Respiratory System - Anatomy and Histology

מבוא, תפקוד וחשיבות מערכת הנשימה

• מערכת חיונית המספקת חמצן לגוף ומסלקת פחמן דו-חמצני, החיונית לקיום תהליכים תאיים ורקמתיים.

  • אספקת חמצן חיונית להפקת אנרגיה בתאים בתהליך הנשימה התאית.

  • פליטת פחמן דו-חמצני מונעת חמצת (אצידוזיס) ושומרת על הומאוסטזיס.

• מסייעת בוויסות מאזן חומצי-בסיסי על ידי הפרשת או שמירת ביקרבונט ($HCO_3^-$).

  • חוסר איזון עלול להוביל לאצידוזיס או אלקלוזיס.

• משתתפת בהגנה מפני פתוגנים באמצעות סינון אוויר, תאי מערכת החיסון ורפלקס השיעול.

  • מנגנוני הגנה אלו מסייעים במניעת זיהומים.

• חילוף הגזים מתרחש בריאות בין הנאדיות לנימים.

  • קצב ואיכות חילוף הגזים תלויים בשטח הפנים של הנאדיות ובשלמות הממברנה.

• מחלות חסימתיות (אסתמה, COPD), זיהומיות (דלקת ריאות) והפרעות בשרירי הנשימה עלולות לפגוע במערכת.

  • מחלות אלו יכולות להוביל להיפוקסמיה, היפרקפניה ואי ספיקת נשימה.

אנטומיה כללית

• דרכי נשימה עליונות: חלל האף, חלל הפה, הלוע והגרון.

  • תפקידן העיקרי הוא סינון, חימום ולחלוח האוויר לפני כניסתו לריאות.

• קנה הנשימה: מוביל אוויר לריאות, מורכב מטבעות סחוס המונעות את קריסתו.

• ריאות ועץ הסימפונות: מערכת מסועפת של צינורות אוויר המסתעפת מהטרכיאה לברונכים, ברונכיאולות ולבסוף לנאדיות.

• נאדיות: אתר חילוף הגזים בריאות, מוקפות בנימים רבים.

• המבנים האנטומיים מסייעים בסינון, חימום ולחלוח האוויר, כמו גם בהגנה מפני חדירת גופים זרים.

דרכי הנשימה העליונות - מבנה כללי

• מתחילות בפה ובאף ומשתרעות עד הגרון (לרינקס).

  • כוללות את חלל האף, הלוע (פַּארִינְקס) והגרון (לַארִינְקס).

• אחראיות על כניסת האוויר, סינונו וניתובו למערכת הנשימה התחתונה.

  • סינון האוויר מתבצע באמצעות שערות האף והרירית.

• הלרינקס מהווה גבול בין דרכי הנשימה העליונות והתחתונות.

  • מכיל את מיתרי הקול ומאפשר הפקת צלילים.

• תפקיד חשוב בהגנה על דרכי הנשימה ובייצור קול.

  • מנגנון הבליעה מונע כניסת מזון ונוזלים לקנה הנשימה.

• הן מגנות על דרכי הנשימה התחתונות מפני חדירת גופים זרים ומיקרואורגניזמים פתוגניים.

  • תאים אפיתליאליים מצופים בסיליה מסלקים חלקיקים זרים.

חלל האף

• פתח הכניסה הראשוני של האוויר.

  • האוויר עובר סינון, חימום ולחלוח לפני שהוא ממשיך הלאה.

• אחראי על סינון, חימום ולחלוח האוויר.

  • תהליך זה מונע נזק לדרכי הנשימה התחתונות.

• תחום על ידי עצמות הגולגולת, כאשר החיך הרך והחיך הקשה מהווים את רצפת האף.

  • עצמות האף, הלסת העליונה ועצמות החיך יוצרות את מבנה חלל האף.

• מחיצת האף: מבנה סחוסי המפריד בין הנחיר הימני לשמאלי.

  • לעיתים קיימת סטייה במחיצה הגורמת להפרעות נשימה.

• קולטני ריח ומשמש חלק ממערכת החישה.

  • עצב הריח (olfactory nerve) מעביר מידע על ריחות למוח.

חלל האף - מבנים סמוכים

• סינוסים: חללים בעצמות הסמוכות לאף המסייעים בסינון ובחימום האוויר הנשאף (מקסילריים, פרונטליים, אתמואידיים, ספנואידיים).

  • דלקת בסינוסים (סינוסיטיס) גורמת לכאבים ולגודש.

