Alveólos Pulmonares Характеристики, функції, анатомія



The легеневі альвеоли вони невеликі мішечки, розташовані в легенях ссавців, оточені мережею кровоносних капілярів. Під мікроскопом в альвеолі можна виділити просвіт альвеоли і стінку її, що складається з епітеліальних клітин \ t.

Вони також містять сполучні тканинні волокна, які надають їм свою характерну еластичність. У альвеолярному епітелії можна виділити плоскі клітини типу I і клітини типу II. Його основна функція полягає в опосередкуванні газообміну між повітрям і кров'ю. 

Коли відбувається процес дихання, повітря потрапляє в організм через трахею, куди він переходить до серії тунелів всередині легені. Наприкінці цієї складної мережі трубок знаходяться альвеолярні мішечки, куди надходить повітря і потрапляє в судини..

Вже в крові кисень у повітрі відокремлюється від решти компонентів, таких як діоксид вуглецю. Ця остання сполука виводиться з організму в процесі видиху.

Індекс

  • 1 Загальна характеристика
    • 1.1 Дихальна система ссавців
  • 2 Функції
  • 3 Анатомія
    • 3.1 Види клітин в альвеолах
    • 3.2 Клітини типу I
    • 3.3 Клітини типу II
    • 3.4 Інтерстиціальні фібробласти
    • 3.5 Альвеолярні макрофаги
    • 3.6 Пори Кона
  • 4 Як відбувається обмін газів?
    • 4.1 Газообмін: парціальний тиск
    • 4.2 Транспортування тканинних газів до крові
    • 4.3 Транспортування газів крові до альвеол
    • 4.4 Недоліки газоподібного обміну в легенях
  • 5 Патології, пов'язані з альвеолами
    • 5.1 Легеневий ефізема
    • 5.2 Пневмонія
  • 6 Посилання

Загальна характеристика

Всередині легенів є губчаста текстура тканини, утворена досить великою кількістю легеневих альвеол: від 400 до 700 мільйонів у двох легенях здорової дорослої людини. Альвеоли є мішкоподібними структурами, покритими внутрішньо липкою речовиною.

У ссавців кожне легке містить мільйони альвеол, тісно пов'язаних з судинною мережею. У людини площа легенів становить від 50 до 90 мкм2 і містить 1000 км капілярів крові.

Це велике число має важливе значення для забезпечення необхідного споживання кисню і, таким чином, здатне задовольнити високий метаболізм ссавців, головним чином за рахунок ендотермії групи..

Дихальна система у ссавців

Повітря проникає через ніс, особливо через «Ностріл»; Це переходить до носової порожнини і звідти до внутрішніх нерів, з'єднаних з глоткою. Тут сходяться два способи: дихальний і травний.

Голота відкривається до гортані, а потім до трахеї. Це розділяється на два бронхи, по одному в кожному легені; у свою чергу, бронхи діляться на бронхіоли, які є меншими трубками і призводять до альвеолярних протоках і альвеолах.

Функції

Основна функція альвеол полягає в забезпеченні обміну газів, життєво важливих для дихальних процесів, що дозволяє вводити кисень в кров, щоб транспортуватися в тканини тіла..

Аналогічно, легеневі альвеоли беруть участь у ліквідації діоксиду вуглецю з крові під час процесів вдиху і видиху..

Анатомія

Альвеоли і альвеолярні протоки складаються з дуже тонкого одношарового ендотелію, що полегшує обмін газів між повітрям і кровоносними капілярами. Вони мають приблизний діаметр 0,05 і 0,25 мм, оточені капілярними петлями. Вони округлі або багатогранні.

Між кожною послідовною альвеолою знаходиться міжальвеолярна перегородка, яка є спільною стінкою між ними. Межа цих перегородок утворює базальні кільця, утворені клітинами гладких м'язів і покриті простим кубічним епітелієм.

На зовнішній стороні альвеоли знаходяться кровоносні капіляри, які з альвеолярною мембраною утворюють альвеолярно-капілярну мембрану, область, де відбувається газообмін між повітрям, що потрапляє в легені, і кров'ю в капілярах..

Через свою своєрідну організацію, легеневі альвеоли нагадують соти. Вони складаються ззовні стіною епітеліальних клітин, званих пневмоцитами.

Супроводжують альвеолярну мембрану клітини, що відповідають за захист і очищення альвеол, що називаються альвеолярними макрофагами.

Типи клітин в альвеолах

Структура альвеол була широко описана в літературі і включає наступні типи клітин: тип I, що опосередковує обмін газів, секреторні та імунні функції II типу, ендотеліальні клітини, альвеолярні макрофаги, що беруть участь в захисні та інтерстиціальні фібробласти.

