Alveólos Pulmonares Χαρακτηριστικά, Λειτουργίες, Ανατομία
Το πνευμονικές κυψελίδες είναι μικροί σάκοι που βρίσκονται στους πνεύμονες των θηλαστικών, που περιβάλλεται από ένα δίκτυο τριχοειδών αγγείων. Υπό μικροσκόπιο, σε κυψελίδα μπορεί να γίνει διάκριση του αυλού του κυψελιδίου και του τοιχώματος αυτού, που αποτελείται από επιθηλιακά κύτταρα.
Περιέχουν επίσης ίνες συνδετικού ιστού που τους δίνουν τη χαρακτηριστική τους ελαστικότητα. Στα κυψελιδικά επιθηλιακά κύτταρα μπορούν να διακριθούν επίπεδου τύπου Ι και κυβοειδή κύτταρα του τύπου II. Η κύρια λειτουργία του είναι να μεσολαβεί στην ανταλλαγή αερίων μεταξύ αέρα και αίματος.
Όταν συμβαίνει η αναπνευστική διαδικασία, ο αέρας εισέρχεται στο σώμα μέσω της τραχείας, όπου ταξιδεύει σε μια σειρά από σήραγγες μέσα στον πνεύμονα. Στο τέλος αυτού του περίπλοκου δικτύου σωλήνων είναι οι κυψελιδικοί σάκοι, όπου εισέρχεται ο αέρας και απορροφάται από τα αιμοφόρα αγγεία..
Ήδη στο αίμα, το οξυγόνο στον αέρα διαχωρίζεται από τα υπόλοιπα συστατικά, όπως το διοξείδιο του άνθρακα. Αυτή η τελευταία ένωση εξαλείφεται από το σώμα μέσω της διαδικασίας της εκπνοής.
Ευρετήριο
- 1 Γενικά χαρακτηριστικά
- 1.1 Αναπνευστικό σύστημα σε θηλαστικά
- 2 Λειτουργίες
- 3 Ανατομία
- 3.1 Τύποι κυττάρων στις κυψελίδες
- 3.2 Κύτταρα τύπου Ι
- 3.3 Κύτταρα Τύπου ΙΙ
- 3.4 Διάμεσοι ινοβλάστες
- 3.5 Κυψελιδικά μακροφάγα
- 3.6 Πόνοι Kohn
- 4 Πώς είναι η ανταλλαγή αερίων?
- 4.1 Αέρια ανταλλαγή: μερικές πιέσεις
- 4.2 Μεταφορά αερίων ιστών στο αίμα
- 4.3 Μεταφορά αερίων αίματος στις κυψελίδες
- 4.4 Μειονεκτήματα της ανταλλαγής αερίων στους πνεύμονες
- 5 Παθολογίες που σχετίζονται με τις κυψελίδες
- 5.1 Πνευμονικό εγκεφάλωμα
- 5.2 Πνευμονία
- 6 Αναφορές
Γενικά χαρακτηριστικά
Μέσα στους πνεύμονες είναι ένα ύφασμα που σχηματίζεται από ένα σπογγώδη σύσταση αρκετά υψηλό πνευμονική κυψελίδες αριθμός: 400 για να 700 εκατομμύρια το δύο πνεύμονες ενός υγιούς ενήλικα ανθρώπου. Οι κυψελίδες είναι δομές τύπου σακούλας που καλύπτονται εσωτερικά από μια κολλώδη ουσία.
Στα θηλαστικά κάθε πνεύμονα περιέχει εκατομμύρια κυψελίδες, στενά συνδέονται με το δίκτυο αγγειακό. Στους ανθρώπους, η περιοχή των πνευμόνων είναι μεταξύ 50 και 90 m2 και περιέχει 1000 km τριχοειδή αγγεία.
Αυτός ο υψηλός αριθμός είναι απαραίτητος για την εξασφάλιση της απαιτούμενης πρόσληψης οξυγόνου και έτσι μπορεί να αντιμετωπίσει τον υψηλό μεταβολισμό των θηλαστικών, κυρίως λόγω της ενδοθερμίας του ομίλου..
Αναπνευστικό σύστημα σε θηλαστικά
Ο αέρας εισέρχεται μέσω της μύτης, ειδικά από το "Nostrilos". Αυτό περνά στη ρινική κοιλότητα και από εκεί στα εσωτερικά κόπρανα που συνδέονται με τον φάρυγγα. Εδώ συγκλίνουν δύο τρόποι: αναπνευστικό και πεπτικό.
