Alveólos Pulmonares Charakteristika, funkcie, anatómia



pľúcnych alveol sú to malé vrecká umiestnené v pľúcach cicavcov, obklopené sieťou krvných kapilár. Pod mikroskopom je možné v alveole rozlíšiť lúmen alveoly a jej stenu, ktorá sa skladá z epitelových buniek.

Obsahujú tiež spojivové tkanivá, ktoré im dodávajú charakteristickú elasticitu. V alveolárnom epiteli je možné rozlíšiť bunky typu I a bunky kocky typu II. Jeho hlavnou funkciou je sprostredkovanie výmeny plynu medzi vzduchom a krvou. 

Keď nastane proces dýchania, vzduch vstupuje do tela cez priedušnicu, kde putuje do série tunelov v pľúcach. Na konci tejto zložitej siete rúrok sú alveolárne vaky, kde vzduch vstupuje a je zachytávaný krvnými cievami..

Už v krvi je kyslík vo vzduchu oddelený od zvyšku zložiek, ako je oxid uhličitý. Táto posledná zlúčenina sa z tela vylučuje procesom vydychovania.

index

  • 1 Všeobecné charakteristiky
    • 1.1 Respiračný systém u cicavcov
  • 2 Funkcie
  • 3 Anatómia
    • 3.1 Typy buniek v alveolách
    • 3.2 Bunky typu I
    • 3.3 Bunky typu II
    • 3.4 Intersticiálne fibroblasty
    • 3,5 alveolárnych makrofágov
    • 3.6 Kohnove póry
  • 4 Ako prebieha výmena plynov?
    • 4.1 Výmena plynov: parciálne tlaky
    • 4.2 Preprava tkanivových plynov do krvi
    • 4.3 Preprava krvných plynov do alveol
    • 4.4 Nevýhody výmeny plynov v pľúcach
  • 5 Patológie spojené s alveolmi
    • 5.1 Pľúcny efisém
    • 5.2 Pneumónia
  • 6 Referencie

Všeobecné charakteristiky

Vo vnútri pľúc je tkanivo špongiového tkaniva tvorené pomerne vysokým počtom pľúcnych alveol: od 400 do 700 miliónov v dvoch pľúcach zdravého dospelého človeka. Alveoly sú vrecovité štruktúry pokryté vnútorne lepivou substanciou.

U cicavcov každé pľúca obsahuje milióny alveol, úzko spojené s cievnou sieťou. U ľudí je plocha pľúc medzi 50 a 90 m2 a obsahuje 1000 km krvných kapilár.

Tento vysoký počet je nevyhnutný na zaistenie požadovaného príjmu kyslíka a tým aj na uspokojenie vysokého metabolizmu cicavcov, najmä v dôsledku endotermie skupiny..

Respiračný systém u cicavcov

Vzduch vstupuje cez nos, konkrétne "Nostrilos"; Toto prechádza do nosnej dutiny a odtiaľ do vnútorných narov spojených s hltanom. Tu sa zbiehajú dva spôsoby: dýchacie a tráviace.

Glotis sa otvára do hrtanu a potom do priedušnice. Toto sa delí na dve priedušky, jednu v každej pľúca; potom sú priedušky rozdelené na bronchioly, ktoré sú menšie trubice a vedú k alveolárnym kanálom a alveolám..

funkcie

Hlavnou funkciou alveol je umožniť výmenu plynov, ktoré sú nevyhnutné pre dýchacie procesy, čo umožňuje transport kyslíka do krvného obehu do tkanív tela..

Podobne sa pľúcne alveoly podieľajú na eliminácii oxidu uhličitého z krvi počas inhalačných a výdychových procesov..

anatómia

Alveoly a alveolárne kanály pozostávajú z veľmi tenkého jednovrstvového endotelu, ktorý uľahčuje výmenu plynov medzi vzduchom a krvnými kapilárami. Majú približný priemer 0,05 a 0,25 mm, obklopené kapilárnymi slučkami. Sú zaoblené alebo polyhedrálne.