Клітини I типу

Клітини типу I характеризуються бути неймовірно тонкими і плоскими, імовірно, для полегшення обміну газами. Вони виявляються на приблизно 96% поверхні альвеол.

Ці клітини експресують значну кількість білків, включаючи T1-α, аквапорин 5, іонні канали, аденозинові рецептори і гени стійкості до декількох лікарських засобів..

Складність ізоляції та культивування цих клітин перешкоджає їх глибокому вивченню. Однак можлива функція гомостеза в легенях, наприклад, транспортування іонів, вода і участь у контролі проліферації клітин..

Спосіб подолання цих технічних труднощів полягає у вивченні клітин за допомогою альтернативних молекулярних методів, званих мікрочіпами ДНК. Використовуючи цю методологію, можна було зробити висновок, що клітини типу I також беруть участь у захисті від окисного пошкодження.

Клітини типу II

Клітини типу II є кубічної форми і зазвичай розташовані в кутах альвеол у ссавців, причому лише 4% залишилася альвеолярної поверхні..

До числа його функцій відносяться виробництво і секреція біомолекул, таких як білки і ліпіди, які утворюють легені поверхнево-активні речовини.

Легеневі поверхнево-активні речовини - це речовини, що складаються в основному з ліпідів і невеликої білкової частини, які допомагають зменшити поверхневий натяг в альвеолах. Найбільш важливим є дипальмітоїлфосфатидилхолін (DPPC).

Клітини типу II беруть участь у імунній захисті альвеол, секретуючи різні типи речовин, такі як цитокіни, роль яких полягає в наборі запальних клітин в легенях..

Крім того, кілька моделей на тваринах показали, що клітини типу II відповідають за збереження вільного альвеолярного простору і також беруть участь у транспортуванні натрію.

Інтерстиціальні фібробласти

Ці клітини мають форму веретена і характеризуються тривалим розширенням актину. Її функцією є виділення клітинного матриксу в альвеолі для підтримки його структури.

Таким же чином, клітини можуть керувати кровотоком, зменшуючи його відповідно до випадку.

Альвеолярні макрофаги

Альвеоли містять клітини з фагоцитарними властивостями, отриманими з моноцитів крові, які називаються альвеолярними макрофагами.

Вони несуть відповідальність за усунення процесом фагоцитозу сторонніх частинок, що увійшли до альвеол, таких як пил або інфекційні мікроорганізми, такі як Мікобактерії туберкульозу. Крім того, фагоцитозні клітини крові, які могли б потрапити в альвеоли, якщо є недостатня серцева.

Вони характеризуються коричневим кольором і серією різноманітних прологів. У цитоплазмі цих макрофагів лізосоми досить рясні.

Кількість макрофагів може збільшуватися, якщо організм має захворювання, пов'язане з серцем, якщо людина споживає амфетаміни або вживання сигарет.

Конові пори

Вони являють собою серію пор, розташованих в альвеолах, розташованих в міжальвеолярних перегородках, що з'єднує один альвеолу з іншим і дозволяє циркуляцію повітря між ними..

Як відбувається обмін газів?

Обмін газів між киснем (O2) і вуглекислого газу (CO2) є основною метою легенів.

Це явище відбувається в легеневих альвеолах, де кров і газ знаходяться на мінімальній відстані приблизно в один мікрон. Цей процес вимагає двох каналів або каналів, що прокачуються належним чином.

Одним з них є судинна система легенів, керована правою областю серця, яка посилає змішану венозну кров (що складається з венозної крові з серця та інших тканин через венозний повернення) в область, де вона відбувається в обмін..

Другий канал - трахеобронхіальне дерево, вентиляція якого керується м'язами, залученими до дихання.

Загалом, транспорт будь-якого газу регулюється головним чином двома механізмами: конвекцією та дифузією; перша - оборотна, друга - не.

Газообмін: парціальний тиск

Коли повітря потрапляє в дихальну систему, її склад змінюється, стаючи насиченим водяною парою. Потрапляючи на альвеоли, повітря змішується з повітрям, що залишається залишками попереднього дихального кола.

Завдяки такому поєднанню парціальний тиск кисню падає і збільшується вуглекислий газ. Оскільки парціальний тиск кисню більше в альвеолах, ніж у крові, що надходить у капіляри легені, кисень потрапляє в капіляри шляхом дифузії.