Η γλωττίδα ανοίγει στον λάρυγγα και στη συνέχεια στην τραχεία. Αυτό χωρίζεται σε δύο βρόγχους, ένα σε κάθε πνεύμονα. με τη σειρά τους, οι βρόγχοι διαιρούνται σε βρογχιόλια, τα οποία είναι μικρότερα σωληνάρια και οδηγούν στους κυψελιδικούς αγωγούς και κυψελίδες.
Λειτουργίες
Η κύρια λειτουργία των κυψελίδων είναι να επιτρέψει την ανταλλαγή των αερίων για αναπνευστική ζωτικές διεργασίες, επιτρέποντας την είσοδο του οξυγόνου στην κυκλοφορία του αίματος για τη μεταφορά στους ιστούς του σώματος.
Παρομοίως, οι πνευμονικές κυψελίδες συμμετέχουν στην εξάλειψη του διοξειδίου του άνθρακα από το αίμα κατά τις διαδικασίες εισπνοής και εκπνοής..
Ανατομία
Οι κυψελίδες και οι κυψελιδικοί αγωγοί αποτελούνται από ένα πολύ λεπτό ενδοθήλιο μονής στοιβάδας που διευκολύνει την ανταλλαγή αερίων μεταξύ του αέρα και των τριχοειδών αίματος. Έχουν διάμετρο περίπου 0,05 και 0,25 mm, που περιβάλλεται από τριχοειδή βρόχους. Είναι στρογγυλεμένες ή πολυεδρικές.
Μεταξύ κάθε διαδοχικές φατνίου είναι η μεσοκυψελιδικό διάφραγμα, το οποίο είναι το κοινό τοίχωμα μεταξύ τους. Η άκρη αυτών των τοιχωμάτων σχηματίζουν τους δακτυλίους βασικοκυτταρικό σχηματίζονται από κύτταρα λείου μυός και επικαλυμμένα με απλή cuboidal επιθήλιο.
Στο εξωτερικό του μία υποδοχή είναι τριχοειδών αγγείων του αίματος, η κυψελιδική μεμβράνη, σχηματίζουν την περιοχή μεμβράνης φατνιακή-τριχοειδή όπου διεξάγεται η ανταλλαγή αερίων μεταξύ του αέρα που εισέρχεται στους πνεύμονες και το τριχοειδές αίμα.
Λόγω της ιδιαίτερης οργάνωσής τους, οι πνευμονικές κυψελίδες μοιάζουν με κηρήθρα. Αποτελούνται εξωτερικά από ένα τοίχωμα επιθηλιακών κυττάρων που ονομάζονται πνευμοκύτταρα.
Συνοδεύοντας την κυψελιδική μεμβράνη, τα κύτταρα είναι υπεύθυνα για την άμυνα και τον καθαρισμό των κυψελίδων, που ονομάζονται κυψελιδικά μακροφάγα.
Τύποι κυττάρων στις κυψελίδες
Η δομή των κυψελίδων έχει περιγραφεί ευρέως στη βιβλιογραφία και περιλαμβάνουν τις ακόλουθες κυτταρικούς τύπους: τύπου Ι, οι οποίες μεσολαβούν την ανταλλαγή αερίων, οι τύπου II εκκριτική και λειτουργίες του ανοσοποιητικού, ενδοθηλιακά κύτταρα, κυψελιδικά μακροφάγα εμπλέκονται σε άμυνα και διάμεση ινοβλάστες.
Κύτταρα τύπου Ι
Τα κύτταρα τύπου Ι χαρακτηρίζονται από το ότι είναι απίστευτα λεπτές και επίπεδες, προφανώς για να διευκολύνουν την ανταλλαγή αερίων. Βρίσκονται σε περίπου 96% της επιφάνειας των κυψελίδων.
Αυτά τα κύτταρα εκφράζουν σημαντικό αριθμό πρωτεϊνών, συμπεριλαμβανομένων των Τ1-α, aquaporin 5, διαύλων ιόντων, υποδοχέων αδενοσίνης και γονιδίων ανθεκτικότητας σε αρκετά φάρμακα..
Η δυσκολία απομόνωσης και καλλιέργειας αυτών των κυττάρων έχει παρεμποδίσει την εις βάθος μελέτη τους. Ωστόσο, τίθεται πιθανή λειτουργία της ομοψίας στους πνεύμονες, όπως μεταφορά ιόντων, νερού και συμμετοχή στον έλεγχο του πολλαπλασιασμού των κυττάρων..
