IV. Методические указания студентам по подготовке к занятию. 1. Организационно-методические указания по подготовительной части
1. Организационно-методические указания по подготовительной части
самостоятельной работы
При подготовке к практическому занятию используется рекомендованная литература, конспект прослушанных лекций «Дыхательная система», образцы рисунков (трахея, легкое, аэрогематический барьер, схема ацинуса, схема респираторного эпителия) и основные гистологические препараты: трахея, легкое.
2. Методические указания студентам по реализации целевых установок подготовки к занятию
Сначала изучить в теории общие принципы организации, развитие и классификацию компонентов дыхательной системы, затем эпителий воздухоносных путей: классификацию клеток, их ультраструктуру и цитофизиологию. Изучить основные гистологические препараты в микроскопе при малом и большом увеличении. Используя иллюстративный материал (атлас, таблицы, образцы рисунков) закрепить полученные знания зарисовкой в альбом изучаемых структур. Разобрать схему строения многорядного реснитчатого эпителия, представленную в учебнике (рис.296) и пользуясь образцом рисунка к практическому занятию, зарисовать в альбом, обозначить все клетки. Затем изучить трахею: ее оболочки и ткани, посмотреть гистологический препарат трахеи, рисунок в учебнике (299,300), в атласе (рис. 498,499) и зарисовать в альбом, на рисунке обозначить оболочки, эпителий, железы и хрящевые полукольца.
Разобрать бронхиальное дерево: строение крупных, средних и мелких легочных бронхов, терминальных бронхиол, обратить внимание на особенности строения стенки бронхов различного калибра. Рассмотреть строение бронхов на гистологическом препарате легкого, окрашенным гематоксилином и эезином, уметь выделить оболочки, ткани и структуры: железы, хрящевые пластинки и островки, эпителий и мышечную пластинку слизистой оболочки. Используя иллюстративный материал (атлас (рис.503), образец рисунка к практическому занятию): зарисовать часть легкого с бронхами. Изучить строение респираторного отдела легкого, уяснить понятие «ацинус» и его компоненты: респираторные бронхиолы 3-х порядков, альвеолярные ходы и мешочки. Разобрать и зарисовать в альбом простую схему ацинуса (учебник (рис. 304), образец рисунка к практическому занятию). Изучить тонкое строение эпителия респираторной бронхиолы (учебник рис.305) , на гистологическом препарате обратить внимание на сильное развитие мышечной пластинки. Изучить альвеолы: строение альвеолярного эпителия, ультраструктуру и функции альвоолоцитов, строение аэрогематического барьера, понятие сурфактанта, межальвеолярные перегородки, зарисовать схему аэрогематического барьера в альбоме, обозначить его компоненты: респираторный альвеолоцит , эндотелиоцит, базальные мембраны респираторного эпителия и эндотелия капилляра, альвеолоцит I типа, эндотелиоцит, сурфактант. Использовать иллюстративный материал: учебник (рис.307,308), атлас (рис.508.509), таблицы № 244, 245. Ознакомиться с кровоснабжением дольки, иннервацией и возрастными изменениями в легких, иллюстрации (учебник рис. 309,310).
3. Задачи на предстоящее занятие
На занятии надо быть готовым ответить с места или у доски, используя таблицы, на вопросы по изученному материалу, зарисовать на доске основные рисунки: схему ацинуса, альвеолы, аэрогематического барьера. Можно дополнить ответы других студентов, принять участие в дискуссии при устном разборе материала, задать вопросы преподавателю, если требуется разъяснить не до конца понятый материал. На 2-м часе занятия выслушать описание основных гистологических препаратов: «Трахея» (окраска гематоксилином и эозином), «Легкое» (окраска гематоксилином и эозином), осуществить их микроскопирование и выполнить необходимые рисунки в альбоме, для чего иметь набор цветных карандашей.
