Skip to main content
Global

22.7: التطور الجنيني للجهاز التنفسي

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    203200

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    أهداف التعلم

    • إنشاء جدول زمني لمراحل تطور الجهاز التنفسي في الجنين
    • اقترح أسباب حركات تنفس الجنين
    • اشرح كيف تتضخم الرئتين بعد الولادة

    يبدأ تطوير الجهاز التنفسي في وقت مبكر من الجنين. إنها عملية معقدة تتضمن العديد من الهياكل، التي ينشأ معظمها من بطانة الرحم. في نهاية التطور، يمكن ملاحظة الجنين وهو يقوم بحركات التنفس. ولكن حتى الولادة، توفر الأم كل الأكسجين للجنين وكذلك تزيل كل ثاني أكسيد الكربون الجنيني عبر المشيمة.

    تايم لاين

    يبدأ تطوير الجهاز التنفسي في حوالي الأسبوع الرابع من الحمل. بحلول الأسبوع 28، نضجت كمية كافية من الحويصلات الهوائية بحيث يمكن للطفل المولود قبل الأوان في هذا الوقت أن يتنفس من تلقاء نفسه. ومع ذلك، لا يتم تطوير الجهاز التنفسي بشكل كامل حتى مرحلة الطفولة المبكرة، عندما توجد مجموعة كاملة من الحويصلات الهوائية الناضجة.

    الأسابيع 4-7

    يبدأ تطور الجهاز التنفسي في الجنين حوالي الأسبوع الرابع. يتغلغل النسيج الخارجي من منطقة الرأس الأمامية في الخلف لتشكيل حفر شمية تندمج مع الأنسجة الداخلية للبلعوم النامي. الحفرة الشمية هي واحدة من زوج من الهياكل التي ستتضخم لتصبح تجويف الأنف. في نفس الوقت تقريبًا، يتشكل برعم الرئة. برعم الرئة عبارة عن هيكل على شكل قبة يتكون من أنسجة تنتفخ من القناة الأمامية. الأمعاء الأمامية هي بطانة أدنى من الأكياس البلعومية. برعم الحنجرة والرغامى عبارة عن هيكل يتشكل من الامتداد الطولي لبرعم الرئة مع تقدم النمو. يصبح الجزء الأقرب من هذا الهيكل إلى البلعوم هو القصبة الهوائية، بينما تصبح النهاية البعيدة أكثر بصلًا، وتشكل براعم الشعب الهوائية. برعم الشعب الهوائية هو واحد من زوج من الهياكل التي ستصبح في النهاية القصبات الهوائية وجميع الهياكل التنفسية السفلية الأخرى (الشكل\(\PageIndex{1}\)).

    الشكل\(\PageIndex{1}\): تطوير الجهاز التنفسي السفلي.

    الأسابيع من 7 إلى 16

    تستمر براعم الشعب الهوائية في التفرع مع تقدم التطور حتى يتم تشكيل جميع القصبات الهوائية الجزئية. بدءًا من الأسبوع الثالث عشر تقريبًا، تبدأ لومن القصبات الهوائية في التوسع في القطر. بحلول الأسبوع 16، تتشكل القصيبات التنفسية. يحتوي الجنين الآن على جميع هياكل الرئة الرئيسية المشاركة في مجرى الهواء.

    الأسابيع 16-24

    بمجرد تشكل القصبات الهوائية التنفسية، يشمل التطوير الإضافي الأوعية الدموية على نطاق واسع، أو تطوير الأوعية الدموية، بالإضافة إلى تكوين القنوات السنخية والسلائف السنخية. في حوالي الأسبوع 19، تشكلت القصبات الهوائية التنفسية. بالإضافة إلى ذلك، تبدأ الخلايا المبطنة للهياكل التنفسية في التفريق لتشكيل الخلايا الرئوية من النوع الأول والنوع الثاني. بمجرد تمايز خلايا النوع الثاني، فإنها تبدأ في إفراز كميات صغيرة من المواد الخافضة للتوتر السطحي الرئوي. قد تبدأ حركات تنفس الجنين في الأسبوع العشرين تقريبًا.

