Alveólos Pulmonares Značilnosti, Funkcije, Anatomija



The pljučni alveoli so majhne vrečke, ki se nahajajo v pljučih sesalcev, obdane z mrežo krvnih kapilarjev. Pod mikroskopom lahko v alveolah ločimo lumen alveole in njegovo steno, sestavljeno iz epitelijskih celic..

Vsebujejo tudi vlakna vezivnega tkiva, ki jim dajejo značilno elastičnost. V alveolarnem epiteliju lahko ločimo ploske celice tipa I in celice tipa II. Njegova glavna naloga je posredovanje izmenjave plina med zrakom in krvjo. 

Ko pride do dihalnega procesa, zrak vstopi v telo skozi sapnik, kjer potuje v serijo predorov v pljučih. Na koncu te zapletene mreže cevi so alveolarne vrečke, v katere vstopa zrak in jih zaužijejo krvne žile..

Že v krvi je kisik v zraku ločen od ostalih komponent, kot je ogljikov dioksid. Ta zadnja spojina se izloči iz telesa skozi proces izdihovanja.

Indeks

  • 1 Splošne značilnosti
    • 1.1 Dihalni sistem pri sesalcih
  • 2 Funkcije
  • 3 Anatomija
    • 3.1 Vrste celic v alveolah
    • 3.2 Celice tipa I
    • 3.3 Celice tipa II
    • 3.4 Intersticijski fibroblasti
    • 3.5 Alveolarni makrofagi
    • 3.6 Kohnske pore
  • 4 Kako je izmenjava plinov?
    • 4.1 Izmenjava plinov: delni tlaki
    • 4.2 Prevoz tkivnih plinov v kri
    • 4.3 Prevoz krvnih plinov v alveole
    • 4.4 Slabosti izmenjave plinov v pljučih
  • 5 Patologije, povezane z alveolami
    • 5.1 Pljučni efisem
    • 5.2 Pljučnica
  • 6 Reference

Splošne značilnosti

V pljučih je tkivo gobaste teksture, ki jo sestavlja precej veliko število pljučnih alveolov: od 400 do 700 milijonov v dveh pljučih zdravega odraslega človeka. Alveole so strukture v obliki vrečke, ki so notranje prekrite z lepljivo snovjo.

Pri sesalcih vsak pljuč vsebuje na milijone alveolov, ki so tesno povezani z žilnim omrežjem. Pri ljudeh je območje pljuč med 50 in 90 m2 in vsebuje 1000 km krvnih kapilar.

To veliko število je bistveno za zagotovitev potrebnega vnosa kisika in s tem za zadostitev visokega metabolizma sesalcev, predvsem zaradi endotermije skupine..

Dihalni sistem pri sesalcih

Zrak vstopa skozi nos, natančneje "Nostrilos"; Ta preide v nosno votlino in od tam do notranjih nosnic, ki so povezane z žrelom. Tu se zbirajo dva načina: dihalni in prebavni.

Glotis se odpre do grla in nato v sapnik. Ta je razdeljen na dva bronhija, vsak v vsakem pljuču; po drugi strani pa so bronhi razdeljeni na bronhiole, ki so manjše cevi in ​​vodijo v alveolarne kanale in alveole.

Funkcije

Glavna funkcija alveolov je omogočiti izmenjavo plinov, ki so bistveni za dihalne procese, kar omogoča vstop kisika v krvni obtok, da se prenaša v tkiva telesa..

Tudi pljučni alveoli sodelujejo pri izločanju ogljikovega dioksida iz krvi med vdihavanjem in izdihom..

Anatomija

Alveolni in alveolarni kanali so sestavljeni iz zelo tankega enoslojnega endotelija, ki omogoča izmenjavo plinov med zrakom in krvnimi kapilari. Imajo približno premer 0,05 in 0,25 mm, obdane s kapilarnimi zankami. So zaobljeni ali poliedrični.

Med vsakim zaporednim alveolom je medalveolarni septum, ki je skupna stena med obema. Meja teh razdelkov tvori bazalne obročke, ki jih tvorijo gladke mišične celice in pokriti z enostavnim kubičnim epitelijem.

Na zunanji strani alveole so krvne kapilare, ki z alveolarno membrano tvorijo alveolarno-kapilarno membrano, območje, kjer poteka izmenjava plina med zrakom, ki vstopa v pljuča, in krvjo v kapilarah..

Zaradi svoje posebnosti so pljučni alveoli podobni satovju. Zunaj jih tvorijo stene epitelijskih celic, ki se imenujejo pnevmociti.

Spremljajoči alveolarno membrano so celice, odgovorne za obrambo in čiščenje alveol, imenovanih alveolarni makrofagi..