4. Вопросы и задачи для самоконтроля знаний
Дайте определение понятия «дыхательная система», каковы принципы её организации?
Дайте структурно-функциональную характеристику эпителию дыхательных путей, его регенерация?
Какова структурная организация трахеи, ее функции?
Как организовано бронхиальное дерево, классификация бронхов?
Каковы особенности развития бронхов и респираторных отделов?
Каковы особенности строения стенки бронхов различного калибра?
Как построен ацинус, какие компоненты его образуют?
Какое строение имеют альвеолы, дайте структурно-функциональную характеристику альвеолярному эпителию.
Строение и функции аэрогематического барьера, понятие сурфактанта, его роль в дыхании?
Кровоснабжение и иннервация легкого.
Возрастные изменения в дыхательных органах?
V. Учебные материалы
1.Обучающие ситуационные задачи и варианты их решения.
При длительном восталительном процессе происходит повреждение и гибель клеток респираторного эпителия, назовите источники регенерации?
Ответ: секреторные альвеолоциты II типа.
У новорожденного 37 недель внезапно развилась пневмония. На рентгеновских снимках отмечается спадение стенок альвело. При вдохе часть альвеол не расправляются. В чем причина этого явления
Ответ: недостаток сурфактанта, у недоношенного ребенка нарушено его созревание.
Какие функции, кроме газообмена, выполняет дыхательная система, какие структуры связаны с этими функциями?
Ответ: эндокринная – базальнозернистые клетки эпителия, иммунная – дендритные клетки и лимфоциты в эпителии и собственной пластинке слизистой оболочки, БАЛТ система бронхов, альвеолярные макрофаги респираторных отделов, депо крови, синтез тромбопластина, метаболизм ангиотензинов.
Жители промышленного мегаполиса вдыхают грязный воздух, как происходит его очищение, какие структуры дыхательных путей его обеспечивают?
Ответ: реснитчатый эпителий, мерцание ресничек механически очищает воздухоносные пути, секрет смешанных желез подслизистой основы, обеспечивает прилипание инородных частиц и микробов и препятствует контакту с эпителием, обладает бактерицидными свойствами, респираторные альвеолоциты и альвеолярные макрофаги в респираторном отделе очищают альвеолы.
При бронхиальной астме приступы удушья вызываются продолжительным сокращением гладких мышечных клеток внутрилегочных бронхов. Бронхи какого калибра задействованы в этом процессе?
Ответ: мелкие, терминальные бронхиолы.
Тестовые задания
1.Какие клетки участвуют в формировании аэрогематического барьера?
А) альвеолоциты I типа,
Б) альвеолоциты II типа,
В) миоэпителиальные? Ответ: A.
2. Какие клетки очищают альвеолы от пыли и микроорганизмов?
А) альвеолоциты I типа,
Б) альвеолоциты II типа,
В) альвеолярные макрофаги. Ответ: В.
3. В каком отделе ацинуса легкого имеется кубический эпителий?
A) в респираторных бронхиолах,
Б) в альвеолярных ходах,
В) в альвеолярных мешочках? Ответ: А.
2.Бланк графического отчёта по практическому занятию
(рисунки в альбоме)
| Дыхательная система: трахея, бронхи, легкое Рис. 1. Трахея. Окраска гематоксилином и эозином. Рис. 2.Легкое. Окраска гематоксилином и эозином. Рис. 3. Схема ацинуса. Рис. 4. Схема аэрогематического барьера. Рис. 5. Схема эпителия воздухоносных путей | ||
| выполнил | ||
| принял |
3.Учебная информация для использования на занятии
Органы дыхательной системы обеспечивают дыхательную и недыхательные функции. Дыхательная связана с газообменом, нагреванием, увлажнением и очищением воздуха от пыли и микробов. Недыхательные функции: эндокринная – во всех отделах располагаются эндокринные клетки, выделяющие пептидные гормоны и биоамины; иммунная обеспичивается дендритными клетками и лимфоцитами в эпителии, плазмацитами и лимфоцитами в собственной пластинке слизистой оболочки, альвеолярными и интерстициальными макрофагами в респираторном отделе, а также в бронхах присутствует лимфоидная ткань, так называетмая «БАЛТ» система – бронхоассоциированные лимфоидные скопления в виде лимфоузелков и парафолликулярных участков; депонирование крови – форменных элементов – лейкоцитов и тромбоцитов, регуляция свертывания крови – выработка тромбопластина и гепарина, также в легких за счет активности ангиотензин-конвертирующего фермента неактивный ангиотензин I превращается в ангиотензин II, сосудосуживающий фактор, стимулирующий выделение альдостерона надпочечниками.
