LUNGEALVEOLER: EGENSKAPER, FUNKSJONER, ANATOMI - ANATOMI OG FYSIOLOGI - 2024

De pulmonale alveolene er små blærer som befinner seg i lungene hos pattedyr, omgitt av et nettverk av blodkapillærer. Under et mikroskop, i en alveolus, kan alvenolens lumen og veggen, som består av epitelceller, skilles.

De inneholder også bindevevsfibre som gir dem deres karakteristiske elastisitet. Flat I-flate celler og type II kubeformede celler kan skilles ut i det alveolære epitel. Dets viktigste funksjon er å formidle gassutveksling mellom luft og blod.

Når pusteprosessen skjer, kommer luft inn i kroppen gjennom vindpipen, der den reiser til en serie tunneler i lungen. På slutten av dette intrikate nettverket av rør er alveolære sekker, der luft kommer inn og tas opp av blodkar.

Allerede i blodet skilles oksygenet i luften fra resten av komponentene, for eksempel karbondioksid. Denne siste forbindelsen elimineres fra kroppen gjennom utpustingsprosessen.

Generelle egenskaper

Inne i lungene er det et svampete strukturert vev dannet av et ganske høyt antall lungealveoler: fra 400 til 700 millioner i de to lungene til et sunt, voksent menneske. Alveolene er sekkelignende strukturer dekket internt av et klebrig stoff.

Hos pattedyr inneholder hver lunge millioner av alveoler, nært forbundet med det vaskulære nettverket. Hos mennesker er området av lungene mellom 50 og 90 m ² og inneholder 1000 km blodkapillærer.

Dette høye antallet er essensielt for å sikre det nødvendige oksygenopptaket og dermed være i stand til å overholde den høye metabolismen hos pattedyr, hovedsakelig på grunn av endotermien i gruppen.

Luftveier hos pattedyr

Luft kommer inn gjennom nesen, spesielt gjennom "neseborene"; Dette passerer inn i nesehulen og derfra til de indre neseborene som er koblet til svelget. Her konvergerer to ruter: luftveiene og fordøyelseskanalen.

Glottis åpnes for strupehodet og deretter luftrøret. Dette er delt inn i to bronkier, en i hver lunge; på sin side deler bronkiene seg i bronkioler, som er mindre rør og fører til alveolære kanaler og alveoler.

Egenskaper

Hovedfunksjonen til alveolene er å tillate gassutveksling, som er viktig for åndedrettsprosesser, slik at oksygen kan komme inn i blodomløpet for å bli transportert til kroppens vev.

På samme måte deltar lungealveolene i fjerning av karbondioksid fra blodet under prosessene med inhalering og utånding.

Anatomi

Alveolene og alveolære kanalene består av et veldig tynt enlags endotel som letter utvekslingen av gasser mellom luften og blodkapillærene. De har en omtrentlig diameter på 0,05 og 0,25 mm, omgitt av kapillærløkker. De er avrundede eller flerfargede i form.

Mellom hver påfølgende alveolus er det interalveolære septum, som er den vanlige veggen mellom de to. Grensen til disse septaene danner basalringene, dannet av glatte muskelceller og dekket av det enkle kuboidale epitel.

På utsiden av en alveolus er blodkapillærene som sammen med den alveolære membranen danner alveolus-kapillærmembranen, regionen der gassutveksling finner sted mellom luften som kommer inn i lungene og blodet i kapillærene.

På grunn av sin særegne organisering, minner lungealveolene om en honningkake. De utgjøres på utsiden av en vegg av epitelceller kalt pneumocytter.

Medfølgende den alveolære membranen er celler som er ansvarlige for forsvar og rensing av alveolene, kalt alveolære makrofager.

Celletyper i alveolene

Strukturen til alveolene er blitt mye beskrevet i litteraturen og inkluderer følgende celletyper: type I som medierer gassutveksling, type II med sekretoriske og immunfunksjoner, endotelceller, alveolære makrofager som deltar i forsvar og mellomliggende fibroblaster.

Type I-celler

Type I-celler er preget av å være utrolig tynne og flate, antagelig for å lette gassutveksling. De finnes i omtrent 96% av overflaten til alveolene.

Disse cellene uttrykker et betydelig antall proteiner, inkludert T1-a, aquaporin 5, ionekanaler, adenosinreseptorer og gener for resistens mot forskjellige medisiner.

