אמבריולוגיה של מערכת הנשימה

אמבריולוגיה של מערכת הנשימה הוא תחום החוקר את ההתפתחות העוברית של מערכת הנשימה.

התפתחות ראשונית

מערכת הנשימה מתפתחת מהמעי הקדמי (ממנו מתפתחות בין היתר הוושט והקיבה) בעובר.
בשבוע הרביעי להתפתחות העובר מופיע ניצן הריאות כצמיחה בדופן המעי הקדמי, בצד הבטני העליון שלו (ונטרל).
בתחילה, אין הפרדה בין ניצן הריאה והמעי הקדמי, והם פתוחים אחד אל השני. 
לקראת סוף השבוע הרביעי ממשיך ניצן הריאה להתפתח. הוא גדל כלפי מטה ומתפצל לשני ניצני סמפונות. במקביל לתהליך הצמיחה שלו מתחילה להתפתח מחיצה מהגבולות שבינו לבין המעי הקדמי, אשר בהמשך תפריד בין הוושט לקנה הנשימה.
מערכת הנשימה אינה חלולה בתחילה ועוברת תהליך של תיעול בשבוע ה-12 להתפתחות.
מערכת הנשימה בראשיתה מתקשרת עם אזור הלוע דרך פתח צר, אשר מתרחב בהמשך ההתפתחות של הלוע.

המשך ההתפתחות

בשבוע החמישי להתפתחות מתפתחים ניצני הסמפונות ויוצרים את הסמפונות הראשיים (ימין ושמאל), אשר ממשיכים להתפתח ויוצרים את הסמפונות המשניים (שניים בצד שמאל ושלושה בימין), מהם יתפתחו אונות הריאה.
במהלך התפתחות הסמפונות, מתחלקות הסמפונות המשניים מספר רב של פעמים (בממוצע 17) על מנת ליצור את החלוקה למקטעים הקיימת בתוך הריאה. לאחר הלידה ימשיכו הסמפונות המשניים להתחלק עוד כ-6 פעמים.

הבשלת הריאה
התפתחות הסמפונות בשלב הטרום לידתי נמשכת עד לחודש ה-7 להתפתחות העובר. במקביל אליה מתפתחת גם אספקת הדם לריאה ומתפתחות נאדיות הריאה.
בתחילת החודש השביעי משתנים תאי האפיתל בנאדיות הריאה מתאי קובייה לתאים שטוחים הנקראים גם type I alveolar epithelial cells, תהליך הממשיך גם לאחר הלידה. 
בנוסף לכך, מתפתחת אוכלוסייה נוספת של תאים הנקראת type II alveolar epithelial cells, המפרישים סורפקטנט (נוזל עשיר בפוספו-ליפידים המונע קריסה של נאדיות הריאה) ובכך מאפשרים מהלך נשימה תקין (לכן פגים הנולדים לפני החודש השביעי לא יוכלו לנשום, אלא אם יקבלו סורפקטנט ממקור חיצוני).

התפתחות הריאות לאחר הלידה
בזמן הלידה הריאות מלאות בנוזל אשר נספג ברובו על ידי נאדיות הריאה, או יוצא דרך קנה הנשימה אל הלוע.
לאחר הלידה הריאות ממשיכות להתפתח במשך כ- 10 שנים, התפצלויות חדשות של סמפונות משניים וכן נאדיות ריאה חדשות נוצרות.

חלוקה לשלבי התפתחות לפי זמן
נהוג לחלק את התפתחות מערכת הנשימה לפי שבועות התפתחות.
1 התקופה הפסאודוגלנדולרית (שבועות 16-5)- יצירת הסמפונות.
2 התקופה הקנליקולרית (שבועות 26-16)- סוף תהליך יצירת הסמפונות.
3 תקופת הterminal sac (שבוע 26 עד לידה)- יצירת נאדיות הריאה.
4 תקופת נאדיות הריאה (8 חודשים עד ילדות)- הבשלת הריאות והמשך התפתחות לאחר הלידה.

