Alveólos Pulmonares Характеристики, функции, анатомия



на белодробни алвеоли те са малки торбички, разположени в белите дробове на бозайници, заобиколени от мрежа от кръвни капиляри. Под микроскоп, в алвеола може да се разграничи лумена на алвеолата и неговата стена, състояща се от епителни клетки.

Също така съдържат съединително тъканни влакна, които им придават характерна еластичност. В алвеоларния епител могат да се разграничат плоски клетки от тип I и клетки от тип II. Неговата основна функция е да посредничи при газовия обмен между въздуха и кръвта. 

Когато процесът на дишане настъпи, въздухът влиза в тялото през трахеята, където пътува до серия тунели в белия дроб. В края на тази сложна мрежа от тръби са алвеоларните торбички, където въздухът влиза и се поема от кръвоносните съдове..

Вече в кръвта, кислородът във въздуха се отделя от останалите компоненти, като въглероден диоксид. Това последно съединение се елиминира от тялото чрез процеса на издишване.

индекс

  • 1 Общи характеристики
    • 1.1 Дихателна система при бозайници
  • 2 Функции
  • 3 Анатомия
    • 3.1 Видове клетки в алвеолите
    • 3.2. Тип I клетки
    • 3.3. Тип II клетки
    • 3.4 Интерстициални фибробласти
    • 3.5 Алвеоларни макрофаги
    • 3.6 Конови пори
  • 4 Как се осъществява обменът на газове?
    • 4.1 Газообразен обмен: частично налягане
    • 4.2 Транспортиране на тъканни газове в кръвта
    • 4.3 Транспортиране на кръвни газове към алвеолите
    • 4.4 Недостатъци на обмен на газове в белите дробове
  • 5 Патологии, свързани с алвеолите
    • 5.1 Белодробен ефизема
    • 5.2 Пневмония
  • 6 Препратки

Общи характеристики

Вътре в белите дробове е гъбеста тъкан, образувана от доста голям брой белодробни алвеоли: от 400 до 700 милиона в двата белия дроб на здрав възрастен човек. Алвеолите са подобни на торби структури, покрити вътрешно от лепкава субстанция.

При бозайниците всяко белия дроб съдържа милиони алвеоли, тясно свързани с васкуларната мрежа. При хората площта на белите дробове е между 50 и 90 m2 и съдържа 1000 km кръвни капиляри.

Този голям брой е от съществено значение за осигуряване на необходимия прием на кислород и по този начин може да отговори на високия метаболизъм на бозайниците, главно поради ендотермията на групата..

Дихателна система при бозайници

Въздухът влиза през носа, по-специално от „Нострилите“; Това преминава в носната кухина и от там към вътрешните носчета, свързани с фаринкса. Тук се събират два начина: дихателна и храносмилателна.

Глотисът се отваря към ларинкса и след това към трахеята. Той се разделя на два бронха, по един във всеки бял дроб; на свой ред, бронхите са разделени на бронхиоли, които са по-малки тръби и водят до алвеоларните канали и алвеолите.

функции

Основната функция на алвеолите е да позволят обмяната на газове, жизненоважни за дихателните процеси, позволявайки навлизането на кислород в кръвния поток, за да бъдат транспортирани до тъканите на тялото..

Също така, белодробните алвеоли участват в елиминирането на въглеродния диоксид от кръвта по време на процесите на вдишване и издишване..

анатомия

Алвеолите и алвеоларните канали се състоят от много тънък еднослоен ендотел, който улеснява обмена на газове между въздуха и кръвоносните капиляри. Те имат приблизителен диаметър 0,05 и 0,25 мм, заобиколен от капилярни вериги. Те са заоблени или многогранни.

Между всеки последователен алвеола се намира интералвеоларната преграда, която е общата стена между двете. Границата на тези прегради образува базалните пръстени, образувани от гладкомускулни клетки и покрити с прост кубичен епител.

От външната страна на алвеолата се намират кръвоносните капиляри, които с алвеоларната мембрана образуват алвеоларно-капилярната мембрана, областта, където се извършва обменът на газ между въздуха, който влиза в белите дробове, и кръвта в капилярите..

Поради своята особена организация белодробните алвеоли приличат на пчелна пита. Те са конструирани отвън от стена на епителни клетки, наречени пневмоцити.

Съпътстващи алвеоларната мембрана, клетките са отговорни за защитата и почистването на алвеолите, наречени алвеоларни макрофаги..

Видове клетки в алвеолите

Структурата на алвеолите е широко описана в литературата и включва следните клетъчни типове: тип I, медииращ обмена на газове, секреторни и имунни функции от тип II, ендотелни клетки, алвеоларни макрофаги, участващи в защитни и интерстициални фибробласти.

