Ciri-ciri Alveolos Pulmonares, Fungsi, Anatomi



The alveoli pulmonari mereka adalah kantung kecil yang terletak di paru-paru mamalia, dikelilingi oleh rangkaian kapilari darah. Di bawah mikroskop, dalam alveolus boleh dibezakan dengan lumen alveolus dan dindingnya, yang terdiri daripada sel epitelium.

Mereka juga mengandungi serat tisu penghubung yang memberi mereka keanjalan ciri. Dalam epitelium alveolar, sel-sel jenis I jenis rata dan sel-sel kiub jenis II boleh dibezakan. Fungsi utamanya adalah untuk memeterai pertukaran gas antara udara dan darah. 

Apabila proses pernafasan berlaku, udara memasuki tubuh melalui trakea, di mana ia bergerak ke siri terowong di dalam paru-paru. Pada akhir rangkaian rumit tiub ini adalah kantung alveolar, di mana udara masuk dan diambil oleh saluran darah..

Sudah berada di dalam darah, oksigen di udara dipisahkan dari seluruh komponen, seperti karbon dioksida. Kompaun terakhir ini dihapuskan dari tubuh melalui proses menghembus nafas.

Indeks

  • 1 Ciri umum
    • 1.1 Sistem pernafasan dalam mamalia
  • 2 Fungsi
  • 3 Anatomi
    • 3.1 Jenis sel dalam alveoli
    • 3.2 Jenis I sel
    • 3.3 Jenis II sel
    • 3.4 fibroblas interstitial
    • 3.5 makrofaj Alveolar
    • 3.6 Kohn liang
  • 4 Bagaimana pertukaran gas?
    • 4.1 Pertukaran gas: tekanan separa
    • 4.2 Pengangkutan gas tisu ke darah
    • 4.3 Pengangkutan gas darah ke alveoli
    • 4.4 Kekurangan pertukaran gas dalam paru-paru
  • 5 Patologi yang berkaitan dengan alveoli
    • 5.1 efisema paru
    • 5.2 Pneumonia
  • 6 Rujukan

Ciri umum

Di dalam paru-paru adalah tisu tekstur spongy yang dibentuk oleh jumlah alveoli pulmonari yang agak tinggi: dari 400 hingga 700 juta pada dua paru-paru manusia dewasa yang sihat. Alveoli adalah struktur seperti beg yang dilindungi secara dalaman oleh bahan melekit.

Dalam mamalia, setiap paru-paru mengandungi berjuta-juta alveoli, berkait rapat dengan rangkaian vaskular. Pada manusia, kawasan paru-paru adalah antara 50 dan 90 m2 dan ia mengandungi 1000 km kapilari darah.

Nombor tinggi ini adalah penting untuk memastikan pengambilan oksigen yang diperlukan dan oleh itu dapat memenuhi metabolisme tinggi mamalia, terutamanya disebabkan oleh endothermy kumpulan..

Sistem pernafasan dalam mamalia

Udara masuk melalui hidung, khususnya oleh "Nostrilos"; Ini berlalu ke rongga hidung dan dari sana ke penjara dalaman yang berkaitan dengan pharynx. Di sini terdapat dua cara: pernafasan dan pencernaan.

Glottis terbuka kepada laring dan kemudian ke trakea. Ini terbahagi kepada dua bronchi, satu di setiap paru-paru; Sebaliknya, bronchi dibahagikan kepada bronchioles, yang merupakan tiub yang lebih kecil dan membawa kepada saluran alveolar dan alveoli.

Fungsi

Fungsi utama alveoli adalah untuk membolehkan pertukaran gas, yang penting untuk proses pernafasan, yang membolehkan kemasukan oksigen ke dalam aliran darah akan diangkut ke tisu badan.

Begitu juga, alveoli pulmonari mengambil bahagian dalam penghapusan karbon dioksida daripada darah semasa proses penyedutan dan pembuangan..

