PLAUČIŲ ALVEOLĖS: YPATYBĖS, FUNKCIJOS, ANATOMIJA - ANATOMIJA IR FIZIOLOGIJA - 2024

Į plaučių alveolių yra maži maišeliai įsikūręs žinduolių plaučius, apsuptas kraujo kapiliarų tinklą. Pagal mikroskopą, alveolėje, galima atskirti alveolės liumeną ir jo sienelę, sudarytą iš epitelio ląstelių.

Jie taip pat turi jungiamojo audinio pluoštus, kurie suteikia jiems būdingą elastingumą. Alveolių epitelyje galima atskirti I tipo plokščias ir II tipo kubo formos ląsteles. Pagrindinė jo funkcija yra tarpininkauti dujų mainams tarp oro ir kraujo.

Kai vyksta kvėpavimo procesas, oras pro kėbulo vamzdelį patenka į kūną, kur jis patenka į tunelius, esančius plaučiuose. Šio sudėtingo vamzdelių tinklo gale yra alveoliniai maišeliai, iš kurių oras patenka į kraujagysles.

Jau kraujyje deguonis ore yra atskirtas nuo likusių komponentų, tokių kaip anglies dioksidas. Šis paskutinis junginys iš organizmo pašalinamas per iškvėpimo procesą.

Bendrosios savybės

Plaučiuose yra pūlingo audinio audinys, kurį sudaro gana daug plaučių alveolių: nuo 400 iki 700 milijonų dviejuose sveiko suaugusio žmogaus plaučiuose. Alveolės yra maišelių pavidalo struktūros, padengtos lipnia medžiaga.

Kiekvienos žinduolių plaučiuose yra milijonai alveolių, glaudžiai susijusių su kraujagyslių tinklu. Žmonėms plaučių plotas yra nuo 50 iki 90 m ² , jame yra 1000 km kraujo kapiliarų.

Šis didelis skaičius yra būtinas norint užtikrinti reikiamą deguonies pasisavinimą ir tokiu būdu išlaikyti didelę žinduolių metabolizmą, daugiausia dėl grupės endotermijos.

Žinduolių kvėpavimo sistema

Oras patenka per nosį, ypač per „šnerves“; Tai patenka į nosies ertmę ir iš ten į vidines šnerves, sujungtas su ryklė. Čia susikerta du keliai: kvėpavimo ir virškinimo.

Glotnelė atsiveria į gerklą, o po to - trachėją. Tai yra padalinta į du bronchus, po vieną kiekviename plautyje; savo ruožtu bronchai dalijasi į bronchiolus, kurie yra mažesni vamzdeliai ir veda į alveolių kanalus ir alveoles.

funkcijos

Pagrindinė alveolių funkcija yra sudaryti sąlygas keistis dujomis, gyvybiškai svarbioms kvėpavimo procesams, leidžiančioms deguoniui patekti į kraują, kad jis galėtų patekti į kūno audinius.

Tokiu pat būdu plaučių alveolės dalyvauja pašalinant anglies dioksidą iš kraujo įkvėpimo ir iškvėpimo metu.

Anatomija

Alveolių ir alveolių latakus sudaro labai plonas vieno sluoksnio endotelis, palengvinantis dujų mainus tarp oro ir kraujo kapiliarų. Apytikslis jų skersmuo yra 0,05 ir 0,25 mm, juosia kapiliarų kilpos. Jie yra suapvalinti arba daugiakampės formos.

Tarp kiekvieno iš eilės einančių alveolių yra interalveolinis pertvaras, kuris yra bendroji siena tarp dviejų. Šių septų kraštas sudaro bazinius žiedus, suformuotus iš lygiųjų raumenų ląstelių ir uždengiamus paprastu kuboidiniu epiteliu.

Alveolės išorėje yra kraujo kapiliarai, kurie kartu su alveolių membrana sudaro alveolių-kapiliarų membraną - regioną, kuriame vyksta dujų mainai tarp oro, kuris patenka į plaučius, ir kraujo kapiliaruose.

Dėl savito organizavimo plaučių alveolės primena korį. Išorėje juos sudaro epitelio ląstelių, vadinamų pneumocitais, siena.

Kartu su alveolių membrana yra ląstelės, atsakingos už alveolių, vadinamų alveolių makrofagais, apsaugą ir valymą.

Ląstelių tipai alveolėse

Alveolių struktūra buvo plačiai aprašyta literatūroje ir apima šiuos ląstelių tipus: I tipo, kuris tarpininkauja dujų mainams, II tipo su sekrecinėmis ir imuninėmis funkcijomis, endotelio ląstelėmis, alveolių makrofagais, kurie dalyvauja gynybiniai ir intersticiniai fibroblastai.

I tipo ląstelės

I tipo ląstelės pasižymi nepaprastai plonomis ir plokščiomis, greičiausiai, kad palengvintų dujų mainus. Jų yra maždaug 96% alveolių paviršiaus.

Šios ląstelės išreiškia nemažai baltymų, įskaitant T1-α, 5 akvaporiną, jonų kanalus, adenozino receptorius ir genus, atsparius įvairiems vaistams.

