Dev Respiratory system

Embryology Development 1 of Respiratory system (lower) Capt. Piyachat Chansela Department of Anatomy Academic Affairs Division Phramongkutklao College of Medicine01/06/60

Out line Lower respiratory tract 01/06/60 Begin at 4th Weeks Development of Larynx Development of Trachea Development of Bronchi and Lungs Abnormality 2

01/06/60 3

เจรญิ มาจาก Median out growth ทางดา้ น Development of Larynxcaudal end ของ primordial pharynx01/06/60 4

Laryngotracheal groove Ventral evagination Laryngotracheal diverticulumระบบทางเดินหายใจส่วนล่างเป็นระบบที่อยู่ ventral ต่อระบบทางเดินอาหารส่วนเช่ือมต่อทางเดินอาหารและระบบหายใจคือ laryngopharynx การเจริญเริ่มจากLaryngotracheal groove เป็น Primordial tracheobronchial tree พบที่บริเวณcaudal end of the 4th pharyngeal pouches 5 01/06/60

จากนนั้ จะมกี ารแบง่ ตวั อยา่ งรวดเรว็ จนเกดิ เปน็ รอยนนู 2 แหง่ 6 1. Epiglottal swelling hypopharyngeal eminence (Arch 4) 2. Arytenoid swelling (Arch 6)01/06/60

01/06/60 7

01/06/60 8

01/06/60 9

Endoderm Splanchinc PrimordialPharynx mesoderm laryngeal inletLaryngotracheal Esophagus Tracheal bud Primary bronchial bud opening Respiratory diverticulumPharynx Tracheoesophageal fold Tracheoesophageal Esophagus septum 01/06/60 Laryngotracheal Groove Primordium of tube laryngotracheal 10 tube

Development of LarynxLarynx เจรญิ มาจากสว่ น Cranial end ของ Larygotracheal tubeEpithelium lining เจริญมาจาก EndodermCNT, Cartilage, Muscle เจรญิ มาจาก Mesenchyme ของ Arch 4&6Epiglottis เจรญิ มาจาก Hypopharygeal eminence (Mesenchyme)ในช่วงแรก Mesenchyme เจริญอย่างรวดเร็วจน Lumen ของ Larynx อุดตันต่อมาประมาณสัปดาห์ท่ี 10 จะเกิดการ Vacuolization หรือ Recanalizationได้ Laryngeal ventricle ทลี่ อ้ มรอบโดย Vocal fold และ Vestibular foldกล้ามเนือ้ เจรญิ มาจาก myoblast ของ Arch 4,6ดังนนั้ Nerve ประจาคอื Arch คอื ..............................................................01/06/60 11

Anomaly of Development of LarynxLaryngeal Atresiaเกิดจาก Failure of recanalization of larynx-- Congenital high airway obstruction syndrome (CHAOS) --characteristic features of enlarged and echogenic fetallungs, inversion or flatten of diaphragm, and fetal ascites01/06/60 12

01/06/60 13

Anomaly of Development of LarynxLaryngeal Webเกดิ จาก Incomplete recanalization of larynxcharacteristic features of membranous web forms atthe level of vocal folds, partially obstructing the airwayUncommon case01/06/60 14

01/06/60 15

Development of TracheaEndoderm Splanchnic mesoderm1. Tracheal epithelium 1. Cartilage2. Gland of the trachea 2. CNT3. Pulmonary epithelium 3. Muscles of the trachea01/06/60 16

01/06/60 17

Anomaly of Development of TracheaTracheoesophageal fistulaเกิดจาก Tracheoesophageal fold สองข้างเช่อื มกนั ไม่สมบรู ณ์ พบบอ่ ย 1:2500 (common) มกั พบร่วมกบัEsophageal atresia อาการ fetus กลนื amniotic fluid ไมไ่ ด้เกิด Polyhydramnios, New born : สาลกั , pneumonia Esophagus01/06/60 Laryngotracheal tube 18

85% 4% 1% 7% 2%01/06/60 19

Anomaly of Development of TracheaRareLaryngotracheoesophageal cleftUncommonเกดิ จาก larynx & upper trachea ลม้ เหลวในการแบ่งออกจาก Esophagusอาการ เหมือน Fistula, but aphonia (ไม่มีเสยี ง)Tracheal stenosis and Atresia 20เกดิ จาก Unequal partitioning of the foregut, sometimeforming web tissue and obstructing air flowTracheal diverticulumExtremely rare, Bronchus-like projection from trachea01/06/60

