Skip to main content
Global

22.1: Anatomy na Microbiota ya kawaida ya Njia ya Upumuaji

  • Page ID
    174855
  • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    Malengo ya kujifunza

    • Eleza vipengele vikuu vya anatomical ya njia ya juu na ya kupumua
    • Eleza microbiota ya kawaida ya njia za juu na za kupumua
    • Eleza jinsi microorganisms kushinda ulinzi wa membrane ya juu na ya chini ya kupumua ili kusababisha maambukizi
    • Eleza jinsi microbes na mfumo wa kupumua huingiliana na kurekebisha kwa watu wenye afya na wakati wa maambukizi

    Mtazamo wa kliniki: Sehemu 1

    John, 65 mwenye umri wa miaka mtu mwenye pumu na aina ya 2 ugonjwa wa kisukari, anafanya kazi kama mshirika wa mauzo katika duka la kuboresha nyumbani. Hivi karibuni, alianza kujisikia mgonjwa sana na alifanya miadi na daktari wa familia yake. Katika kliniki, John aliripoti kuwa na maumivu ya kichwa, maumivu ya kifua, kukohoa, na upungufu wa pumzi. Katika siku iliyopita, pia alikuwa amepata kichefuchefu na kuhara. Muuguzi alichukua joto lake na kugundua kwamba alikuwa anaendesha homa ya 40 °C (104 °F).

    John alipendekeza kwamba lazima awe na kesi ya mafua (homa), na kujuta kwamba alikuwa ameacha kupata chanjo yake ya homa mwaka huu. Baada ya kusikiliza kupumua kwa John kupitia stethoscope, daktari aliamuru radiografia ya kifua na kukusanya sampuli za damu, mkojo, na sputum.

    Zoezi\(\PageIndex{1}\)

    Kulingana na taarifa hii, ni mambo gani ambayo yamechangia ugonjwa wa Yohana?

    Kazi ya msingi ya njia ya kupumua ni kubadilishana gesi (oksijeni na dioksidi kaboni) kwa kimetaboliki. Hata hivyo, kuvuta pumzi na kutolea nje (hasa wakati wa nguvu) pia inaweza kutumika kama gari la maambukizi kwa vimelea kati ya watu binafsi.

    Anatomy ya Mfumo wa Upumuaji wa Juu

    Mfumo wa kupumua unaweza kugawanywa katika mikoa ya juu na ya chini katika hatua ya epiglottis, muundo ambao hufunga mfumo wa kupumua chini kutoka kwa pharynx wakati wa kumeza (Kielelezo\(\PageIndex{1}\)). Mfumo wa kupumua wa juu unawasiliana moja kwa moja na mazingira ya nje. Nares (au pua) ni fursa za nje za pua zinazosababisha nyuma kwenye cavity ya pua, nafasi kubwa iliyojaa hewa nyuma ya nares. Maeneo haya ya anatomical hufanya ufunguzi wa msingi na sehemu ya kwanza ya njia ya kupumua, kwa mtiririko huo. Cavity ya pua imefungwa na nywele ambazo hupiga chembe kubwa, kama vumbi na poleni, na kuzuia upatikanaji wao wa tishu za kina. Cavity ya pua pia imefungwa na utando wa mucous na tezi za Bowman zinazozalisha kamasi ili kusaidia chembe za mtego na microorganisms kwa kuondolewa. Cavity ya pua imeshikamana na nafasi nyingine kadhaa zilizojaa hewa. Sinuses, seti ya nne, paired cavities ndogo katika fuvu, kuwasiliana na cavity pua kupitia mfululizo wa fursa ndogo. Nasopharynx ni sehemu ya koo la juu linalotokana na cavity ya nyuma ya pua. Nasopharynx hubeba hewa inhaled kupitia pua. Sikio la kati linaunganishwa na nasopharynx kupitia tube ya eustachi. Sikio la kati linatenganishwa na sikio la nje na membrane ya tympanic, au ngoma ya sikio. Na hatimaye, tezi za machozi huingia kwenye cavity ya pua kupitia ducts za nasolacrimal (ducts ya machozi). Uunganisho wa wazi kati ya maeneo haya huruhusu microorganisms kuhamia kutoka cavity ya pua hadi kwenye dhambi, masikio ya kati (na nyuma), na chini ya njia ya kupumua ya chini kutoka nasopharynx.