Anatomi

Saluran alveoli dan alveolar terdiri daripada endothelium tunggal yang sangat tipis yang memfasilitasi pertukaran gas di antara udara dan kapilari darah. Mereka mempunyai diameter kira-kira 0.05 dan 0.25 mm, dikelilingi oleh gelung kapilari. Mereka adalah bulat atau polyhedral.

Antara setiap alveolus berturut-turut adalah septum interalveolar, yang merupakan dinding biasa antara keduanya. Sempadan partisi ini membentuk cincin basal, yang terbentuk oleh sel-sel otot licin dan diliputi oleh epitel padu mudah.

Di luar soket adalah kapilari darah, membran alveolar, membentuk kawasan membran alveolar-kapilari di mana dijalankan pertukaran gas antara udara yang memasuki paru-paru dan darah kapilari.

Kerana organisasinya yang istimewa, alveoli pulmonari menyerupai sarang lebah. Ia ditubuhkan di luar oleh dinding sel epitel yang dipanggil pneumocytes.

Mengiringi membran alveolar, adalah sel-sel yang bertanggungjawab untuk pembelaan dan pembersihan alveoli, yang dipanggil makrofag alveolar.

Jenis sel dalam alveoli

Struktur alveoli telah banyak diterangkan dalam penulisan dan termasuk jenis sel berikut: Jenis I yang menjadi pengantara pertukaran gas, jenis II yg mengeluarkan dan imun fungsi, sel-sel endothelial, makrofaj alveolar terlibat dalam fibroblas pertahanan dan interstitial.

Taipkan sel saya

Jenis I sel dicirikan dengan sangat nipis dan rata, mungkin untuk memudahkan pertukaran gas. Mereka dijumpai pada kira-kira 96% permukaan alveoli.

Sel-sel ini mengekspresikan sejumlah besar protein, termasuk T1-α, aquaporin 5, saluran ion, reseptor adenosin dan gen rintangan kepada beberapa ubat..

Kesukaran mengasingkan dan memupuk sel-sel ini telah menghalang kajian mendalam mereka. Walau bagaimanapun, fungsi homostesis yang mungkin di paru-paru ditimbulkan, seperti pengangkutan ion, air dan penyertaan dalam kawalan percambahan sel..

Cara untuk mengatasi kesukaran teknikal ini adalah dengan mengkaji sel-sel dengan kaedah molekul alternatif, yang dipanggil microarrays DNA. Dengan menggunakan metodologi ini adalah mungkin untuk menyimpulkan bahawa jenis I sel juga terlibat dalam perlindungan terhadap kerosakan oksidatif.

Jenis II sel

Jenis II sel adalah bentuk kuboidal dan biasanya terletak di sudut-sudut alveoli dalam mamalia, dengan hanya 4% kawasan permukaan alveolar tersisa..

Antara fungsinya termasuklah pengeluaran dan rembesan biomolekul seperti protein dan lipid yang membentuk surfaktan paru-paru.

Surfaktan paru adalah bahan yang kebanyakannya terdiri daripada lipid dan bahagian protein kecil, yang membantu mengurangkan ketegangan permukaan dalam alveoli. Yang paling penting ialah dipalmitoylphosphatidylcholine (DPPC).

Jenis II sel terlibat dalam pertahanan kekebalan alveoli, menyembuhkan pelbagai jenis bahan seperti sitokin, yang peranannya adalah pengambilan sel keradangan dalam paru-paru.

Di samping itu, beberapa model haiwan telah menunjukkan bahawa jenis II sel bertanggungjawab untuk menjaga ruang alveolar bendalir bebas dan juga terlibat dalam pengangkutan natrium.

Fibroblas interstitial

Sel-sel ini mempunyai bentuk gelendong dan ditandai dengan memperlihatkan sambungan panjang actin. Fungsinya ialah rembesan matriks selular dalam alveolus untuk mengekalkan strukturnya.

Dengan cara yang sama, sel-sel boleh menguruskan aliran darah, mengurangkannya mengikut kes itu.

