Solunum sistemi

Burun Boşluklarının Gelişimi: 6. hafta sırasında nasal çukurcuklar, kısmen onları kuşatan nasal çıkıntıların büyümesi kısmen de altta bulunan mezenşim içine penetre olmaları nedeniyle önemli ölçüde derinleşir. Başlangıçta, oronasal membran, çukurcukları primitif ağız boşluğundan yeni oluşan foramen olan primitif koana ile ayırır. Bu koanalar, orta hattın her iki kenarında ve primer damağın hemen arkasındadır. Daha sonra, sekonder damağın oluşumu ve primitif nazal odacıkların ileri gelişimi ile kalıcı koanalar nasal kavitenin farinksle birleşim yerinde bulunur. Bu değişiklikler gerçekleşirken üst, orta ve alt konkalar burun boşluklarının yan duvarlarında kabartı şeklinde gelişirler. Burun boşluklarının üst bölümündeki ektodermal epitel, koku epiteline (olfaktor epitel) farklanır. Bazı epitel hücreleri, olfaktor reseptör hücrelere farklanırlar.

Paranasal hava sinüsleri, lateral nasal duvarın divertikülü olarak gelişir ve maksilla, etmoid, frontal ve sphenoid kemiklere doğru büyürler. Geç fetal dönemde ve doğumdan sonra gelişirler. Maksiller sinüsler doğumda küçüktür, pubertaya kadar yavaş yavaş gelişirler, maksimum büyüklüklerine pubertede ulaşırlar Kalıcı dişlerin tamamı ortaya çıkınca gelişimlerini tamamlarlar. 2. yaş civarında frontal sinüsler gelişmeye başlar. 7 yaşında radyograflarda görünür. Sfenoidal sinüsler de 2. yaş civarında ortaya çıkar. Paranasal sinüsler, bebeklik ve çocukluk çağında yüzün boyutlarının ve şeklinin değişmesinde, adelosan çağda sesin rezonansının ayarlanmasında, başın ağırlığının azaltılmasında yüzün son şeklinin alınmasında işlev görürler.

İntermaksiller Segment: Maksiller çıkıntıların medyal büyümesi sonucu, iki medyal nasal çıkıntı sadece yüzeyde değil aynı zamanda daha derin seviyede de kaynaşır. İki kaynaşmış çıkıntıdan oluşan yapı intermaksiller segmenttir. İntermaksiller segment:

• 
  üst dudağın philtrumunu oluşturan labial bileşen,
  
• 
  dört kesici dişi taşıyan üst çene bileşeni,
  
• 
  üçgen biçimli primer damağı oluşturan palatal bileşenden oluşur.
  

İntermaksiller segment, frontal çıkıntıdan oluşan nasal septumun rostral kısmı ile devam eder.

Yüz gelişimi 4-8. haftalar arasında olaylanır. 8. hafta sonunda yüz, insan görünümünü kazanır. Mandibula ve alt dudak yüzün ilk oluşan bölümleridir. Maksiller çıkıntılardan oluşan damak raflarının kaynaşması, sert (sekonder) ve yumuşak damağı oluşturur. Yarık deformiteleri, kalıtsal faktörler ve ilaçlar (difenilhidantion) etkisi ile bu mezenşimal dokuların kısmen ya da tamamen kaynaşmaması sonucu oluşur. Yüzün erişkin formu, paranazal sinüsler, nazal konka ve dişlerin gelişiminden etkilenir. Yüzün büyük bir bölümü yutak yarıklarına nöral kıvrımların kenarlarından göç eden nöral krista hücrelerinden gelişir. Bu hücreler yüz bölgesindeki ve ağızdaki kıkırdak, kemik ve ligamentleri oluşturan bağ dokusunun ana kaynağıdır.

• 
  Frontonasal çıkıntı: Alnı ve burnun dorsum ve apeksini,
  
• 
  Maksillar çıkıntılar: Maksilla, üst çene, zigomatik kemik, temporal kemiğin yassı kısmı, üst dudağın büyük kısmını,
  
• 
  Mandibular çıkıntılar: Mandibula, alt dudak ve alt yanağı,
  
• 
  Lateral nasal çıkıntılar: Burun kanatlarını
  
• 
  Medial nasal çıkıntı: Nasal septumu
  
• 
  2. yutak kavis mezenşimi: Yüz kaslarını oluşturur.
  

