Alveólos Pulmonares Характеристики, Функции, Анатомия



легочные альвеолы это небольшие мешочки, расположенные в легких млекопитающих, окруженные сетью кровеносных капилляров. Под микроскопом в альвеолах можно различить просвет альвеолы ​​и его стенки, состоящие из эпителиальных клеток.

Они также содержат волокна соединительной ткани, которые придают им характерную эластичность. В альвеолярном эпителии можно различить плоские клетки типа I и кубические клетки типа II. Его основная функция заключается в обеспечении газообмена между воздухом и кровью.. 

Когда происходит процесс дыхания, воздух попадает в организм через трахею, где он попадает в серию туннелей внутри легких. В конце этой сложной сети трубок находятся альвеолярные мешочки, куда воздух поступает и поглощается кровеносными сосудами..

Уже в крови кислород воздуха отделяется от остальных компонентов, таких как углекислый газ. Это последнее соединение выводится из организма в процессе выдоха.

индекс

  • 1 Общая характеристика
    • 1.1 Дыхательная система у млекопитающих
  • 2 функции
  • 3 Анатомия
    • 3.1 Типы клеток в альвеолах
    • 3.2 Тип I клетки
    • 3.3 Тип II клетки
    • 3.4 Интерстициальные фибробласты
    • 3.5 Альвеолярные макрофаги
    • 3,6 поры Кона
  • 4 Как происходит обмен газами?
    • 4.1 Газообмен: парциальное давление
    • 4.2 Транспорт тканевых газов в кровь
    • 4.3 Транспорт газов крови в альвеолы
    • 4.4 Недостатки газообмена в легких
  • 5 патологий, связанных с альвеолами
    • 5.1 Легочная эфизема
    • 5.2 Пневмония
  • 6 Ссылки

Общие характеристики

Внутри легких находится губчатая текстура ткани, образованная довольно большим количеством легочных альвеол: от 400 до 700 миллионов в двух легких здорового взрослого человека. Альвеолы ​​представляют собой мешкообразные структуры, покрытые внутри липким веществом.

У млекопитающих каждое легкое содержит миллионы альвеол, тесно связанных с сосудистой сетью. У людей площадь легких составляет от 50 до 90 м.2 и он содержит 1000 км кровеносных капилляров.

Это большое количество важно для обеспечения необходимого потребления кислорода и, таким образом, для удовлетворения высокого метаболизма млекопитающих, главным образом благодаря эндотермии группы..

Дыхательная система у млекопитающих

Воздух поступает через нос, особенно через «Ноздри»; Это проходит в носовую полость и оттуда во внутренние ноздри, соединенные с глоткой. Здесь сходятся два пути: дыхательный и пищеварительный.

Глотти открывается в гортань, а затем в трахею. Это разделено на две бронхи, одна в каждом легком; в свою очередь, бронхи делятся на бронхиолы, которые представляют собой трубки меньшего размера и ведут к альвеолярным протокам и альвеолам.

функции

Основная функция альвеол состоит в том, чтобы обеспечить обмен газами, жизненно важными для дыхательных процессов, позволяя поступлению кислорода в кровоток транспортироваться к тканям организма..

Аналогично, легочные альвеолы ​​участвуют в удалении углекислого газа из крови во время процессов вдоха и выдоха..

анатомия

Альвеолы ​​и альвеолярные протоки состоят из очень тонкого однослойного эндотелия, который облегчает обмен газами между воздухом и кровеносными капиллярами. Они имеют приблизительный диаметр 0,05 и 0,25 мм, окруженные капиллярными петлями. Они округлые или многогранные.

Между каждой последовательной альвеолой находится межальвеолярная перегородка, которая является общей стенкой между ними. Граница этих перегородок образует базальные кольца, образованные гладкомышечными клетками и покрытые простым кубическим эпителием.

На внешней стороне альвеолы ​​находятся кровеносные капилляры, которые вместе с альвеолярной мембраной образуют альвеолярно-капиллярную мембрану, область, где происходит газообмен между воздухом, который поступает в легкие, и кровью в капиллярах..