Sunkiai atskirti ir kultivuoti šias ląsteles trukdė nuodugnus jų tyrimas. Tačiau iškyla galimoji homostozės funkcija plaučiuose, pavyzdžiui, jonų, vandens transportavimas ir dalyvavimas kontroliuojant ląstelių dauginimąsi.

Šiuos techninius sunkumus galima įveikti tyrinėjant ląsteles alternatyviais molekuliniais metodais, vadinamais DNR mikrotraumais. Taikant šią metodiką buvo galima padaryti išvadą, kad I tipo ląstelės taip pat yra susijusios su apsauga nuo oksidacinio pažeidimo.

II tipo ląstelės

II tipo ląstelės yra stačiakampės formos ir paprastai yra žinduolių alveolių kampuose. Jų yra tik 4% likusio alveolių paviršiaus.

Jos funkcijos apima biomolekulių, tokių kaip baltymai ir lipidai, kurie sudaro plaučių aktyviąsias medžiagas, gamybą ir sekreciją.

Plaučių paviršiaus aktyviosios medžiagos yra medžiagos, sudarytos daugiausia iš lipidų ir nedidelės baltymų dalies, kurios padeda sumažinti alveolių paviršiaus įtempimą. Svarbiausias yra dipalmitoilfosfatidilcholinas (DPPC).

II tipo ląstelės dalyvauja imuninėje alveolių gynyboje, išskirdamos įvairių tipų medžiagas, tokias kaip citokinai, kurių vaidmuo yra pritraukti uždegimines ląsteles plaučiuose.

Be to, įvairiuose gyvūnų modeliuose buvo įrodyta, kad II tipo ląstelės yra atsakingos už tai, kad alveolių erdvėje neliktų skysčių, taip pat dalyvauja natrio pernešime.

Intersticiniai fibroblastai

Šios ląstelės yra verpstės formos ir joms būdingi ilgi aktino pratęsimai. Jos funkcija yra ląstelių matricos sekrecija alveolėse, kad būtų išlaikyta jos struktūra.

Tokiu pat būdu ląstelės gali valdyti kraujotaką, atitinkamai ją sumažindamos.

Alveoliniai makrofagai

Alveolių uosto ląstelės, turinčios fagocitines savybes, gaunamos iš kraujo monocitų, vadinamų alveolių makrofagais.

Jie yra atsakingi už fagocitozės proceso metu pašalinamas į alveoles patekusias pašalines daleles, tokias kaip dulkės ar užkrečiamus mikroorganizmus, tokius kaip Mycobacterium tuberculosis. Be to, jie pasisavina kraujo ląsteles, kurios gali patekti į alveoles, jei yra širdies nepakankamumas.

Jie pasižymi rudos spalvos ir įvairių pratęsimų serija. Lizosomų šių makrofagų citoplazmoje yra gana daug.

Makrofagų skaičius gali padidėti, jei kūnas serga širdies liga, jei asmuo vartoja amfetaminą ar cigaretes.

Kohno poros

Tai yra porų, esančių alveolėse, esančiose interalveolinėse pertvarose, eilė, kurios sujungia vieną alveolę su kita ir leidžia oro cirkuliacijai tarp jų.

Kaip vyksta dujų mainai?

Dujų mainai tarp deguonies (O ₂ ) ir anglies dioksido (CO ₂ ) yra pagrindinis plaučių tikslas.

Šis reiškinys atsiranda plaučių alveolėse, kur kraujas ir dujos susitinka mažiausiai maždaug per mikroną. Šiam procesui reikia dviejų tinkamai pumpuojamų kanalų ar kanalų.

Vienas iš jų yra plaučių kraujagyslių sistema, kuria varomas dešinysis širdies regionas, kuris siunčia mišrų veninį kraują (sudarytą iš veninio kraujo iš širdies ir kitų audinių per veninį grįžimą) į regioną, kuriame jis vyksta mainais.

Antrasis kanalas yra trachebronchinis medis, kurio ventiliaciją skatina raumenys, dalyvaujantys kvėpuojant.

Apskritai bet kokių dujų transportavimą daugiausia reguliuoja du mechanizmai: konvekcija ir difuzija; pirmasis yra grįžtamasis, o antrasis ne.

Dujų mainai: dalinis slėgis

Kai oras patenka į kvėpavimo takus, jo sudėtis keičiasi, prisotinta vandens garų. Pakilęs į alveoles, oras susimaišo su oru, kuris liko iš ankstesnio kvėpavimo rato.

Dėl šio derinio padidėja dalinis deguonies ir anglies dioksido slėgis. Kadangi alveolėse dalinis deguonies slėgis yra didesnis nei kraujyje, kuris patenka į plaučių kapiliarus, deguonis patenka į kapiliarus difuzijos būdu.

Panašiai, palyginti su alveolėmis, dalinis anglies dioksido slėgis yra didesnis plaučių kapiliaruose. Todėl anglies dioksidas patenka į alveoles paprastu difuzijos procesu.

