Θεματολόγιο Πνευμονολογίας

import_contacts Οι βρόγχοι είναι αεραγωγοί που φέρουν χόνδρινη υποστήριξη των τοιχωμάτων τους· βρογχικούς αδένες· καλυκοειδή κύτταρα και λεία μυϊκά κύτταρα, που περιβάλλουν γεωδεσικά τον αυλό και έχουν χαρακτήρες συγκυτίου (: η διέγερση του ενός κυττάρου μεταβιβάζεται στο παρακείμενο, χωρίς τη μεσολάβηση νευρικής απολήξεως ή μεσολαβη- τού). Εντοπίζονται περίπου 23 διαδοχικές γενεές βρόγχων, μετά το διχασμό της τραχείας. μικροσκοπική εικόνα περιφερικού βρόγχου. Διακρίνεται ο  πτυχωμένος βλεννογόνος, με πολλά καλυκοειδή κύτταρα και λεία μυϊκά κύτταρα. Ο μυικός χιτώνας καθίσταται πληρέστερος προς την περιφέρεια, όπου τα χόνδρινα συγκρίμματα αραιώνονται, μέχρι την τελική εξαφάνισή τους. Ο μυϊκός χιτώνας προσφέρει μια συνεχή τάση ήπιας συσπάσεως, που –τελεολογικά- ελέγχει το πλάτος και μήκος του βρόγχου, για την πλεονεκτικότερη προσαρμογή του νεκρού χώρου, στις συνθήκες του αερισμού. Η τάση αυτή ονομάζεται μυϊκός, βρογχικός τόνος. Ο επιθηλιακός χιτώνας επενδύει το εσωτερικό του βλεννογόνου και αποτελείται από ψευδοπολύστοιβο (πρόκεται περί μονόστοιβου) κροσσωτό επιθήλιο, βασικά και καλυκοειδή κύτταρα. Οι κροσσοί κινούνται ρυθμικά και συντονισμένα (μετάχρονη κίνηση) και τα κύματα της κάμψεώς τους μεταδίδονται, οργανωμένα, από κύτταρο σε κύτταρο, (συγκύτιο), έτσι, ώστε, οποιαδήποτε σωματιδιακή ύλη παγιδεύεται στη gel φάση της βλέννης, εντός της οποίας κινούνται, προωθείται ταχέως, προς τον φάρυγγα από όπου καταπίνονται ή αποχρέμπτονται. Τα κροσσωτά επιθήλια, μαζύ με τη βλέννη, συγκροτούν ουσιώδες μέρος της άμυνας του αναπνευστικού. οι μεγσλύτεροι βρόγχοι διαθέτουν βοτρυοειδείς βλεννοεκκριτικούς αδένες, εξωγενείς, δηλαδή διαθέτουν εκφορητικό πόρο, που εντοπίζονται στον υποβλεννογόνιο χιτώνα.  |Βρόγχοι | στελεχιαίοι |μορφομετρία|Αεραγωγοί. Λόγω του τρόπου διχοτομήσεως των αεραγωγών (ασύμμετρος διχοτόμηση), η ολική εγκάρσια διατομή των μεγάλων κεντρικών αεραγωγών είναι πολύ μικρότερη της ολικής εγκάρσιας διαμέτρου των περιφερικών αεραγωγών. Ο όρος ‘ασύμμετρος’ δηλώνει ότι οι δύο θυγατρικοί κλάδοι διαφέρουν μεταξύ τους (και με το μητρικό τους κλάδο) ως προς το μήκος και την επιφάνεια εγκάρσιας διατομής. Η διακλάδωση του τραχειοβρογχικού δένδρου αριθμείται μ΄έναν από τους εξής δύο τρόπους: [α] Οι θυγατρικές γενεές αριθμούνται από το 0 (τραχεία) προοδευ­τι­κά προς την περιφέρεια, [β] η γονική τάξη αριθμείται από το τελικό βρογ­χι­όλιο τρίτης τάξεως, διαμέτρου ³0.7 cm, που παίρνει τον αριθμό 1. Ως δείκτης διακλαδώσεως ορίζεται ο λόγος του αριθμού διαιρέσεων για κάθε τάξη, προς τον αριθμό διακλαδώσεων της αμέσως ανώτερης τάξεως. Για τον ανθρώπινο πνεύ­μονα, ο δείκτης