Ο τρόπος για να ξεπεραστούν αυτές οι τεχνικές δυσκολίες μελετά κύτταρα με εναλλακτικές μοριακές μεθόδους, που ονομάζεται μικροσυστοιχίες DNA. Χρησιμοποιώντας τη μεθοδολογία αυτή εξήχθη το συμπέρασμα ότι το είδος των κυττάρων που εμπλέκονται επίσης στην προστασία έναντι του οξειδωτικού στρες.
Κύτταρα τύπου II
Τα κύτταρα τύπου II έχουν σχήμα κυβοειδούς και συνήθως βρίσκονται στις γωνίες των κυψελίδων σε θηλαστικά, με μόνο 4% εναπομείνασα κυψελιδική επιφάνεια..
λειτουργίες της περιλαμβάνουν την παραγωγή και την έκκριση των βιομορίων όπως πρωτεϊνών και λιπιδίων που αποτελούν το πνευμονικό επιφανειοδραστικό.
Τα πνευμονικά επιφανειοδραστικά είναι ουσίες που αποτελούνται κυρίως από λιπίδια και ένα μικρό τμήμα πρωτεΐνης, τα οποία συμβάλλουν στη μείωση της επιφανειακής τάσης στις κυψελίδες. Η σημαντικότερη είναι η διπαλμιτοϋλοφωσφατιδυλοχολίνη (DPPC).
Τα κύτταρα τύπου II που εμπλέκονται στην ανοσολογική άμυνα των κυψελίδων, που εκκρίνουν διάφορους τύπους ουσιών όπως οι κυτοκίνες, του οποίου ο ρόλος είναι στρατολόγηση φλεγμονωδών κυττάρων εντός των πνευμόνων.
Επιπλέον, διάφορα ζωικά μοντέλα έχουν δείξει ότι τα κύτταρα τύπου II είναι υπεύθυνα για τη διατήρηση του ελεύθερου κυψελιδικού χώρου και συμμετέχουν επίσης στη μεταφορά νατρίου.
Διάμεσοι ινοβλάστες
Αυτά τα κύτταρα έχουν ατρακτοειδής και χαρακτηρίζονται από μακρά διεργασίες έκθεμα ακτίνης. Η λειτουργία του είναι η έκκριση της εξωκυτταρικής μήτρας στην υποδοχή για να διατηρήσει τη δομή του.
Με τον ίδιο τρόπο, τα κύτταρα μπορούν να διαχειριστούν τη ροή του αίματος, μειώνοντάς τα ανάλογα με την περίπτωση.
Κυψελιδικά μακροφάγα
Τα κυψελίδες κυττάρων ξενιστών με φαγοκυτταρικά ιδιότητες προερχόμενα μονοκύτταρα αίματος καλεί τα κυψελιδικά μακροφάγα.
Αυτοί είναι υπεύθυνοι για την αφαίρεση από τη διαδικασία της φαγοκυττάρωσης ξένων σωματιδίων που έχουν εισέλθει στις κυψελίδες, όπως σκόνη ή μολυσματικοί μικροοργανισμοί όπως Mycobacterium tuberculosis. Επιπλέον, κύτταρα αίματος φαγοκυττάσης που θα μπορούσαν να εισέλθουν στις κυψελίδες αν δεν υπάρχει καρδιακή ανεπάρκεια.
Χαρακτηρίζονται από ένα καφέ χρώμα και μια σειρά ποικίλων προλόγων. Τα λυσοσώματα είναι αρκετά άφθονα στο κυτταρόπλασμα αυτών των μακροφάγων.
Η ποσότητα των μακροφάγων μπορεί να αυξηθεί εάν το σώμα έχει μια ασθένεια που σχετίζεται με την καρδιά, εάν το άτομο καταναλώνει αμφεταμίνες ή τη χρήση τσιγάρων.
Kohn πόρους
Πρόκειται για μια σειρά από πόρους που βρίσκονται στην κυψελίδες που βρίσκεται στο κυψελιδικού διαφράγματα, που συνδέει μια υποδοχή στο άλλο και επιτρέπει την κυκλοφορία του αέρα μεταξύ τους.
Πώς είναι η ανταλλαγή αερίων?
Η ανταλλαγή αερίων μεταξύ οξυγόνου (Ο2) και διοξειδίου του άνθρακα (CO2) είναι ο πρωταρχικός σκοπός των πνευμόνων.
Ένα τέτοιο φαινόμενο παρατηρείται στην πνευμονική κυψελίδες, όπου το αίμα και το αέριο είναι σε ελάχιστη απόσταση περίπου ενός μικρομέτρου. Αυτή η διαδικασία απαιτεί τη σωστή άντληση δύο αγωγών ή καναλιών.
