PEK

ING

UN

ION

MED

ICA

L C

OLL

EGE

C

HEN

The Respiratory System

YONG-MEI CHEN (陈咏梅)

Dept. of Anatomy, Histology & Embryology

Peking Union Medical College

Tel：69156461, 65284034

E-mail address: pumc_he@yahoo.com.cn

PEK

ING

UN

ION

MED

ICA

L C

OLL

EGE

C

HEN

The respiratory system has two parts:

1. Conducting Portion:

(1) Air conduction(2) Air conditioning: cleansing,

moistening & warming air (3) Olfaction (4) Phonation

Functions:

2. Respiratory Portion:Functions: Gas exchange

PEK

ING

UN

ION

MED

ICA

L C

OLL

EGE

C

HEN

Composition, structure & function

of conducting portion

Composition, structure & function

of respiratory portion

Content

PEK

ING

UN

ION

MED

ICA

L C

OLL

EGE

C

HEN

Respiratory epithelium: pseudostratified ciliated columnar epithelium

I. Introduction:

Ciliated cellsGoblet cellsBasal cellsSmall granule cells: neuroendocrine cells Brush cells: chemosensory receptors

PEK

ING

UN

ION

MED

ICA

L C

OLL

EGE

C

HEN

PEK

ING

UN

ION

MED

ICA

L C

OLL

EGE

C

HEN

PEK

ING

UN

ION

MED

ICA

L C

OLL

EGE

C

HEN

II. Nasal cavity:

Median nasal septum superior, middle & inferior conchae

1. Vestibule:

Mucosa

E. L.P.

PEK

ING

UN

ION

MED

ICA

L C

OLL

EGE

C

HEN

2. Respiratory Portion：pink

PEK

ING

UN

ION

MED

ICA

L C

OLL

EGE

C

HEN

Countercurrent heat-exchange system

PEK

ING

UN

ION

MED

ICA

L C

OLL

EGE

C

HEN

3. Olfactory Potion：yellowish brown

Respiratory Portion Olfactory Portion

PEK

ING

UN

ION

MED

ICA

L C

OLL

EGE

C

HEN

Supporting cells: Basal cells: Olfactory (Sensory) cells: bipolar neurons, have olfactory vesicle and olfactory cilia.

PEK

ING

UN

ION

MED

ICA

L C

OLL

EGE

C

HEN

PEK

ING

UN

ION

MED

ICA

L C

OLL

EGE

C

HEN

Paranasal sinuses:

PEK

ING

UN

ION

MED

ICA

L C

OLL

EGE

C

HEN

III. Nasopharynx:

PEK

ING

UN

ION

MED

ICA

L C

OLL

EGE

C

HEN

IV. Larynx:

PEK

ING

UN

ION

MED

ICA

L C

OLL

EGE

C

HEN

IV. Larynx:

PEK

ING

UN

ION

MED

ICA

L C

OLL

EGE

C

HEN

PEK

ING

UN

ION

MED

ICA

L C

OLL

EGE

C

HEN

V. Trachea and Bronchi:Epithelium

Lamina propria:1. Mucosa

2. Submucosa：mixed glands & L.T. in C.T. sIgA3. Adventitia：“C” shaped or irregular hyaline

cartilage and smooth muscles, fibroelastic C.T.

PEK

ING

UN

ION

MED

ICA

L C

OLL

EGE

C

HEN

PEK

ING

UN

ION

MED

ICA

L C

OLL

EGE

C

HEN

PEK

ING

UN

ION

MED

ICA

L C

OLL

EGE

C

HEN

1. Bronchial Tree:

VI. Lungs:

PEK

ING

UN

ION

MED

ICA

L C

OLL

EGE

C

HEN

2. Pulmonary lobule:

Bronchioles

Terminal B.

Respiratory B.

Alveolar Ducts

Alveolar Sacs

Alveoli

(d ≤ 0.5mm)

(d ≤ 1mm)

PEK

ING

UN

ION

MED

ICA

L C

OLL

EGE

C

HEN

3. Conducting Portion:

(1) Cavity and wall: ↓(2) Epithelium: ↓(3) Goblet Cells: ↓(4) Glands: ↓(5) Cartilage: ↓(6) Smooth Muscle: ↑(7) Elastic fibers: ↑

• Structural changes:

PEK

ING

UN

ION

MED

ICA

L C

OLL

EGE

C

HEN

PEK

ING

UN

ION

MED

ICA

L C

OLL

EGE

C

HEN

PEK

ING

UN

ION

MED

ICA

L C

OLL

EGE

C

HEN

PEK

ING

UN

ION

MED

ICA

L C

OLL

EGE

C

HEN

• Terminal Bronchioles:

