Lung Alveoli: Egenskaper, Funksjoner, Anatomi
Lungalveoliene er små sacs plassert i lungene av pattedyr, omgitt av et nettverk av blodkarillærer. Under et mikroskop kan i en alveolus skille mellom lumen av alveolen og veggen derav, bestående av epitelceller.
De inneholder også bindevevsfibre som gir dem sin karakteristiske elastisitet. I det alveolære epitelet kan man skille flat type I-celler og kubus type II-celler. Hovedfunksjonen er å formidle gassutvekslingen mellom luft og blod.
Når pusteprosessen oppstår, kommer luft inn i kroppen gjennom luftrøret, hvor den beveger seg til en rekke tunneler inne i lungen. På slutten av dette intrikate nettverket av rør er de alveolære sacs, hvor luften kommer inn og tas opp av blodkarene.
Allerede i blodet er oksygen i luften skilt fra resten av komponentene, for eksempel karbondioksid. Den sistnevnte forbindelsen elimineres fra kroppen gjennom prosessen med utånding.
Generelle egenskaper
Inne i lungene er et svampete teksturvev dannet av et ganske høyt antall lungealveoler: fra 400 til 700 millioner i de to lungene til et sunt voksen menneske. Alveolene er poseaktige strukturer som dekkes internt av et klebrig stoff.
I pattedyr inneholder hver lunge millioner av alveoler, nært forbundet med det vaskulære nettverket. Hos mennesker er lungene i området mellom 50 og 90 m2 og inneholder 1000 km blodkarillærer.
Dette høye tallet er viktig for å sikre det nødvendige oksygeninntaket og dermed være i stand til å møte den høye metabolismen av pattedyr, hovedsakelig på grunn av gruppens endotermi.
Åndedrettssystem hos pattedyr
Luften går gjennom nesen, spesielt av "Nostrilos"; Dette går til nesekaviteten og derfra til de indre nørene som er forbundet med svelget. Her konvergerer to måter: respiratorisk og fordøyelseskanal.
Glottis åpner til strupehodet og deretter til luftrøret. Dette er delt inn i to bronkier, en i hver lunge; Bronkiene er i sin tur delt inn i bronkioler, som er mindre rør og fører til alveolære kanaler og alveoler.
funksjoner
Hovedfunksjonen til alveolene er å tillate utveksling av gasser, avgjørende for respiratoriske prosesser, slik at tilførsel av oksygen inn i blodbanen skal transporteres til kroppens vev.
På samme måte deltar lungealveoli i eliminering av karbondioksid fra blodet under prosessen med innånding og utånding.
anatomi
Alveolene og alveolarkanaler består av et meget tynt enlagsendotel som letter utveksling av gasser mellom luften og blodkarillærene. De har en omtrentlig diameter på 0, 05 og 0, 25 mm, omgitt av kapillære løkker. De er avrundede eller polyedrale.
Mellom hver påfølgende alveolus er det interalveolære septumet, som er den felles veggen mellom de to. Grensen til disse septaene danner de basale ringene, dannet av glatte muskelceller og dekket av det enkle kubiske epitelet.
På utsiden av en alveol er blodkarillærene som sammen med alveolarmembranen danner den alveolære kapillærmembranen, regionen der gassutvekslingen foregår mellom luften som kommer inn i lungene og blodet i kapillærene.
På grunn av sin særegne organisasjon minner lungalveoliene om en honningkake. De utgjøres på utsiden av en vegg av epitelceller kalt pneumocytter.
Ved hjelp av alveolarmembranen er celler funnet ansvarlige for forsvar og rensing av alveolene, kalt alveolære makrofager.
Typer celler i alveoli
Strukturen av alveolene har blitt mye beskrevet i litteraturen og omfatter følgende celletyper: type I som medierer utveksling av gasser, type II-sekretoriske og immunfunksjoner, endotelceller, alveolære makrofager involvert i forsvars- og interstitiale fibroblaster.