• צינורות אוסטכיים: מחברים בין חלל האף לחלל האוזן התיכונה, מאזנים לחץ ומסייעים בניקוז נוזלים מהאוזן.

  • חוסר תפקוד של הצינורות עלול לגרום לדלקות אוזניים.

• צינורות הדמעות: מחברים בין העיניים לחלל האף, מנקזים דמעות.

  • חסימה בצינורות גורמת לדמעות לגלוש על הפנים.

• הסינוסים עוזרים להפחית את המשקל הכולל של הראש ומסייעים בלכידת חיידקים וחומרים אחרים הנכנסים לחלל האף.

  • הסינוסים מרופדים ברירית המכילה תאים מפרישי ריר וסיליה.

• שבר של הסינוסים העליונים (ספנואידים) יכול לגרום לדליפת נוזל המוח והשדרה (CSF) לחלל האף.

  • דליפה כזו מחייבת טיפול רפואי מיידי.

• צינורות האוסטכיה מאפשרים השוואת לחץ בכל צד של עור התוף.

  • תפקוד תקין של הצינורות חשוב לשמיעה תקינה.

• צינורות nasolacrimal מנקזות דמעות ופסולת מן העיניים לתוך חלל האף.

  • מערכת ניקוז זו מסייעת בשמירה על לחות העין.

חלל האף - מעבר אוויר

• כניסת אוויר דרך הנחיריים.

  • הנחיריים הם פתחי הכניסה הראשוניים של האוויר.

• סינון ראשוני על ידי שערות האף.

  • השערות לוכדות חלקיקים גסים.

• Concha מסייעים לערבול האוויר.

  • מבנים אלו מגדילים את שטח הפנים של חלל האף.

• קרום רירי עשיר בנימי דם מחמם ומלחלח את האוויר.

  • נימי הדם מקרבים את טמפרטורת האוויר לטמפרטורת הגוף.

• סיליות מסייעות בניקוי חלקיקים וגופים זרים.

  • הסיליות נעות בתנועה גלית ומסלקות את הריר לכיוון הלוע.

• קרום הריר מייצר את הנזלת, המסייעת בלכידת חלקיקים, לחלוח וחימום האוויר.

  • הרכב הנזלת כולל מים, מלחים, נוגדנים ואנזימים.

• הסיליות מסייעות בהוצאת חלקיקים וגופים זרים החוצה.

  • תהליך זה נקרא ניקוי ריסני (mucociliary clearance).

חלל הפה

• שפתיים משתתפות בדיבור, אכילה ונשימה.

  • השפתיים מאפשרות סגירה של הפה ושליטה בזרימת האוויר.

• שיניים (32) משמשות ללעיסת מזון.

  • הלעיסה מגדילה את שטח הפנים של המזון ומקלה על העיכול.

• לשון משמשת לדיבור, לעיסה ובליעה, ועלולה לגרום לחסימת נתיב אוויר בחוסר הכרה.

  • בבסיס הלשון מצויים קולטני טעם.

• עצם הלשון (Hyoid): עצם ייחודית שאינה מחוברת לעצמות אחרות.

  • העצם משמשת נקודת חיבור לשרירים רבים.

• משמש כנתיב חלופי לכניסת אוויר, בעיקר במצבי מאמץ או כאשר חלל האף חסום.

  • נשימה דרך הפה פחות יעילה מנשימה דרך האף.

• החיך הקשה והרך יוצרים את החלק העליון של חלל הפה ומפרידים אותו מחלל האף.

  • החיך הרך נע בעת בליעה ומונע כניסת מזון לחלל האף.

הלוע Pharynx

• Nasopharynx: מתחבר לחלל האף, מכיל פתחי הצינורות האוסטכיים.

  • האוויר עובר דרך ה-Nasopharynx בדרכו לדרכי הנשימה התחתונות.

• Oropharynx: מחבר בין חלל הפה ללוע, מכיל את האדנואידים.

  • השקדים (אדנואידים) הם חלק ממערכת הלימפה ומסייעים בהגנה מפני זיהומים.

• Hypopharynx / Laryngopharynx: מתחבר לגרון ולוושט, כולל את מכסה הגרון (Epiglottis) וקצות עצבים האחראים על מנגנון השיעול (Reflex Gag).

  • ה-Hypopharynx הוא אזור מעבר בין מערכת הנשימה ומערכת העיכול.

• הלוע מסייע בניווט מזון ושתייה למערכת העיכול ואוויר למערכת הנשימה.

  • המבנה האנטומי של הלוע מאפשר תיאום בין בליעה לנשימה.