Воздухоносные пути подразделяются на вне- и внутрилегочные, первые включают ротовую полость, носоглотку, гортань, трахею и внелегочные бронхи, вторые образованы легочными бронхами и бронхиолами. Эпителий воздухоносных путей однослойный многорядный призматический, состоит из семи типов клеток: реснитчатых, бокаловидных, низких вставочных (базальных) и высоких вставочных (промежуточных), безреснитчатых, секреторных Клара, эндокринных и дендритных. Все эпителиальные клетки связаны полудесмосомами с базальной мембраной (признак однослойности), но при этом отличаются по величине и форме, поэтому их ядра располагаются в несколько рядов. Реснитчатые эпителиоциты призматической формы высотой 38 мкм с овальным, расположенным в верхнем ряду ядром и оксифильно окрашенной цитоплазмой, богатой митохондриями. На апикальной поверхности имеется 100-250 ресничек высотой 5-7 мкм, которые способны совершать до 25 мерцаний в секунду и приводить в движение слизь, обволакивающую воздухоносные пути. Мерцательный аппарат чувствителен к вирусам гриппа и компонентам табачного дыма, под воздействием которых мукоцилиарное очищение осложняется, регенерация протекает за 2 недели. Бокаловидныеклетки – гландулоциты, вырабатывающие слизь. Имеют базофильно окрашенную «ножку» с гранулярной эндоплазматической сетью, тёмное складчатое ядро, расположенное в среднем ряду ядер, и широкую апикальную часть с развитым комплексом Гольджи и крупными светлыми секреторными гранулами, дающими положительную ШИК-реакцию на мукоидные вещества.Эндокриноциты – гормонпродуцирующие аргентаффинные клетки Драша. Имеют коническую форму, округлое ядро со складчатой кариолемой и светлую цитоплазму с умеренно развитыми гранулярной эндоплазматической сетью и комплексом Гольджи. При импрегнации серебром в базальной части цитоплазмы выявляются секреторные гранулы. В них содержатся флюорогенные амины и гормоны пептидной природы. Высокие вставочные клетки – эпителиоциты, дифференцирующиеся в реснитчатые, бокаловидные или эндокринные клетки. Они не достигают поверхности эпителия, имеют клиновидную форму, овальное ядро, расположенное в одном ряду с ядрами бокаловидных и эндокринных клеток, и светлоокрашенную цитоплазму, бедную органеллами.