Tracheal diverticulum01/06/60 21

Begin at 5th Weeks Development of Bronchi and Lungsหลังจาก Primary bronchial buds เกิดข้ึน จะมีการLateral out grow ไปใน Pericardioperitonealcanals โดยรอบเป็น Splanchnic mesoderm ซึ่งจะเจริญไปเปน็ Bronchus และ Lung01/06/60 22

Splanchnic mesoderm (visceral pleura)01/06/60 23

Stages of Maturation of the Lungs01/06/60 24

Stages Timing Developmental EventsPseudoglandular 6-16 weeks All elements of lung are formed,Canalicular Period except those involved with gas 16-26 weeks exchange (respiratory portion).Terminal Sac Period 26 weeks to birth Lumina of the bronchi and terminalAlveolar Period bronchioles become larger and highly late fetal period vascular. Terminal bronchioles start 01/06/60 (32 weeks) to age 8 to give rise 2-3 respiratory bronchioles and terminal saccules (primordial alveoli). At the end of this stage respiration is possible. Many more terminal saccules and epi become very thin blood-air barrier Type I alveolar cell : gas exchange Type II alveolar cell : Surfactant Mature alveoli have well developed. การแลกเปลย่ี น gas เกิดโดยผา่ น alveolocapillary membrane การเกดิ Mature alveoli 95% เกิดหลงั คลอด, immature alveoli สามารถแบง่ ตัว สร้าง primordial alveoli ได้ เมื่อขยาย ขนาดเต็มทจ่ี ะเปน็ Mature alveoli 25

Development of lung tissue involved in air exchangeLangman’s figs 13-08 & 09 Terminal Sac Period: Alveolar Period: (24th weeks to birth) (late fetal thru childhood, Canalicular Period: Type I squamous cells Type II, surfactant- (16th-26th week) producing cells) 01/06/60 26

01/06/60 27

01/06/60 28

Anomaly of Development of 29 Bronchi and LungsOligohydramnios and lung developmentRespiratory distress syndrome (RDS)Lobe of azygos veinCongenital lung cystAgenesis of lungsLungs hypoplasiaAccessory lung 01/06/60

Oligohydramnios and lung developmentเนื่องจาก fluid ใน lungs มีความสาคัญในการเจริญของปอด ดังน้ัน ในภาวะที่น้าคร่ามีน้อย (oligohydramnios) จะทาให้ปอดเจรญิ ไม่ดี เกดิ เป็นภาวะ pulmonary hypoplasia01/06/60 30

Respiratory distress syndrome (RDS) เป็นภาวะท่มี ีการขาด Surfactant มกั พบมากในทารกทคี่ ลอดกอ่ นกาหนด (premature infant) ถ้ามี surfactant นอ้ ยเกินไปจะทาให้ air-water (blood) surface tension สูง ทาให้มีโอกาสเกิด alveolar collapseขณะหายใจออกได้ ภายใน alveoli ท่ี collapsed จะมี fluid ที่มี protein content สูง ดูคล้ายglassy หรอื hyaline membrane จึงอาจเรียกอกี อย่างว่า hyaline membrane disease อาการหลังคลอด Fast Breathing shorty, cyanosis, chest wall retractions Rx. glucocorticoid (เชน่ betamethasone)01/06/60 31

Lobe of azygos vein พบท่ี Right lung (1%) เกิดจากสว่ นบน ของปอดเจริญ Medial ตอ่ arch of azygos vein เกิดเปน็ lobe แยกออกมา Azygos lobe รอ่ งชือ่ Azygos fissure Congenital lung cyst เปน็ การโปง่ ออกของ bronchi หรอื terminal bronchiole อาจมแี หง่ เดียวหรอื หลายแหง่ ถ้ามหี ลายแห่งมกั มขี นาดเล็กทา ให้ดคู ลา้ ยรวงผงึ้ จาก X-ray (honey comb appearance) ความผดิ ปกตแิ บบน้ที าให้ การนาสารคัดหล่งั ออกจากปอดลาบาก ทา01/06/60 ให้เกดิ การติดเชอื้ เรอื้ รงั 32

Terms of abnormal development of lungs Tissue Agenesis Aplasia HypoplasiaLung tissue Absent Absent PresentBronchus Absent Rudimentary (underdeveloped)Artery Absent (blind pouch) Present (underdeveloped) Absent Present (underdeveloped)01/06/60 33

Accessory lung (Pulmonary sequestration)Uncommon สว่ นใหญ่พบที่ Base of left lung มักไม่เก่ียวขอ้ งกบั Tracheobronchealtree และ Blood supply มาจาก Systemic01/06/60 34