    Cavity ya mdomo ni ufunguzi wa sekondari kwa njia ya kupumua. Mifuko ya mdomo na ya pua huunganisha kupitia fauces kwa pharynx, au koo. Pharynx inaweza kugawanywa katika mikoa mitatu: nasopharynx, oropharynx, na laryngopharynx. Air inhaled kupitia kinywa haina kupita kupitia nasopharynx; inaendelea kwanza kupitia oropharynx na kisha kupitia laryngopharynx. Tonsils ya palatine, ambayo inajumuisha tishu za lymphoid, iko ndani ya oropharynx. Laryngopharynx, sehemu ya mwisho ya pharynx, inaunganisha na larynx, ambayo ina folda ya sauti (Kielelezo\(\PageIndex{1}\)).

    a) mchoro wa sikio; karibu inaonyesha mifupa na utando wa sikio la kati. Eardrum ni disk gorofa iliyoitwa membrane ya tympanic. Nyuma ya hii ni cavity ya tympanic (sikio la kati) ambalo lina mifupa. Bomba la kushuka kutoka sikio la kati linaitwa tube ya Eustachi (tube ya ukaguzi). b) Mchoro wa sehemu ya msalaba wa kichwa. Juu ya pua ni nafasi katika mfupa ulioitwa sinus ya mbele. Nafasi katika pua ni cavity ya pua na duct katika pua ni duct nasolacrimal. Nafasi katika mfupa nyuma ya pua ni sinus ya sphenoid. Nyuma ya pua ni ufunguzi wa tube ya Eustachi (tube ya ukaguzi). Nyuma ya hiyo ni tonsil ya pharyngeal. Chini ya hiyo ni tube iliyoitwa nasopharynx ambayo inakuwa pharynx ambayo kwa sababu oropharynx (nyuma ya kinywa) ambayo inakuwa laryngopharynx, ambayo inakuwa umio. Vipande vya sauti hupatikana tu zaidi ya laryngopharynx, katika larynx, tube, ambayo inakuwa trachea. Epiglottis ni flap huamua kama nyenzo katika pharynx husafiri kwa umio au trachea kwa sababu mdomo pia inaongoza kwa pharynx. Kinywa kina ulimi. Chini ya ulimi ni tonsil ya lingual na nyuma ya kinywa ni tonsil ya palatine. Kwenye nyuma ya kinywa ni fauces. Mbele ya trachea ni tezi ya tezi.
    Kielelezo\(\PageIndex{1}\): (a) Sikio linaunganishwa na njia ya kupumua ya juu na tube ya eustachi, ambayo inafungua kwa nasopharynx. (b) Miundo ya njia ya kupumua ya juu.

    Zoezi\(\PageIndex{2}\)

    1. Tambua mlolongo wa miundo ya anatomiki kwa njia ambayo microbes ingeweza kupitisha njia yao kutoka nares hadi larynx.
    2. Nini pointi mbili za anatomical ambazo zilizopo za eustachi zinaunganisha?