    الأسابيع 24 - الفصل الدراسي

    يحدث النمو والنضج الرئيسيان للجهاز التنفسي من الأسبوع 24 حتى الفصل الدراسي. يتطور المزيد من السلائف السنخية، ويتم إنتاج كميات أكبر من المواد الخافضة للتوتر السطحي الرئوي. لا تكفي مستويات المواد الخافضة للتوتر السطحي بشكل عام لخلق امتثال فعال للرئة حتى الشهر الثامن من الحمل تقريبًا. يستمر الجهاز التنفسي في التوسع، وتتطور الأسطح التي ستشكل الغشاء التنفسي بشكل أكبر. في هذه المرحلة، تشكلت الشعيرات الدموية الرئوية وتستمر في التوسع، مما أدى إلى إنشاء مساحة كبيرة لتبادل الغازات. يحدث الإنجاز الرئيسي لتطور الجهاز التنفسي في حوالي الأسبوع 28، عندما تنضج السلائف السنخية الكافية بحيث يمكن للطفل المولود قبل الأوان في هذا الوقت أن يتنفس من تلقاء نفسه. ومع ذلك، تستمر الحويصلات الهوائية في التطور والنضج حتى مرحلة الطفولة. لا تظهر مجموعة كاملة من الحويصلات الهوائية الوظيفية حتى سن 8 سنوات تقريبًا.

    «تنفس» الجنين

    على الرغم من أن وظيفة حركات تنفس الجنين ليست واضحة تمامًا، إلا أنه يمكن ملاحظتها بدءًا من 20 إلى 21 أسبوعًا من التطور. تتضمن حركات التنفس الجنينية تقلصات العضلات التي تسبب استنشاق السائل الأمنيوسي وزفير نفس السائل، مع وجود خافض للتوتر السطحي الرئوي والمخاط. حركات التنفس الجنينية ليست مستمرة وقد تشمل فترات من الحركات المتكررة وفترات عدم الحركة. يمكن أن تؤثر عوامل الأم على تكرار حركات التنفس. على سبيل المثال، يمكن أن تؤدي مستويات الجلوكوز المرتفعة في الدم، والتي تسمى فرط سكر الدم، إلى زيادة عدد حركات التنفس. على العكس من ذلك، يمكن أن يقلل انخفاض مستويات الجلوكوز في الدم، والذي يسمى نقص السكر في الدم، من عدد حركات تنفس الجنين. من المعروف أيضًا أن استخدام التبغ يقلل من معدلات تنفس الجنين. قد يساعد تنفس الجنين في تقوية العضلات استعدادًا لحركات التنفس بمجرد ولادة الجنين. قد يساعد أيضًا الحويصلات الهوائية على التكون والنضج. تعتبر حركات التنفس الجنينية علامة على الصحة القوية.

    ميلاد

    قبل الولادة، تمتلئ الرئتان بالسائل الأمنيوسي والمخاط والمواد الخافضة للتوتر السطحي. عندما يتم ضغط الجنين عبر قناة الولادة، يتم ضغط التجويف الصدري للجنين، مما يؤدي إلى طرد الكثير من هذا السائل. ومع ذلك، تبقى بعض السوائل، ولكن يمتصها الجسم بسرعة بعد الولادة بوقت قصير. يحدث الاستنشاق الأول في غضون 10 ثوانٍ بعد الولادة ولا يعمل فقط كمصدر إلهام أول، ولكنه يعمل أيضًا على تضخيم الرئتين. يعد عامل التوتر السطحي الرئوي أمرًا بالغ الأهمية لحدوث التضخم، لأنه يقلل من التوتر السطحي للحويصلات الهوائية. غالبًا ما تؤدي الولادة المبكرة حوالي 26 أسبوعًا إلى ضائقة تنفسية شديدة، على الرغم من التطورات الطبية الحالية، قد يعيش بعض الأطفال على قيد الحياة. قبل 26 أسبوعًا، لا يتم إنتاج كمية كافية من المواد الخافضة للتوتر السطحي الرئوي، ولم تتشكل أسطح تبادل الغازات بشكل كافٍ؛ وبالتالي فإن معدل البقاء على قيد الحياة منخفض.

    اضطرابات...