Тип I клетки

Клетки от тип I се характеризират с това, че са изключително тънки и плоски, вероятно за да улеснят обмена на газове. Те се намират на около 96% от повърхността на алвеолите.

Тези клетки експресират значителен брой протеини, включително Т1-а, аквапорин 5, йонни канали, аденозинови рецептори и резистентни гени към няколко лекарства..

Трудността да се изолират и култивират тези клетки е възпрепятствала тяхното задълбочено проучване. Възможна функция на хомотеза в белите дробове, като транспорт на йони, вода и участие в контрола на клетъчната пролиферация..

Начинът за преодоляване на тези технически трудности е чрез изследване на клетките чрез алтернативни молекулярни методи, наречени ДНК микрочипове. С помощта на тази методология е възможно да се заключи, че клетките от тип I също участват в защитата срещу окислително увреждане.

Тип II клетки

Клетките от тип II са кубоидални и обикновено се намират в ъглите на алвеолите при бозайници, като само 4% остават алвеоларни повърхности..

Сред функциите му са производството и секрецията на биомолекули като протеини и липиди, които образуват белодробни сърфактанти.

Белодробните сърфактанти са вещества, съставени предимно от липиди и малка протеинова част, които спомагат за намаляване на повърхностното напрежение в алвеолите. Най-важното е дипалмитоилфосфатидилхолин (DPPC).

Клетки от тип II участват в имунната защита на алвеолите, секретирайки различни видове вещества като цитокини, чиято роля е набирането на възпалителни клетки в белите дробове..

В допълнение, няколко животински модела са показали, че клетки от тип II са отговорни за поддържането на свободното от флуида алвеоларно пространство и също са включени в транспорта на натрий..

Интерстициални фибробласти

Тези клетки имат форма на вретено и се характеризират с проявяване на дълги удължения на актин. Неговата функция е отделянето на клетъчната матрица в алвеолата за поддържане на нейната структура.

По същия начин клетките могат да управляват притока на кръв, като я намаляват според случая.

Алвеоларни макрофаги

Алвеолите приютяват клетки с фагоцитни свойства, получени от кръвни моноцити, наречени алвеоларни макрофаги.

Те са отговорни за отстраняването чрез фагоцитоза на чужди частици, които са влезли в алвеолите, като прах или инфекциозни микроорганизми като Mycobacterium tuberculosis. В допълнение, фагоцитозни кръвни клетки, които могат да влязат в алвеолите, ако няма достатъчно сърдечна дейност.

Те се характеризират с кафяв цвят и серия от разнообразни пролози. Лизозомите са доста разпространени в цитоплазмата на тези макрофаги.

Количеството на макрофагите може да се увеличи, ако организмът има заболяване, свързано със сърцето, ако индивидът консумира амфетамини или употребата на цигари..

Коновите пори

Те представляват поредица от пори, разположени в алвеолите, разположени в интералвеоларните прегради, които свързват един алвеола с друг и позволяват циркулация на въздух между тях..

Как е обменът на газове?

Обмяната на газове между кислород (O2) и въглероден диоксид (СО2) е основната цел на белите дробове.

Това явление се среща в белодробните алвеоли, където кръвта и газът са на минимално разстояние от около един микрона. Този процес изисква два канала или канали, изпомпвани правилно.

Една от тях е съдовата система на белите дробове, задвижвана от десния участък на сърцето, която изпраща смесена венозна кръв (състояща се от венозна кръв от сърцето и други тъкани през венозния връщане) в района, където се появява в замяна..

Вторият канал е трахеобронхиалното дърво, чиято вентилация се задвижва от мускулите, участващи в дишането.

Като цяло, транспортирането на всеки газ се управлява главно от два механизма: конвекция и дифузия; първата е обратима, а втората не.

Обмяна на газ: частично налягане

Когато въздухът навлезе в дихателната система, неговият състав се променя и става наситен с водна пара. При достигане на алвеолите въздухът се смесва с въздуха, който остава останки от предишния дихателен кръг.

Благодарение на тази комбинация парциалното налягане на кислорода спада и това на въглеродния диоксид се увеличава. Тъй като парциалното налягане на кислорода е по-голямо в алвеолите, отколкото в кръвта, влизаща в капилярите на белия дроб, кислородът навлиза в капилярите чрез дифузия.

По същия начин парциалното налягане на въглеродния диоксид е по-голямо в капилярите на белите дробове, в сравнение с алвеолите. Следователно въглеродният диоксид преминава в алвеолите чрез прост процес на дифузия.

