Թոքաբշտեր

Ալվեոլները տեղակայվում են շնչառական բրոնխիոլների ծայրերին։ Շնչառական բրոնխիոլների շարունակությունը ալվեոլյար ծորաններն են, որոնք պատված են ալվեոլներով^[11]։ Յուրաքանչյուր բրոնխիոլներում ծորանների թիվը 2-11 է։ Յուրաքանչյուր ծորան բացվում է հինգ կամ վեց ալվեոլային պարկի մեջ։

Շնչառական երկու բրոնխիոլները, նրանցից ծագող թոքաբշտային ուղիները, թոքաբշտային պարկերի հետ մեկտեղ կազմում են ացինուսը կամ ողկույզը։ Նոր ալվեոլներ կարող են ձևավորվել մինչև 8 տարեկան^[6]։

Մարդու զույգ թոքերը պարունակում են մոտ 480 միլիոն թոքաբշտեր^[12], որոնց գազափոխանակության ընդհանուր մակերեսը 70-ից 80 քառակուսի մետր է^[11]։ Յուրաքանչյուր թոքաբուշտ պատված է մազանոթների նուրբ ցանցով, որը ծածկում է մակերեսի մոտ 70%-ը^[13]։ Թոքաբշտի տրամագիծը 200-500 մկմ է^[13]։

Թոքաբշտերը կազմված են էպիթելային հյուսվածքից (միաշերտ տափակ էպիթել) և արտաբջջային մատրիքսից^[14], որոնք շրջապատված են մազանոթներով։ Էպիթելի լորձաթաղանթը թոքաբշտի թաղանթի մի մասն է, որը կազմում է շնչառական մակերեսը, որտեղ կատարվում է գազափոխանակությունը։ Թոքաբշտի թաղանթն ունի մի քանի շերտ՝ լորձաթաղանթային, որը կազմված է սուրֆանկտանտից, էպիթելային և հիմային։ Լորձաթաղանթի և մազանոթային թաղանթի միջև կա բարակ ինտերստիցիալ տարածություն։ Ամբողջ թաղանթի ամենաբարակ հատվածը 0,2 մկմ է, իսկ ամենահաստը՝ 0,6 մկմ^[15]։

Թոքաբշտերի պատերի միջև կան օդային անցուղիներ, որոնք հայտնի են որպես Կոնի ծակոտիներ։ Թոքաբշտային միջնապատը, որը ալվեոլային պարկի մեջ բաժանում է թոքաբշտերը, պարունակում է կոլագենային և առաձգական մանրաթելեր^[4]։ Միջնապատը պարունակում է խիտ մազանոթային ցանց, որը շրջապատում է յուրաքանչյուր թոքաբուշտ։ Առանձգական մանրաթելերը թույլ են տալիս թոքաբշտերին ձգվել, երբ դրանք օդով են լցվում, իսկ արտաշնչման ժամանակ հետ են վերադառնում իրենց ելակետային դիրքին։

Թոքաբշտերի երեք հիմնական տեսակ կա։ Երկու տեսակներն են՝ պնևմոցիտներ և պնևմոնոցիտներ, որոնք հայտնի են որպես I և II կարգի բջիջներ։ Վերջիններս հայտնաբերված են թոքաբշտերի պատում, և մեծ ֆագոցիտային բջիջներ կամ թոքաբշտային մակրոֆագեր։ I տիպի բջիջները, որոնք նաև կոչվում են I տիպի պնևմոցիտներ կամ I տիպի ալվեոլային բջիջներ, տափակ, բարակ և հարթ են։ II տիպի բջիջները, որոնք նաև կոչվում են II տիպի պնևմոցիտներ կամ II տիպի ալվեոլային բջիջներ, արտազատում են սուրֆակտանտ^[13][16]։

Թոքաբշտեր պարունակող կառուցվածքների ամենավաղ զարգացումը սկսվում է 22-րդ օրը և բաժանվում է հինգ փուլի՝ սաղմնային, կեղծգեղձային, խողովակաձև, պարկաձև և ալվեոլային^[17]։ Ալվեոլային փուլը սկսվում է զարգացման 36 շաբաթում։ Անհաս ալվեոլները զարգանում են որպես ուռուցիկ պարկեր և ձևավորում են առաջնային միջնապատեր։ Առաջնային միջնապատերի ելուստները մեծանում և երկարում են վերածվելով երկրորդական միջնապատերի^[17]։ Թոքաբշտերի բաժանման մեծ մասը տեղի է ունենում առաջին 6 ամիսների ընթացքում, բայց շարունակում է զարգանալ մինչև 3 տարեկանը։ Ավելի բարակ դիֆուզիոն պատնեշ ստեղծելու համար երկշերտ մազանոթային ցանցը միաձուլվում է մեկ ցանցի մեջ, որոնցից յուրաքանչյուրը սերտորեն կապված է երկու ալվեոլների հետ^[17]։

