LUNGEALVEOLER: EGENSKABER, FUNKTIONER, ANATOMI - ANATOMI OG FYSIOLOGI - 2024

De pulmonale alveolerne er små sække placeret i lungerne af pattedyr, omgivet af et netværk af blod kapillærer. Under et mikroskop i en alveolus kan alveolens lumen og dens væg, der består af epitelceller, skelnes.

De indeholder også bindevævsfibre, der giver dem deres karakteristiske elasticitet. Type I flade celler og type II terningformede celler kan skelnes i det alveolære epitel. Dets vigtigste funktion er at formidle gasudveksling mellem luft og blod.

Når vejrtrækningsprocessen finder sted, kommer luft ind i kroppen gennem forrådsrøret, hvor den rejser til en række tunneler i lungen. I slutningen af ​​dette indviklede netværk af rør findes alveolære sække, hvor luft kommer ind og optages af blodkar.

Allerede i blodet adskilles iltet i luften fra resten af ​​komponenterne, såsom kuldioxid. Denne sidste forbindelse fjernes fra kroppen gennem udåndingsprocessen.

Generelle karakteristika

Inde i lungerne er der et svampet teksturvæv, der dannes af et ret stort antal af lungealveoler: fra 400 til 700 millioner i de to lunger hos et sundt voksent menneske. Alveolerne er sac-lignende strukturer, der er dækket internt af et klæbrigt stof.

Hos pattedyr indeholder hver lunge millioner af alveoler, tæt forbundet med det vaskulære netværk. Hos mennesker er lungens område mellem 50 og 90 m ² og indeholder 1000 km blodkapillærer.

Dette høje antal er essentielt for at sikre det krævede iltoptagelse og således være i stand til at overholde den høje stofskifte af pattedyr, hovedsageligt på grund af gruppens endotermi.

Åndedrætsorganer hos pattedyr

Luft kommer ind gennem næsen, specifikt gennem "næseborene"; Dette passerer ind i næsehulen og derfra til de indre næsebor, der er forbundet med svelget. Her konvergerer to ruter: luftvejene og fordøjelseskanalen.

Glottis åbnes for strubehovedet og derefter luftrøret. Dette er opdelt i to bronchier, en i hver lunge; på sin side opdeler bronkierne sig i bronchioles, som er mindre rør og fører til alveolære kanaler og alveoler.

Funktioner

Alveoliens hovedfunktion er at tillade gasudveksling, som er vigtig for åndedrætsprocesser, så det kan tillade ilt at komme ind i blodbanen, der skal transporteres til vævene i kroppen.

På samme måde deltager lungealveolerne i fjernelse af kuldioxid fra blodet under processerne med inhalering og udånding.

Anatomi

Alveoli og alveolære kanaler består af et meget tyndt enkeltlags endotel, der letter udvekslingen af ​​gasser mellem luften og blodkapillærerne. De har en omtrentlig diameter på 0,05 og 0,25 mm, omgivet af kapillærsløjfer. De er afrundede eller flerfarvede i form.

Mellem hver på hinanden følgende alveolus er det interalveolære septum, som er den fælles væg mellem de to. Kanten af ​​disse septa danner basalringene, dannet af glatte muskelceller og dækket af det enkle kuboidale epitel.

På ydersiden af ​​en alveolus er blodkapillærerne, der sammen med den alveolære membran danner alveolus-kapillærmembranen, det område, hvor gasudveksling finder sted mellem luften, der kommer ind i lungerne og blodet i kapillærerne.

På grund af deres særegne organisering minder lunge-alveolerne om en honningkage. De er sammensat på ydersiden af ​​en væg af epitelceller kaldet pneumocytter.

Ledsager den alveolære membran er celler, der er ansvarlige for forsvar og rengøring af alveolerne, kaldet alveolære makrofager.

Celletyper i alveolerne

Strukturen af ​​alveolerne er blevet vidt beskrevet i litteraturen og inkluderer følgende celletyper: type I, som medierer gasudveksling, type II med sekretoriske og immunfunktioner, endotelceller, alveolære makrofager, der deltager i forsvar og mellemliggende fibroblaster.

Type I-celler

Type I-celler er kendetegnet ved at være utroligt tynd og flad, formentlig for at lette gasudveksling. De findes i ca. 96% af overfladen af ​​alveolerne.

Disse celler udtrykker et betydeligt antal proteiner, herunder T1-a, aquaporin 5, ionkanaler, adenosinreceptorer og gener for resistens over for forskellige lægemidler.