Skriv I-celler
Type I-celler kjennetegnes ved å være utrolig tynn og flat, antagelig for å lette utvekslingen av gasser. De finnes på ca 96% av overflaten av alveolene.
Disse cellene uttrykker et betydelig antall proteiner, inkludert T1-a, aquaporin 5, ionkanaler, adenosinreceptorer og resistensgener til flere legemidler.
Vanskeligheten med å isolere og dyrke disse cellene har hindret deres dybdegående studie. Imidlertid foreslås en mulig funksjon av homostese i lungene, for eksempel transport av ioner, vann og deltakelse i kontrollen av celleproliferasjon.
Måten å overvinne disse tekniske vanskelighetene er å studere cellene ved hjelp av alternative molekylære metoder, kalt DNA-mikroarrays. Ved hjelp av denne metoden var det mulig å konkludere at type I-celler også er involvert i beskyttelsen mot oksidativ skade.
Type II-celler
Type II-celler er kuleformede og ligger vanligvis i hjørnene av alveolene i pattedyr, med bare 4% gjenværende alveolare overflate.
Dens funksjoner inkluderer produksjon og sekresjon av biomolekyler som proteiner og lipider som utgjør lunge overflateaktive midler.
Pulmonale overflateaktive stoffer er stoffer som hovedsakelig består av lipider og en liten proteindel, noe som bidrar til å redusere overflatespenningen i alveolene. Det viktigste er dipalmitoylfosfatidylkolin (DPPC).
Type II-celler er involvert i immunforsvaret av alveolene, og utskiller flere typer substanser som cytokiner, hvis rolle er rekruttering av inflammatoriske celler i lungene.
I tillegg har flere dyremodeller vist at type II-celler er ansvarlige for å holde væskefri alveolarrom og er også involvert i transport av natrium.
Interstitielle fibroblaster
Disse cellene har en spindelform og er karakterisert ved å vise lange forlengelser av aktin. Funksjonen er sekretasjonen av den cellulære matrisen i alveolus for å opprettholde sin struktur.
På samme måte kan cellene styre blodstrømmen, redusere det etter hvert.
Alveolære makrofager
Alveoli havnceller med fagocytiske egenskaper avledet fra blodmonocytter kalt alveolære makrofager.
Disse er ansvarlige for å fjerne ved prosessen med fagocytose fremmede partikler som har gått inn i alveolene, slik som støv eller smittsomme mikroorganismer som Mycobacterium tuberculosis . I tillegg kan fagocytose blodceller som kommer inn i alveolene dersom det ikke er nok hjerte.
De er preget av en brun farge og en rekke forskjellige prologer. Lysosomer er ganske rikelig i cytoplasmaet til disse makrofager.
Mengden av makrofager kan øke hvis kroppen har en sykdom relatert til hjertet, hvis personen bruker amfetamin eller bruk av sigaretter.
Kohn porene
De er en serie porer lokalisert i alveolene som ligger i interalveolar septa, som forbinder en alveolus med en annen og tillater luftcirkulasjon mellom dem.
Hvordan er utveksling av gasser?
Gassutvekslingen mellom oksygen (O 2 ) og karbondioksid (CO 2 ) er hovedformålet med lungene.
Dette fenomenet forekommer i lungalveolene, hvor blod og gass er i en minste avstand på omtrent en mikron. Denne prosessen krever to kanaler eller kanaler pumpet riktig.
En av disse er vascular systemet i lungen drevet av den høyre regionen av hjertet, som sender blandet venøst blod (bestående av venøst blod fra hjertet og andre vev gjennom venøs retur) til regionen der den forekommer i bytte.
Den andre kanalen er trakeobronchialtreet, hvis ventilasjon drives av musklene som er involvert i pusten.
Generelt er transport av hvilken som helst gass styrt hovedsakelig av to mekanismer: konveksjon og diffusjon; den første er reversibel, mens den andre ikke er.