AKCİĞER TOMURCUKLARININ OLUŞUMU

Embriyo yaklaşık olarak 4. haftalık olduğunda respiratuvar divertikulum (akciğer tomurcuğu) ön bağırsağın ventral duvarından bir çıkıntı olarak gelişmeye başlar. Bağırsak tübü boyunca tomurcuğun yerleşimi respiratuvar divertikulum bölgesinde bağırsak tübünün endoderminde eksprese edilen transkripsiyon faktör TBX4 ile belirlenir. TBX4, tomurcuğun oluşumunu, büyümesini ve akciğerlere farklanmasını uyarır. Bu yüzden larinks, trake, bronşlar ve akciğerlerin epiteli endodermal kökenlidir. Larinks, trake ve akciğerlerin kıkırdak, kas ve bağ dokusu ise ön bağırsağı çeviren splanik mezodermden gelişir.

Başlangıçta, akciğer tomurcuğu ön bağırsağa açılır. Divertikulum kaudale doğru genişlerken trakeoözefagal sırtlar olarak adlandırılan uzunlamasına 2 yapı ile ön bağırsaktan ayrılır. Bu 2 sırt daha sonra trakeo-özefagal septumu oluşturmak üzere kaynaşır. Bu septum, ön bağırsağın ön kısmını ventral parçaya (trakea ve akciğer tomurcukları) ve dorsal parçaya (özefagus) ayırır. Respiratuvar tomurcuk farinksle laringeal açıklık yolu ile bağlantısını devam ettirir.

Larinksin Gelişimi: Larinksin iç döşemesi endodermden, kıkırdakları ve kasları ise 4. ve 6.yutak kavislerinin mezenşiminden gelişir. Bu mezenşimin hızlı çoğalmasının sonucu olarak laringeal açıklık yay biçiminden T-şekline değişir. Daha sonra iki kavisin mezenşimi tiroid, cricoid ve arytenoid kıkırdaklara farklandığında laringeal açıklık erişkin şeklini alır.

Kıkırdaklar oluşurken, larengeal epitel de hızla çoğalır, lümen geçici olarak kapanır. Daha sonra vakuolizasyon ve rekanalizasyon ile (10. hafta) larengeal ventriküller olarak adlandırılan bir çift lateral çıkmaz şekillenir. Bu çıkmazlar yalancı ve gerçek vokal kordlara farklanan doku kıvrımları ile sınırlandırılır. Epiglottis kıkırdağı 2., 3. ve 4. yutak kavislerinin ventral uçlarındaki mezenşimin çoğalması ile oluşan hipobronşial eminensin kaudal bölümünden gelişir.

Larinks kasları 4 ve 6. yutak kavislerinden köken alan miyoblastlardan gelişir. Kaslar, bu kavisleri innerve eden X. kraniyal sinir Nervus vagus’un laringeal dallarını alır. Superior laringeal sinir 4.; rekürrent laringeal sinir de 6. yutak kavisinden gelişen oluşumları innerve eder.

Trakenin Gelişimi: Trake larinksin alt ucunda gelişir. Trakenin epitel ve bezleri endodermden; kıkırdaklar, bağ dokusu ve düz kas yapıları ise çevre splanik mezenşimden gelişir. 8. haftada kıkırdak taslakları, 9-11. haftada kıkırdak; silyalar 10. haftada; bezler ise 11-12. haftada oluşur. 20.haftada trake taslağı iyice belirir. Ancak boyu kısadır, larinks ise uzundur. Doğuma kadar bu böyledir.

BRONŞLAR ve AKCİĞERLERİN GELİŞİMİ

Ön bağırsağın bölünmesi sırasında, akciğer tomurcuğu trake ve 2 lateral çıkıntı olan bronşiyal tomurcukları oluşturur. 5. haftanın başında bu tomurcuklar genişleyerek sağ ve sol esas (primer) bronşu oluşturur. Sağdaki daha sonra 3, soldaki 2 tane sekonder bronşu oluşturur. Bu da gelecekte sağda 3 lop, solda 2 lop oluşacağını gösterir.

Kaudal ve lateral yönde büyümelerle akciğer tomurcukları vücut boşluğunda büyür. Akciğerlerin boşlukları olan perikardiyoperitoneal kanallar dardır. Bu kanallar ön bağırsağın her iki tarafında uzanırlar ve genişleyen akciğerlerce giderek doldurulurlar. Sonuçta plevroperitoneal ve plevroperikardiyal kıvrımlar perikardiyoperitoneal kanalları sırasıyla peritoneal ve perikardiyal boşluklardan ayırır. Geriye kalan boşluklar primitif plevral boşlukları oluşturur. Akciğerlerin dışını çeviren çevre splanik mezoderm visseral plevrayı oluşturur. İç taraftan vücut duvarını döşeyen somatik mezoderm tabakası paryetel plevraya dönüşür. Paryetel ve visseral plevra arasındaki boşluk ise plevral kavitedir.