Problemer med at isolere og dyrke disse celler har hindret deres dybdegående undersøgelse. Imidlertid hæves en mulig funktion af homosthese i lungerne, såsom transport af ioner, vand og deltagelse i kontrollen af ​​celleproliferation.

Vejen til at overvinde disse tekniske vanskeligheder er ved at studere cellerne ved alternative molekylære metoder, kaldet DNA-mikroarrays. Ved hjælp af denne metode var det muligt at konkludere, at type I-celler også er involveret i beskyttelse mod oxidativ skade.

Type II celler

Type II-celler er kubformede og er normalt placeret i hjørnerne af alveolerne hos pattedyr, og findes kun i 4% af den resterende alveolære overflade.

Dets funktioner inkluderer produktion og sekretion af biomolekyler, såsom proteiner og lipider, der udgør lungesurfektive stoffer.

Pulmonære overfladeaktive stoffer er stoffer, der hovedsageligt består af lipider og en lille portion protein, hvilket hjælper med at reducere overfladespændingen i alveolerne. Det vigtigste er dipalmitoylphosphatidylcholine (DPPC).

Type II-celler er involveret i immunforsvaret af alveolerne og udskiller forskellige typer stoffer, såsom cytokiner, hvis rolle er rekruttering af inflammatoriske celler i lungerne.

I flere dyremodeller er det endvidere vist, at type II-celler er ansvarlige for at holde det alveolære rum fri for væsker og også er involveret i natriumtransport.

Interstitielle fibroblaster

Disse celler er spindelformet og karakteriseret ved lange actinforlængelser. Dets funktion er udskillelsen af ​​den cellulære matrix i alveolus for at bevare dens struktur.

På samme måde kan celler styre blodgennemstrømningen og reducere den efter behov.

Alveolære makrofager

Alveolerne har celler med fagocytiske egenskaber afledt af blodmonocytter kaldet alveolære makrofager.

Disse er ansvarlige for eliminering gennem processen med fagocytose af fremmede partikler, der er kommet ind i alveolerne, såsom støv eller infektiøse mikroorganismer, såsom Mycobacterium tuberculosis. Derudover opsummerer de blodlegemer, der kan komme ind i alveolerne, hvis der er hjertesvigt.

De er kendetegnet ved at præsentere en brun farve og en række forskellige udvidelser. Lysosomer er ret rigelige i disse makrofagers cytoplasma.

Antallet af makrofager kan stige, hvis kroppen har en sygdom relateret til hjertet, hvis den enkelte bruger amfetaminer eller ved hjælp af cigaretter.

Kohn-porer

De er en række porer placeret i alveolerne placeret i de interalveolære skillevægge, som kommunikerer en alveolus med en anden og tillader luftcirkulation mellem dem.

Hvordan finder gasudveksling sted?

Gasudveksling mellem ilt (O ₂) og kuldioxid (CO ₂) er lungernes primære formål.

Dette fænomen forekommer i lungealveolerne, hvor blod og gas mødes i en mindsteafstand på cirka en mikron. Denne proces kræver to korrekt pumpede ledninger eller kanaler.

Et af disse er lungens vaskulære system, drevet af det rigtige hjerteområde, der sender blandet venøst ​​blod (bestående af venøst ​​blod fra hjertet og andet væv gennem venøs tilbagevenden) til det område, hvor det forekommer i bytte.

Den anden kanal er trachebronchial træet, hvis ventilation drives af musklerne involveret i vejrtrækning.

Generelt styres transporten af ​​enhver gas hovedsageligt af to mekanismer: konvektion og diffusion; den første er reversibel, mens den anden ikke er det.

Gasudveksling: delvis pres

Når luft kommer ind i åndedrætssystemet, ændres dets sammensætning og bliver mættet med vanddamp. Når man når alveolerne, blandes luften med den luft, der var tilbage fra den forrige åndedrætscirkel.

Takket være denne kombination falder det delvise ilttryk og kuldioxidtrykket. Da det partielle ilttryk er højere i alveolerne end i blodet, der kommer ind i lungens kapillærer, kommer ilt ind i kapillærerne ved diffusion.

Tilsvarende er det delvist tryk af kuldioxid højere i kapillærerne i lungerne sammenlignet med alveolerne. Derfor passerer kuldioxid ind i alveolerne gennem en simpel diffusionsproces.