Medzi každým nasledujúcim alveolom je interalveolárna prepážka, ktorá je spoločnou stenou medzi týmito dvoma. Hranica týchto delení tvorí bazálne kruhy, tvorené bunkami hladkého svalstva a pokryté jednoduchým kubickým epitelom.

Na vonkajšej strane alveoly sú krvné kapiláry, ktoré spolu s alveolárnou membránou tvoria alveolárnu kapilárnu membránu, oblasť, kde dochádza k výmene plynu medzi vzduchom, ktorý vstupuje do pľúc a krvou v kapilárach..

Vzhľadom na ich zvláštnu organizáciu sa pľúcne alveoly podobajú plástom. Sú vytvorené na vonkajšej strane stenou epitelových buniek nazývaných pneumocyty.

Spolu s alveolárnou membránou sú bunky zodpovedné za obranu a čistenie alveol, nazývaných alveolárne makrofágy..

Typy buniek v alveolách

Štruktúra alveol je široko opísaná v literatúre a zahŕňa nasledujúce typy buniek: typ I sprostredkujúci výmenu plynov, sekrečné a imunitné funkcie typu II, endotelové bunky, alveolárne makrofágy, ktoré sa zúčastňujú obranné a intersticiálne fibroblasty.

Bunky typu I

Bunky typu I sa vyznačujú tým, že sú neuveriteľne tenké a ploché, pravdepodobne na uľahčenie výmeny plynov. Nachádzajú sa na približne 96% povrchu alveol.

Tieto bunky exprimujú významný počet proteínov, vrátane T1-a, aquaporínu 5, iónových kanálov, adenozínových receptorov a génov rezistencie na niekoľko liečiv..

Problémy s izoláciou a kultiváciou týchto buniek bránili ich hĺbkovej štúdii. Predpokladá sa však možná funkcia homostézy v pľúcach, ako je transport iónov, voda a účasť na kontrole bunkovej proliferácie..

Spôsob, ako prekonať tieto technické ťažkosti, je štúdium buniek alternatívnymi molekulárnymi metódami, nazývanými DNA mikročipy. Pomocou tejto metodiky bolo možné dospieť k záveru, že bunky typu I sa podieľajú aj na ochrane pred oxidačným poškodením.

Bunky typu II

Bunky typu II majú tvar kvádra a sú zvyčajne umiestnené v rohoch alveol u cicavcov, pričom iba 4% zostávajúca alveolárna povrchová plocha..

Medzi jeho funkcie patrí produkcia a vylučovanie biomolekúl, ako sú proteíny a lipidy, ktoré tvoria pľúcne povrchovo aktívne látky.

Pľúcne povrchovo aktívne látky sú látky tvorené prevažne lipidmi a malou proteínovou časťou, ktoré pomáhajú znižovať povrchové napätie v alveolách. Najdôležitejšie je dipalmitoylfosfatidylcholín (DPPC)..

Bunky typu II sa podieľajú na imunitnej obrane alveol, vylučujú rôzne typy látok, ako sú cytokíny, ktorých úlohou je získavanie zápalových buniek v pľúcach..

Okrem toho niekoľko zvieracích modelov ukázalo, že bunky typu II sú zodpovedné za udržanie tekutého alveolárneho priestoru a sú tiež zapojené do transportu sodíka..

Intersticiálne fibroblasty

Tieto bunky majú tvar vretena a vyznačujú sa dlhými predĺženiami aktínu. Jeho funkciou je vylučovanie bunkovej matrice v alveole, aby sa zachovala jej štruktúra.

Rovnakým spôsobom môžu bunky riadiť prietok krvi a redukovať ich podľa prípadu.

Alveolárne makrofágy

Alveoly obsahujú bunky s fagocytárnymi vlastnosťami odvodenými z krvných monocytov nazývaných alveolárne makrofágy.