    الجهاز التنفسي: متلازمة الضائقة التنفسية

    تحدث متلازمة الضائقة التنفسية (RDS) بشكل أساسي عند الرضع المولودين قبل الأوان. يصاب ما يصل إلى 50 في المائة من الأطفال الذين يولدون بين 26 و 28 أسبوعًا وأقل من 30 بالمائة من الأطفال المولودين بين 30 و 31 أسبوعًا بـ RDS. ينتج RDS عن عدم كفاية إنتاج المواد الخافضة للتوتر السطحي الرئوي، وبالتالي منع الرئتين من الانتفاخ بشكل صحيح عند الولادة. يتم إنتاج كمية صغيرة من المواد الخافضة للتوتر السطحي الرئوي بدءًا من حوالي 20 أسبوعًا؛ ومع ذلك، فإن هذا لا يكفي لتضخم الرئتين. ونتيجة لذلك، يحدث ضيق التنفس ولا يمكن إجراء تبادل الغازات بشكل صحيح. مستويات الأكسجين في الدم منخفضة، في حين أن مستويات ثاني أكسيد الكربون في الدم ودرجة الحموضة مرتفعة.

    السبب الرئيسي لـ RDS هو الولادة المبكرة، والتي قد تكون بسبب مجموعة متنوعة من الأسباب المعروفة أو غير المعروفة. تشمل عوامل الخطر الأخرى سكري الحمل والولادة القيصرية والتوائم الثانية والتاريخ العائلي لـ RDS. يمكن أن يؤدي وجود RDS إلى اضطرابات خطيرة أخرى، مثل تسمم الدم (عدوى الدم) أو النزف الرئوي. لذلك، من المهم أن يتم التعرف على RDS وعلاجه على الفور لمنع الوفاة وتقليل خطر الإصابة باضطرابات أخرى.

    أدت التطورات الطبية إلى تحسين القدرة على علاج RDS ودعم الرضيع حتى يمكن أن يحدث التطور السليم للرئة. في وقت الولادة، قد يشمل العلاج الإنعاش والتنبيب إذا لم يتنفس الرضيع بمفرده. يجب وضع هؤلاء الأطفال على جهاز التنفس الصناعي للمساعدة ميكانيكيًا في عملية التنفس. في حالة حدوث تنفس تلقائي، قد يلزم تطبيق ضغط مجرى الهواء الإيجابي المستمر (CPAP). بالإضافة إلى ذلك، عادةً ما يتم إعطاء خافض التوتر السطحي الرئوي. تم تخفيض الوفيات بسبب RDS بنسبة 50 في المائة بسبب إدخال العلاج بالسطح الرئوي. قد تشمل العلاجات الأخرى الكورتيكوستيرويدات والأكسجين التكميلي والتهوية المساعدة. يمكن إعطاء العلاجات الداعمة، مثل تنظيم درجة الحرارة والدعم الغذائي والمضادات الحيوية، للرضع المبتسرين أيضًا.

    مراجعة الفصل

    يبدأ تطور الجهاز التنفسي في الجنين في حوالي 4 أسابيع ويستمر حتى مرحلة الطفولة. يتغلغل النسيج الجلدي في الجزء الأمامي من منطقة الرأس في الخلف، مكونًا حفرًا شمية تندمج في النهاية مع الأنسجة الداخلية للبلعوم المبكر. في نفس الوقت تقريبًا، يمتد نتوء الأنسجة الداخلية للجلد الأمامي من الأمعاء الأمامية، مما ينتج برعمًا رئويًا يستمر في الإطالة حتى يشكل برعم الحنجرة والرغامى. سينضج الجزء القريب من هذا الهيكل في القصبة الهوائية، بينما يتفرع الطرف المنتفخ ليشكل براعمين قصبيين. ثم تتفرع هذه البراعم بشكل متكرر، بحيث تكون جميع هياكل مجرى الهواء الرئيسية موجودة في الأسبوع 16 تقريبًا. يتطور التطور بعد الأسبوع السادس عشر مع تشكل القصبات الهوائية والقنوات السنخية، ويحدث توسع الأوعية الدموية على نطاق واسع. تبدأ الخلايا السنخية من النوع الأول أيضًا في التبلور. تتطور الخلايا الرئوية من النوع الثاني وتبدأ في إنتاج كميات صغيرة من المواد الخافضة للتوتر السطحي. مع نمو الجنين، يستمر الجهاز التنفسي في التوسع مع نمو المزيد من الحويصلات الهوائية وإنتاج المزيد من المواد الخافضة للتوتر السطحي. بدءًا من الأسبوع 36 تقريبًا وتستمر حتى مرحلة الطفولة، تنضج السلائف السنخية لتصبح حويصلات تعمل بكامل طاقتها. عند الولادة، يؤدي ضغط التجويف الصدري إلى طرد الكثير من السوائل في الرئتين. الاستنشاق الأول يضخم الرئتين. تبدأ حركات تنفس الجنين في الأسبوع 20 أو 21 تقريبًا، وتحدث عندما تتسبب انقباضات عضلات الجهاز التنفسي في استنشاق الجنين وزفير السائل الأمنيوسي. تستمر هذه الحركات حتى الولادة وقد تساعد على تقوية العضلات استعدادًا للتنفس بعد الولادة وهي علامة على الصحة الجيدة.