• הוא אזור מפתח במערכת הנשימה, המשתרע מחלקו האחורי של החך הרך ועד לתחילת הוושט.

  • דלקת גרון (pharyngitis) היא תופעה נפוצה.

• חלקו התחתון של הלוע ,ה Laryngopharynx- הוא אזור קריטי בהקשר של ניהול דרכי אוויר, ובחלקו האחורי נמצאות חוליות הצוואר $C4$ ו- $C5$.

  • מיקום זה מאפשר גישה נוחה לדרכי האוויר במקרה חירום.

האפיגלוטיס

• מבנה סחוסי דמוי עלה הממוקם בקדמת הגרון והלוע.

  • תפקידו העיקרי הוא למנוע כניסת מזון ונוזלים לקנה הנשימה.

• מתחבר לבסיס הלשון בחלקו העליון ולסחוס התירואיד בחלקו התחתון.

  • חיבורים אלו מאפשרים תנועה של האפיגלוטיס בעת בליעה.

• בעת בליעה, נע לאחור ומטה ומכסה את פתח הגרון, מונע כניסת מזון ונוזלים לדרכי הנשימה.

  • פעולה זו מתואמת על ידי רפלקס הבליעה.

• Vallecula: קפל שרירי שנוצר בחיבור בין בסיס הלשון לאפיגלוטיס, משמש כנקודת ציון חשובה בעת אינטובציה.

  • המבנה מאפשר הרמה נוחה של האפיגלוטיס.

• הכנסת להב הלרינגוסקופ לולקולה מרימה את בסיס הלשון וחושפת את מיתרי הקול.

  • חשיפה זו חיונית להחדרת צינור הנשמה.

• דלקת באפיגלוטיס (אפיגלוטיטיס) מהווה מצב חירום רפואי.

  • זיהום חיידקי עלול לגרום לחסימת דרכי האוויר.

הגרון Larynx

• סחוס התירואיד: הסחוס העיקרי בגרון, יוצר את בליטת הגרוגרת.

  • גדול יותר אצל גברים ומתפתח בגיל ההתבגרות.

• סחוס הקריקואיד: משמש בסיס תמיכה לגרון.

  • הסחוס הוא בצורת טבעת שלמה.

• מיתרי הקול: הפקת קול ומניעת כניסת גופים זרים.

  • תנודות מיתרי הקול יוצרות צלילים.

• הגלוטיס: החלק הצר ביותר בקנה הנשימה.

  • מיקום זה רגיש במיוחד לחסימה.

• קרום הקריקותירואיד: אתר לקריקוטירואידוטומיה, ניהול כירורגי של נתיב האוויר במצבי חירום.

  • החתך נעשה בין סחוס הקריקואיד לתירואיד.

• הגרון ממלא שלושה תפקידים עיקריים: הפקת קול, הגנה על דרכי הנשימה בעת בליעה וויסות זרימת האוויר לריאות.

  • מבנה הגרון מאפשר ביצוע יעיל של כל הפונקציות הללו.

• קרום רירי מצפה את רוב הגרון, עשיר בקצות עצבים היוצאים מעצב הואגוס וגורם לרגישות ושיעול.

  • גירוי של קצות העצבים הללו מעורר רפלקס שיעול חזק.

• בלוטת התריס ממוקמת מתחת לסחוס הקריקואיד.

  • הבלוטה מייצרת הורמונים החשובים לחילוף החומרים.

דרכי הנשימה התחתונות

• קנה הנשימה (Trachea): צינור מוביל אוויר מהגרון לריאות.

  • מורכב מטבעות סחוסיות בצורת C.

• עץ הסימפונות (Bronchi): מערכת צינורות אוויר המתפצלת מקנה הנשימה לריאות.

  • הסימפונות הולכות וקטנות ככל שהן מתרחקות מקנה הנשימה.

• נאדיות (Alveoli): שקיקי אוויר זעירים בקצות הסימפוניות, בהם מתבצע חילוף הגזים.

  • הנאדיות מוקפות ברשת עשירה של נימים.

• הריאות והפלאורה: האיברים המרכזיים של מערכת הנשימה, מוגנים על-ידי קרום הפלאורה.

  • הפלאורה מורכבת משתי שכבות המופרדות על ידי נוזל.

• אחראיות עיקריות על חילופי הגזים בתהליך הנשימה.

  • חמצן נקלט מהאוויר לדם, ופחמן דו-חמצני משתחרר מהדם לאוויר.

• מבנה דרכי הנשימה התחתונות מאפשר מעבר אוויר יעיל ואינטראקציה אופטימלית בין האוויר והדם בנאדיות.