Makrofag alveolar

Sel harbour alveoli dengan sifat fagositik yang berasal dari monosit darah dipanggil makrofaj alveolar.

Ini bertanggungjawab untuk mengeluarkan dengan proses fagositosis zarah asing yang telah memasuki alveoli, seperti debu atau mikroorganisma yang berjangkit seperti Mycobacterium tuberculosis. Di samping itu, sel darah phagocytose yang boleh memasuki alveoli jika terdapat jantung yang tidak mencukupi.

Mereka dicirikan oleh warna coklat dan satu siri prolog yang pelbagai. Lysosomes cukup banyak di dalam sitoplasma makrofaj ini.

Jumlah makrofaj dapat meningkat jika tubuh mempunyai penyakit yang berkaitan dengan jantung, jika individu menggunakan amfetamin atau penggunaan rokok.

Kohn liang

Mereka adalah siri liang yang terletak di alveoli yang terletak di septal interalveolar, yang menghubungkan satu alveolus dengan yang lain dan membolehkan peredaran udara di antara mereka..

Bagaimana pertukaran gas?

Pertukaran gas antara oksigen (O2) dan karbon dioksida (CO2) adalah tujuan utama paru-paru.

Fenomena ini berlaku di alveoli pulmonari, di mana darah dan gas berada pada jarak minimum kira-kira satu mikron. Proses ini memerlukan dua saluran atau saluran yang dipam dengan betul.

Salah satu daripadanya adalah vasculature paru-paru yang dipandu kawasan kanan jantung, yang menghantar darah vena campuran (darah vena dari terdiri daripada jantung dan tisu-tisu lain melalui pulangan vena) ke kawasan di mana pertukaran berlaku.

Saluran kedua ialah pokok tracheobronchial, yang pengudaraan dipandu oleh otot-otot yang terlibat dalam pernafasan.

Secara umum, pengangkutan mana-mana gas dikuasai oleh dua mekanisme: konveksi dan penyebaran; yang pertama adalah boleh balik, sementara yang kedua tidak.

Pertukaran gas: tekanan separa

Apabila udara memasuki sistem pernafasan, perubahan komposisinya, menjadi tepu dengan wap air. Apabila mencapai alveoli, udara bercampur dengan udara yang kekal sisa bulatan pernafasan sebelumnya.

Terima kasih kepada gabungan ini, tekanan separa oksigen jatuh dan kenaikan karbon dioksida. Sebagai tekanan separa oksigen lebih besar dalam alveoli daripada dalam darah memasuki kapilari paru-paru, oksigen memasuki kapilari oleh penyebaran.

Begitu juga, tekanan separa karbon dioksida lebih besar dalam kapilari paru-paru, berbanding dengan alveoli. Oleh itu, karbon dioksida melewati alveoli dengan proses penyebaran mudah.

Pengangkutan gas tisu ke darah

Oksigen dan jumlah karbon dioksida yang penting diangkut oleh "pigmen pernapasan", di antaranya hemoglobin, yang paling popular di kalangan kumpulan vertebrata.

Darah yang bertanggungjawab untuk mengangkut oksigen dari tisu ke paru-paru juga mesti mengangkut karbon dioksida kembali dari paru-paru.

Walau bagaimanapun, karbon dioksida boleh diangkut dengan cara lain, boleh dihantar melalui darah dan larut dalam plasma; Di samping itu, ia boleh merebak ke eritrosit darah.

Dalam erythrocytes, sebahagian besar karbon dioksida berpindah ke asid karbonik terima kasih kepada enzim anhydrase karbonik. Reaksi berlaku seperti berikut:

CO2 + H2O ↔ H2CO3 ↔ H+ + HCO3-

Ion hidrogen dari reaksi bergabung dengan hemoglobin untuk membentuk deoxyhemoglobin. Kesatuan ini menghalang penurunan PH dalam darah; Pada masa yang sama pelepasan oksigen berlaku.