Tie sú zodpovedné za odstraňovanie fagocytózou cudzími časticami, ktoré vstúpili do alveol, ako sú prach alebo infekčné mikroorganizmy, ako napr. Mycobacterium tuberculosis. Okrem toho, fagocytóza krvných buniek, ktoré by mohli vstúpiť do alveol, ak je nedostatočná srdcovej činnosti.

Vyznačujú sa hnedou farbou a radom rôznych prológov. Lysozómy sú v cytoplazme týchto makrofágov dosť hojné.

Množstvo makrofágov sa môže zvýšiť, ak má telo ochorenie súvisiace so srdcom, ak jedinec konzumuje amfetamíny alebo používa cigarety..

Kohnove póry

Ide o sériu pórov umiestnených v alveolách nachádzajúcich sa v interalveolárnej septe, ktorá spája jeden alveol s druhým a umožňuje cirkuláciu vzduchu medzi nimi..

Ako prebieha výmena plynov?

Výmena plynov medzi kyslíkom (O. \ T2) a oxidu uhličitého (CO2) je primárnym účelom pľúc.

Tento jav sa vyskytuje v pľúcnych alveolách, kde je krv a plyn v minimálnej vzdialenosti približne jeden mikrón. Tento proces vyžaduje dva kanály alebo kanály správne čerpané.

Jedným z nich je vaskulárny systém pľúc poháňaný pravou oblasťou srdca, ktorý posiela zmiešanú žilovú krv (pozostávajúcu zo žilovej krvi zo srdca a iných tkanív cez venózny návrat) do oblasti, kde dochádza k výmene..

Druhým kanálom je tracheobronchiálny strom, ktorého ventiláciu poháňajú svaly zapojené do dýchania.

Všeobecne platí, že preprava akéhokoľvek plynu sa riadi hlavne dvoma mechanizmami: konvekciou a difúziou; prvý je reverzibilný, zatiaľ čo druhý nie.

Výmena plynu: parciálne tlaky

Keď vzduch vstupuje do dýchacieho systému, jeho zloženie sa mení a stáva sa nasýteným vodnou parou. Pri dosahovaní alveol sa vzduch mieša so vzduchom, ktorý zostal zvyškom predchádzajúceho dýchacieho kruhu.

Vďaka tejto kombinácii sa zvyšuje parciálny tlak kyslíka a tlaku oxidu uhličitého. Keďže parciálny tlak kyslíka v alveolách je väčší ako v krvi vstupujúcej do kapilár pľúc, kyslík vstupuje do kapilár difúziou.

Podobne, parciálny tlak oxidu uhličitého je väčší v kapilárach pľúc v porovnaní s alveolmi. Preto oxid uhličitý prechádza do alveol jednoduchým difúznym procesom.

Transport tkanivových plynov do krvi

Kyslík a dôležité množstvá oxidu uhličitého sa transportujú „respiračnými pigmentmi“, medzi nimi hemoglobín, ktorý je najobľúbenejší medzi skupinami stavovcov..

Krv zodpovedná za transport kyslíka z tkanív do pľúc musí tiež transportovať oxid uhličitý späť z pľúc.

Oxid uhličitý sa však môže prepravovať inými spôsobmi, môže sa prenášať krvou a rozpúšťať sa v plazme; Okrem toho sa môže šíriť do krvných erytrocytov.

V erytrocytoch väčšina oxidu uhličitého prechádza na kyselinu uhličitú vďaka enzýmu karboanhydrázy. Reakcia prebieha nasledovne:

CO2 + H2O ↔ H2CO3 ↔ H+ + HCO3-

Ióny vodíka z reakcie sa kombinujú s hemoglobínom za vzniku deoxyhemoglobínu. Toto spojenie zabraňuje náhlemu poklesu pH v krvi; Súčasne dochádza k uvoľňovaniu kyslíka.