  • גמישות הריאות מאפשרת התרחבות והתכווצות במהלך הנשימה.

• דרכי הנשימה התחתונות כוללות את קנה הנשימה (טרכאה), הברונכוסים (סימפונות ראשיים ומשניים), הריאות עצמן והפלאורה - קרום המעטפת המגן על הריאות.

  • כל אחד מהמבנים הללו ממלא תפקיד חיוני בתהליך הנשימה.

• מחלות כמו אסתמה, COPD, דלקת ריאות ואמפיזמה פוגעות בדרכי הנשימה התחתונות.

  • מחלות אלו עלולות לגרום לקשיי נשימה, שיעול וייצור ליחה.

קנה הנשימה Trachea

• צינור באורך 10-12 ס"מ המוביל אוויר מהגרון לריאות.

  • הקוטר שלו הוא כ-2.5 ס"מ.

• טבעות סחוסיות בצורת האות C מונעות קריסה.

  • החלק האחורי של הטבעות אינו סחוסי ומאפשר גמישות.

• מרופד באפיתל נשימתי מסוג אפיתל פסאודו-סטרטיפייד קולומנרי בעל סיליות.

  • הסיליות נעות כלפי מעלה ומסלקות חלקיקים זרים.

• הקרינה (Carina): נקודת הפיצול של קנה הנשימה, אזור עשיר בקצות עצב ורגיש לגירוי.

  • גירוי בקרינה מעורר רפלקס שיעול חזק.

עץ הסמפונות

• קנה הנשימה מתפצל לברונכוס ימין ושמאל בנקודת הקרינה.

  • הברונכוס הימני קצר ורחב יותר מהשמאלי.

• הברונכוסים נכנסים לריאות בשער הריאה (Hilum).

  • שער הריאה הוא אזור הכניסה והיציאה של כלי דם, עצבים ולימפה.

• הברונכוסים הראשיים מתפצלים לסמפונות משניים ושלישוניים.

  • כל סמפון משני מספק אוויר לאונה אחת של הריאה.

• לאחר כ- 22 חלוקות הסמפוניות הופכות לסמפוניות הטרמינליות או הסימפוניות הנושמות - bronchioles respiratory.

  • הסימפוניות הטרמינליות הן הקטנות ביותר בעץ הסימפונות.

• מבנים אלו מכילים רק רקמת חיבור שרירית והם עטופים בכלי דם, לכן יש להם יכולת מוגבלת לחילופי גזים.

  • תפקידן העיקרי הוא הובלת אוויר לנאדיות.

• הסמפוניות הטרמינליות מסתיימות בנאדיות, שם מתבצע חילוף הגזים.

  • כל נאדית מוקפת ברשת צפופה של נימים.

• ככל שהסימפונות קטנים יותר, כך דופנותיהם דקות יותר וכמות השריר החלק והרקמה האלסטית עולה.

  • שינויים אלה מאפשרים כיווץ והתרחבות של דרכי האוויר.

הנאדיות Alveoli

• כ- $300M$ נאדיות בשתי הריאות.

  • מספר הנאדיות גדל עם הגיל.

• שטח פנים כולל של כ- $70m^2$.

  • שטח פנים גדול זה מאפשר חילוף גזים יעיל.

• עובי מחסום אוויר-דם של כ- $0.5 \mu m$.

  • מרחק קצר זה מאפשר דיפוזיה מהירה של גזים.

• יחידות התפקוד הבסיסיות של הריאות, שקיקים זעירים בקצות הסימפוניות הטרמינליות.

  • הנאדיות עשויות משני סוגי תאים: תאי alveolar מסוג I ו-II.

• הסורפקטנט מונע את קריסת הנאדיות על ידי הפחתת מתח הפנים.

  • חוסר בסורפקטנט גורם לתסמונת מצוקה נשימתית (RDS).

סורפקטנט ריאתי

• תערובת מורכבת של פוספוליפידים (90%) וחלבונים (10%).

  • הסורפקטנט מיוצר על ידי תאי alveolar מסוג II.

• הפוספוליפיד העיקרי הוא דיפלמיטויל-פוספטידיל-כולין (DPPC).

  • DPPC אחראי על רוב תכונות הפחתת מתח הפנים של הסורפקטנט.

• חלבוני סורפקטנט A-SPעד D-SP ממלאים תפקידים שונים.

  • SP-A ו- SP-D הם חלבוני אימונוגלובולינים מסיסים הקושרים פתוגנים ומגבירים את סילוקם על ידי תאי חיסון.