Կյանքի առաջին երեք տարիների ընթացքում թոքերի մեծացումը պայմանավորված է ալվեոլների ավելացմամբ։ Այս պահից հետո ալվեոլների և՛ քանակը, և՛ չափը մեծանում են մինչև 8 տարեկան^[17]։

I կարգի բջիջները ավելի մեծ են քան երկրորդ տեսակի բջիջները։ Դրանք բարակ, հարթ էպիթելային բջիջներ են (թաղանթային պնևմոցիտներ), որոնք մտնում են թոքաբշտերի կառուցվածքի մեջ^[4]։ Այդ բջիջները շերտավոր են (բջիջին տալիս են ավելի մեծ մակերես) և ունեն երկար ցիտոպլազմային ընդլայնումներ, որոնք ծածկում են ալվեոլային մակերեսի ավելի քան 95%-ը^[13][18]։

I տիպի բջիջները ներգրավված են ալվեոլների և արյան միջև գազափոխանակության գործընթացում։ Այս բջիջների թաղանթները չափազանց բարակ են՝ ընդամենը 25 նմ, որի շնորհիվ ալվեոլների օդի և շրջակա մազանոթների արյան միջև գազափոխանակությունը կատարվում է շատ արագ։

I տիպի բջիջի կորիզը զբաղեցնում է ցիտոպլազմայի մեծ մասը, և օրգանոիդները հավաքված են դրա շուրջ՝ նվազեցնելով բջջի հաստությունը։ Սա նաև թույլ է տալիս նվազագույնի հասցնել արյունաօդային պատնեշի հաստությունը։

Ալվեոլների շատ բարակ պատերը և թթվածնի համեմատաբար ցածր լուծելիությունը պահանջում են թոքաբշտերի մեծ մակերես (մոտ 80 մ²) գազափոխանակության իրականացման համար։ Թոքաբշտերը կազմված են առաձգական և կոլագենային մանրաթելերից։ Կոլագենային մանրաթելերը լինելով ավելի կոշտ, տալիս են պատին ամրություն, մինչդեռ առաձգական մանրաթելերը թույլ են տալիս շնչառության ընթացքում պատերի ընդլայնմանը և կծկմանը։

I տիպի պնևմոցիտները չեն կարողանում վերարտադրվել և դրանց փոխարեն II տիպի բջիջներն են բազմանում և տարբերակվում։

II տիպի բջիջները խորանարդաձև են և շատ ավելի փոքր, քան I տիպի բջիջները։ Դրանք թոքաբշտերի ամենաբազմաթիվ բջիջներն են, սակայն մեծ մակերես չեն զբաղեցնում, որքան I տիպի շերտավոր բջիջները։ II տիպի բջիջները (հատիկավոր պնևմոցիտներ) թոքաբշտային պատի մեջ պարունակում են արտազատող օրգանոիդներ, որոնք հայտնի են որպես շերտավոր մարմիններ կամ շերտավոր հատիկներ։ Դրանք միաձուլվում են բջջային թաղանթների հետ՝ արտազատելով թոքային սուրֆակտանտ։ Վերջինս կազմում է ֆոսֆոլիպիդային խումբ, որոնք նվազեցնում են թոքաբշտային մակերեսային լարվածությունը^[4]։ Ֆոսֆոլիպիդները կուտակվում են շերտավոր մարմիններում և սուրֆակտանտը (առանց որի թոքաբշտերը կսմքեն) արտազատվում է էկզոցիտոզի եղանակով^[19][20]։

II տիպի բջիջները սկսում են զարգանալ հղիության մոտ 26 շաբաթականից՝ արտազատելով փոքր քանակությամբ սուրֆակտանտ։ Սակայն բավարար քանակություն չի արտազատվում մինչև հղիության մոտ 35 շաբաթը, որի պատճառով անհաս նորածինների մոտ հաճախ հանդիպում է շնչառական խանգարումների համախտանիշ, որը կտրուկ նվազում է հղիության 35 շաբաթականից բարձր տարիքում։

Երբ թոքային հյուսվածքը վնասված է, II տիպի բջիջները կարող են բաժանվել՝ առաջացնելով ավելի շատ I և II տիպի ալվեոլային բջիջներ^[21]։

MUC1 գենը կապված է II տիպի պնևմոցիտների հետ, որը հայտնաբերվել է որպես թոքերի քաղցկեղի մարկեր^[22][23]։

Թոքաբշտային մակրոֆագները տեղակայվում են թոքաբշտերի, թոքաբշտային խողովակների և բրոնխիոլների ներքին մակերեսների վրա։ Դրանք մաքրիչներ են, որոնք ծառայում են թոքերի մեջ օտար մասնիկները կլանելու համար, ինչպիսիք են փոշին, բակտերիաները, ածխածնի մասնիկները^[24]։