מומים מולדים במערכת הנשימה

אטרזיה של הוושט/פיסטולה: esophageal atresia/trachoesophageal fistula: זוהי קבוצת מומים שבה קיימת פגיעה בהתפתחות של המחיצה בין קנה הנשימה (הטרכאה) לבין הוושט (אסופאגוס). אטרזיה של הוושט מתרחשת ב-1:1000 ועד 1:4500 לידות חי, בשכיחות דומה בין זכרים ונקבות, כאשר שליש מלידות אלו הן של פגים. ביותר מ-90% ממקרי האטרזיה יש גם פיסטולה בין הטרכאה לבין צינור הוושט המרוחק יותר. הצורה השכיחה ביותר היא זו שבה לא נוצר חיבור בין החלק העליון והתחתון של הוושט, והחלק התחתון מחובר למערכת הנשימה: במצב כזה, ההיריון יאופיין בריבוי מי שפיר- polyhydroamnions: התינוק לא יוכל לאכול כתוצאה מהחסימה במערכת העיכול, והקשר בין הוושט לבין מערכת הנשימה יביא למעבר חומרים אל מערכת הנשימה ופגיעה בה עד כדי מצוקה נשימתית קשה. מומים שונים על אותה סקאלה, למשל, היווצרות צינור אחד צר ואחד רחב. אטרזיה היא מצב חירום כירורגי, וניתן לתקנו בניתוח (אשר מבוצע לעיתים באופן רב שלבי- תחילה סגירת הפיסטולה ופתיחת פתח חיצוני לקיבה, ולאחר מכן חיבור קצות הוושט). 

תסמונת המצוקה הנשימתית של היילוד או מחלת הקרום ההיאליני: respiratory distress syndrome: זהו מצב של מצוקה (עקה) נשימתית, המאופיינת בנשימה מהירה ושטוחה של התינוק, ואופיינית בעיקר בפגים אשר הסופרקטנט שלהם לא התפתח במלואו. מעבר לפגים, עקה נשימתית יכולה להתפתח במחלות היאליניות שונות כגון hyaline membrane disease, המאופיינת בפגיעה בתאים אלוואולריים מסוג 2 אשר מפרישים במקום הסורפקטנט חומר צמיג, אשר מקבע את הדופן ומונע יכולת לנשום. מבחינה מיקרוסקופית, גודל ומשקל הריאות הם נורמליים, אך הריאות מוצקות, בשרניות ואדומות, חסרות אוויר ודמויות כבד. בשל המחסור בסורפקטנט קיים מתח פנים גבוה בנאדיות הריאה, והיילוד מתאמץ לפתוח אותן בכל נשימה מחדש. כתוצאה מכך, מופיעה היפוקסמיה, חמצת, נזק לאנדותל וחדירה של פיברין לתוך הנאדיות. הטיפול במקרים של לידה מוקדמת הוא באמצעות מתן פקטורים המעודדים את הפרשת הסופרקטנט כגון סטרואידים או תירוקסין, או מתן של הסורפקטנט בעצמו.

חוסר התפתחות של אחת הריאות- agenesis of the lungs: במידה שאחת מהריאות לא מתפתחת, הריאה השנייה תפצה (קומפנסציה) על פעילות הריאה שלא התפתחה. 

ציסטות ריאתיות מולדות- congenital lung cysts: במחלה זו נוצרות ציסטות בגדלים שונים אשר מלאות בנוזל או אוויר. 

היפופלסיה של הריאה- lung hypoplasia: מצב של חוסר התפתחות של הריאה כתוצאה ממספר סיבות שונות, למשל- הרניה (בקע) דיאפגרמתית מולדת: מצב בו קיימת כניסה של איברים מחלל הבטן כתוצאה מפגיעה בהתפתחות הסרעפת (דיאפרגמה)- פגם כזה גורם להפרעות נשימתיות קשות, לחוסר התפתחות של הריאה באותו צד, להיפוקסיה, יתר לחץ דם ריאתי ובטן שקועה. במקרים של הרניה, כאמור, ישנה אפשרות לנתח את העובר טרם השבוע ה-24 להריון. היפופלסיה יכולה להתפתח גם כתוצאה למשל ממחסור במי שפיר- הריאה לא מבצעת מספיק תנועות נשימה וכתוצאה מכך התפתחותה נפגעת.

קישורים חיצוניים
 http://www.embryology.ch/anglais/rrespiratory/objectrespi01.html

מערכת הנשימה