Vanskeligheten med å isolere og dyrke disse cellene har hindret deres dybdestudie. Imidlertid heves en mulig funksjon av homoshesis i lungene, som transport av ioner, vann og deltakelse i kontrollen av celleproliferasjon.

Måten å overvinne disse tekniske vanskeligheter er ved å studere cellene ved alternative molekylære metoder, kalt DNA-mikroarrays. Ved hjelp av denne metodikken var det mulig å konkludere med at type I-celler også er involvert i beskyttelse mot oksidativ skade.

Type II-celler

Type II-celler har kuboidform og er vanligvis lokalisert i hjørnene av alveolene hos pattedyr, og finnes i bare 4% av den gjenværende alveolære overflaten.

Funksjonene inkluderer produksjon og sekresjon av biomolekyler som proteiner og lipider som utgjør lungeoverflateaktive midler.

Lungeoverflateaktive stoffer er stoffer som hovedsakelig består av lipider og en liten del av protein, som bidrar til å redusere overflatespenningen i alveolene. Det viktigste er dipalmitoylfosfatidylkolin (DPPC).

Type II-celler er involvert i immunforsvaret av alveolene, og skiller ut forskjellige typer stoffer som cytokiner, hvis rolle er rekruttering av betennelsesceller i lungene.

Videre er det i forskjellige dyremodeller vist at type II-celler er ansvarlige for å holde det alveolære rommet fritt for væsker og er også involvert i natriumtransport.

Interstitielle fibroblaster

Disse cellene er spindelformet og preget av lange aktinforlengelser. Dens funksjon er utskillelsen av den cellulære matrisen i alveolus for å opprettholde strukturen.

På samme måte kan celler styre blodstrømmen, redusere den etter behov.

Alveolære makrofager

Alveolene har celler med fagocytiske egenskaper avledet fra blodmonocytter kalt alveolære makrofager.

Disse er ansvarlige for å eliminere, gjennom prosessen med fagocytose, fremmede partikler som har kommet inn i alveolene, for eksempel støv eller smittsomme mikroorganismer som Mycobacterium tuberculosis. I tillegg oppsluker de blodlegemer som kan komme inn i alveolene hvis det er hjertesvikt.

De er preget av å presentere en brun farge og en serie med forskjellige utvidelser. Lysosomer er ganske rikelig i cytoplasmaet til disse makrofagene.

Antallet makrofager kan øke hvis kroppen har en sykdom som er relatert til hjertet, hvis personen bruker amfetamin eller ved å bruke sigaretter.

Kohn porene

De er en serie med porer som er lokalisert i alveolene som ligger i de interalveolære partisjonene, som kommuniserer en alveolus med en annen og tillater luftsirkulasjon mellom dem.

Hvordan foregår gassutveksling?

Gassutveksling mellom oksygen (O ₂ ) og karbondioksid (CO ₂ ) er lungens primære formål.

Dette fenomenet forekommer i lungealveolene, der blod og gass møtes på en minimum avstand på omtrent en mikron. Denne prosessen krever to riktig pumpede ledninger eller kanaler.

En av disse er det vaskulære systemet i lungen, drevet av høyre hjerteområde, som sender blandet venøst ​​blod (som består av venøst ​​blod fra hjertet og annet vev gjennom venøs retur) til regionen der det oppstår i bytte.

Den andre kanalen er trachebronchial treet, hvis ventilasjon blir drevet av musklene involvert i pusten.

Generelt styres transporten av all gass hovedsakelig av to mekanismer: konveksjon og diffusjon; den første er reversibel, mens den andre ikke er det.

Gassutveksling: delvis trykk

Når luft kommer inn i luftveiene, endres sammensetningen og blir mettet med vanndamp. Når du når alveolene, blandes luften med luften som var til overs fra den forrige pustesirkelen.

Takket være denne kombinasjonen synker oksygenets deltrykk og karbondioksid. Siden det delvise oksygentrykket er høyere i alveolene enn i blodet som kommer inn i kapillærene i lungen, kommer oksygen inn i kapillærene ved diffusjon.

Tilsvarende er deltrykket av karbondioksid høyere i kapillærene i lungene, sammenlignet med alveolene. Derfor passerer karbondioksid inn i alveolene gjennom en enkel diffusjonsprosess.

Transport av gasser fra vev til blod

Oksygen og betydelige mengder karbondioksid fraktes med "luftveispigmenter", inkludert hemoglobin, som er den mest populære blant grupper av virveldyr.

