Respiratory System Development

By | December 6, 2011

This post is a brief summary of the topic, intended to be used for an academic purpose. The contents and images are derived from the references. It is recommended to read the original references in order to find detailed contents.

References:

  1. T. W. Sadler, (2006) Langman’s Medical Embryology (10th ed) pp.283-284.
  2. 상게서, 황영일 외 6인 역, 200-201쪽.
  3. UNSW Embryology, Respiratory System Development (Access: December 6, 2011.)

The respiratory system is an outgrowth of the ventral wall of the foregut, and the epithelium of the larynx, trachea, bronchi, and alveoli originates in the endoderm. The cartilaginous, muscular, and connective tissue components arise in the mesoderm. In the fourth week of development, the tracheoesophageal septum separates the trachea from the foregut, dividing the foregut into the lung bud anteriorly and the esophagus posteriorly. Contact between the two is maintained through the larynx, which is formed by tissue of the fourth and sixth pharyngeal arches. The lung bud develops into two main bronchi: the right forms three secondary bronchi and three lobes; the left forms two secondary bronchi and two lobes. Faulty partitioning of the foregut by the tracheoesophageal septum causes esophageal atresias and tracheoesophageal fistulas (Fig. 12.3).

호흡계통은 앞창자의 배쪽벽이 돌출되어 형성되며 후두와 기관지, 허파꽈리들의 상피는 내배엽에서 기원한다. 연골과 근육, 결합조직은 중배엽에서 기원한다. 발생 4주가 되면 기관과 허파싹은 기관식도사이막에 의하여 앞창자로부터 분리되고, 앞창자는 앞쪽의 허파싹과 뒤쪽의 식도로 나뉜다. 식도와 기관은 후두를 통하여 연결되는데, 후두는 넷째와 여섯째인두굽이 조직에서 만들어진다. 허파싹은 좌우 기관지로 발생되고, 다시 왼기관지는 두 개의 이차기관지와 허파역으로 분화되며, 오른기관지는 세 개의 이차기관지와 허파엽으로 분화된다. 기관식도사이막에 의한 앞창자의 분할에 이상이 발생하면 기관과 식도 사이에 샛길이 생긴다(그림 12.3).

After a pseudoglandular (5–16 weeks) and canalicular (16–26 weeks) phase, cells of the cuboidal lined bronchioles change into thin, flat cells, type I alveolar epithelial cells, intimately associated with blood and lymph capillaries. In the seventh month, gas exchange between the blood and air in the primitive alveoli is possible. Before birth the lungs are filled with fluid with little protein, some mucus, and surfactant, which is produced by type II alveolar epithelial cells and which forms a phospholipid coat on the alveolar membranes. At the beginning of respiration the lung fluid is resorbed except for the surfactant coat, which prevents the collapse of the alveoli during expiration by reducing the surface tension at the air-blood capillary interface. Absent or insufficient surfactant in the premature baby causes respiratory distress syndrome (RDS) because of collapse of the primitive alveoli (hyaline membrane disease).

거짓샘기(발생 5-16주)와 세관기(발생 16-26주)가 지나면 세기관지를 덮고 있는 입방형의 세포가 얇고 납작한 제1형 허파꽈리상피세포로 변하고, 모세혈관 및 모세림프관과 가까이 위치하게 된다. 발생 7개월이 되면 원시허파꽈리에서 혈액과 공기 사이에 가스교환이 가능해진다. 출생 전의 허파는 소량의 단백질과 점액질 및 표면활성제를 함유하고 있는 액체로 가득 채워져 있다. 표면활성제는 제2형 허파꽈리상피세포에서 생성되며, 허파꽈리막에 인지질막을 형성한다. 호흡이 시작되면 허파의 액체들은 대부분 흡수되지만 표면활성제는 흡수되지 않고 남아 있다. 이 표면활성제는 숨을 내쉬는 동안 공기와 모세혈관 경계면의 표면장력을 낮추어 허파꽈리가 쭈그러지는 것을 막아 준다. 미숙아에 있어서 표면활성제가 없거나 부족할 때에 원시허파꽈리가 쭈그러들기 때문에 호흡곤란증후군(RDS)이 생긴다(유리질막병).

Growth of the lungs after birth is primarily due to an increase in the number of respiratory bronchioles and alveoli and not to an increase in the size of the alveoli. New alveoli are formed during the first 10 years of postnatal life.

출생 후에 계속되는 허파의 성장은 허파꽈리의 크기가 증가하는 것이 아니라 주로 호흡세기관지와 허파꽈리의 수가 증가하여 이루어진다. 출생 후 10년 동안 새로운 허파꽈리가 생긴다.

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