Ióny hydrogenuhličitanu (HCO)3-) opustiť erytrocyt výmenou za ióny chlóru. Na rozdiel od oxidu uhličitého môžu ióny hydrogenuhličitanu zostať v plazme kvôli ich vysokej rozpustnosti. Prítomnosť oxidu uhličitého v krvi by spôsobila podobný vzhľad ako u nealkoholického nápoja.

Preprava krvných plynov do alveol

Ako je naznačené šípkami v oboch smeroch, vyššie opísané reakcie sú reverzibilné; to znamená, že produkt môže byť premenený späť na počiatočné reaktanty.

V okamihu, keď krv dosiahne pľúca, bikarbonát znova vstúpi do krvných erytrocytov. Podobne ako v predchádzajúcom prípade, aby sa vnikol ión bikarbonátu, musí z bunky uniknúť ión chlóru.

V tomto okamihu reakcia prebieha v opačnom smere ako katalýza enzýmu karboanhydrázy: hydrogenuhličitan reaguje s vodíkovým iónom a premieňa sa späť na oxid uhličitý, ktorý difunduje do plazmy a odtiaľ do alveol.

Nevýhody výmeny plynov v pľúcach

Výmena plynu sa uskutočňuje iba v alveolách a alveolárnych kanáloch, ktoré sú na konci vetiev rúrok.

Preto môžeme hovoriť o „mŕtvom priestore“, kde sa v pľúcach vyskytuje priechod vzduchu, ale výmena plynu sa nevykonáva.

Ak to porovnáme s inými skupinami zvierat, ako sú ryby, majú veľmi efektívny jednosmerný systém výmeny plynov. Podobne, vtáky majú systém vzduchových vakov a parabronchi, kde dochádza k výmene vzduchu, čím sa zvyšuje účinnosť procesu.

Ľudská ventilácia je taká neefektívna, že v novej inšpirácii môže byť nahradená iba jedna šestina vzduchu, pričom zvyšok vzduchu je zachytený v pľúcach..

Patológie spojené s alveolmi

Pľúcny efesus

Tento stav spočíva v poškodení a zápale alveol; preto telo nie je schopné prijímať kyslík, spôsobuje kašeľ a sťažuje regeneráciu dychu, najmä pri výkone fyzickej aktivity. Jednou z najčastejších príčin tejto patológie je cigareta.

pneumónia

Pneumónia je spôsobená bakteriálnou alebo vírusovou infekciou v respiračnom trakte a spôsobuje zápalový proces s prítomnosťou hnisu alebo tekutín vo vnútri alveol, čím zabraňuje príjmu kyslíka, čo spôsobuje ťažké dýchacie ťažkosti..

referencie

  1. Berthiaume, Y., Voisin, G., & Dagenais, A. (2006). Alveolárne bunky typu I: nový rytier alveoly? Journal of Physiology, 572(Pt 3), 609-610.
  2. Butler, J. P., & Tsuda, A. (2011). Preprava plynov medzi životným prostredím a alveolmi - teoretické základy. Komplexná fyziológia, 1(3), 1301-1316.
  3. Castranova, V., Rabovsky, J., Tucker, J. H., & Miles, P. R. (1988). Epiteliálna bunka alveolárneho typu II: multifunkčný pneumocyt. Toxikológia a aplikovaná farmakológia, 93(3), 472-483.
  4. Herzog, E. L., Brody, A. R., Colby, T. V., Mason, R., & Williams, M. C. (2008). Známe a Neznáme Alveolus. Zborník Americkej hrudnej spoločnosti, 5(7), 778-782.
  5. Kühnel, W. (2005). Atlasová farba cytológie a histológie. Panamericana Medical.
  6. Ross, M. H., & Pawlina, W. (2007). Histológie. Farba textu a atlasu s bunkovou a molekulárnou biológiou. 5aed. Panamericana Medical.
  7. Welsch, U., & Sobotta, J. (2008). histológia. Panamericana Medical.