Blodet som er ansvarlig for transport av oksygen fra vevene til lungene, må også transportere karbondioksid tilbake fra lungene.

Imidlertid kan karbondioksid transporteres på andre ruter, det kan overføres gjennom blodet og oppløses i plasma; i tillegg kan det diffundere til blod erytrocytter.

I erytrocytter omdannes det meste av karbondioksyd til karbonsyre av enzymet karbonanhydrase. Reaksjonen skjer som følger:

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

Hydrogenionene fra reaksjonen kombineres med hemoglobin for å danne deoksyhemoglobin. Denne foreningen unngår en plutselig reduksjon i pH i blodet; samtidig skjer frigjøring av oksygen.

Bikarbonationene (HCO ₃ ^- ) forlater erytrocyten ved en bytte mot klorioner. I motsetning til karbondioksid, kan bikarbonationer forbli i plasma takket være deres høye løselighet. Tilstedeværelsen av karbondioksid i blodet vil føre til et utseende som ligner et kullsyreholdig drikk.

Transport av gasser fra blodet til alveolene

Som indikert med pilene i begge retninger, er reaksjonene beskrevet ovenfor reversible; det vil si at produktet kan bli de første reaktantene igjen.

Så snart blodet kommer til lungene, kommer bikarbonatet inn i blodcellene igjen. Som i forrige tilfelle, for at bikarbonationet skal komme inn, må et klorion gå ut av cellen.

På dette tidspunktet skjer reaksjonen i motsatt retning med katalysen av karbonanhydrasenzymet: bikarbonatet reagerer med hydrogenion og omdannes tilbake til karbondioksid, som diffunderer til plasmaet og derfra til alveolene.

Ulemper ved gassutveksling i lungene

Gassutveksling skjer bare i alveolene og alveolære kanalene, som er plassert i enden av rørgrenene.

Av denne grunn kan vi snakke om et "dødt rom", der luft passerer inn i lungene, men gassutveksling ikke finner sted.

Hvis vi sammenligner det med andre dyregrupper, for eksempel fisk, har de et veldig effektivt gassutvekslingssystem for en vei. På samme måte har fugler et system med luftsekker og parabronchi der det utveksles luft, noe som øker prosessens effektivitet.

Menneskelig ventilasjon er så ineffektiv at i en ny inspirasjon bare en sjettedel av luften kan skiftes ut, og resten av luften blir fanget i lungene.

Patologier forbundet med alveolene

Lungeefysem

Denne tilstanden består av skader og betennelser i alveolene; følgelig er kroppen ikke i stand til å motta oksygen, forårsaker hoste og gjør det vanskelig å ta igjen pusten, spesielt ikke under fysiske aktiviteter. En av de vanligste årsakene til denne patologien er røyking.

Lungebetennelse

Lungebetennelse er forårsaket av en bakteriell eller virusinfeksjon i luftveiene og forårsaker en betennelsesprosess med tilstedeværelse av pus eller væske inne i alveolene, og forhindrer dermed inntak av oksygen, noe som forårsaker alvorlige pustevansker.

referanser

1. Berthiaume, Y., Voisin, G., & Dagenais, A. (2006). Alveolære type I-celler: den nye ridderen av alveolusen? The Journal of Physiology, 572 (Pt 3), 609–610.
2. Butler, JP, & Tsuda, A. (2011). Transport av gasser mellom miljøet og alveolene - teoretiske fundamenter. Comprehensive Physiology, 1 (3), 1301–1316.
3. Castranova, V., Rabovsky, J., Tucker, JH, & Miles, PR (1988). Den alveolære type II-epitelcellen: en multifunksjonell pneumocyt. Toksikologi og anvendt farmakologi, 93 (3), 472–483.
4. Herzog, EL, Brody, AR, Colby, TV, Mason, R., & Williams, MC (2008). Kjente og ukjente av Alveolus. Proceedings of the American Thoracic Society, 5 (7), 778–782.
5. Kühnel, W. (2005). Color Atlas of Cytology and Histology. Panamerican Medical Ed.
6. Ross, MH, & Pawlina, W. (2007). Histologi. Tekst og fargeatlas med cellulær og molekylærbiologi. 5aed. Panamerican Medical Ed.
7. Welsch, U., & Sobotta, J. (2008). Histologi. Panamerican Medical Ed.