός, από το μεσόδερμα που αναμιγνύεται στην κατασκευή των πνευμόνων. Επίσης αναπτύσσεται ο χόνδρινος ιστός, οι λείες μυικές ίνες, και τα αγγεία. Κατά τη διάρκεια των πρ΄των εβδομάδων αναπτύσξεως, εκβλαστάνουν αισθητικές και κινητικές νευρικές ίνες από το εκτόδερμα, που επεκτείνονται στο μεσέγχυμα προς μελλοντική ανάπτυξη των νεύρων των πνευμόνων.
5  Κυψελιδική περίοδος. Εμφανίζονται τα δευτερογενή λοβίδια, επί των ήδη υπαρχόντων πρωτογενών λοβιδίων και σχηματίζονται οι κυψελίδες.
6. μικροαγγειακή ωρίμανση. Εξελίσσεται η εμφάνιση του μονοστρωματικού τριχοειδικού δικτύου.
Καθένα από τα στάδια αναπτύξεως καθοδηγείται από ποικιλία ρυθμιστικών πυροδοτήσεων, που προέρχονται από διαντιδράσεις επιθηλίου-μεσεγχύματος, την  ㎩Ο2, επενεργούσες μηχανικές δυνάμεις, χυμικούς παράγοντες και ποικιλία χυμοκινών και βιολογικών παραγόντων.
 Ο αγγειακός ενδοθηλιακός αυξητικός παράγων (VEGF) είναι απαραίτητος για την εξωμήτριο ανάπτυξη των πνευμόνων και μπορεί να αμπλέκεται στις απότοκες υπερτοξικής εκθέσεως ιστική βλάβη στους πνεύμονες.

  Η κατανόηση της ισορροπίας μεταξύ του πολλαπλασιασμού και της διαφοροποιήσεως των προγεννήτορων κυττάρων σχετίζεται με την κατανόηση της παθογένειας διαφόρων παθολογικών εκτροπών όως η βρογχοπνευμονική δυσπλασία των προώρων και ο καρκίνος του πνεύμονος. Ενώ είναι γνωστό ότι μειωμένα επίπεδα του πρωτοογκογονιδίου Nnty (που η έκφρασή του φυσιολογικά περιορίζεται στον περιφερικό πληθυσμό των επιθηλιακών κυττάρων)  απολήγει στην ανάσχεση της της φυσιολογικής αναπτύξεως, ο υποκείμενος μηχανισμός δεν έχει, ακόμη, ερευνηθεί.

 Δυσμενείς περιβαλλοντικές συνθήκες, όπως η ρύπανση της ατμόσφαιρας, έχουν σημαντικές παρενέργειες στη φυσιολογική ανάπτυξη των πνευμόνων, καθώς έχει διχθεί ότι η χρόνια έκθεση σε ατρμοσφαιρικούς ρύπους συνοδεύεται με μείωση της αναπτύξεως των πνευμόνων στα εκτεθειμένα παιδιά. Σε μια μελέτη, έχει δειχθεί ότι οι υψηλότερες τιμές αναπνευστικής λειτουργίας εκτεθειμένων παιδιών συμπίπτουν με χαμηλότερες τιμές των μη εκτεθειμένων[i]. Παράγοντες που επεμβαίνουν στην ανάπτυξη των πνευμόνων μπορεί να επιμένουν επί διάστημα μετά τη γέννηση και να προκαλούν μείωση της λειτουργίας των αεραγωγών, που δεν απολήγει αναγκαστικά στην εμφάνιση επιμόνων συμπτωμάτων, αλλά αυξάνει τις πιθανότητες μειώσεως της αναπνευστικής λειτουργίας, και την εγκατάσταση επίμονου περιορισμού της ροής, κατά την ενήλικο ζωή, τόσο στους άνδρες, όσο και στις γυναίκες.
 Η φυσιολογική ανάπτυξη των πνευμόνων ποικίλλει με την ηλικία και το φύλο, και επηρεάζεται από πληθώρα παραγόντων. Η σημασία των παραγόντων αυτών μπορεί να διαφέρει, ανάλογα με τη χρονική στιγμή της αναπτύξεως που εμφανίστηκαν/ενεργοποιήθηκαν και το φύλλο.
 Οι υποβλεννογόνιοι αδένες στους πνεύμονες διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στη διάδρομη ποικιλίας παθήσεων με υπερβολική παραγωγή εκκρίσεων, όπως η χρονία βρογχίτιδα, το άσθμα, και η κυστική ίνωση. Στις καταστάσεις αυτλές, οι τραχειοβρογχικοί α΄δενες υφίστανται ανώμαλη ανάπτυξη και διαφοροποίηση, μέσω διαδικαιών που δεν έχουν επαρκώς κατανοηθεί.
 Για την καλύτερη κατανόηση των παθοφυσιολογικών μηχανισμών που οδηγούν στην υπερτροφία και υπερπλασία των τραχειοβρογχικών αδένων των πνευμόνων ενηλίκων, έχουν καταβληθεί προσπάθειες προκειμένου να διευκρινισθούν οι μηχανισμοί που ρυθμίζουν τη φυσιολογική ανάπτυξη των υποβλεννογονίων ασδένων στους αεραγωγούς. Από τις μελέτες εκείνες έχει αναγνωρισθεί συστηματική σχέση μεταξύ του φαινότυπου των αρχεγόνων κυττάρων στην επιθηλιακή επιφάνεια των αεραγωγών και των υποβλεννογονίων αδένων, και, έτσι, πιστεύεται ότι οι υποβλεννογόνιοι αδένες ασκούν προστατευτικό ρόλο για τα αρχέγονα επιθηλιακά κύτταρα των αεραγωγών. Τα πολυδύναμα κύτταρα των επιφανειών των αεραγωγών έχουν την ικανότητα να διαφοροποιούνται σε κροσσωτά κύτταρα, διάμεσα, και βασικά κύτταρα, ακόμη και σε κύτταρα των τραχειοβρογχικών αδένων. Τα κύτταρα αυτά αποτελούν αντικείμενο εντατικής έρευνας, προκειμένου να διερευνηθεί η ικανότητά τους να πολλαπλασιάζονται και να διαφοροποιούνται κατά την εξέλιξη ποικιλίας παθολογικών εκτροπών.