    Anatomy ya Mfumo wa Kupumua Chini

    Mfumo wa kupumua chini huanza chini ya epiglottis katika sanduku la larynx au sauti (Kielelezo\(\PageIndex{2}\)). Trachea, au windpipe, ni tube ya cartilaginous inayoenea kutoka kwa larynx ambayo hutoa njia isiyozuiliwa ya hewa kufikia mapafu. Trachea huingia ndani ya bronchi ya kushoto na ya kulia kama inafikia mapafu. Njia hizi tawi mara kwa mara ili kuunda mitandao ndogo na ya kina zaidi ya zilizopo, bronchioles. Bronchioles terminal sumu katika mtandao huu kama mti mwisho katika cul-de-sac aitwaye alveoli. Miundo hii imezungukwa na mitandao ya capillary na ni tovuti ya kubadilishana gesi katika mfumo wa kupumua. Mapafu ya binadamu yana juu ya utaratibu wa alveoli 400,000,000. Upeo wa nje wa mapafu unalindwa na utando wa pleural mara mbili. Mfumo huu hulinda mapafu na hutoa lubrication kuruhusu mapafu kuhamia kwa urahisi wakati wa kupumua.

    DraKuchora kwa mfumo wa kupumua wa chini. Epiglottis ni flap ambayo inaweza kuruhusu nyenzo ndani ya larynx. Larynx ni tube inayoongoza kwenye trachea. Matawi ya trachea kuwa bronchi ya msingi. Tawi hili kuwa bronchi ya sekondari, tawi hili kuwa bronchi ya juu. Hizi tawi kuwa bronchioles. Bronchioles ya mwisho huishia katika makundi ya maumbo ya puto inayoitwa sacs ya alveolar. Kila sura ya puto ni alveolus. Vipande vidogo, vilivyotengenezwa hufunika nje ya alveolus na huunganishwa na mishipa ya pulmona na mishipa ya pulmona. Oksijeni kutoka alveolus husafiri ndani ya kapilari na dioksidi kaboni kutoka kwa kapilari husafiri ndani ya alveolus. ing ya mfumo wa kupumua chini. Epiglottis ni flap ambayo inaweza kuruhusu nyenzo ndani ya larynx. Larynx ni tube inayoongoza kwenye trachea. Matawi ya trachea kuwa bronchi ya msingi. Tawi hili kuwa bronchi ya sekondari, tawi hili kuwa bronchi ya juu. Hizi tawi kuwa bronchioles. Bronchioles ya mwisho huishia katika makundi ya maumbo ya puto inayoitwa sacs ya alveolar. Kila sura ya puto ni alveolus. Vipande vidogo, vilivyotengenezwa hufunika nje ya alveolus na huunganishwa na mishipa ya pulmona na mishipa ya pulmona. Oksijeni kutoka kwa alveolus husafiri ndani ya capillary na dioksidi kaboni kutoka kwa capillary husafiri kwenye alveolus.
    Kielelezo\(\PageIndex{2}\): Miundo ya njia ya kupumua ya chini inatambuliwa katika mfano huu. (mikopo: mabadiliko ya kazi na Taasisi ya Taifa ya Saratani)

    Ulinzi wa Mfumo wa Kupumua

    Uchimbaji wa ndani wa mfumo wa kupumua una membrane ya mucous (Kielelezo\(\PageIndex{3}\)) na inalindwa na ulinzi wa kinga nyingi. Siri za goblet ndani ya epithelium ya kupumua hutoa safu ya kamasi yenye utata. Viscosity na asidi ya secretion hii huzuia attachment microbial kwa seli za msingi. Aidha, njia ya kupumua ina seli za epithelial za ciliated. Cilia ya kumpiga huondoa na kuimarisha kamasi, na microbes yoyote iliyopigwa, hadi kwenye epiglottis, ambako watameza. Kuondoa microbes kwa namna hii inajulikana kama athari ya escalator ya mucociliary na ni utaratibu muhimu unaozuia microorganisms zilizoingizwa kutoka kuhamia zaidi kwenye njia ya chini ya kupumua.