Gassutveksling: delvis trykk
Når luft kommer inn i luftveiene, forandrer sammensetningen seg, blir mettet med vanndamp. Når du når alveolene, blandes luften med luften som forblir rester av den tidligere pustesirkelen.
Takket være denne kombinasjonen, faller partialtrykket av oksygen og det av karbondioksid øker. Ettersom partialtrykket av oksygen er større i alveolene enn i blodet som kommer inn i lungens kapillærer, kommer oksygen inn i kapillærene ved diffusjon.
På samme måte er partialtrykket av karbondioksid større i lungens kapillærer, sammenlignet med alveolene. Derfor passerer karbondioksid til alveolene ved en enkel diffusjonsprosess.
Transport av vævsgasser til blodet
Oksygen og betydelige mengder karbondioksid transporteres med "respiratoriske pigmenter", blant dem hemoglobin, som er den mest populære blant vertebratgrupper.
Blodet som er ansvarlig for å transportere oksygen fra vev til lungene, må også transportere karbondioksidet tilbake fra lungene.
Kullsyre kan imidlertid transporteres på andre måter, kan overføres gjennom blodet og oppløses i plasmaet; I tillegg kan det spre seg til blod erythrocytter.
I erytrocytter overgår størstedelen av karbondioksid til karbonsyre takket være karbonsyre-enzymet. Reaksjonen skjer som følger:
CO 2 + H 2 O ↔ H 2 CO 3 ↔ H + + HCO 3 -
Hydrogenioner fra reaksjonen kombineres med hemoglobin for å danne deoksyhemoglobin. Denne foreningen forhindrer en abrupt reduksjon av pH i blodet; Samtidig oppstår utslipp av oksygen.
Bikarbonationene (HCO 3 -) forlater erytrocyten ved en bytte for klorioner. I motsetning til karbondioksid kan bikarbonationer forbli i plasma på grunn av deres høye oppløselighet. Tilstedeværelsen av karbondioksid i blodet ville føre til et utseende som ligner på en gassformig drikke.
Transport av blodgasser til alveolene
Som angitt av pilene i begge retninger er reaksjonene beskrevet ovenfor reversible; det vil si at produktet kan omdannes tilbake til de opprinnelige reaktantene.
I det øyeblikket blodet når lungene, kommer bikarbonatet igjen i blodet erytrocytter. Som i forrige tilfelle, for at bikarbonationen skal komme inn, må en klorion flykte fra cellen.
I dette øyeblikk forekommer reaksjonen i motsatt retning med katalysen av karbonsyre-enzymet: bikarbonatet reagerer med hydrogenjonen og omdannes til karbondioksid som diffunderer til plasma og derfra til alveolene.
Ulemper ved gassveksling i lungene
Gassutvekslingen skjer bare i alveol- og alveolarkanaler, som er på enden av rørets grener.
Derfor kan vi snakke om en "død plass", hvor luftpassasje oppstår i lungene, men gassutveksling utføres ikke.
Hvis vi sammenligner det med andre dyregrupper, som fisk, har de et meget effektivt enveis gassutvekslingssystem. På samme måte har fugler et system med luftsekker og parabronchi hvor luftutveksling oppstår, og øker effektiviteten av prosessen.
Menneskelig ventilasjon er så ineffektiv at i en ny inspirasjon bare en sjettedel av luften kan byttes ut, slik at resten av luften blir fanget i lungene.
Patologier assosiert med alveolene
Lunge ephesus
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 gjenopprette pusten, spesielt når det gjelder fysiske aktiviteter. En av de vanligste årsakene til denne patologien er røyking.
lungebetennelse
Lungebetennelse er forårsaket av en bakteriell eller viral infeksjon i luftveiene og forårsaker en inflammatorisk prosess med tilstedeværelse av pus eller væsker inne i alveolene, og dermed forhindre inntak av oksygen, forårsaker alvorlige pustevansker.
