Alveólos Pulmonares Charakteristika, funkce, anatomie



plicní alveoly jsou to malé sáčky umístěné v plicích savců, obklopené sítí krevních kapilár. Pod mikroskopem, v alveolus může být rozlišován lumen alveolus a jeho zeď, sestávat z epitelových buněk \ t.

Obsahují také pojivová vlákna, která jim dodávají charakteristickou elasticitu. V alveolárním epitelu lze rozlišit buňky typu I a buňky krychle typu II. Jeho hlavní funkcí je zprostředkovat výměnu plynu mezi vzduchem a krví. 

Když nastane proces dýchání, vzduch vstupuje do těla průdušnicí, kde cestuje do řady tunelů uvnitř plic. Na konci této složité sítě trubek jsou alveolární vaky, kde vzduch vstupuje a je přijímán cévami..

Již v krvi je kyslík ve vzduchu oddělen od zbytku složek, jako je oxid uhličitý. Tato poslední sloučenina se vylučuje z těla procesem vydechování.

Index

  • 1 Obecné charakteristiky
    • 1.1 Respirační systém u savců
  • 2 Funkce
  • 3 Anatomie
    • 3.1 Typy buněk v alveolech
    • 3.2 Buňky typu I
    • 3.3 Buňky typu II
    • 3.4 Intersticiální fibroblasty
    • 3,5 alveolárních makrofágů
    • 3.6 Kohnovy póry
  • 4 Jak probíhá výměna plynů?
    • 4.1 Výměna plynů: parciální tlaky
    • 4.2 Přeprava tkáňových plynů do krve
    • 4.3 Přeprava krevních plynů do alveol
    • 4.4 Nevýhody výměny plynů v plicích
  • 5 Patologie spojené s alveolemi
    • 5.1 Plicní efisema
    • 5.2 Pneumonie
  • 6 Odkazy

Obecné vlastnosti

Uvnitř plic je tkáň houbovité struktury tvořená poměrně vysokým počtem plicních alveol: od 400 do 700 milionů ve dvou plicích zdravého dospělého člověka. Alveoly jsou pytlovité struktury pokryté vnitřně lepivou látkou.

U savců, každá plíce obsahuje miliony alveolů, úzce spojených s cévní sítí. U lidí je plocha plic mezi 50 a 90 m2 a obsahuje 1000 km krevních kapilár.

Tento vysoký počet je nezbytný pro zajištění požadovaného příjmu kyslíku a tím i pro uspokojení vysokého metabolismu savců, především díky endotermii skupiny..

Respirační systém u savců

Vzduch vstupuje nosem, konkrétně "Nostrilos"; To přechází do nosní dutiny a odtud k vnitřním naratům spojeným s hltanem. Zde se sbíhají dva způsoby: dýchací a trávicí.

Glotis se otevírá do hrtanu a pak do průdušnice. Toto je rozděleno do dvou průdušek, z nichž každá je v každé plíci; na druhé straně, průdušky jsou rozděleny do bronchioles, které jsou menší trubky a vést k alveolární kanály a alveoly.

Funkce

Hlavní funkcí alveolů je umožnit výměnu plynů, která je životně důležitá pro dýchací procesy, což umožňuje transport kyslíku do krevního oběhu do tkání těla..

Podobně se plicní alveoly podílejí na eliminaci oxidu uhličitého z krve během inhalačních a výdechových procesů..

Anatomie

Alveoly a alveolární kanály sestávají z velmi tenkého jednovrstvého endotelu, který usnadňuje výměnu plynů mezi vzduchem a krevními kapilárami. Mají přibližný průměr 0,05 a 0,25 mm, obklopené kapilárními smyčkami. Jsou zaoblené nebo mnohostěnné.

Mezi každým následným alveolem je interalveolární přepážka, která je společnou stěnou mezi oběma. Hranice těchto oddílů tvoří bazální prstence, tvořené buňkami hladkého svalstva a pokryté jednoduchým kubickým epitelem.

Na vnější straně alveoly jsou krevní kapiláry, které spolu s alveolární membránou tvoří alveolární kapilární membránu, oblast, kde dochází k výměně plynu mezi vzduchem, který vstupuje do plic a krví v kapilárách..

Protože jejich zvláštní organizace, plicní alveoly se podobají plástev. Jsou vytvořeny na vnější straně stěnou epiteliálních buněk zvaných pneumocyty.

Doprovodné alveolární membrány jsou buňky zodpovědné za obranu a čištění alveolů, zvaných alveolární makrofágy.

Typy buněk v alveolech

Struktura alveolů je široce popsána v literatuře a zahrnuje následující typy buněk: typ I zprostředkovávající výměnu plynů, sekreční a imunitní funkce typu II, endotelové buňky, alveolární makrofágy zapojené do tvorby buněk. obranné a intersticiální fibroblasty.