Vrste celic v alveolah

Struktura alveolov je bila široko opisana v literaturi in vključuje naslednje vrste celic: tip I, ki posreduje izmenjavo plinov, sekrecijsko in imunsko funkcijo tipa II, endotelijske celice, alveolarne makrofage, ki sodelujejo pri obrambnih in intersticijskih fibroblastov.

Celice tipa I

Za celice tipa I je značilno, da so izjemno tanke in ploske, da bi olajšale izmenjavo plinov. Najdemo jih na približno 96% površine alveol.

Te celice izražajo veliko število beljakovin, vključno s T1-α, akvaporinom 5, ionskimi kanali, adenozinskimi receptorji in odpornimi geni za več zdravil..

Težava izolacije in gojenja teh celic je ovirala njihovo poglobljeno študijo. Vendar pa je možna funkcija homostesis v pljučih, kot so transport ionov, voda in sodelovanje pri nadzoru celične proliferacije..

Način za premagovanje teh tehničnih težav je preučevanje celic z alternativnimi molekularnimi metodami, imenovanimi DNA mikroarzi. Z uporabo te metodologije je bilo mogoče sklepati, da so celice tipa I vključene tudi v zaščito pred oksidativnimi poškodbami.

Celice tipa II

Celice tipa II so kockaste oblike in se običajno nahajajo na vogalih alveolov pri sesalcih, le 4% preostale alveolarne površine..

Med njegove funkcije spadajo proizvodnja in izločanje biomolekul, kot so beljakovine in lipidi, ki tvorijo pljučne surfaktante.

Pljučne površinsko aktivne snovi so snovi, ki so sestavljene večinoma iz lipidov in majhnega deleža beljakovin, ki pripomorejo k zmanjšanju površinske napetosti v alveolah. Najpomembnejši je dipalmitoilfosfatidilholin (DPPC).

Celice tipa II so vključene v imunsko zaščito alveol, izločajo različne vrste snovi, kot so citokini, katerih vloga je pridobivanje vnetnih celic v pljučih..

Poleg tega je več živalskih modelov pokazalo, da so celice tipa II odgovorne za ohranjanje prosto alveolarnega prostora in so vključene tudi v transport natrija.

Intersticijski fibroblasti

Te celice imajo obliko vretena in so označene z dolgimi raztezki aktina. Njegova funkcija je izločanje celičnega matriksa v alveolo, da se ohrani njegova struktura.

Na enak način lahko celice obvladujejo pretok krvi in ​​ga zmanjšajo glede na primer.

Alveolarni makrofagi

V alveolah se nahajajo celice s fagocitnimi lastnostmi, ki izvirajo iz monocitov krvi, imenovanih alveolarni makrofagi.

Ti so odgovorni za odstranitev tujih delcev, ki so vstopili v alveole, s postopkom fagocitoze, kot so prah ali infekcijski mikroorganizmi, kot so Mycobacterium tuberculosis. Poleg tega lahko fagocitozne krvne celice vstopijo v alveole, če ni dovolj srčnega.

Za njih je značilna rjava barva in vrsta različnih prologov. Lizosomi so v citoplazmi teh makrofagov precej bogati.

Količina makrofagov se lahko poveča, če ima telo bolezen srca, če oseba uživa amfetamine ali uporablja cigarete..

Kohnove pore

Gre za vrsto por v alveolah, ki se nahajajo v medalveolarnih septah, ki povezujejo enega alveola z drugim in omogočajo kroženje zraka med njimi..

Kako poteka izmenjava plinov?

Izmenjava plinov med kisikom (O2) in ogljikovega dioksida (CO2) je primarni namen pljuč.

Ta pojav se pojavi v pljučnih alveolah, kjer sta kri in plin na minimalni razdalji približno 1 mikron. Ta postopek zahteva dva kanala ali kanale, ki jih pravilno črpajo.

Eden od teh je vaskularni sistem pljuč, ki ga poganja desno območje srca, ki pošilja mešano vensko kri (sestavljeno iz venske krvi iz srca in drugih tkiv skozi venski povratek) v območje, kjer se pojavlja v zameno.

Drugi kanal je traheobronhialno drevo, katerega ventilacijo poganjajo mišice, ki sodelujejo pri dihanju.

Na splošno se transport katerega koli plina ureja predvsem z dvema mehanizmoma: konvekcijo in difuzijo; prva je reverzibilna, druga pa ni.

Izmenjava plina: delni tlaki

Ko zrak vstopi v dihalni sistem, se njegova sestava spremeni in postane nasičena z vodno paro. Ko dosežemo alveole, se zrak meša z zrakom, ki je ostal ostanek prejšnjega dihalnega kroga.

Zahvaljujoč tej kombinaciji pade delni tlak kisika in povečuje se delež ogljikovega dioksida. Ker je parcialni tlak kisika v alveolah večji kot v krvi, ki vstopa v kapilare pljuč, kisik vstopi v kapilare z difuzijo.