  Συνδετικός ιστός. Οι επεκτεινόμενοι βρόγχοι, επινεμούνται την αρχική μάζα αδιαφοροποίητου μεσεγχυματικού ιστου, από το οποίο, αργότερα, αναπτύσσεται το μεσοθωράκιο, και εκτείνεται πλάγια, προς τις υπεζωκοτικές κοιλότητες. Η μεγενθυνόμενη μάζα επινεμείται από μια στρώση μεσοθηλιακών κυττάρων, συναφή με τον μυοεπιθηλιακό χιτώνα των πλευριτικών χώρων. Η μεσεγχυματική μάζα επμπλουτίζει την προοδευτική διχοτόμηση των βρόγχων και εξελίσεται προς τον συνδετικό ιστό, τις λείες μυικές ίνες, τα χόνδρινα ημικρίκια και δισκία, και τα άλλα είδη υποστηρικτικού ιστού.

 Τα συστατικά του συνδετικού ιστού αραιώνουν προς την περιφέρεια των πνευμόνων, σχηματίζοντας ένα λεπτό δίκτυο ινών, που υποστηρίζουν τους αναπτυσσόμενους κυψελωτούς σάκκους και κυψελίδες.
 Κυψελίδες. Οι κυψελίδες των νεογεννήτων διαφέρουν σημαντικά, μορφολογικά,  από εκείνες του ενήλικος καθώς είναι λιγότερο σχηματισμένες περισσότερο στρόγγυλες, και λιγότερο γωνιώδεις, αν και εξυπηρετούν τις ίδιες λειτουργίες, όπως επί ενηλίκων. Οι πνεύμονες αυξάνουν σε μέγεθος από περίπου 250 ml κατά τη γέννηση, σε 6000 ml στον ενήλικα, και από 60 gr βάρους, σε 750 gr. Το μεγαλύτερο μέρος της αναπτύξεως επηρεάζει την βοτρυδιακή ή αναπνευστική ζώνη. Ο λόγος ιστού προς αέρα είναι μεγαλύτερος κατά τη γέννηση, παρ΄ό,τι στην ενήλικο ζωή. Ο ακριβής αριθμός κυψελίδων ατά τη γέννηση δεν είναι εξακριβωμένος και υπολογίζεται από 17Χ106, μέχρι 71Χ106, αλλά κυμαίνεται περίπου στα 25 εκατομμύρια. Οι περισσότεροι συγγραφείς υποστηρίζουν ότι σημειώνεται αύξηση των κυψελίδων κατά την μεταγεννητική περίοδο, μέχρι την πρώιμη παιδική ηλικία. Δεν είναι γνωστό το όριο πέραν από το οποίο ανακόπτεται ο πολλαπλασιασμός των κυψελίδων. Πολλοί υπστηρίζουν ότι το ορίο αυτό εντοπίζεται στο πρώτο έτος ζωής, άλλοι ότι επεκτείνεται μέχρι την ηλικία των 8 ετών. Ο αριθμός των κυψελίδων στου ενήλικος πνεύμονος δεν είναι, επίσης, γνωστός, αν και οι αρχικοί υπολογισμοί του Weibel(296Χ106) δεν φαίνεται να έχουν αναθεωρηθεί. Οι Angus και  Thurlbeck διαπιστώνουν σημαντική διακύμανση στον αριθμόι των κυψελίδων με μέσο όρο κυμαινόμενο από 200-600 εκατομμύρια. Η φυσιολογική ανάπτυξη κυψελίδων αναχαιτίζεται επί προσβολή μεταλοιμωδών βρογχιολιτίδων νεογνικής ηλικίας

 Προφανώς ο αριθμός των κυψελίδων σχετίζεται με το μέγεθος του σώματος ή, ακριβέστερα, με το ύψος. Οι διαστάσεις και ο αριθμός των κυψελίδων ανά μονάδα επιφάνειας και ο αριθμός των αναπνευστικών βρογχιολίων δεν διαφέρουν ανάλογα με το φύλλο, αλλά προφανώς, τα αγόρια έχουν μεγαλύτερους πνεύμονες, παρ΄ό,τι τα κορίτσια, για δεδομένη ηλικία και ύψος.

βλέπε: πνευμονικοί όγκοι
[i] Μαθιουδάκης Γ και συν., δυσμενείς επιπτώσεις της ατμοσφαιρικής ρυπάνσεως.