    مراجعة الأسئلة

    س: تشكل الحفر الشمية من أي مما يلي؟

    أ. الميزوديرم

    ب. الغضروف

    C. إكتوديرم

    د. إندوديرم

    الإجابة: ج

    س: توجد مجموعة كاملة من الحويصلات الهوائية الناضجة بواسطة ________.

    أ. الطفولة المبكرة، حوالي 8 سنوات من العمر

    ب. الولادة

    ج. 37 أسبوعًا

    د. 16 أسبوعًا

    الإجابة: أ

    س: إذا ولد الطفل قبل الأوان قبل أن تنتج خلايا النوع الثاني كمية كافية من المواد الخافضة للتوتر السطحي الرئوي، أي مما يلي قد تتوقعه؟

    أ. صعوبة التعبير عن السوائل

    ب. صعوبة تضخيم الرئتين

    C. صعوبة في تدفق الشعيرات الدموية الرئوية

    D. لا توجد صعوبة لأن الخلايا من النوع الأول يمكن أن توفر ما يكفي من التوتر السطحي للتنفس الطبيعي

    الإجابة: ب

    س: متى تبدأ حركات تنفس الجنين؟

    أ. حوالي الأسبوع 20

    B. حوالي الأسبوع 37

    C. حوالي الأسبوع 16

    د. بعد الولادة

    الإجابة: أ

    س: ماذا يحدث للسائل الذي يبقى في الرئتين بعد الولادة؟

    ج: يقلل من التوتر السطحي للحويصلات الهوائية.

    B. يتم طرده بعد وقت قصير من الولادة.

    C. يتم امتصاصه بعد وقت قصير من الولادة.

    د. يقوم بتليين غشاء الجنب.

    الإجابة: ج

    أسئلة التفكير النقدي

    س: خلال أي إطار زمني يمتلك الجنين هياكل ناضجة كافية للتنفس من تلقاء نفسه إذا ولد قبل الأوان؟ وصف الهياكل الأخرى التي تتطور خلال هذه المرحلة.

    ج: في الأسبوع 28 تقريبًا، نضجت السلائف السنخية الكافية بحيث يمكن للطفل المولود قبل الأوان في هذا الوقت أن يتنفس من تلقاء نفسه. الهياكل الأخرى التي تتطور في هذا الوقت هي الشعيرات الدموية الرئوية، التي تتوسع لإنشاء مساحة سطحية كبيرة لتبادل الغازات. كما تطورت القنوات السنخية والسلائف السنخية.

    س: وصف حركات تنفس الجنين والغرض منها.

    ج: تحدث حركات تنفس الجنين بسبب تقلص عضلات الجهاز التنفسي، مما يتسبب في استنشاق الجنين وزفير السائل الأمنيوسي. يُعتقد أن هذه الحركات هي وسيلة «لممارسة» التنفس، مما يؤدي إلى تنغيم العضلات استعدادًا للتنفس بعد الولادة. بالإضافة إلى ذلك، قد تساعد حركات تنفس الجنين الحويصلات الهوائية على التكون والنضج.

    مسرد المصطلحات

    برعم الشعب الهوائية
    هيكل في الجنين النامي يتشكل عندما يمتد برعم الحنجرة والرغامى ويتفرع ليشكل هيكلين بصليين
    الأمامية
    بطانة الجنين باتجاه منطقة الرأس
    الحنجرة والقصبة الهوائية
    يتشكل البرعم من برعم الرئة وله نهاية القصبة الهوائية وبراعم الشعب الهوائية المنتفخة في الطرف البعيد
    برعم الرئة
    قبة متوسطة تتكون من بطانة الأمعاء الأمامية
    حفرة شمية
    الأنسجة الخارجية المتضخمة في الجزء الأمامي من منطقة رأس الجنين الذي سيشكل تجويف الأنف