Транспортиране на тъканни газове в кръвта

Кислородът и важните количества въглероден диоксид се транспортират чрез "дихателни пигменти", сред които хемоглобин, който е най-популярен сред гръбначните групи..

Кръвта, отговорна за транспортирането на кислород от тъканите в белите дробове, трябва също да транспортира обратно въглеродния диоксид от белите дробове.

Обаче въглеродният диоксид може да бъде транспортиран по други начини, може да се предава чрез кръвта и да се разтвори в плазмата; В допълнение, той може да се разпространи в еритроцитите в кръвта.

В еритроцитите по-голямата част от въглеродния диоксид преминава в въглеродна киселина благодарение на ензима на карбоанхидразата. Реакцията протича както следва:

CO2 + Н2О 'Н2CO3 Н+ + НСО3-

Водородните йони от реакцията се комбинират с хемоглобин, за да образуват дезоксигемоглобин. Този съюз предотвратява рязко намаляване на рН в кръвта; В същото време се отделя кислород.

Бикарбонатните йони (HCO3-) напускат еритроцитите чрез обмен на хлорни йони. За разлика от въглеродния диоксид, бикарбонатните йони могат да останат в плазмата поради тяхната висока разтворимост. Наличието на въглероден диоксид в кръвта би довело до появата на подобен вид на безалкохолна напитка.

Транспортиране на кръвни газове към алвеолите

Както е показано от стрелките в двете посоки, описаните по-горе реакции са обратими; продуктът може да бъде превърнат обратно в първоначалните реагенти.

В момента, в който кръвта достигне белите дробове, бикарбонатът отново влиза в кръвните еритроцити. Както и в предишния случай, за да влезе бикарбонатният йон, хлорният йон трябва да излезе от клетката.

В този момент реакцията протича в противоположна посока с катализа на ензима на карбоанхидразата: бикарбонатът реагира с водородния йон и се превръща обратно в въглероден диоксид, който дифундира към плазмата и оттам към алвеолите..

Недостатъци на обмен на газове в белите дробове

Газовият обмен се осъществява само в алвеолите и алвеоларните канали, които са в края на клоните на тръбите.

Ето защо можем да говорим за "мъртво пространство", където преминаването на въздуха се случва в белите дробове, но не се извършва обмен на газ..

Ако го сравним с други групи животни, като риба, те имат много ефективна система за обмен на газове в една посока. По същия начин птиците имат система от въздушни торбички и парабронхи, където се осъществява обмен на въздух, което повишава ефективността на процеса.

Човешката вентилация е толкова неефективна, че при новото вдъхновение само една шеста част от въздуха може да бъде заменена, оставяйки останалата част от въздуха, хванат в белите дробове..

Патологии, свързани с алвеолите

Белодробен ефес

Това състояние се състои от увреждане и възпаление на алвеолите; следователно, тялото не може да приема кислород, причинява кашлица и затруднява възстановяването на дишането, особено при извършване на физически дейности. Една от най-честите причини за тази патология е цигарата.

пневмония

Пневмонията се причинява от бактериална или вирусна инфекция в дихателните пътища и причинява възпалителен процес с присъствието на гной или течности вътре в алвеолите, като по този начин предотвратява приема на кислород, причинявайки сериозни затруднения в дишането..

препратки

  1. Berthiaume, Y., Voisin, G., & Dagenais, A. (2006). Алвеоларните клетки от тип I: новият рицар на алвеолата? Вестник по физиология, 572(Pt 3), 609-610.
  2. Butler, J.P., & Tsuda, A. (2011). Транспортиране на газове между околната среда и алвеолите - теоретични основи. Обща физиология, 1(3), 1301-1316.
  3. Castranova, V., Rabovsky, J., Tucker, J.H. & Miles, P.R. (1988). Алвеоларният епителен тип II: мултифункционален пневмоцит. Токсикология и приложна фармакология, 93(3), 472-483.
  4. Herzog, E.L., Brody, A.R., Colby, T.V., Mason, R., & Williams, M.C. (2008). Известни и неизвестни на Алвеола. Известия на Американското торакално общество, 5(7), 778-782.
  5. Kühnel, W. (2005). Атласов цвят на цитологията и хистологията. Ed. Panamericana Medical.
  6. Ross, M.H., & Pawlina, W. (2007). Хистология. Текст и цвят Atlas с клетъчна и молекулярна биология. 5aed. Ed. Panamericana Medical.
  7. Welsch, U., & Sobotta, J. (2008). хистология. Ed. Panamericana Medical.