Ένα από αυτά είναι η αγγείωση του πνεύμονα οδηγείται από τη δεξιά περιοχή της καρδιάς, η οποία στέλνει μικτού φλεβικού αίματος (φλεβικό αίμα από την αποτελούμενη από καρδιάς και άλλων ιστών μέσω της φλεβικής επιστροφής) προς την περιοχή όπου λαμβάνει χώρα ανταλλαγή.
Το δεύτερο κανάλι είναι το τραχειοβρογχικό δέντρο, του οποίου ο εξαερισμός οδηγείται από τους μύες που εμπλέκονται στην αναπνοή.
Σε γενικές γραμμές, κάθε μεταφορά φυσικού αερίου ρυθμίζεται κυρίως από δύο μηχανισμούς: μεταφορά και διάχυση? το πρώτο είναι αντιστρεπτό, ενώ το δεύτερο δεν είναι.
Ανταλλαγή αερίου: μερικές πιέσεις
Όταν ο αέρας εισέρχεται στο αναπνευστικό σύστημα, η σύνθεση του αλλάζει, κορεσμού ατμού. Για να φθάνουν στις κυψελίδες, ο αέρας αναμιγνύεται με το υπόλοιπο του αέρα που απομένει κύκλο προηγούμενη αναπνοή.
Χάρη σε αυτόν τον συνδυασμό, η μερική πίεση του οξυγόνου πέφτει και η αύξηση του διοξειδίου του άνθρακα. Καθώς η μερική πίεση του οξυγόνου είναι μεγαλύτερη στις κυψελίδες παρά στο αίμα που εισέρχεται στα τριχοειδή αγγεία του πνεύμονα, το οξυγόνο εισέρχεται στα τριχοειδή με διάχυση.
Επίσης, η μερική πίεση του διοξειδίου του άνθρακα είναι υψηλότερη σε τριχοειδή του πνεύμονα, σε σύγκριση με τις κυψελίδες. Επομένως, το διοξείδιο του άνθρακα περνά στις κυψελίδες με μια απλή διαδικασία διάχυσης.
Μεταφορά αερίων ιστών στο αίμα
Οξυγόνο και σημαντικές ποσότητες διοξειδίου του άνθρακα φέρονται από «αναπνευστικές χρωστικές» μεταξύ αυτών των αιμοσφαιρίνη, η οποία είναι η πιο δημοφιλής μεταξύ των ομάδων των σπονδυλωτών.
Το αίμα που είναι υπεύθυνο για τη μεταφορά οξυγόνου από τους ιστούς στους πνεύμονες πρέπει επίσης να μεταφέρει το διοξείδιο του άνθρακα πίσω από τους πνεύμονες.
Ωστόσο, το διοξείδιο του άνθρακα μπορεί να μεταφερθεί με άλλους τρόπους, μπορεί να μεταδοθεί μέσω του αίματος και να διαλυθεί στο πλάσμα. Επιπλέον, μπορεί να εξαπλωθεί στα ερυθροκύτταρα του αίματος.
Στα ερυθροκύτταρα, η πλειοψηφία του διοξειδίου του άνθρακα περνά στο ανθρακικό οξύ χάρη στο ένζυμο ανθρακικής ανυδράσης. Η αντίδραση λαμβάνει χώρα ως εξής:
CO2 + H2O ↔ Η2CO3 ↔ Η+ + HCO3-
Τα ιόντα υδρογόνου από την αντίδραση συνδυάζονται με αιμοσφαιρίνη για να σχηματίσουν δεοξυαιμοσφαιρίνη. Αυτή η ένωση εμποδίζει την απότομη μείωση του pH στο αίμα. Παράλληλα, εμφανίζεται απελευθέρωση οξυγόνου.
Τα διττανθρακικά ιόντα (HCO3-) αφήνουν το ερυθροκύτταρο με ανταλλαγή ιόντων χλωρίου. Σε αντίθεση με το διοξείδιο του άνθρακα, τα διττανθρακικά ιόντα μπορούν να παραμείνουν στο πλάσμα λόγω της υψηλής διαλυτότητάς τους. Η παρουσία διοξειδίου του άνθρακα στο αίμα θα προκαλούσε εμφάνιση παρόμοια με εκείνη ενός αναψυκτικού.
Μεταφορά αερίων αίματος στις κυψελίδες
Όπως υποδεικνύεται από τα βέλη και στις δύο κατευθύνσεις, οι αντιδράσεις που περιγράφονται παραπάνω είναι αναστρέψιμες. δηλαδή, το προϊόν μπορεί να μετατραπεί ξανά στα αρχικά αντιδραστήρια.