διακλαδώσεως είναι περίπου ίσος με 1.4, όχι ακριβώς 2, όπως θα αναμενόταν προκειμένου για ένα, ακριβώς διχοτο­μού­μενο, σύστημα. Η διάμετρος κάθε τάξεως μπορεί να υπολογισθεί από τη διάμετρο του θυγατρικού κλάδου, εκτός από τα περιφερικά αναπνευστικά βρογχιόλια, 1ης τάξεως. Κάθε θυγατρικός κλάδος είναι διαταγμένος ‘εν σειρά’ με κλάδους επόμενης (ή προηγούμενης) γενεάς. Κάθε κλάδος είναι, επίσης, διαταγμένος ”εν παραλλήλω” με παρακείμνους κλάδους ίδιας γενεάς. Οι πρώτες 16 γενεές των αεραγωγών ονομάζονται αμιγείς αεραγωγοί επειδή δεν περιέχουν κυψελίδες και αποτελούν το νεκρό χώρο. Κυψελίδες εμφανίζονται μετά την 17^η γενεά μέχρι τη 19^η, στα αναπνευστικά βρογχιόλια, που συνθέτουν τη μεταβατική ζώνη. Ονομάζεται έτσι, επειδή έχει διπλή αποστολή: εκείνη της αγωγής, ενώ, ταυτόχρονα, διενεργείται ανταλλαγή αερίων. Από την 20^η μέχρι την 22^α γενεά, είναι αεραγωγοί, τα τοιχώματα των οποίων απαρτίζονται από τα στόμια των κυψελίδων. Αποτελούν τους κυψελωτούς πόρους και σάκκους και ολοκληρώνουν την αναπνευστική ζώνη.  Το τμήμα του πνεύμονοις που αρδεύεται από ένα αναπνευστικό βρογχιόλιο ονομάζεται βοτρύδιο. Όλοι οι αεροχώροι ενός βοτρυδίου συμμετέχουν στην ανταλλαγή αερίων. Οι πολυάριθμες διακλαδώσεις του των αεραγωγών συνθέτουν μια τεράστια εγκάρσια επιφάνεια ακόμη και εάν η ατομική διάμετρος κάθε αεροχώρου είναι ιδιαζόντως μικρή. Οι σχέσεις των διαμέτρων των τμημάτων του τραχειοβρογχικού δένδρου έχουν ως εξής: βατότητα αεαγωγών. Για την άρτια λειτουργία της αναπνοής, το πνευμονικό παρέγχυμα πρέπει να είναι σε αδιασάλευτη επικοινωνία με το περιβάλλον, ώστε όλες οι γενιές των αεραγωγών πρέπει να παραμένουν βατοί. Η  βατότητα των αεραγωγών εξασφαλίζεται με τη δράση των εξής, τεσσάρων παραγόντων. [α] το φαινόμενο του ικριώματος. Η αρχιτεκτονική των πνευμόνων υποστηρίζεται από τους χόνδρους που φέρουν τα τοιχώματα των αεραγωγών και από τη στυτική λειτουργία των πνευμονικών αγγείων. Οι παράγοντες αυτοί εισφέρουν στη διατήρηση του παρεγχύματος ως περιέκτου αέρος.

[β] ακτινωτή υποστήριξη. Οι μικρότεροι αεραγωγοί, που στερούνται χόνδρινων υποστηριγμάτων, φέρουν ελαστικές και άλλες ίνες, που πακτώνονται στο παρακείμενο παρέγχυμα. Το παρέγχυμα διατεινόμενο προκαλεί παραμόρφωση των ινών και αύξηση της έλξεως που αυτές ασκούν στο τοίχωμα των αεραγωγών. Με την ακτινωτή υποστήριξη του παρεγχύματος, μεταφέρεται μεγάλο μέρος της κλίσεως της πιέσεως μεταξύ του υπεζωκότος και του περιβάλλοντος στους παρακείμενους αεραγωγούς, με αποτέλεσμα να συμβάλλουν στη βατότητά τους, όπως διατηρούν στη θέση του τα σχοινιά ενός αντίσκηνου. Η τάση που ασκείται μέσω της ακτινωτής υποστηρίξεως είναι ανάλογη του πνευμονικού όγκου.