Аналогічно, парціальний тиск діоксиду вуглецю є більшим у капілярах легенів порівняно з альвеолами. Тому діоксид вуглецю проходить у альвеоли шляхом простого процесу дифузії.

Транспортування тканинних газів в кров

Кисень і важливі кількості діоксиду вуглецю транспортуються "респіраторними пігментами", серед яких гемоглобін, який є найбільш популярним серед груп хребетних.

Кров, відповідальний за транспортування кисню з тканин до легенів, також повинна транспортувати вуглекислий газ назад з легенів.

Однак діоксид вуглецю може транспортуватися іншими способами, можуть передаватися через кров і розчинятися в плазмі; Крім того, він може поширюватися на еритроцити крові.

У еритроцитах більша частина вуглекислого газу переходить у вуглекислоту завдяки ферменту карбоангідрази. Реакція відбувається наступним чином:

CO2 + H2O. H2CO3 . H+ + HCO3-

Іони водню з реакції поєднують з гемоглобіном з утворенням дезоксигемоглобіну. Цей союз запобігає різкому зниженню рН у крові; При цьому відбувається викид кисню.

Іони бікарбонату (HCO3-) залишити еритроцит обміном на іони хлору. На відміну від діоксиду вуглецю, бікарбонатні іони можуть залишатися в плазмі внаслідок їх високої розчинності. Наявність діоксиду вуглецю в крові призведе до появи схожого з напоєм.

Транспортування газів крові до альвеол

Як зазначено стрілками в обох напрямках, описані вище реакції є оборотними; тобто продукт може бути перетворений назад у вихідні реагенти.

У момент, коли кров потрапляє в легені, бікарбонат знову надходить в еритроцити крові. Як і в попередньому випадку, щоб ввести бікарбонатний іон, іон хлору повинен виходити з клітини.

У цей момент реакція відбувається у зворотному напрямку з каталізом ферменту карбоангідрази: бікарбонат реагує з іоном водню і перетворюється назад у діоксид вуглецю, який дифундує до плазми, а звідти - до альвеол.

Недоліки газоподібного обміну в легенях

Газообмін відбувається тільки в альвеолах і альвеолярних протоках, які знаходяться на кінці гілок трубок.

Тому можна говорити про "мертвий простір", де протікання повітря відбувається в легенях, але газообмін не проводиться.

Якщо порівняти її з іншими групами тварин, такими як риба, то вони мають дуже ефективну систему обміну газу в одному напрямку. Аналогічно, птахи мають систему повітряних мішків і парабрончі, де відбувається обмін повітря, що підвищує ефективність процесу.

Людська вентиляція настільки неефективна, що в новому натхненні можна замінити лише одну шосту частину повітря, залишивши в повітрі залишок повітря, що потрапив у легені..

Патології, пов'язані з альвеолами

Легеневий ефез

Цей стан складається з пошкодження і запалення альвеол; отже, тіло не здатне приймати кисень, викликає кашель і ускладнює відновлення дихання, особливо при виконанні фізичних навантажень. Однією з найпоширеніших причин цієї патології є сигарета.

Пневмонія

Пневмонія викликається бактеріальною або вірусною інфекцією в дихальних шляхах і викликає запальний процес з присутністю гною або рідини всередині альвеол, запобігаючи таким чином надходження кисню, викликаючи серйозні труднощі дихання..

Список літератури

  1. Berthiaume, Y., Voisin, G., & Dagenais, A. (2006). Клітини альвеолярного типу I: новий лицар альвеоли? Журнал фізіології, 572(Pt 3), 609-610.
  2. Butler, J. P., & Tsuda, A. (2011). Транспортування газів між середовищем і альвеолами - теоретичні основи. Комплексна фізіологія, 1(3), 1301-1316.
  3. Castranova, V., Rabovsky, J., Tucker, J.H., & Miles, P.R. (1988). Епітеліальні клітини альвеолярного типу II: багатофункціональний пневмоцит. Токсикологія та прикладна фармакологія, 93(3), 472-483.
  4. Herzog, E.L., Brody, A.R., Colby, T.V., Mason, R., & Williams, M.C. (2008). Відомі і невідомі Альвеолу. Праці Американського торакального суспільства, 5(7), 778-782.
  5. Kühnel, W. (2005). Атласний колір цитології та гістології. Ed. Panamericana Medical.
  6. Ross, M. H., & Pawlina, W. (2007). Гістологія Текст і колір Atlas з клітинною та молекулярною біологією. 5aed. Ed. Panamericana Medical.
  7. Welsch, U., & Sobotta, J. (2008). Гістологія. Ed. Panamericana Medical.