    Micrograph inayoonyesha nafasi kwenye lumen ya juu iliyoandikwa ya trachea. Chini ya hii ni seli ndefu zilizo na mpaka wa brashi hapo juu. Seli hizi huitwa pseudostratified columnar epithelia. Mpaka wa brashi ni cilia nyingi. Vase umbo seli katika safu hii huitwa seli goblet. Chini ya safu hii ni tishu na nyanja ndogo zilizoitwa seromucous gland katika submucosa.
    Kielelezo\(\PageIndex{3}\): Micrograph hii inaonyesha muundo wa utando wa mucous wa njia ya kupumua. (mikopo: muundo wa micrograph zinazotolewa na Regents ya Chuo Kikuu cha Michigan Medical School © 2012)

    Mfumo wa kupumua wa juu ni chini ya ufuatiliaji wa mara kwa mara na tishu za lymphoid zinazohusiana na mucosa (MALT), ikiwa ni pamoja na adenoids na tonsils. Ulinzi mwingine wa mucosal ni pamoja na kingamwili zilizofichwa (IgA), lysozyme, surfactant, na peptidi za antimicrobial zinazoitwa defensini Wakati huo huo, njia ya kupumua ya chini inalindwa na macrophages ya alveolar. Phagocytes hizi huua kwa ufanisi microbes yoyote ambayo inaweza kuepuka ulinzi mwingine. Hatua ya pamoja ya mambo haya hufanya njia ya kupumua ya chini karibu bila ya viumbe vidogo vya ukoloni.

    Zoezi\(\PageIndex{3}\)

    1. Tambua mlolongo wa miundo ya anatomiki kwa njia ambayo microbes ingeweza kupitisha njia yao kutoka larynx hadi alveoli.
    2. Jina baadhi ya ulinzi wa mfumo wa kupumua ambao hulinda dhidi ya maambukizi ya microbial.

    Microbiota ya kawaida ya Mfumo wa Kupumua

    Njia ya kupumua ya juu ina microbiota nyingi na tofauti. Vifungu vya pua na dhambi ni kimsingi koloni na wanachama wa Firmicutes, Actinobacteria, na Proteobacteria. Bakteria ya kawaida inayojulikana ni pamoja na Staphylococcus epidermidis, viridans kundi streptococci (VGS), Corynebacterium spp. (diphtheroids), Propionibacterium spp., na Haemophilus spp. Oropharynx inajumuisha wengi wa kutengwa sawa na pua na sinuses, pamoja na kuongeza idadi ya kutofautiana ya bakteria kama aina ya Prevotella, Fusobacterium, Moraxella, na Eikenella, pamoja na baadhi ya vimelea vya Candida hutenga. Kwa kuongeza, wanadamu wengi wenye afya hubeba pathogens uwezo katika njia ya kupumua ya juu. Kiasi cha asilimia 20 ya idadi ya watu hubeba Staphylococcus aureus katika pua zao. 1 Pharynx, pia, inaweza kuwa na ukoloni na matatizo ya pathogenic ya Streptococcus, Haemophilus, na Neisseria.

    Njia ya kupumua ya chini, kwa kulinganisha, ni ndogo sana na viumbe vidogo. Kati ya viumbe vilivyotambuliwa katika njia ya chini ya kupumua, aina za Pseudomonas, Streptococcus, Prevotella, Fusobacterium, na Veillonella ni za kawaida. Haijulikani wakati huu ikiwa wakazi hawa wadogo wa bakteria hufanya microbiota ya kawaida au ikiwa ni ya muda mfupi.

    Wanachama wengi wa microbiota ya kawaida ya mfumo wa kupumua ni vimelea vinavyofaa. Ili kuenea na kusababisha uharibifu wa jeshi, kwanza lazima kushinda ulinzi wa kinga ya tishu za kupumua. Vimelea vingi vya mucosal huzalisha sababu za virulence kama vile adhesini ambazo zinapatanisha attachment kwa mwenyeji wa seli za epithelial, au vidonge vya polysaccharide vinavyowezesha microbes kuepuka phagocytosis. Endotoxins ya bakteria ya gramu-hasi inaweza kuchochea majibu yenye uchochezi ambayo huharibu seli za kupumua. Vimelea vingine vinazalisha exotoxins, na bado wengine wana uwezo wa kuishi ndani ya seli za jeshi. Mara baada ya kuambukizwa kwa njia ya upumuaji, huelekea kuharibu escalator ya mucociliary, kupunguza uwezo wa mwili wa kufukuza microbes zinazovamia, hivyo iwe rahisi kwa vimelea kuzidisha na kuenea.