Թոքաբշտերում սուրֆակտանտի անբավարարությունը ատելեկտազի առաջացման պատճառներից մեկն է (մի հատվածի կամ ամբողջ թոքի սմքում)^[25]։ Սուր շնչառական դիսթրեսի համախտանիշի (ARDS) ծանր վիճակը պայմանավորված է սուրֆակտանտի անբավարարությամբ կամ դիսֆունկցիայով^[26]։ Անհաս նորածինների թոքերի անբավարար սուրֆակտանտը առաջացնում է նորածինների շնչառական խանգարումների համախտանիշ (IRDS): Լեցիտին-սֆինգոմիելին հարաբերակցության որոշումը ամնիոտիկ հեղուկում ցույց է տալիս թոքերի հասունության կամ անհասության աստիճանը^[27]։ Ցածր հարաբերակցությունը IRDS-ի ռիսկի գործոն է։ Լեցիտինը և սֆինգոմիելինը թոքային սուրֆակտանտի գլիկոլիպիդներից երկուսն են։

Սուրֆակտանտի խանգարումը կարող է առաջացնել ալվեոլներում սպիտակուցների կուտակման, որը կոչվում է թոքային ալվեոլային պրոտեինոզ։ Սա հանգեցնում է գազափոխանակության խանգարման^[28]։

Թոքաբորբը թոքերի հյուսվածքի բորբոքային վիճակ է, որը կարող է առաջանալ ինչպես վիրուսների, այնպես էլ բակտերիաների կողմից։ Ցիտոկինները և հեղուկները արտազատվում են դեպի ալվեոլային խոռոչ, ինտերստիցիում կամ երկուսն էլ՝ ի պատասխան վարակի, ինչը հանգեցնում է գազափոխանակության խանգարման։ Ծանր դեպքերում, երբ բջջային շնչառությունը չի կարող պահպանվել, կարող է պահանջվել թթվածնային թերապիա^[29][30]։

• Տարածուն ալվեոլյար վնասը կարող է լինել սուր շնչառական խանգարման համախտանիշի (ARDS)՝ թոքերի ծանր բորբոքային հիվանդության պատճառ^[31]
• Ասթմայի դեպքում բրոնխիոլները նեղանում են, ինչի հետևանքով թոքերի հյուսվածքի մեջ օդի հոսքը զգալիորեն նվազում է։
• Քրոնիկ բրոնխիտը զարգանում է, երբ թոքերը առատ լորձ են արտադրում։ Խրոնիկ բրոնխիտի ժամանակ օդային անցումները դեպի ալվեոլներ՝ շնչառական բրոնխիոլները խցանվում են լորձով։ Այն հաճախ ծխախոտի ծխի երկարատև ազդեցության հետևանք է։
• Գերզգայուն թոքաբորբ

Գրեթե ցանկացած տեսակի թոքերի քաղցկեղ կարող է սեղմել ալվեոլները և նվազեցնել գազափոխանակության կարողությունը^[32]։

• Խոռոչավոր թոքաբորբը գործընթաց է, որի ժամանակ ալվեոլները քայքայվում են և առաջանում է խոռոչ։ Քանի որ ալվեոլները քայքայվում են, գազափոխանակության համար անհրաժեշտ մակերեսը նվազում է։ Արյան հոսքի հետագա փոփոխությունները կարող են հանգեցնել թոքերի ֆունկցիայի խանգարման։
• Էմֆիզեման թոքերի հիվանդություն է, որի դեպքում ալվեոլների պատերի էլաստինը քայքայվում է էլաստազի (բարձրացած ծխախոտի ծխից) և ալֆա-1 հակատրիպսինի արտադրության անհավասարակշռության պատճառով։ Թոքերի առաձգականության կորուստի հետևանքով արտաշնչման ժամանակը երկարում է։ Սա հանգեցնում է շնչառության ընթացքում գազափոխանակության ավելի փոքր ծավալի։
• Թոքային ալվեոլային միկրոլիթիազը հազվագյուտ հանդիպող հիվանդություն է, որի ժամանակ ալվեոլներում մանր քարեր են առաջանում։

Թոքի սալջարդը թոքային հյուսվածքի վնասվածքն է^[33]։ Սալջարդի ժամանակ վնասված մազանոթները կարող են հանգեցնել արյան և այլ հեղուկների կուտակմանը թոքերի հյուսվածքում՝ խաթարելով գազափոխանակությունը։

Թոքի այտուցը պարենխիմայում և ալվեոլներում հեղուկի կուտակումն է։ Այտուցը սովորաբար առաջանում է սրտային անբավարարության կամ թոքերի և նրա անոթների վնասումից։

Ալվեոլներում անգիոտենզին փոխարկող ֆերմենտի 2-րդ տեսակի գերէքսպրեսիայի պատճառով թոքերը կորոնավիրուսի հիմնական թիրախ են դառնում։ Վիրուսով պայմանավորված կարող է առաջանալ սուր շնչառական դիսթրես համախտանիշ և կորոնավիրուսային հիվանդություն^[34][35]։

• 
  Արյան շրջանառությունը թոքաբշտի շուրջ
• 
  Թոքի կառուցվածքային գծապատկեր