Daha ileri gelişim sırasında sekonder bronşlar ardıardına dikotomik bölünme (ikiye çatallanma) sağ akciğerde 10 tane; sol akciğerde ise 8 tane tersiyer (segmental) bronşa dallanarak erişkin akciğerlerinin bronkopulmoner segmentlerini oluştururlar. 6.ayın sonunda yaklaşık olarak 17 tane dikotomik bölünme gerçekleşir. Bronşiyal ağaçın son şekli oluşmadan önce ek olarak 6 tane daha postnatal dönemde bölünme olacaktır. Dallanma akciğer tomurcuklarının endodermi ile bunları çevreleyen splanik mezoderm arasındaki epitelyal-mezenşimal etkileşimlerle düzenlenir. Mezodermden dallanma için gönderilen sinyaller fibroblast büyüme faktörü ailesindendir. Tüm yeni dallanmalar gerçekleşirken bronşiyal ağaç gelişir, akciğerler daha kaudal pozisyondadır ve doğum sırasında trake bifurkasyonu 4. torakal vertebra hizasındadır.

Bronşlar gelişirken duvarlarında çevre splanik mezenkimden hiyalin kıkırdak plakları, düz kaslar, bağ dokusu ve kan damarları gelişir. Bezler; 11.haftada epitelden gelişmeye başlar, 13.haftada mukus sentezler, 14.haftada sekresyon başlar. 28. haftada bezlerin % 85’i gelişmiştir.
AKCİĞERLERİN GELİŞİMİ

Akciğerler doğuma kadar fonksiyon görmezler. Ancak doğar doğmaz işlev görecek şekilde iyi gelişirler.

Akciğerlerin gelişimi 4 evrede incelenir.

Pseudo-glandular Evre (5-16.hafta): Akciğerler ekzokrin bezlere benzer. 17. haftada akciğerin gaz değişim alanları hariç büyük bir kısmı gelişmiştir (kıkırdaklar 10-12.haftada, kaslar 7., kollajen 12.haftada, elastik lifler 10.haftada). Kapiller ağ gelişmemiştir. Fetus bu dönemde doğarsa ölür.

Kanaliküler Evre (16-26. hafta): Bronşlar ve terminal bronşiyollerin lümeni genişler. Terminal bronşiyoller, 2 ya da daha fazla respiratuvar bronşiyollere onlar da 3-6 kadar alveolar kanala dallanırlar. Bol damarlı akciğer dokusu, kübik epitelle döşeli primitif alveoller şekillenir. Kollajen lifler şekillenmiştir. Bu periyodun sonunda doğan fetuslerin alveol duvarları inceldiğinden ve bol damarlı olduğundan yoğun bakım uygulanırsa yaşama şansları vardır. Ancak solunum sistemi yanısıra diğer sistemleri de immatür olduğundan sıklıkla ölüm görülür.

Terminal Kese Evresi (Primitif Alveol Evresi) (26.hafta-doğum): Çok sayıda terminal kese (primitif alveol) gelişir. Terminal kese epiteli çok incelir ve altına kapillerler yerleşir. 24. haftada terminal keselerin büyük bölümü tip I pnömositlerle döşelidir. Tip II hücreler 24. haftada surfaktan salgılamaya başlar. 32. haftada surfaktan miktarı yeterli düzeye erişir. Birçok alveol intra-uterin hayatın son 6 haftası ile doğumdan sonraki ilk 8-10 yaş içinde gelişmeye devam eder. Lenf damarları da bu dönemde ortaya çıkar.

Alveolar Evre (8.ay-10. yaş): Bu evrenin başlangıcında her alveolar kanal birbirleri ile gevşek bağ dokusu ile ayrılmış ince duvarlı primitif alveollerin oluşturduğu bir demetle sonlanır. Doğuma kadar tipik olgun alveoller şekillenmez. 8-10. yaşa kadar alveollerin sayısı ve büyüklüğü artar.

