ПЛУЋНИ АЛВЕОЛИ: КАРАКТЕРИСТИКЕ, ФУНКЦИЈЕ, АНАТОМИЈА - АНАТОМИЈА И ФИЗИОЛОГИЈА - 2025

У плућне алвеоле су мале врећице налазе у плућима сисара, окружен мрежом крвних капилара. Под микроскопом у алвеолу се може разликовати лумен алвеолуса и његов зид, сачињен од епителних ћелија.

Такође садрже влакна везивног ткива која им дају карактеристичну еластичност. Равне ћелије типа И и ћелије у облику коцке типа ИИ могу се разликовати у епителу алвеола. Његова главна функција је посредовање размене гаса између ваздуха и крви.

Како се догађа процес дисања, ваздух улази у тијело кроз душник, гдје путује у низ тунела у плућима. На крају ове замршене мреже цеви су алвеоларни врећици, где ваздух улази и узима крвне судове.

Већ у крви кисеоник у ваздуху се одваја од осталих компоненти, као што је угљен диоксид. Ово последње једињење се елиминише из тела процесом издаха.

Опште карактеристике

Унутар плућа се налази спужвасто текстурно ткиво формирано од прилично великог броја плућних алвеола: од 400 до 700 милиона у два плућа здравог одраслог човека. Алвеоли су врећасте грађевине које су изнутра покривене лепљивом супстанцом.

Код сисара свако плуће садржи милионе алвеола, уско повезаних са васкуларном мрежом. Код људи је подручје плућа између 50 и 90 м ² и садржи 1000 км крвних капилара.

Овај високи број неопходан је за осигурање потребног уноса кисеоника и самим тим је у стању да се усклади са високим метаболизмом сисара, углавном због ендотермије групе.

Респираторни систем код сисара

Зрак улази кроз нос, тачније кроз „носнице“; Ово прелази у носну шупљину и одатле у унутрашње носнице повезане са ждрелом. Овде се конвертују две руте: респираторна и пробавна.

Глотиза се отвара до гркљана, а затим до сапника. Ово је подељено на два бронха, по један у сваком плућу; заузврат, бронхи се деле на бронхиоле, које су мање цеви и воде у алвеоларне канале и алвеоле.

Карактеристике

Главна функција алвеола је да омогући размену гасова, која је витална за респираторне процесе, омогућавајући улазак кисеоника у крвоток до ткива у телу.

На исти начин, плућни алвеоли учествују у уклањању угљен-диоксида из крви током процеса удисања и издисаја.

Анатомија

Алвеоли и алвеоларни канали се састоје од врло танког једнослојног ендотела који олакшава размену гасова између ваздуха и крвних капилара. Имају приближни пречник од 0,05 и 0,25 мм, окружени су капиларним петљама. Они су заобљеног или полиедарског облика.

Између сваке узастопне алвеолуса налази се интералвеоларни септум, који је заједнички зид између њих две. Граница ових септа твори базалне прстенове, формиране од глатких мишићних ћелија и прекривене једноставним кубоидним епителом.

Са спољашње стране алвеолуса налазе се крвне капиларе које заједно са алвеоларном мембраном формирају алвеолус-капиларну мембрану, место где се одвија замена гаса између ваздуха који улази у плућа и крви у капиларе.

Због своје осебујне организације, плућни алвеоли подсећају на саће. Споља су састављени зидом епителних ћелија који се називају пнеумоцити.

Алвеоларна мембрана је пратећа ћелија одговорна за одбрану и чишћење алвеола, која се назива алвеоларни макрофаг.

Типови ћелија у алвеолама

Структура алвеола је широко описана у литератури и укључује следеће ћелијске типове: тип И који посредује измену гаса, тип ИИ са секреторним и имуним функцијама, ендотелне ћелије, алвеоларни макрофаги који учествују у одбрамбени и интерстицијски фибробласти.

Ћелије типа И

Ћелије типа И су карактеристичне по томе што су невероватно танке и равне, вероватно да олакшавају размену гасова. Налазе се на око 96% површине алвеола.

Ове ћелије изражавају значајан број протеина, укључујући Т1-а, аквапорин 5, јонске канале, аденосинске рецепторе и гене за отпорност на разне лекове.