• מפחית מתח פנים ומונע קריסה בעת נשיפה, מאפשר הפרדה בין בועיות אוויר למים, מקל על התרחבות הנאדיות בשאיפה.

  • תפקיד הסורפקטנט חיוני לנשימה תקינה.

• *חלבוני הסורפקטנט פועלים גם כאופסונינים המזהים פתוגנים ומקלים על בליעתם על ידי מקרופאגים נאדיתיים, מהווה חלק ממערכת החיסון המולדת.

  • הסורפקטנט משפר את יכולת המקרופאגים לבלוע ולסלק פתוגנים, ומסייע בהגנה על הריאות מפני זיהומים.

הריאות Lungs

• איברים ספוגיים המכילות את פרנכימת הריאות.

  • הפרנכימה מורכבת מהנאדיות, הסימפונות וכלי הדם.

• ממוקמות בחלל בית החזה, משני צדי הלב, ומוגנות על ידי צלעות בית החזה.

  • הצלעות, שרירי הנשימה והסרעפת תומכים ומגנים על הריאות.

• לריאה ימין שלוש אונות, לריאה שמאל שתי אונות.

  • האונה השמאלית קטנה יותר כדי לפנות מקום ללב.

• מערכת ריאתית: מובילה דם דל חמצן מהלב אל הריאות לחמצון, ודם עשיר בחמצן חזרה אל הלב.

  • חילוף הגזים מתרחש בנימים המקיפים את הנאדיות.

• מערכת ברונכיאלית: מספקת דם עשיר בחמצן לרקמת הריאה עצמה.

  • מערכת זו חיונית לתפקוד תקין של הריאות.

• בכל דקה, כל הדם בגוף עובר דרך הריאות, כ- 5-6 ליטרים במנוחה.

  • במהלך פעילות גופנית, נפח הדם העובר דרך הריאות גדל.

הפלאורה Pleura

• רקמת חיבור דקה המורכבת משתי שכבות: פלאורה ויסרלית ופלאורה פריאטלית.

  • הפלאורה הויסרלית מצפה את הריאה, והפלאורה הפריאטלית מצפה את דופן בית החזה.

• החלל הפלאורלי מכיל כמות קטנה של נוזל סיכוך.

  • הנוזל מאפשר תנועה חלקה של הריאות במהלך הנשימה.

• נוזל הסיכוך מפחית את החיכוך בין הריאות לדופן בית החזה בעת הנשימה.

  • החיכוך מופחת על ידי שכבה דקה של נוזל בין שתי השכבות.

• הלחץ בחלל הפלאורלי הוא תת-לחץ.

  • הלחץ השלילי מסייע בשמירה על הריאות מנופחות.

• הצטברות חריגה של נוזל (תפליט פלאורלי) או חדירת אוויר (פנאומוטורקס) עלולה להפריע לתפקוד הריאות.

  • תפליט פלאורלי יכול להיגרם על ידי דלקת, אי ספיקת לב או סרטן.

• הפלאורה יכולה להיות מודלקת, דבר אשר יגרום לכאב משמעותי עם הנשימה. מצב זה, הנקרא pleurisy – דלקת פלאורלית, גורם נפוץ לכאבים בחזה, במיוחד אצל מעשני סיגריות.

  • דלקת פלאורלית עלולה להקשות על הנשימה ולגרום לקוצר נשימה.

דרכי נשימה בילדים

• נתיב אוויר קטן יותר, פגיעים יותר לחסימות.

  • גורמים נפוצים לחסימה כוללים גוף זר, נזלת או דלקת.

• לשון גדולה ביחס ללסת, מגביר סיכון לחסימת דרכי אוויר.

  • מיקום הלשון עלול לגרום לחסימה במיוחד במצבי חוסר הכרה.

• גרון גבוה וקדמי, הלרינקס הוא הנקודה הצרה ביותר בדרכי הנשימה.

  • מיקום זה מקשה על החדרת צינור הנשמה.

• אפיגלוטיס גמיש ועגול יותר.

  • המבנה השונה של האפיגלוטיס משפיע על תהליך האינטובציה.

• תינוקות לומדים לנשום מהאף החל מרגע הלידה, ילדים לעיתים נושמים דרך הפה, בעיקר בעת זיהומים בדרכי הנשימה העליונות או בעת מאמץ נשימתי.

  • נשימה דרך האף מאפשרת סינון, לחלוח וחימום של האוויר, בעוד שנשימה דרך הפה עלולה להיות פחות יעילה ולא מסנ