Luftstrupen och stambronkerna

Ansamling av luftvägsträdet

Hierarkin hos de delande luftvägarna, och delvis även hos de blodkärl som tränger in i lungan, bestämmer till stor del den inre lungstrukturen. Funktionellt kan det intrapulmonala luftvägssystemet delas in i tre zoner, en proximal, rent ledande zon, en perifer, rent gasväxlande zon och en övergångszon däremellan, där de båda funktionerna graderar in i varandra. Ur morfologisk synvinkel är det dock meningsfullt att skilja de relativt tjockväggiga, rent luftledande rören från de grenar av luftvägsträdet som strukturellt är utformade för att möjliggöra gasutbyte.

Den strukturella utformningen av luftvägsträdet är funktionellt viktig eftersom förgreningsmönstret spelar en roll när det gäller att bestämma luftflödet och partikelavlagringen. Vid modellering av det mänskliga luftvägsträdet är man allmänt överens om att luftvägarna förgrenar sig enligt reglerna för oregelbunden dikotomi. Regelbunden dikotomi innebär att varje gren i en trädliknande struktur ger upphov till två dottergrenar med identiska dimensioner. Vid oregelbunden dikotomi kan däremot dottergrenarna skilja sig mycket i längd och diameter. Enligt modellerna beräknas den genomsnittliga vägen från luftstrupen till lungans periferi bestå av cirka 24-25 generationer av grenar. Enskilda vägar kan dock variera mellan 11 och 30 generationer. Övergången mellan de ledande och de respiratoriska delarna av en luftväg ligger i genomsnitt i slutet av den 16:e generationen, om luftstrupen räknas som generation 0. De ledande luftvägarna består av luftstrupen, de två stambronkerna, bronkerna och bronkiolerna. Deras funktion är att ytterligare värma, fukta och rena den inspirerade luften och fördela den till lungans gasväxlingszon. De är klädda av det typiska respiratoriska epitelet med ciliaceller och ett stort antal insprängda slemutsöndrande goblettceller. Ciliacellerna finns långt ner i luftvägsträdet och deras höjd minskar med förträngningen av rören, liksom frekvensen av goblettceller. I bronkioler är gobletcellerna helt ersatta av en annan typ av sekretoriska celler som kallas Clara-celler. Epitelet är täckt av ett lager av lågviskös vätska, inom vilket cilierna utövar ett synkroniserat, rytmiskt slag riktat utåt. I större luftvägar toppas detta vätskeskikt av ett täcke av slem med hög viskositet. Slemskiktet dras med av ciliernas verkan och bär de avlyssnade partiklarna mot svalget, där de sväljs. Denna konstruktion kan jämföras med ett transportband för partiklar, och mekanismen kallas faktiskt för den mucociliära rulltrappan.

Varemot broskringar eller broskplattor ger stöd åt väggarna i trakea och bronker, får väggarna i bronkiolerna, som saknar brosk, sin stabilitet genom sin strukturella integrering i de gasutväxlande vävnaderna. De sista rent ledande luftvägsgenerationerna i lungan är de terminala bronkiolerna. Distalt förändras luftvägarnas struktur kraftigt genom att det uppstår skålformade utbuktningar från väggarna. Dessa bildar små luftkammare och utgör de första gasväxlande alveolerna i luftvägarna. I alveolerna ger det respiratoriska epitelet vika för ett mycket platt foderskikt som gör det möjligt att bilda en tunn luft-blodbarriär. Efter flera generationer (Z) av sådana respiratoriska bronkioler är alveolerna så tätt packade längs luftvägen att en egentlig luftvägsvägg saknas; luftvägen består av alveolära kanaler. De sista generationerna av luftvägsträdet slutar blint i alveolärsäckarna.