Buňky typu I

Buňky typu I se vyznačují tím, že jsou neuvěřitelně tenké a ploché, což pravděpodobně usnadňuje výměnu plynů. Nacházíme se na přibližně 96% povrchu alveolů.

Tyto buňky exprimují významný počet proteinů, včetně T1-a, aquaporinu 5, iontových kanálů, adenosinových receptorů a genů rezistence k několika lékům..

Obtížnost izolace a kultivace těchto buněk bránila jejich hloubkové studii. Předpokládá se však možná funkce homostézy v plicích, jako je transport iontů, vody a účast na kontrole buněčné proliferace..

Způsob, jak tyto technické obtíže překonat, spočívá ve studiu buněk pomocí alternativních molekulárních metod, nazývaných DNA mikročipy. Použitím této metodiky bylo možné dospět k závěru, že buňky typu I se také podílejí na ochraně před oxidativním poškozením.

Buňky typu II

Buňky typu II mají tvar kvádrů a jsou obvykle umístěny v rozích alveolů u savců, přičemž pouze 4% zbývající plochy alveolárního povrchu..

Mezi jeho funkce patří produkce a vylučování biomolekul, jako jsou proteiny a lipidy, které tvoří plicní povrchově aktivní látky.

Plicní povrchově aktivní látky jsou látky tvořené převážně lipidy a malou proteinovou částí, které pomáhají snižovat povrchové napětí v alveolech. Nejdůležitější je dipalmitoylfosfatidylcholin (DPPC).

Buňky typu II se podílejí na imunitní obraně alveol, vylučují různé typy látek, jako jsou cytokiny, jejichž úlohou je nábor zánětlivých buněk v plicích..

Kromě toho několik zvířecích modelů prokázalo, že buňky typu II jsou zodpovědné za udržování tekutin prostého alveolárního prostoru a jsou také zapojeny do transportu sodíku..

Intersticiální fibroblasty

Tyto buňky mají tvar vřetena a vyznačují se dlouhými prodlouženími aktinu. Jeho funkce je vylučování buněčné matrice v alveolus udržovat jeho strukturu.

Stejným způsobem mohou buňky regulovat průtok krve a snižovat je podle případu.

Alveolární makrofágy

Alveoly obsahují buňky s fagocytárními vlastnostmi odvozenými z krevních monocytů nazývaných alveolární makrofágy.

Jsou odpovědné za odstranění cizích částic, které vstoupily do alveol, procesem fagocytózy, jako jsou prach nebo infekční mikroorganismy, jako jsou Mycobacterium tuberculosis. Kromě toho, fagocytose krevní buňky, které by mohly vstoupit do alveol, pokud je nedostatečný srdeční.

Vyznačují se hnědou barvou a řadou různých prologů. Lysosomy jsou v cytoplazmě těchto makrofágů hojné.

Množství makrofágů se může zvýšit, pokud má tělo onemocnění související se srdcem, pokud jedinec konzumuje amfetaminy nebo používá cigarety..

Kohn póry

Jedná se o řadu pórů umístěných v alveolech umístěných v interalveolární septě, která spojuje jeden alveol s druhým a umožňuje cirkulaci vzduchu mezi nimi..

Jak probíhá výměna plynů?

Výměna plynů mezi kyslíkem (O2) a oxidu uhličitého (CO2) je primárním účelem plic.

K tomuto jevu dochází v plicních alveolech, kde jsou krev a plyn v minimální vzdálenosti přibližně jeden mikron. Tento proces vyžaduje dva kanály nebo kanály správně čerpané.

Jedním z nich je cévní systém plic poháněný pravou oblastí srdce, který vysílá smíšenou žilní krev (skládající se ze žilní krve ze srdce a jiných tkání přes venózní návrat) do oblasti, kde se vyskytuje výměnou.

Druhým kanálem je tracheobronchiální strom, jehož ventilace je řízena svaly, které se podílejí na dýchání.

Přeprava plynu je obecně řízena hlavně dvěma mechanismy: konvekcí a difuzí; první je reverzibilní, zatímco druhá není.

Výměna plynu: parciální tlaky

Když vzduch vstupuje do dýchacího ústrojí, jeho složení se mění a stává se nasyceným vodní párou. Když se dostane do alveol, vzduch se mísí se vzduchem, který zůstal pozůstatky předchozího dýchacího kruhu.

Díky této kombinaci se zvyšuje parciální tlak kyslíku a tlaku oxidu uhličitého. Vzhledem k tomu, že parciální tlak kyslíku je větší v alveolech než v krvi vstupující do kapilár plic, vstupuje kyslík do kapilár difuzí.

Stejně tak parciální tlak oxidu uhličitého je větší v kapilárách plic ve srovnání s alveoly. Proto oxid uhličitý přechází do alveolů jednoduchým difúzním procesem.