Τη στιγμή που το αίμα φτάνει στους πνεύμονες, το διττανθρακικό εισέρχεται και πάλι στα ερυθροκύτταρα του αίματος. Όπως και στην προηγούμενη περίπτωση, για να εισέλθει το διττανθρακικό ιόν, πρέπει να διαφύγει από το κύτταρο ιόν χλωρίου.
Σε αυτό το χρόνο η αντίδραση λαμβάνει χώρα σε αντίστροφη με κατάλυση του ενζύμου ανθρακικής ανυδράσης: το όξινο ανθρακικό αντιδρά με το ιόν υδρογόνου και μετατρέπεται και πάλι σε διοξείδιο του άνθρακα, το οποίο διαχέεται προς το πλάσμα και από εκεί προς τις πνευμονικές κυψελίδες.
Μειονεκτήματα της ανταλλαγής αερίων στους πνεύμονες
ανταλλαγή αερίων εμφανίζεται μόνο στις κυψελίδες και κυψελιδικών αγωγών, οι οποίες βρίσκονται στο τέλος των κλάδων των σωλήνων.
Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο μπορούμε να μιλάμε για έναν "νεκρό χώρο", όπου η διέλευση του αέρα συμβαίνει στους πνεύμονες, αλλά η ανταλλαγή αερίων δεν πραγματοποιείται.
Αν τη συγκρίνουμε με άλλες ομάδες ζώων, όπως τα ψάρια, έχουν ένα πολύ αποτελεσματικό σύστημα ανταλλαγής αερίων μονής κατεύθυνσης. Ομοίως, τα πτηνά έχουν ένα σύστημα αερόσακων και parabronchi όπου υπάρχει ανταλλαγή αέρα, αυξάνοντας την αποτελεσματικότητα της διαδικασίας.
Ανθρώπινα εξαερισμός είναι τόσο αναποτελεσματική ότι η νέα έμπνευση να επαναφέρετε μόνο ένα έκτο του αέρα, αφήνοντας το υπόλοιπο του αέρα που παγιδεύεται στους πνεύμονες.
Παθολογίες που σχετίζονται με τις κυψελίδες
Πνευμονικός εφευρέτης
Αυτή η κατάσταση συνίσταται στη βλάβη και τη φλεγμονή των κυψελίδων. Ως εκ τούτου, το σώμα δεν είναι σε θέση να λάβει το οξυγόνο προκαλεί βήχα και καθιστά δύσκολη την ανάκτηση της αναπνοής, ιδιαίτερα σε σωματικές δραστηριότητες. Μία από τις πιο κοινές αιτίες αυτής της παθολογίας είναι το τσιγάρο.
Πνευμονία
Πνευμονία προκαλείται από μια βακτηριακή ή ιική μόλυνση στους αεραγωγούς και προκαλούν μια φλεγμονώδη διαδικασία με πύον ή υγρού εντός των κυψελίδων, αποτρέποντας πρόσληψη οξυγόνου, προκαλώντας ζωηρά αναπνευστικές δυσκολίες.
Αναφορές
- Berthiaume, Υ., Voisin, G., & Dagenais, Α. (2006). Τα κυψελιδικά κύτταρα τύπου Ι: ο νέος ιππότης του κυψελιδίου? Η Εφημερίδα της Φυσιολογίας, 572(Pt3), 609-610.
- Butler, J. Ρ., & Tsuda, Α. (2011). Μεταφορά αερίων μεταξύ του περιβάλλοντος και των κυψελίδων - θεωρητικά θεμέλια. Περιεκτική Φυσιολογία, 1(3), 1301-1316.
- Castranova, V., Rabovsky, J., Tucker, J. Η., & Miles, Ρ. R. (1988). Το κυψελιδικό επιθηλιακό κύτταρο τύπου II: πολυλειτουργικό πνευμοκύτταρο. Τοξικολογία και εφαρμοσμένη φαρμακολογία, 93(3), 472-483.
- Herzog, Ε.Ι., Brody, Α.Ρ., Colby, Τ.ν., Mason, R., & Williams, Μ. C. (2008). Γνωστά και Άγνωστα του Alveolus. Πρακτικά της Αμερικανικής Θωρακικής Εταιρείας, 5(7), 778-782.
- Kühnel, W. (2005). Χρώμα κυτταρολογίας και ιστολογίας Atlas. Ed. Panamericana Medical.
- Ross, Μ. Η., & Pawlina, W. (2007). Ιστολογία Κείμενο και χρώμα Atlas με κυτταρική και μοριακή βιολογία. 5α. Ed. Panamericana Medical.
- Welsch, U., & Sobotta, J. (2008). Ιστολογία. Ed. Panamericana Medical.