    Chanjo zimeandaliwa kwa vimelea vingi vya bakteria na virusi. Baadhi ya vimelea muhimu zaidi vya kupumua na chanjo zao, ikiwa zinapatikana, zinafupishwa katika Jedwali\(\PageIndex{1}\). Vipengele vya chanjo hizi zitaelezewa baadaye katika sura.

    Jedwali\(\PageIndex{1}\): Baadhi ya Magonjwa muhimu ya kupumua na Chanjo
    Magonjwa Pathogen Chanjo inapatikana 2
    Kuku pox/shingles Virusi vya Varicella-zoster Varicella (tetekuwanga) chanjo, herpes zoster (shingles) chanjo
    Baridi ya kawaida Rhinovirus Hakuna
    Diphtheria Corynebacterium diphtheria Drap, Trap, DT, Td, DTP
    Epiglottitis, otitis vyombo vya habari Haemophilus influenzae Hib
    Fluenza Virusi vya mafua Haijaamilishwa, Flumist
    Surua Virusi vya ukimwi MMR
    Kifaduro Bordetella pertussis Gonga, Gonga
    Pneumonia Streptococcus pneumonia Chanjo ya pneumococcal conjugate (PCV13), chanjo ya pneumococcal polysaccharide (PPSV23)
    Rubella (maguni ya Ujerumani) Virusi vya Rubella MMR
    Ugonjwa mkubwa wa kupumua kwa papo hapo (SARS) Coronavirus inayohusishwa na SARS (SARS-cov) Hakuna
    Kifua kikuu Mycobacterium kifua kikuu BCG

    Zoezi\(\PageIndex{4}\)

    1. Je, ni baadhi ya bakteria ya pathogenic ambayo ni sehemu ya microbiota ya kawaida ya njia ya kupumua?
    2. Ni mambo gani ya virulence yanayotumiwa na vimelea ili kuondokana na ulinzi wa kinga ya njia ya kupumua?

    Ishara na Dalili za Maambukizi ya Kupumua

    Magonjwa ya microbial ya mfumo wa kupumua husababisha majibu ya papo hapo ya uchochezi. Maambukizi haya yanaweza kuunganishwa na eneo lililoathiriwa na kuwa na majina yanayoishia katika “itis”, ambayo ina maana ya kuvimba kwa. Kwa mfano, rhinitis ni kuvimba kwa cavities ya pua, mara nyingi tabia ya baridi ya kawaida. Rhinitis inaweza pia kuhusishwa na mishipa ya homa ya nyasi au hasira nyingine. Kuvimba kwa dhambi huitwa sinusitis, kuvimba kwa sikio huitwa otitis. Otitis vyombo vya habari ni kuvimba kwa sikio la kati. Aina mbalimbali za microbes zinaweza kusababisha pharyngitis, inayojulikana kama koo. Kuvimba kwa larynx inaitwa laryngitis. Kuvimba kwa kusababisha kunaweza kuingilia kati na kazi ya kamba ya sauti, na kusababisha kupoteza sauti. Wakati tonsils ni moto, inaitwa tonsillitis. Matukio ya muda mrefu ya tonsillitis yanaweza kutibiwa upasuaji na tonsillectomy. Zaidi mara chache, epiglottis inaweza kuambukizwa, hali inayoitwa epiglottitis. Katika mfumo wa chini wa kupumua, kuvimba kwa zilizopo za bronchial husababisha bronchitis. Kubwa zaidi ya yote ni pneumonia, ambayo alveoli katika mapafu huambukizwa na kuwaka. Pus na edema hujilimbikiza na kujaza alveoli na maji (inayoitwa kuimarisha). Hii inapunguza uwezo wa mapafu ya kubadilishana gesi na mara nyingi husababisha kikohozi cha uzalishaji kinachofukuza phlegm na kamasi. Matukio ya pneumonia yanaweza kuanzia mpole hadi kutishia maisha, na kubaki sababu muhimu ya vifo katika vijana sana na wazee sana.