Přeprava tkáňových plynů do krve

Kyslík a důležitá množství oxidu uhličitého jsou transportovány "respiračními pigmenty", mezi nimi hemoglobin, který je nejoblíbenější mezi skupinami obratlovců..

Krev zodpovědná za transport kyslíku z tkání do plic musí také transportovat oxid uhličitý zpět z plic.

Oxid uhličitý však může být transportován jinými způsoby, může být přenášen skrze krev a rozpuštěn v plazmě; Navíc se může rozšířit do krevních erytrocytů.

V erytrocytech většina oxidu uhličitého přechází na kyselinu uhličitou díky enzymu karboanhydrázy. Reakce probíhá následovně:

CO2 + H2O ↔ H2CO3 ↔ H+ + HCO3-

Vodíkové ionty z reakce se spojují s hemoglobinem za vzniku deoxyhemoglobinu. Toto spojení zabraňuje náhlému poklesu pH v krvi; Současně dochází k uvolňování kyslíku.

Ióny hydrogenuhličitanu (HCO)3-) opustit erytrocyt výměnou za chlorové ionty. Na rozdíl od oxidu uhličitého mohou ionty hydrogenuhličitanu zůstat v plazmě díky své vysoké rozpustnosti. Přítomnost oxidu uhličitého v krvi by způsobila podobný vzhled jako u nealkoholického nápoje.

Přeprava krevních plynů do alveol

Jak je naznačeno šipkami v obou směrech, reakce popsané výše jsou reverzibilní; to znamená, že produkt může být převeden zpět na počáteční reaktanty.

Ve chvíli, kdy krev dosáhne plic, bikarbonát opět vstupuje do krevních erytrocytů. Stejně jako v předchozím případě, aby se hydrogenuhličitanový ion mohl vstoupit, musí z buňky unikat chlorový ion.

V tomto okamžiku reakce probíhá v opačném směru s katalýzou enzymu karboanhydrázy: hydrogenuhličitan reaguje s vodíkovým iontem a je přeměněn zpět na oxid uhličitý, který difunduje do plazmy a odtud do alveol.

Nevýhody výměny plynů v plicích

Výměna plynu probíhá pouze v alveolech a alveolárních kanálech, které jsou na konci větví trubek.

Proto můžeme hovořit o „mrtvém prostoru“, kde dochází k průchodu vzduchu v plicích, ale výměna plynu se neprovádí.

Porovnáme-li to s jinými skupinami zvířat, jako jsou ryby, mají velmi účinný systém výměny plynu. Podobně, ptáci mají systém vzduchových vaků a parabronchi kde výměna vzduchu nastane, zvyšovat účinnost procesu.

Lidská ventilace je tak neefektivní, že v nové inspiraci může být nahrazena pouze jedna šestina vzduchu, takže zbytek vzduchu je zachycen v plicích.

Patologie spojené s alveoly

Plicní efesus

Tento stav spočívá v poškození a zánětu alveol; v důsledku toho tělo není schopno přijímat kyslík, způsobuje kašel a ztěžuje regeneraci dechu, zejména při výkonu pohybových aktivit. Jednou z nejčastějších příčin této patologie je cigareta.

Pneumonie

Pneumonie je způsobena bakteriální nebo virovou infekcí v dýchacích cestách a způsobuje zánětlivý proces s přítomností hnisu nebo tekutin uvnitř alveol, čímž zabraňuje příjmu kyslíku, což způsobuje těžké dýchací potíže..

Odkazy

  1. Berthiaume, Y., Voisin, G., & Dagenais, A. (2006). Buňky alveolárního typu I: nový rytíř alveoly? Žurnál fyziologie, 572(Pt 3), 609-610.
  2. Butler, J. P., & Tsuda, A. (2011). Přeprava plynů mezi životním prostředím a alveolem - teoretické základy. Komplexní fyziologie, 1(3), 1301-1316.
  3. Castranova, V., Rabovsky, J., Tucker, J. H., & Miles, P. R. (1988). Epiteliální buňka alveolárního typu II: multifunkční pneumocyt. Toxikologie a aplikovaná farmakologie, 93(3), 472-483.
  4. Herzog, E. L., Brody, A.R., Colby, V.V., Mason, R., & Williams, M.C. (2008). Známý a Neznámý Alveolus. Sborník Americké hrudní společnosti, 5(7), 778-782.
  5. Kühnel, W. (2005). Atlasová barva cytologie a histologie. Panamericana Medical.
  6. Ross, M. H., & Pawlina, W. (2007). Histologie Barva textu a atlasu s buněčnou a molekulární biologií. 5aed. Panamericana Medical.
  7. Welsch, U., & Sobotta, J. (2008). Histologie. Panamericana Medical.