Clara Cell Ciliated Cell

PEK

ING

UN

ION

MED

ICA

L C

OLL

EGE

C

HEN

Clara Cells: dome-shaped apex, SER, secretory granules

Functions: secreting surfactant-like material, playing defensive roles & being stem cells

surfactant proteases

PEK

ING

UN

ION

MED

ICA

L C

OLL

EGE

C

HEN

4. Respiratory Portion:

PEK

ING

UN

ION

MED

ICA

L C

OLL

EGE

C

HEN

PEK

ING

UN

ION

MED

ICA

L C

OLL

EGE

C

HEN

PEK

ING

UN

ION

MED

ICA

L C

OLL

EGE

C

HEN

PEK

ING

UN

ION

MED

ICA

L C

OLL

EGE

C

HEN

PEK

ING

UN

ION

MED

ICA

L C

OLL

EGE

C

HEN

• Alveoli Epithelium:(1) Type I Cells (Squamous Alveolar Cells)

LM: squamous and thin

EM: pinocytotic vesicle, junctional complex

PEK

ING

UN

ION

MED

ICA

L C

OLL

EGE

C

HEN

PEK

ING

UN

ION

MED

ICA

L C

OLL

EGE

C

HEN

Functions:

PEK

ING

UN

ION

MED

ICA

L C

OLL

EGE

C

HEN

(2) Type II Cells (Great Alveolar Cell)

LM: cuboidal cells, spherical nucleus & foamy cytoplasm

PEK

ING

UN

ION

MED

ICA

L C

OLL

EGE

C

HEN

EM: osmiophilic lamellar bodies

PEK

ING

UN

ION

MED

ICA

L C

OLL

EGE

C

HEN

Functions: synthesize and secrete pulmonary surfactant & mitosis

Respiratory distress syndrome (hyaline membrane disease)

PEK

ING

UN

ION

MED

ICA

L C

OLL

EGE

C

HEN

(3) Blood-Air Barrier:Surfactant + Type I Alveolar cellsFused basal laminae of alveolar cells & endotheliumCapillary's Endothelium

PEK

ING

UN

ION

MED

ICA

L C

OLL

EGE

C

HEN

PEK

ING

UN

ION

MED

ICA

L C

OLL

EGE

C

HEN

(4) Alveolar Septum:C.T., rich in capillary and elastic fibers.

PEK

ING

UN

ION

MED

ICA

L C

OLL

EGE

C

HEN

PEK

ING

UN

ION

MED

ICA

L C

OLL

EGE

C

HEN

PEK

ING

UN

ION

MED

ICA

L C

OLL

EGE

C

HEN

(5) Alveolar Pore:

PEK

ING

UN

ION

MED

ICA

L C

OLL

EGE

C

HEN

PEK

ING

UN

ION

MED

ICA

L C

OLL

EGE

C

HEN

(6) Pulmonary Macrophage:

dust cell

PEK

ING

UN

ION

MED

ICA

L C

OLL

EGE

C

HEN

heart failure cell pneumonia

PEK

ING

UN

ION

MED

ICA

L C

OLL

EGE

C

HEN

PEK

ING

UN

ION

MED

ICA

L C

OLL

EGE

C

HEN

5. Blood VesselsPulmonary Circulation: functional circulationBronchial Circulation: nutritional circulation

PEK

ING

UN

ION

MED

ICA

L C

OLL

EGE

C

HEN

6. Pleura

PEK

ING

UN

ION

MED

ICA

L C

OLL

EGE

C

HEN

PEK

ING

UN

ION

MED

ICA

L C

OLL

EGE

C

HEN

PEK

ING

UN

ION

MED

ICA

L C

OLL

EGE

C

HEN

Respiratory Portion Olfactory Portion

Summary

PEK

ING

UN

ION

MED

ICA

L C

OLL

EGE

C

HEN

PEK

ING

UN

ION

MED

ICA

L C

OLL

EGE

C

HEN

PEK

ING

UN

ION

MED

ICA

L C

OLL

EGE

C

HEN

PEK

ING

UN

ION

MED

ICA

L C

OLL

EGE

C

HEN

(1) Cavity and wall: ↓(2) Epithelium: ↓(3) Goblet Cells: ↓(4) Glands: ↓(5) Cartilage: ↓(6) Smooth Muscle: ↑(7) Elastic fibers: ↑

• Structural changes:

PEK

ING

UN

ION

MED

ICA

L C

OLL

EGE

C

HEN

Clara Cells: dome-shaped apex, SER, secretory granules

Functions: secreting surfactant-like material, playing defensive roles & being stem cells

surfactant proteases

PEK

ING

UN

ION

MED

ICA

L C

OLL

EGE

C

HEN

Respiratory Portion:

PEK

ING

UN

ION

MED

ICA

L C

OLL

EGE

C

HEN

Alveoli Epithelium

PEK

ING

UN

ION

MED

ICA

L C

OLL

EGE

C

HEN

Blood-Air Barrier: