阅读经典丨肺血管系统的发育 [复制链接]

作者丨刘江勤、陈超

图片丨来源于文献

肺血管系统由供应腺泡的血管和支气管循环组成。在胎儿生命早期，气道作为肺血管发育的模板。远端肺血管丛起源于发育中的肺芽周围的中胚层，这一过程称为血管发生。

腺泡周围间充质里的成血管细胞分化为内皮细胞，增殖、聚合成串，发出内皮细胞组成空腔。每一个新气道芽为间充质，一个新的丛形成和增加了肺循环，从而延长了动脉和静脉。

孕5周时毛细管网包围每个支气管，包绕了在右心室和左心房之间的显而易见的血液循环网络。

通过肺发育小管期，持续气道分支伴随着变薄的上皮。在这个阶段新的血管结构从已经存在的血管中发生，过程如血管生成。通过比较，血管生成是由内皮细胞增殖和血管发芽发起建立，导致血管网络扩展到非吻合血管区域。

一直到孕17周，血管生成是肺血管发育的初始模式。而血管生成成为血管发展在肺发育的后期阶段的主导模式。

虽然最初被认为是顺序过程，人们普遍认为血管生成在外围，更多血管生成中心在肺发育过程同时发生。由血管生成来源的血管网络和在肺囊泡期发育阶段增加的血管发生是相互关联的。

肺的第二套血管供应为支气管循环，最初起源于邻近腹轴的背侧主动脉。随着孕8周时支气管血管第一次出现，支气管在肺循环血管后发育。

随着支气管管网络广泛衍生，支气管动脉在成人呼吸树肺泡管远端表现。发育不完全的支气管动脉的存在与发育畸形有关，如肺隔离症。一个占位肺畸形可导致同侧肺发育不良。

血管生成和血管新生血管是胎儿期血管发育的主要机制。人类肺在此时期仅包含成人肺泡数量很小的一部分，空腔壁是由几层结缔组织所构成的厚的原发隔组成，两层毛细血管床包绕在结缔组织周围。它们每个都面临着一个肺泡表面。

肺泡结构出现次级隔片或次级波峰。在次级隔片两个毛细血管层中的一个折叠了。双毛细管网在成人肺里不存在。

微血管的成熟涉及双毛细管网络融合成一个单一的毛细管系统。表面面积的扩大和体积压缩腔间质，使毛细血管网在接近潜在的空隙，从而促进肺泡表面面积的扩大和毛细血管床的融合。

有趣的是，在产后第三周肺容积增加25%，而间质组织的体积下降27%来促进微血管局部融合。随后，有融合的地区择优生直到三岁。

众所周知，肺容积从出生到成年约增加23倍，毛细管体积膨胀35倍。最近已表明毛细管体积通过在缺乏毛细管发芽时插入新的毛细血管网增加的。毛细管网生长这一新的概念已被命名为套叠微血管生长，涉及腔内组织核心形成，然后扩大，从而增加毛细血管表面积。

在肺动脉发育早期可以检测结构化。最初有力的脉管来源于相邻气道支气管平滑肌细胞的迁移。抵抗肺血管系统机化开始于小管阶段并持续至妊娠结束。

这第二阶段的肺血管平滑肌细胞从周围的间充质细胞发展来的。成纤维细胞接近发育中的动脉来改变其细胞形态和开始表达平滑肌细胞的标记（α-平滑肌肌动蛋白）。发育中的内皮细胞通过生长因子的作用，招募平滑肌细胞和外膜细胞前体，它们对维持血管完整很重要。

血管肌化第三个阶段进行了描述，主要是在远端肺毛细血管内皮细胞，在经历内皮细胞-间质转化，包括内皮细胞的分裂，分离过程，并从内皮层与平滑肌细胞标志物的表达的迁移。

肌化通常发生在肺动脉至终末细支气管水平，供应呼吸性细支气管的血管肌化最少。沿着供应腺泡结构的细动脉分布的平滑肌的异常伸展可发生在死于新生儿持续性肺高压的患儿和严重支气管肺发育不良的患儿中。