[γ] δίκτυο ασφάλειας. Οι δεσμίδες των ινών, συμπεριλαμβανομένων των κολλαγονικών ινών, που διατρέχουν το πνευμονικό παρέγχυμα δρουν ως δίκτυ ασφαλείας που εμποδίζει την υπερέκπτυξη και προστατεύει τους πνεύμονες από τη ρήξη.
[δ] επιφανειακή τάση. Η επιφανειακή τάση που ασκείται επί των τοιχωμάτων των κυψελίδων ασκεί δύναμη που τείνει να συμπιέζει μερικές κυψελίδες, ενώ διατείνει άλλες, τις μεγαλύτερες, μεταξύ των οποίων και τους μικρούς αεραγωγούς. 
Προκειμένου οι αεραγωγοί να εισφέρουν στον πνευμονικό αερισμό, πρέπει να είναι βατοί. Οποιαδήποτε απόφραξη, που επισυμβαίνει σε οποιοδήποτε σημείο του αναπνευστικού κύκλου, έχει δυσμενείς συνέπειες στην ανταλλαγή αερίων. Έτσι, η επανένταξη των κλειστών αεραγωγών στη διαδικασία του πνευμονικού αερισμού, πρέπει να αποκατασταθεί η βατότητά τους. Για τη διάνοιξη των "εξαρτημένων" (à31)  αεραγωγών πρέπει, κατ΄αρχήν, η υπεζωκοτική πίεση να επανέλθει σε αρνητικές τιμές, και η κλίση της από την ατμοσφαιρική πίεση πρέπει να έχει ικανό μέτρο, ώστε να υπερνικήσει τις αντιστάσεις που προβάλλονται για τη διάνοιξη των αεραγωγών. Με άλλα λόγια, πρέπει να εφαρμοστεί ικανή πίεση προκειμένου να μετακινηθεί μικρή ποσότητα αέρος. Η καμπύλη πιέσεως όγκου (à) καθίσταται πολύ επίπεδη και το έργο αναπνοής (à596) αυξάνεται υπέρμετρα.
Λείες μυϊκές ίνες αεραγωγών. Οι λείες μυϊκές ίνες υφίστανται τον έλεγχο και των δύο κλάδων του ΑΝΣ, η ανατροπή της ισορροπίας των οποίων έχει θεωρηθεί μεταξύ των πλέον σημαντικών αιτιοπαθογενετικών μηχανισμών του βρογχικού άσθματος[i]. Από τους με­τα­γαγγλιακούς νευρώνες του παρασυμπαθητικού απελευ­θερώνεται ακετυλο­χο­λί­νη(à201), που προκαλεί σύσπαση των λείων μυϊκών κυττάρων, ενώ τουλάχιστο σε πειραματόζωα έχουν απομονωθεί μεταγαγγλιακές συμπαθητικές ίνες, που απ­ελευ­θερώνουν νορεπινεφρίνη, που προκαλεί χάλαση των λ. μ. ινών, βρογχο­δια­στολή, αναστολή των εκκρίσεων και αγγειοσύσπαση. Οι λείες μυϊκές ίνες των βρόγ­χων έχουν ακόμη την ιδιότητα της αυτόματης ρυθμικής συσπάσεως και της διαδόσεως της αυτόματης περιοδικής αποπολώσεως, στα παρακείμενα κύτταρα. Με τον τρόπο αυτό, αραιές νευρικές ώσεις συντηρούν συνεχώς τον τόνο του αεραγωγού, του οποίου η εγκάρσια διάμετρος και το μήκος ελέγχονται διεξοδικά. Υφίσταται, έτσι, ρυθμίσεις με τις οποίες επιδιώκεται η πλεονεκτικότερη προσαρμογή του νεκρού χώρου στις μεταβολές του αερισμού. Ο ρυθμιστικός αυτός ρόλος είναι, πάντως, οριακής σημασίας και η ύπαρξή του είναι τελεολογικά δυσερμήνευτη. Η σημασία της λειτουργίας του μυοελαστικού συστήματος του βρογχικού δένδρου στην απο­κόλ­ληση και τη μετακίνηση των εκκρίσεων δεν πρέπει να υποεκτιμηθεί. Τα επιφα­νέ­στερα στηρικτικά στοιχεία των μεσομεγέθων αεραγωγών είναι οι κυκλοτερείς μυϊκές ίνες έτσι, ώστε, στο επίπεδο αυτό, ο αντανακλαστικός βρογχόσπασμος είναι περισσότερο έκδηλος. Στους περιφερικότερους αεραγωγούς, η ποσότητα των λεί­ων μυϊκών κυττάρων μειώνεται σημαντικά και σχεδόν σπανίζει στο επίπεδο των τελικών βρογχιολίων. Επί χρονίας αποφρακτικής πνευμονο­πάθειας, όμως, επισυ­μβαί­νει πολλαπλασιασμός των λείων μυϊκών ινών περιφερικά, έτσι, που είναι δυνατό να εντοπισθούν μέχρι τα στόμια των κυψελιδικών πόρων[ii].
ΠΑΘΟΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΤΩΝ ΜΙΚΡΩΝ ΑΕΡΑΓΩΓΩΝ [βλέπε: παθοφυσιολογία μικρών αεραγωγών]
κινητικά φαινόμενα αεραγωγών. Οι μικροί, λεπτοτοιχωματικοί, αμιγείς αεραγωγοί εισφέρουν μικρές αντιστάσεις στη ροή αέρος, δι αυτών, που είναι γραμμική και όχι στροβιλώδης, όπως στους μεγάλους αεραγωγούς. Η αντίσταση στους αεραγωγούς είναι αντιστρόφως ανάλογη με την ακτίνα τους στην 4η. Τρία φυσιολογικά φαινόμενα εξελίσσονται κατά μήκος του βρογχικού δένδρου και των περιφερικών αεροχώρων (&): [α] προώθηση του αέρος δια ροής -στροβιλώδους στην αρχή, γραμμικής σε περιφερικότερους αεραγωγούς, με μικρότερο αριθμό Reynolds (), που οφείλεται στην κλίση της διαπνευμονικής πιέ­σε­ως· [β] μίξη του εισπνεομένου αέρα με τον αέρα που υπάρχει στους περιφε­ρικό­τερους αεραγωγούς και τις κυψελίδες. Η μίξη εξαρτάται από τη μερική πίεση και τη διαλυτότητα του αναπνεομένου μίγματος. Τα δύο προηγούμενα φαινόμενα δεν είναι αμοιβαία αποκλειστά. Μοριακή διάχυση επισυμβαίνει και στους κεντρικό­τε­ρους αεραγωγούς, προς και από το κύριο ρεύμα (ένα φαινόμενο γνωστό σαν σκέ­δα­ση κατά Taylor, à131),  ενώ κάποιου βαθμού ροή αναπτύσσεται ακόμη και στις περιφερικές μοίρες του πνεύμονος, ιδαίτερα, πχ., στις περιοχές μεταδόσεως της καρδιακής ώσεως. [γ] παθητική διάχυση των μορίων των αερίων  μέσω της κυψελιδοτριχοειδικής μεμβράνης.
σύγκλειση αεραγωγών. Η σύγκλειση αεραγωγών συνεπάγεται αύξηση του έργου αναπνοής και προκαλεί διαταραχές αερισμού-αιματώσεως. Οι ατελεκτατικοί αεραγωγοί παριστουν πηγή διαταραχής αερισμού-αιματώσεως, που οδηγούν σε υποξαιμία ή/και υπερκαπνία, ενώ, ταυτόχρονα, απαιτείται τεράστια πίεση, προκειμένου να επανανοιχθούν, λόγω των ισχυρών πιέσεων συνοχής (όπως όταν επειχειρούμε να φουσκώσουμε ένα εντελώς ξεφούσκωτο μπαλόνι: όσο περισσότερο αέρα δίνουμε, τόσο ευχερέστερη καθίσταται η περιατέρω διόγκωσή του. αλλά αυτό ως ένα σημείο, όταν το μπαλόνι είναι ήδη πολύ φουσκωμένο, περαιτέρω εμφύσηση αέρος, καθίσταται ιδιαίτερα δύσκολη). Το έργο αναπνοής αυξάνεται, κατά πολύ, όπως και η κατανάλωση Ο₂. Έτσι, παρατηρείται μείωση της FRC, της Ρ_V̄O₂  και του έργου αναπνοής.

Αεραγωγοί: μορφομετρία.
Οι πρώτες μελέτες εκμαγείων αεραγωγών έχουν παρουσιασθεί, ήδη, από τον 19ο αιώνα, αλλά ακόμη και σήμερα το θέμα δεν μπορεί να θεωρηθεί ότι έχει εξαντληθεί. Ο Weibel[i] (1963), βα­σιζόμενος σε παρατηρήσεις επί εκμαγείων βρόγχων και ιστολογικές μετρήσεις, πα­ρουσίασε ένα πρότυπο βρογχικού δένδρου, επισημαίνοντας τις εξαρτήσεις των διαστάσεων των θυγατρικών κλάδων από τις διαστάσεις των γονικών. Μετά τον Horshfield[ii], οι Raabe και συν[iii], αφού καθόρισαν τα μήκη, τις διαμέτρους, τις γωνίες διακλαδώσεως των κλάδων του τραχειοβρογχικού δένδρου από την τραχεία μέχρι το τελικό βρογχιόλιο(à165), έδειξαν ότι ο αριθμός των διακλαδώσεων του τραχειο­βρογ­χι­κού δένδρου κυμαίνεται από 11 μέχρι 22, ανάλογα με την ανατομική περιοχή, που μελετάται. Έτσι, οι κορυφαίοι και οι άνω λοβαίοι βρόγχοι εξαντλούνται σε μικρό­τε­ρο αριθμό γενεών, παρ, ό,τι άλλοι βρόγχοι. Οι παρατηρήσεις αυτές έδειξαν τη δια­κύμανση του ανοίγματος των γωνιών διακλαδώσεως, του μήκους των βρόγχων, της διαμέτρου και του τύπου υποδιαιρέσεως των κλάδων του τραχειο­βρογχικού δένδρου μεταξύ των διαφόρων ειδών.  Στον πίνακα (à165) παρουσιάζονται συνοπτικά, βα­σι­κές πληροφορίες περί τη φυσιολογική ανατομία του βρογχικού δένδρου. Διαπιστώνεται η τεράστια αύξηση της εγκάρσιας διαμέτρου των περιφερικών αεραγωγών και η σημαντική μείωση του μήκους κάθε θυγατρικού κλάδου. Η φυσιολογική σημασία των διατάξεων αυτών δεν έχει απόλυτα κατανοηθεί, αλλά προφανώς σχετίζεται με τη λειτουργία της προσεγγιζόμενης περιοχής.

Αεραγωγοί: Νεκρός χώρος. Εφ΄όσον η λειτουργική σκοπιμότητα των πνευμόνων είναι η ανταλλαγή των αερίων, η διανομή του αέρος μέσω του συστήματος των κατά σειρά διχοτομήσεων των βρόγχων καταλαμβάνει χώρο που δεν προσφέρεται για λειτουργικούς σκο­πούς (νεκρός χώρος). Με τον περιορισμό, να μην αυξηθεί πολύ το απαιτούμενο έργο προωθήσεως, ο όγκος των αμιγών αεραγωγών πρέπει να είναι ο ελάχιστος δυνατός. Πραγματικά, μόνο 70 ml καταλαμβάνει ο ανατομικός νεκρός χώρος σε κάθε πνεύμονα και αντιστοιχεί περίπου με το βάρος του σώματος (σε Kgr). Ο νεκρός χώρος μπορεί να μετρηθεί με χρήση διαφόρων μεθόδων, που γενικά βασίζοναι στην αρχή διατηρήσεως της ύλης, οι μέθοδοι αυτές διακρίνονται στις αραιώσεως ή διαλύσεως αερίων δεικτών, που χρησιμοποιούνται μέσω ανοικτών ή κλειστών κυκλωμάτων.

Βιβλιογραφία
[i] Leith, Butler, Sneddon, Cough. In: Fisheman, A., P., Macklem, Mead (eds.) Handbook in physiology. Sec. 3. The respiratory system. Bethesda, American Physiological society. 1986∙ 315-316