Prenatal 7.aya kadar bronşiyoller sürekli bölünerek küçük kanalları oluştururlar (kanaliküler faz) ve vasküler kaynak giderek artar. Kuboidal hücreli respiratuar bronşiyollerin hücrelerinin bir bölümünün ince yassı hücrelere dönüşmesi ile solunum mümkün olur. Bu hücreler çok sayıda kan ve lenf damarları ile birliktedir ve çevreleyen boşluklar terminal keseler veya primitif alveollerdir. 7.ay sırasında gaz değişimi için yeterli miktarda kapiller mevcuttur ve doğan bebekler yaşar.

Prenatal hayatın 7.ayı sırasında ve doğumdan sonraki birkaç yıl boyunca terminal kese sayısı sürekli olarak artar. Keseleri döşeyen tip I alveolar hücreler daha da incelir. Çevre kapillerler alveolar keselere doğru uzanır ve endotel hücreleri ile epitel hücreleri temas ederek kan-hava bariyerini oluşturur. Olgun alveoller doğumdan önce bulunmaz. Endotel hücreler ve yassı tip I alveolar epitel hücreleri yanı sıra prenatal 6. ay sonunda tip II alveolar epitel hücreleri gelişir. Bu hücreler hava-alveolar arayüzünde yüzey gerilimini azaltan fosfolipidden zengin surfaktanı üretirler.

Doğumdan önce akciğerler yüksek klorid içerikli, az protein, bronşiyal bezlerin ürettiği bir miktar mukus ve tip II alveolar hücrelerin ürettiği surfaktanı içeren sıvı ile doludur. Bu sıvıdaki surfaktan miktarı özellikle doğumdan önceki son iki hafta artar.

Fetal solunum hareketleri doğumdan önce başlar ve amnion sıvısının aspirasyonuna yol açar. Bu hareketler akciğer gelişiminin uyarılması ve solunum kaslarının kondüsyonu için önemlidir. Doğumda solunum başladığında akciğer sıvısının çoğu hızla kan ve lenf kapillerleri ile rezorbe edilirken az bir miktarı da trake ve bronşlar yoluyla dışarı atılır. Alveolar keselerden sıvı rezorbe edildiğinde, surfaktan alveolar hücre membranları üzerinde ince bir fosfolipid tabaka olarak kalır. İlk soluk almada havanın alveollere girmesi ile surfaktan tabakası yüksek yüzey gerilimli hava-su (kan) arayüzü oluşumunu engeller. Yağsı surfaktan tabakası yoksa alveoller ekspirasyon sırasında kollabe olacaktır (atelektazis).

Doğumdan sonraki solunum hareketleri havayı akciğerlere getirir, akciğerler büyür ve plevral boşluğu doldurur. Alveoller hacimce genişlese de doğumdan sonra akciğerlerin büyümesi esas olarak respiratuar bronşiyoller ve alveollerin sayısındaki artış nedeni iledir. Doğumda erişkin sayının 1/6 sı kadar alveol (50 milyon) bulunur. Diğer alvoller doğumdan sonraki 10. yaşa kadar oluşurlar. Akciğer hacmi ise doğumda erişkinin 1/22’si kadardır. Alveol çapı doğum öncesi 50 m, ilk nefeste 150-200, sonra 100 ve erişkinde ise 200 m dir.

Klinik İlişki

Surfaktan özellikle prematüre bebeklerin yaşaması için gereklidir. Sürfaktan yetersizse hava-su (kan) yüzey membran gerilimi yükselir ve alveollerin ekspirasyonda kollabe olması için büyük risk ortaya çıkar. Sonuçta solunum sıkıntısı sendromu (Respiratuvar distress sendromu) ortaya çıkar. Bu, prematüre bebek ölümlerinin en yaygın nedenidir (% 20). Bu durumlarda kısmen kollabe olan alveoller yüksek protein içerikli, birçok hiyalin membran ve olasılıkla sürfaktan tabakasından köken alan lameller cisimcikleri içeren bir sıvı ile doludur. Bu nedenle hiyalin membran hastalığı olarak da bilinir. Yapay surfaktan ve prematüre bebeklere surfaktan üretimini uyarmak üzere glukokortikoidlerin verilmesi ile RDS’den ölümler azalmıştır ve gebeliğin 5.5 ayındaki bebeker yaşatılmaktadır. Yeni doğanda akciğer sıvısı resorbe edilmezse, hiç nefes alınmamışsa otopside akciğerler suya batar. Eğer solunum gerçekleşmişse akciğerlerde sıvı ile hava yer değiştirdiğinden batmaz.