Базальныеэпителиоциты – низкие вставочныекамбиальные клетки конической формы. Ядра клеток располагаются в нижнем ряду. Время обновления эпителия за счёт камбия составляет 5-7 суток. Бранхиолярные клетки Клара располагаются в терминальных и респираторных бронхиолах, призматической формы, апикальная часть в виде купола выступает в просвет, в ней накапливаются плотные секреторные гранулы. Развиты гранулярная и агранулярная ЭПС. Клетки выделяют компоненты мембранной фазы сурфактанта участвуют в детоксикации химических соединений. Безреснитчатые клетки локализованы в эпителии бронхиол, призматической формы, на апикальной части имеют многочисленные короткие тупые микроворсинки, к базальной части клеток подходят чувствительные нервные окончания. Клетки способны всасывать компоненты слизи, а также, возможно, выполняют роль хеморецепторов. Дендритные клетки антиген-представляющие костномозгового происхождения, располагаются по всему мерцательному эпителию, составляют 1%, захватывают антигены и стимулируют пролиферацию лимфоцитов. Отростчатой формы, их длинные отростки проникают между клетками эпителия, связаны между собой межклеточными контактами в единую сеть. Эпителий очищает слизистую оболочку от пыли и микробов, этому способствует слизь на поверхности и ее постоянное перемещение реснитчатым эпителием в направлении глотки –«мукоцилиарный защитный транспорт». Слизь препятствует высыханию эпителия, создает среду для жизни клеток и препятствует проникновению микробов. Изменение объема и свойств слизи (например: гиперпродукция у курильщиков, или повышение вязкости у больных муковисцедозом) приводят к воспалительным процессам и повреждению эпителия, повреждение ресничек мерцательных клеток происходит при наркозе, вирусных заболеваниях. При хронических воспалительных процессах в отдельных участках происходит замещение эпителия на многослойный плоский.
Трахея– трубчатый орган, стенка состоит их 4 оболочек: слизистой, подслизистой основы, волокнисто-хрящевой и адвентициальной.
Слизистая оболочка включает эпителий - однослойный многорядный призматический, состоящий из 5 типов клеток: реснитчатых, базальных, бокаловидных, эндокринных и дендритных.
Имеет собственную соединительнотканную пластинку, образованную рыхлой волокнистой тканью, богатой продольно-ориентированными эластическими волокнами и циркулярными пучками гладких миоцитов, густая сеть капилляров образует субэпителиальное сплетение, мышечная пластинка отсутствует.
Подслизистая основа образована рыхлой волокнистой соединительной тканью с более грубым строением коллагеновых волокон, содержит сосудистые сплетения и концевые отделы сложных разветвленных альвеолярно-трубчатых белково-слизистых желез, выводные протоки которых открываются в просвет органа. Волокнисто-хрящевая оболочка состоит из хрящевых гиалиновых полуколец не замкнутых на задней стенке, обращенной к пищеводу, что не мешает прохождению пищи. Свободные концы хрящей соединяются пучками гладкомышечных клеток, промежутки между полукольцами заполнены рыхлой соединительной тканью, переходящей в надхрящницу. Адвентициальная оболочка образована рыхлой соединительной тканью с сосудами, нервами, связывает трахею со средостением.
Бронхи по строению делятся на крупные (долевые, зональные, сегментарные), средние (субсегментарные), мелкие (внутридольковые). Слизистая оболочка выстлана многорядным призматическим эпителием толщина которого уменьшается с калибром бронха, по клеточному составу он сходен с трахеей, однако в дистальных отделах появляются клетки Клара и каемчатые, исчезают бокаловидные, а эпителий становится двурядным. Собственная пластинка богата продольно направленными эластическими волокнами, придающими эластичность стенке бронха при дыхании. Мышечная пластинка представлена косоциркулярными пучками гладкомышечных клеток, хорошо развита в мелких бронхах (при астматическом бронхите и бронхиальной астме у больных резко затрудняется выдох, причиной является спазм мускулатуры, при котором происходит сужение просвета мелких бронхов). Строение подслизистой основы сходно со строением в трахее, однако количество желез постепенно уменьшается и в мелких бронхах железы отсутствуют, уменьшается и количество соединительной ткани. Гиалиновый хрящ в крупных бронхах представлен в ивде пластинок, в средних – в виде островков, а в мелких – полностью отсутствует. Терминальные отделы бронхов – бронхиолы, диаметром не более 0,5мм, выстланы однослойным кубическим реснитчатым эпителием, в котором имеютмя реснитчатые, щеточные и клетки Клара, собственная пластинка содержит эластические волокна и продольно ориентированные тонкие пучки гладких миоцитов. При острых воспалительных процессах в бронхах происходит повреждение эпителия, а сократимость возрастает - «бронхоспазм», увеличивается секреция слизи - «мокрота», в которой нередко выявляются микроорганизмы. При хронических заболеваниях происходит повреждение эластического каркаса и просвет бронхов расширяется, появляются мешковидные вздутия – «бронхоэктазы».