Transport af gasser fra væv til blod

Oxygen og betydelige mængder kuldioxid transporteres med "åndedrætspigmenter", blandt dem hæmoglobin, som er den mest populære blandt hvirveldyrgrupper.

Blodet, der er ansvarligt for transport af ilt fra vævene til lungerne, skal også transportere kuldioxid tilbage fra lungerne.

Imidlertid kan kuldioxid transporteres ad andre ruter, det kan overføres gennem blodet og opløses i plasma; Derudover kan det diffundere til blod erytrocytter.

I erythrocytter omdannes det meste af kuldioxid til kulsyre af enzymet kulsyreanhydras. Reaktionen forekommer som følger:

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

Hydrogenionerne fra reaktionen kombineres med hæmoglobin til dannelse af deoxyhemoglobin. Denne union forhindrer et pludseligt fald i pH i blodet; på samme tid sker frigivelse af ilt.

Hydrogencarbonationerne (HCO ₃ ^-) forlader erythrocyt ved ombytning med chlorioner. I modsætning til kuldioxid kan bicarbonationer forblive i plasma takket være deres høje opløselighed. Tilstedeværelsen af ​​kuldioxid i blodet ville forårsage et udseende, der ligner det, som en kulsyreholdig drik.

Transport af gasser fra blodet til alveolerne

Som angivet med pilene i begge retninger er reaktionerne beskrevet ovenfor reversible; det vil sige, at produktet igen kan blive de indledende reaktanter.

Så snart blodet når lungerne, kommer bikarbonatet ind i blodcellerne igen. Som i det foregående tilfælde skal en chlorion forlade bicarbonationen fra cellen for at komme ind.

På dette tidspunkt forekommer reaktionen i modsat retning med katalysen af ​​det kulsyreanhydrasenzym: bicarbonatet reagerer med hydrogenion og omdannes tilbage til kuldioxid, der diffunderer til plasmaet og derfra til alveolerne.

Ulemper ved gasudveksling i lungerne

Der udveksles kun gas i alveolerne og alveolære kanaler, som er placeret i enden af ​​rørgrenene.

Af denne grund kan vi tale om et "død rum", hvor luft passerer ind i lungerne, men gasudveksling finder ikke sted.

Hvis vi sammenligner det med andre dyregrupper, såsom fisk, har de et meget effektivt gasvekslingssystem med én vej. På samme måde har fugle et system med luftsække og parabronchi, hvor luftudveksling finder sted, hvilket øger processens effektivitet.

Menneskelig ventilation er så ineffektiv, at der i en ny inspiration kun kan erstattes en sjettedel af luften, hvilket efterlader resten af ​​luften fanget i lungerne.

Patologier forbundet med alveolerne

Lungeefysem

Denne tilstand består af skader og betændelse i alveolerne; følgelig er kroppen ikke i stand til at modtage ilt, forårsager hoste og gør det vanskeligt at få vejret igen, især ikke under fysiske aktiviteter. En af de mest almindelige årsager til denne patologi er rygning.

Lungebetændelse

Lungebetændelse er forårsaget af en bakteriel eller viral infektion i luftvejene og forårsager en inflammatorisk proces med tilstedeværelse af pus eller væsker inde i alveolerne, hvilket forhindrer indtagelse af ilt og forårsager alvorlige åndedrætsbesvær.

Referencer

1. Berthiaume, Y., Voisin, G., & Dagenais, A. (2006). De alveolære type I-celler: den nye ridder af alveolus? Journal of Physiology, 572 (Pt 3), 609–610.
2. Butler, JP, & Tsuda, A. (2011). Transport af gasser mellem miljøet og alveoler - teoretiske fundamenter. Comprehensive Physiology, 1 (3), 1301–1316.
3. Castranova, V., Rabovsky, J., Tucker, JH, & Miles, PR (1988). Den alveolære type II-epitelcelle: en multifunktionel pneumocyt. Toksikologi og anvendt farmakologi, 93 (3), 472-483.
4. Herzog, EL, Brody, AR, Colby, TV, Mason, R., & Williams, MC (2008). Kendte og ukendte af Alveolus. Proceedings of the American Thoracic Society, 5 (7), 778–782.
5. Kühnel, W. (2005). Farveatlas af cytologi og histologi. Panamerican Medical Ed.
6. Ross, MH, & Pawlina, W. (2007). Histologi. Tekst og farveatlas med cellulær og molekylær biologi. 5aed. Panamerican Medical Ed.
7. Welsch, U., & Sobotta, J. (2008). Histologi. Panamerican Medical Ed.