Ion bikarbonat (HCO3-) meninggalkan eritrosit dengan pertukaran untuk ion klorin. Berbeza dengan karbon dioksida, ion bikarbonat boleh kekal di dalam plasma kerana kelarutannya yang tinggi. Kehadiran karbon dioksida dalam darah akan menyebabkan penampilan yang serupa dengan minuman ringan.

Pengangkutan gas darah ke alveoli

Seperti yang ditunjukkan oleh anak panah di kedua-dua arah, tindak balas yang diterangkan di atas boleh diterbalikkan; iaitu produk boleh ditukar semula ke dalam reaktor awal.

Saat darah mencapai paru-paru, bikarbonat memasuki eritrosit darah sekali lagi. Seperti dalam kes sebelumnya, agar ion bikarbonat masuk, ion klorin mesti melarikan diri dari sel.

Pada masa ini tindak balas berlaku di arah yang bertentangan dengan pemangkinan enzim anhydrase karbonat: bikarbonat bertindak balas dengan ion hidrogen dan ditukar kembali ke dalam karbon dioksida, yang meresap ke plasma dan dari sana ke alveoli.

Kelemahan pertukaran gas di dalam paru-paru

Pertukaran gas hanya berlaku di alveoli dan saluran alveolar, yang pada akhir cawangan tiub.

Itulah sebabnya kita boleh bercakap tentang "ruang mati", di mana laluan udara berlaku di paru-paru tetapi pertukaran gas tidak dijalankan.

Sekiranya kita membandingkannya dengan kumpulan haiwan lain, seperti ikan, mereka mempunyai sistem pertukaran gas sehala yang sangat efisien. Begitu juga, burung mempunyai sistem kantung udara dan parabronchi di mana pertukaran udara berlaku, meningkatkan kecekapan proses.

Pengudaraan manusia begitu tidak cekap sehingga dalam inspirasi baru hanya satu keenam udara dapat diganti, meninggalkan selebihnya udara terperangkap dalam paru-paru.

Patologi yang berkaitan dengan alveoli

Efesus pulmonari

Keadaan ini terdiri daripada kerosakan dan keradangan alveoli; Oleh itu, tubuh tidak dapat menerima oksigen, menyebabkan batuk dan sukar untuk pulih nafas, terutamanya dalam prestasi aktiviti fizikal. Salah satu sebab yang paling biasa patologi ini ialah rokok.

Pneumonia

Pneumonia disebabkan oleh jangkitan bakteria atau virus dalam saluran pernafasan dan menyebabkan proses keradangan dengan kehadiran nanah atau cecair di dalam alveoli, dengan itu mencegah pengambilan oksigen, menyebabkan kesukaran bernafas yang teruk..

Rujukan

  1. Berthiaume, Y., Voisin, G., & Dagenais, A. (2006). Sel Tipe alveolar I: kengerian baru alveolus? Jurnal Fisiologi, 572(Pt 3), 609-610.
  2. Butler, J. P., & Tsuda, A. (2011). Pengangkutan gas antara alam sekitar dan alveoli - asas teoritis. Fisiologi Komprehensif, 1(3), 1301-1316.
  3. Castranova, V., Rabovsky, J., Tucker, J. H., & Miles, P. R. (1988). Sel epitelium jenis alveolar: pneumocyte pelbagai fungsi. Toksikologi dan farmakologi yang digunakan, 93(3), 472-483.
  4. Herzog, E.L., Brody, A.R., Colby, T.V., Mason, R., & Williams, M.C. (2008). Dikenali dan Tidak diketahui Alveolus. Prosiding Persatuan Thoracic Amerika, 5(7), 778-782.
  5. Kühnel, W. (2005). Warna atlas sitologi dan histologi. Ed. Panamericana Medical.
  6. Ross, M. H., & Pawlina, W. (2007). Histologi Warna Teks dan Atlas dengan Biologi Selular dan Molekul. 5aed. Ed. Panamericana Medical.
  7. Welsch, U., & Sobotta, J. (2008). Histologi. Ed. Panamericana Medical.