Потешкоћа у изолирању и култивацији ових ћелија ометала је њихово дубинско проучавање. Међутим, повећана је могућа функција хомосизе у плућима, као што су транспорт јона, воде и учешће у контроли ћелијске пролиферације.

Начин да се превазиђу ове техничке потешкоће је проучавањем ћелија алтернативним молекуларним методама, које називамо ДНК микрораспадима. Користећи ову методологију, било је могуће закључити да су ћелије типа И такође укључене у заштиту од оксидативних оштећења.

Ћелије типа ИИ

Ћелије типа ИИ су кубоидног облика и обично се налазе у угловима алвеола код сисара, а налазе се у само 4% преостале површине алвеола.

Његове функције укључују производњу и излучивање биомолекула попут протеина и липида који чине сурфактанте плућа.

Плућна сурфактанта су материје састављене углавном од липида и малог дела протеина, који помажу у смањењу површинске напетости у алвеолама. Најважнији је дипалмитоилфосфатидилхолин (ДППЦ).

Ћелије типа ИИ су укључене у имунолошку одбрану алвеола, излучујући различите врсте супстанци као што су цитокини, чија је улога регрутовање упалних ћелија у плућима.

Даље, у неколико животињских модела показано је да су ћелије типа ИИ одговорне за одржавање алвеоларног простора без течности и да су такође укључене у транспорт натријума.

Интерстицијски фибробласти

Ове ћелије су вретенастег облика и карактеришу их дугачки продужеци актина. Његова функција је излучивање ћелијског матрикса у алвеолу да одржава његову структуру.

На исти начин ћелије могу да управљају протоком крви, смањујући га према потреби.

Алвеоларни макрофаги

Станице лука алвеола са фагоцитним својствима које потичу из моноцита у крви, званих алвеоларни макрофаги.

Они су одговорни за елиминацију, током процеса фагоцитозе, страних честица које су ушле у алвеоле, попут прашине или инфективних микроорганизама као што је Мицобацтериум туберцулосис. Поред тога, они захватају крвне ћелије које би могле ући у алвеоле ако дође до затајења срца.

Одликују их браон бојом и низом различитих продужетака. Литосоми су прилично обилни у цитоплазми ових макрофага.

Број макрофага може се повећати ако тело има болест која је повезана са срцем, ако појединац користи амфетамине или узимање цигарета.

Кохн поре

Они су низ пора смештених у алвеолама смештеним у интералвеоларним преградама, који комуницирају један алвеол са другим и омогућавају циркулацију ваздуха између њих.

Како се одвија размена гаса?

Размена гасова измедју кисеоника (О ₂ ) и угљен диоксид (ЦО ₂ ) је примарни циљ плућа.

Ова појава се јавља у плућним алвеолама, где се крв и гас састају на минималној удаљености од приближно једног микрона. Овај поступак захтева два правилно испумпана канала или канала.

Један од њих је васкуларни систем плућа који покреће десна регија срца, који шаље мешовиту венску крв (коју чине венска крв из срца и других ткива кроз венски повратак) у подручје где се јавља у замену.

Други канал је трахебронхијално дрво, чија вентилација потиче мишиће који учествују у дисању.

Генерално, транспортом било ког гаса управљају два механизма: конвекција и дифузија; прво је реверзибилно, док друго није.

Размена гаса: делимични притисци

Кад зрак уђе у респираторни систем, његов састав се мијења, постајући засићен воденом паром. Када достигне алвеоле, ваздух се меша са ваздухом који је остао из претходног круга дисања.

Захваљујући овој комбинацији, парцијални притисак кисеоника пада и притисак угљен-диоксида расте. Пошто је парцијални притисак кисеоника виши у алвеолама него у крви која улази у капиларе плућа, кисеоник дифузијом улази у капиларе.

Слично томе, парцијални притисак угљен-диоксида је виши у капиларима плућа, у поређењу са алвеолама. Стога угљендиоксид пролази у алвеоле једноставним дифузијским поступком.

Транспорт гасова из ткива у крв

Кисик и значајне количине угљен диоксида се превозе „респираторним пигментима“, укључујући хемоглобин, који је најпопуларнији међу групама кичмењака.

Крв одговорна за транспорт кисеоника из плућа мора и транспортовати угљен диоксид из плућа.

Међутим, угљендиоксид се може превозити другим путевима, може се преносити кроз крв и растварати у плазми; поред тога, може да дифузује до еритроцита у крви.

У еритроцитима се највећи део угљен-диоксида претвара у угљеничну киселину ензимом карбохидратом. Реакција се одвија на следећи начин:

ЦО ₂ + Х ₂ О ↔ Х ₂ ЦО ₃ ↔ Х ⁺ + ХЦО ₃ ^-

Јонски водони из реакције се комбинују са хемоглобином и формирају дезоксихемоглобин. Ова заједница избегава нагли пад пХ у крви; истовремено долази до ослобађања кисеоника.

Бикарбонатни јони (ХЦО ₃ ^- ) напуштају еритроцит заменом за хлонске јоне. За разлику од угљен-диоксида, бикарбонатни јони могу остати у плазми захваљујући високој растворљивости. Присуство угљен-диоксида у крви изазвало би изглед сличан оном газираном пићу.

Транспорт гасова из крви у алвеоле

Као што су стрелице означене у оба смера, горе описане реакције су реверзибилне; то јест, производ може поново постати почетни реактанти.

Чим крв стигне до плућа, бикарбонат поново улази у крвне ћелије. Као и у претходном случају, да би бикарбонатни јон ушао, хлоров јон мора изаћи из ћелије.

У овом тренутку реакција се одвија у обрнутом смеру уз катализу ензима угљене анхидразе: бикарбонат реагује са хидроген јоном и претвара се назад у угљен диоксид, који дифундира у плазму и одатле у алвеоле.

Недостаци размене гаса у плућима

Размена гаса догађа се само у алвеолама и алвеоларним каналима, који се налазе на крају грана цеви.

Из тог разлога можемо говорити о „мртвом простору“, где ваздух пролази у плућа, али размена гаса не долази.

Ако то упоредимо са другим групама животиња, попут риба, они имају веома ефикасан систем једносмерне размене гаса. Исто тако, птице имају систем врећа ваздуха и парабронхија где се одвија размена ваздуха, повећавајући ефикасност процеса.

Људска вентилација је толико неефикасна да у новој инспирацији може заменити само шестину ваздуха, а остатак ваздуха бива заробљен у плућима.

Патологије повезане са алвеолама

Плућни ефизем

Ово стање се састоји од оштећења и упале алвеола; према томе, тело није у стању да прими кисеоник, изазива кашаљ и отежава опоравак даха, посебно током физичких активности. Један од најчешћих узрока ове патологије је пушење.

Упала плућа

Пнеумонија настаје због бактеријске или вирусне инфекције у респираторном тракту и изазива упални процес с присуством гноја или течности унутар алвеола, те на тај начин спречава унос кисеоника, изазивајући озбиљне потешкоће у дисању.

Референце

1. Бертхиауме, И., Воисин, Г., и Дагенаис, А. (2006). Алвеоларне ћелије типа И: нови витез алвеолуса? Часопис за физиологију, 572 (Пт 3), 609–610.
2. Бутлер, ЈП и Тсуда, А. (2011). Транспорт гасова између животне средине и алвеола - теоријски темељи. Свеобухватна физиологија, 1 (3), 1301–1316.
3. Цастранова, В., Рабовски, Ј., Туцкер, ЈХ, & Милес, ПР (1988). Алвеоларна ћелија типа ИИ: мултифункционални пнеумоцит. Токсикологија и примењена фармакологија, 93 (3), 472–483.
4. Херзог, ЕЛ, Броди, АР, Цолби, ТВ, Масон, Р., и Виллиамс, МЦ (2008). Зна и Незнани Алвеолуса. Зборник Америчког торакалног друштва, 5 (7), 778–782.
5. Кухнел, В. (2005). Цитолошки и хистолошки колор атлас. Панамерицан Медицал Ед.
6. Росс, МХ, и Павлина, В. (2007). Хистологија. Текст и атлас у боји са ћелијском и молекуларном биологијом. 5аед. Панамерицан Медицал Ед.
7. Велсцх, У., & Соботта, Ј. (2008). Хистологија. Панамерицан Медицал Ед.