Dujų transportavimas iš audinių į kraują

Deguonį ir nemažą kiekį anglies dioksido perneša „kvėpavimo pigmentai“, įskaitant hemoglobiną, kuris yra populiariausias tarp stuburinių grupių.

Kraujas, atsakingas už deguonies pernešimą iš audinių į plaučius, taip pat turi pernešti anglies dioksidą iš plaučių.

Tačiau anglies dioksidą galima pernešti kitais keliais, jis gali būti pernešamas per kraują ir ištirpti plazmoje; be to, jis gali difuzuoti kraujo eritrocituose.

Eritrocituose didžioji dalis anglies dioksido paverčiama angliarūgštimi fermento angliavandenilio pagalba. Reakcija vyksta taip:

CO ₂ + H ₂ O ↔ H ₂ CO ₃ ↔ H ⁺ + HCO ₃ ^-

Reakcijos metu susidarę vandenilio jonai susijungia su hemoglobinu ir sudaro deoksihemoglobiną. Ši sąjunga leidžia išvengti staigaus pH sumažėjimo kraujyje; tuo pačiu metu išsiskiria deguonis.

Bikarbonato jonai (HCO ₃ ^- ) iš eritrocito išsiskiria pasikeisdami chloro jonais. Priešingai nei anglies dioksidas, bikarbonato jonai gali likti plazmoje dėl jų gero tirpumo. Anglies dioksido kiekis kraujyje sukeltų panašų pavidalą kaip gazuotas gėrimas.

Dujų transportavimas iš kraujo į alveoles

Kaip rodo rodyklės į abi puses, aukščiau aprašytos reakcijos yra grįžtamos; tai yra, produktas vėl gali tapti pradiniais reagentais.

Kai tik kraujas pasiekia plaučius, bikarbonatas vėl patenka į kraujo ląsteles. Kaip ir ankstesniu atveju, norint patekti bikarbonato joną, chloro jonas turi išeiti iš ląstelės.

Šiuo metu vykstant angliavandeniliozės fermento katalizei, reakcija vyksta atvirkščiai: bikarbonatas reaguoja su vandenilio jonu ir yra paverčiamas atgal į anglies dioksidą, kuris pasklinda į plazmą ir iš ten į alveoles.

Dujų mainų plaučiuose trūkumai

Dujų mainai vyksta tik alveolėse ir alveolių kanaluose, kurie yra vamzdelio šakų gale.

Dėl šios priežasties galime kalbėti apie „negyvą erdvę“, kur oras patenka į plaučius, tačiau dujų mainai nevyksta.

Jei lygintume ją su kitomis gyvūnų grupėmis, tokiomis kaip žuvis, jos turi labai efektyvią vieno kelio dujų mainų sistemą. Taip pat paukščiai turi oro maišelių ir parabronchų sistemą, kurioje vyksta oro mainai, padidindami proceso efektyvumą.

Žmogaus ventiliacija yra tokia neefektyvi, kad naujo įkvėpimo metu galima pakeisti tik šeštąją oro dalį, o likusį orą palikti įstrigę plaučiuose.

Patologijos, susijusios su alveolėmis

Plaučių efizema

Ši būklė susideda iš alveolių pažeidimo ir uždegimo; Taigi kūnas negali priimti deguonies, sukelia kosulį ir apsunkina kvėpavimo atsigavimą, ypač fizinės veiklos metu. Viena dažniausių šios patologijos priežasčių yra rūkymas.

Plaučių uždegimas

Pneumoniją sukelia bakterinė ar virusinė infekcija kvėpavimo takuose ir sukelia uždegiminį procesą, kai alveolėse yra pūliai ar skysčiai, todėl neleidžiama absorbuoti deguonies, todėl kyla sunkių kvėpavimo sunkumų.

Nuorodos

1. Berthiaume, Y., Voisin, G., ir Dagenais, A. (2006). I tipo alveolinės ląstelės: naujasis alveolių riteris? Fiziologijos žurnalas, 572 (Pt 3), 609–610.
2. Butleris, JP ir Tsuda, A. (2011). Dujų gabenimas tarp aplinkos ir alveolių - teoriniai pagrindai. Išsami fiziologija, 1 (3), 1301–1316.
3. Castranova, V., Rabovsky, J., Tucker, JH, & Miles, PR (1988). Alveolinė II tipo epitelio ląstelė: daugiafunkcinis pneumocitas. Toksikologija ir taikoma farmakologija, 93 (3), 472–483.
4. Herzog, EL, Brody, AR, Colby, TV, Mason, R., & Williams, MC (2008). Alveolių žinomi ir nežinomi. Amerikos krūtinės ląstos draugijos leidiniai, 5 (7), 778–782.
5. Kühnel, W. (2005). Citologinis ir histologinis spalvų atlasas. Panamerican Medical Ed.
6. Ross, MH ir Pawlina, W. (2007). Histologija. Teksto ir spalvų atlasas su ląstelių ir molekuline biologija. 5aed. Panamerican Medical Ed.
7. Welsch, U., ir Sobotta, J. (2008). Histologija. Panamerican Medical Ed.