Henkitorvi ja keuhkoputkien varsi

Hengitystiepuun rakenne

Jakavien hengitysteiden ja osittain myös keuhkon läpäisevien verisuonten hierarkia määrää pitkälti keuhkojen sisäisen rakenteen. Toiminnallisesti keuhkojen sisäinen hengitystiejärjestelmä voidaan jakaa kolmeen vyöhykkeeseen, proksimaaliseen, puhtaasti johtavaan vyöhykkeeseen, perifeeriseen, puhtaasti kaasua vaihtavaan vyöhykkeeseen ja niiden välissä olevaan siirtymävyöhykkeeseen, jossa molemmat toiminnot astuvat toisiinsa. Morfologiselta kannalta on kuitenkin järkevää erottaa suhteellisen paksuseinäiset, puhtaasti ilmaa johtavat putket niistä hengitystiepuun haaroista, jotka on rakenteellisesti suunniteltu mahdollistamaan kaasunvaihto.

Hengitystiepuun rakenteellinen rakenne on toiminnallisesti tärkeä, koska haarautumiskuvio vaikuttaa ilmavirtaukseen ja hiukkasten laskeutumiseen. Ihmisen hengitystiepuun mallintamisessa on yleisesti sovittu, että hengitystiet haarautuvat epäsäännöllisen dikotomian sääntöjen mukaisesti. Säännöllinen dikotomia tarkoittaa, että puumaisen rakenteen jokainen haara synnyttää kaksi samankokoista tytärhaaraa. Epäsäännöllisessä dikotomiassa tytärhaarat voivat kuitenkin poiketa toisistaan suuresti pituudeltaan ja halkaisijaltaan. Mallien mukaan keskimääräinen reitti henkitorvesta keuhkojen periferiaan koostuu noin 24-25 oksasukupolvesta. Yksittäiset polut voivat kuitenkin vaihdella 11 ja 30 sukupolven välillä. Siirtymä hengitysteiden johtavien ja hengitysosien välillä on keskimäärin 16. sukupolven lopussa, jos henkitorvi lasketaan sukupolveksi 0. Johtaviin hengitysteihin kuuluvat henkitorvi, kaksi keuhkoputkea, keuhkoputket ja keuhkoputket. Niiden tehtävänä on edelleen lämmittää, kostuttaa ja puhdistaa sisäänhengitysilmaa ja jakaa se keuhkojen kaasua vaihtavalle vyöhykkeelle. Niitä vuoraa tyypillinen hengitysteiden epiteeli, jossa on säikeisiä soluja ja lukuisia välissä olevia limaa erittäviä pikarisoluja. Hiilisoluja on pitkälle hengitystiepuussa, ja niiden korkeus pienenee putkien kaventuessa, samoin kuin pötsisolujen esiintymistiheys. Keuhkoputkissa pikarisolut korvautuvat kokonaan toisenlaisilla erittävillä soluilla, joita kutsutaan Claran soluiksi. Epiteeliä peittää matalaviskositeettisen nesteen kerros, jonka sisällä värekarvat harjoittavat synkronoitua, ulospäin suuntautuvaa rytmistä sykettä. Suuremmissa hengitysteissä tämän nestekerroksen päällä on korkeaviskositeettisen liman peitto. Limakerros vetää mukanaan säikeiden toimintaa ja kuljettaa pysäytetyt hiukkaset kohti nielua, jossa ne niellään. Tätä rakennetta voidaan verrata hiukkasten liukuhihnaan, ja mekanismia kutsutaankin limakalvojen liukuportaaksi.

Siinä missä rustorenkaat tai -levyt tukevat henkitorven ja keuhkoputkien seinämiä, keuhkoputkien seinämät, joissa ei ole rustoa, saavat stabiliteettinsa rakenteellisesta integroitumisestaan kaasua vaihtaviin kudoksiin. Keuhkojen viimeiset puhtaasti johtavat hengitystiesukupolvet ovat terminaalipronchiolit. Distaalisesti hengitysteiden rakenne muuttuu huomattavasti, kun seinämiin syntyy kuppimaisia ulokkeita. Nämä muodostavat pieniä ilmakammioita ja ovat ensimmäiset kaasua vaihtavat keuhkorakkulat hengitysteiden varrella. Alveoleissa hengitysteiden epiteeli väistyy hyvin litteän limakalvokerroksen tieltä, joka mahdollistaa ohuen ilma-veri-esteen muodostumisen. Useiden tällaisten hengitysputkien sukupolvien (Z) jälkeen keuhkorakkulat ovat pakkautuneet hengitystien varrelle niin tiheään, että varsinainen hengitystien seinämä puuttuu; hengitystie koostuu alveolikanavista. Hengitystiepuun viimeiset sukupolvet päättyvät sokeasti alveolipusseihin.