    Zoezi\(\PageIndex{5}\)

    Eleza dalili za kawaida za rhinitis, sinusitis, pharyngitis, na laryngitis.

    Pneumonia inayohusishwa na sigara

    Camila ni mwanafunzi mwenye umri wa miaka 22 ambaye amekuwa mvutaji sugu kwa miaka 5. Hivi karibuni, alianzisha kikohozi kinachoendelea ambacho hakijaitikia matibabu yanayouzwa. Daktari wake aliamuru radiograph ya kifua kuchunguza. Matokeo ya radiolojia yalikuwa sawa na nyumonia. Aidha, Streptococcus pneumoniae ilitengwa na sputum ya Camila.

    Wavuta sigara wana hatari kubwa ya kuendeleza pneumonia kuliko idadi ya watu. Vipengele kadhaa vya moshi wa tumbaku vimeonyeshwa ili kuharibu ulinzi wa kinga ya mapafu. Madhara haya ni pamoja na kuharibu kazi ya seli za epithelial zilizosaidiwa, kuzuia phagocytosis, na kuzuia hatua ya peptidi za antimicrobial. Pamoja, hizi husababisha kuharibika kwa athari ya escalator ya mucociliary. Kwa hiyo viumbe vinavyotegwa katika kamasi huweza kutawala mapafu na kusababisha maambukizi badala ya kufukuzwa au kumeza.

    Dhana muhimu na Muhtasari

    • Njia ya kupumua imegawanywa katika mikoa ya juu na ya chini kwenye epiglottis.
    • Air inaingia njia ya kupumua ya juu kupitia cavity ya pua na kinywa, ambayo yote husababisha pharynx. Njia ya kupumua ya chini inatokana na larynx ndani ya trachea kabla ya matawi ndani ya bronchi, ambayo hugawanyika zaidi ili kuunda bronchioles, ambayo hukoma katika alveoli, ambapo kubadilishana gesi hutokea.
    • Njia ya kupumua ya juu ni koloni na microbiota ya kawaida na ya kawaida, ambayo wengi wao ni vimelea vya uwezo. Wakazi wachache wa microbial wamepatikana katika njia ya chini ya kupumua, na hizi zinaweza kuwa za muda mfupi.
    • Wajumbe wa microbiota kawaida inaweza kusababisha maambukizi nyepesi, kwa kutumia mikakati mbalimbali ya kushinda ulinzi innate nonspecific (ikiwa ni pamoja na escalator mucociliary) na adaptive ulinzi maalum ya mfumo wa kupumua.
    • Chanjo za ufanisi zinapatikana kwa vimelea vingi vya kupumua, bakteria na virusi.
    • Maambukizi mengi ya kupumua husababisha kuvimba kwa tishu zilizoambukizwa; hali hizi hupewa majina yanayoishia katika -itis, kama vile rhinitis, sinusitis, otitis, pharyngitis, na bronchitis.

    maelezo ya chini

    1. 1 J. Kluytmans et al. “Nasal Carriage ya Staphylococcus aureus: Epidemiology, Mfumo wa Msingi, na Hatari Ass Mapitio ya Hospitali Microbiolojia 10 namba 3 (1997) :505—520.
    2. 2 Majina kamili ya chanjo yaliyoorodheshwa katika meza: Haemophilus influenzae aina B (Hib); Dondakoo, pepopunda, na pertussis ya seli (dTaP); pepopunda, dondakoo, na pertussis ya seli (Tdap); diphtheria na pepopunda (DT); pepopunda na diphtheria (Td); theria, pertussis, na tetanasi (DTP); Bacillus Calmette-Guérin; Majani, matumbwitumbwi, rubella (MMR)