Prav tako je parcialni tlak ogljikovega dioksida večji v kapilarah pljuč v primerjavi z alveoli. Zato ogljikov dioksid preide v alveole s preprostim difuzijskim postopkom.

Transport tkivnih plinov v kri

Kisik in pomembne količine ogljikovega dioksida se prenašajo z "dihalnimi pigmenti", med njimi s hemoglobinom, ki je najbolj priljubljen med skupinami vretenčarjev..

Tudi kri, ki je odgovorna za transport kisika iz tkiv v pljuča, mora prenašati ogljikov dioksid nazaj iz pljuč.

Vendar pa se ogljikov dioksid lahko prenaša na druge načine, lahko se prenaša preko krvi in ​​raztopi v plazmi; Poleg tega se lahko razširi na eritrocite v krvi.

V eritrocitih večina ogljikovega dioksida prehaja v ogljikovo kislino zaradi encima karbonske anhidraze. Reakcija poteka na naslednji način:

CO2 + H2O. H2CO3 . H+ + HCO3-

Vodikovi ioni iz reakcije se združujejo s hemoglobinom, da tvorijo deoksihemoglobin. Ta povezava preprečuje nenadno zmanjšanje pH v krvi; Hkrati pride do sproščanja kisika.

Bikarbonatni ioni (HCO3-) pustite eritrocit z izmenjavo za klorove ione. V nasprotju z ogljikovim dioksidom lahko bikarbonatni ioni zaradi visoke topnosti ostanejo v plazmi. Prisotnost ogljikovega dioksida v krvi bi povzročila podoben videz brezalkoholne pijače.

Prevoz krvnih plinov v alveole

Kot kažejo puščice v obeh smereh, so zgoraj opisane reakcije reverzibilne; to pomeni, da se izdelek lahko pretvori nazaj v začetne reaktante.

Ko kri doseže pljuča, bikarbonat ponovno vstopi v eritrocite krvi. Kot v prejšnjem primeru, da bi bikarbonatni ion vstopil, mora klonski ion pobegniti iz celice.

V tem trenutku se reakcija dogaja v nasprotni smeri s katalizo encima karboanhidraze: bikarbonat reagira z vodikovim ionom in se pretvori nazaj v ogljikov dioksid, ki difundira v plazmo in od tam v alveole.

Slabosti izmenjave plinov v pljučih

Izmenjava plina poteka le v alveolah in alveolarnih kanalih, ki so na koncu vej cevi.

Zato lahko govorimo o "mrtvem prostoru", kjer pride do prehajanja zraka v pljučih, vendar se izmenjava plina ne izvaja..

Če ga primerjamo z drugimi skupinami živali, kot so ribe, imajo zelo učinkovit enosmerni sistem izmenjave plina. Prav tako imajo ptice sistem zračnih vrečk in parabronchi, kjer pride do izmenjave zraka, kar povečuje učinkovitost postopka.

Prezračevanje ljudi je tako neučinkovito, da se v novem navdihu lahko nadomesti le ena šestina zraka, pri čemer ostane zrak, ujet v pljučih,.

Patologije, povezane z alveolami

Pljučni efesus

To stanje obsega poškodbo in vnetje alveol; zato telo ne more sprejeti kisika, povzroča kašlja in otežuje obnovo dihanja, zlasti pri izvajanju telesnih dejavnosti. Eden od najpogostejših vzrokov te patologije je cigareta.

Pljučnica

Pljučnica je posledica bakterijske ali virusne okužbe v dihalnem traktu in povzroča vnetni proces s prisotnostjo gna ali tekočin v alveolah, kar preprečuje vnos kisika in povzroča hude težave z dihanjem..

Reference

  1. Berthiaume, Y., Voisin, G., in Dagenais, A. (2006). Alveolarne celice tipa I: novi vitez alveole? Journal of Physiology, 572(Pt 3), 609-610.
  2. Butler, J. P., & Tsuda, A. (2011). Transport plinov med okoljem in alveolami - teoretični temelji. Celovita fiziologija, 1(3), 1301-1316.
  3. Castranova, V., Rabovsky, J., Tucker, J.H. & Miles, P.R. (1988). Epitelne celice alveolarnega tipa II: večnamenski pnevmociti. Toksikologija in uporabna farmakologija, 93(3), 472-483.
  4. Herzog, E.L., Brody, A.R., Colby, T.V., Mason, R., in Williams, M.C. (2008). Znani in neznani Alveolus. Zbornik American Thoracic Society, 5(7), 778-782.
  5. Kühnel, W. (2005). Atlas barva citologije in histologije. Ed Panamericana Medical.
  6. Ross, M. H., & Pawlina, W. (2007). Histologija Besedilo in barva Atlasa s celično in molekularno biologijo. 5aed. Ed Panamericana Medical.
  7. Welsch, U., & Sobotta, J. (2008). Histologija. Ed Panamericana Medical.