Респираторный отдел легкого выполняет функцию газообмена и состоит из структурно-функционалных единиц – ацинусов. Ацинус включает респираторные бронхиолы трех порядков, альвеолярные ходы и альвеолярные мешочки. Ацинусы разделены тонкими прослойками соединительной ткани, около 12-18 ацинусов образуют легочную дольку. Респираторные бронхиолы выстланы однослойным кубическим эпителием, состоящим из клеток Клара и отдельных реснитчатых. На стенках альвеолярных ходов и мешочков располагается несколько десятков альвеол. Альвеолы ( у взрослого чесловека их около 400 млн., поверхность при вдохе 140 квадратных метров), разделены тонкими перегородками, содержащими капилляры, занимающие 75% площади, между альвеолами отверстия диаметром 10-15мкм – «альвеолярные поры». Полость альвеолы выстлана однослойным многорядным эпителием, состоящим из респираторных альвеолоцитов I типа и секреторных альвеолоцитов II типа, у животных описаны клетки III типа – щеточные. Также в альвеолах встречаются свободные макрофаги, перемещающиеся по поверхности эпителия. Клетки I типа расположены на базальной мембране, по форме плоские, с утолщенной цитоплазмой в области ядра. Занимают 95% поверхности альвеолы. Базальная мембрана эндотелия капилляра соматического типа, располагающегося в межальвеолярной перегородке, плотно прилежит к базальной мембране альвеолоцита, толщина участка около 0,2 - 0,5 мкм, покрытого сурфактантом.
Клетки II типа покрывают лишь 2-5% площади поверхности альвеолы, расположены поодиночке или группами, между респираторными клетками. Кубической формы, хорошо развиты органеллы синтеза – пластинчатый комплекс, гранулярная и агранулярная эндоплазматическая сеть, в цитоплазме содержатся МВТ (мультивезикулярные) и секреторные гранулы - ОПТ (осмиофильные пластинчатые тельца), диаметром 1-2мкм, содержащие фосфолипидную фазу сурфактента. Содержимое гранул выделяется на поверхность эпителия, образуя сурфактант. Сурфактант – поверхностно-активное вещество, препятствует спадению стенок альвеол на выдохе, он снижает поверхностное натяжение пленки тканевой жидкости, формирует противоотечный барьер для выделения жидкости из интерстиция в альвеолы, обладает бактерицидными и иммунными свойствами, стимулирует альвеолярные макрофаги. Выделяют 2 фазы сурфактанта: гипофазу – нижнюю, жидкую, состоящую из тубулярного миелина и апофазу – мембранная пленка из фосфолипидов, обращенная в полость альвеолы гидрофобными участками. Вырабатывается в легких к концу внутриутробного периода, созревает к моменту рождения, присутствует в амниотической жидкости (определяется в акушерстве для оценки зрелости плода, для стимуляции созревания используют кортикостероиды – пед.фак.). Также клетки II типа регулируют водно-электролитный транспорт, синтезирую лизоцим и интерферон, являются камбием для эпителия, скорость регенерации 1% в сутки. Альвеолярные макрофаги свободно перемещаются по поверхности альвеолярной выстилки, переходят через альвеолярные поры (диаметром 10-15мкм) из одной альвеолы в другую, обладают высокой фагоцитарной активностью, поглощают угольную пыль, эритроциты (при сердечной недостаточности макрофаги накапливают гемосидерин – пигмент, образующийся при разрушении гемоглобина, их назвали «клетки сердечной недостаточности»).