Из-за их своеобразной организации легочные альвеолы ​​напоминают соты. Снаружи они образованы стенкой эпителиальных клеток, называемой пневмоцитами..

Сопровождают альвеолярную мембрану клетки, отвечающие за защиту и очистку альвеол, называемые альвеолярными макрофагами..

Типы клеток в альвеолах

Структура альвеол широко описана в литературе и включает следующие типы клеток: тип I, обеспечивающий обмен газами, секреторные и иммунные функции типа II, эндотелиальные клетки, альвеолярные макрофаги, участвующие в защитные и интерстициальные фибробласты.

Клетки типа I

Ячейки типа I характеризуются невероятно тонкой и плоской поверхностью, предположительно облегчающей обмен газами. Они обнаруживаются примерно на 96% поверхности альвеол.

Эти клетки экспрессируют значительное количество белков, включая T1-α, аквапорин 5, ионные каналы, аденозиновые рецепторы и гены устойчивости к нескольким лекарствам..

Трудность выделения и культивирования этих клеток помешала их углубленному изучению. Однако возможна функция гомостеза в легких, такая как транспорт ионов, воды и участие в контроле пролиферации клеток..

Способ преодоления этих технических трудностей состоит в изучении клеток с помощью альтернативных молекулярных методов, называемых ДНК-микрочипами. Используя эту методологию, можно было сделать вывод, что клетки типа I также участвуют в защите от окислительного повреждения..

Тип II клетки

Клетки типа II имеют кубовидную форму и обычно располагаются по углам альвеол у млекопитающих, при этом только 4% остается альвеолярной поверхности..

В его функции входит производство и секреция биомолекул, таких как белки и липиды, которые составляют легкие сурфактанты..

Легочные поверхностно-активные вещества представляют собой вещества, состоящие в основном из липидов и небольшой порции белка, которые помогают снизить поверхностное натяжение в альвеолах. Наиболее важным является дипальмитоилфосфатидилхолин (DPPC).

Клетки типа II участвуют в иммунной защите альвеол, секретируя различные типы веществ, таких как цитокины, роль которых заключается в наборе воспалительных клеток в легких.

Кроме того, несколько моделей на животных показали, что клетки типа II отвечают за сохранение свободного от жидкости альвеолярного пространства, а также участвуют в транспорте натрия..

Интерстициальные фибробласты

Эти клетки имеют форму веретена и характеризуются длительным расширением актина. Его функция заключается в секреции клеточного матрикса в альвеолах для поддержания его структуры..

Таким же образом клетки могут управлять кровотоком, уменьшая его в зависимости от случая.

Альвеолярные макрофаги

Альвеолы ​​питают клетки с фагоцитарными свойствами, полученные из моноцитов крови, называемых альвеолярными макрофагами.

Они ответственны за удаление в процессе фагоцитоза посторонних частиц, которые попали в альвеолы, такие как пыль или инфекционные микроорганизмы, такие как Микобактерии туберкулеза. Кроме того, фагоцитоз кровяных клеток, которые могут попасть в альвеолы ​​при недостаточности сердечной деятельности.

Они характеризуются коричневым цветом и серией разнообразных прологов. Лизосомы довольно распространены в цитоплазме этих макрофагов..

Количество макрофагов может увеличиться, если у организма есть заболевание, связанное с сердцем, если человек потребляет амфетамины или употребляет сигареты.

Поры кон

Они представляют собой серию пор, расположенных в альвеолах, расположенных в межальвеолярных перегородках, которые соединяют одну альвеолу с другой и обеспечивают циркуляцию воздуха между ними..

Как происходит обмен газами?

Обмен газов между кислородом (О2) и углекислый газ (CO2) является основным назначением легких.

Это явление происходит в легочных альвеолах, где кровь и газ находятся на минимальном расстоянии примерно в один микрон. Этот процесс требует двух каналов или каналов, накачанных должным образом.

Одним из них является сосудистая система легкого, управляемая правой областью сердца, которая посылает смешанную венозную кровь (состоящую из венозной крови из сердца и других тканей через венозный возврат) в область, где это происходит в обмен..

Второй канал - трахеобронхиальное дерево, вентиляция которого осуществляется мышцами, участвующими в дыхании..

В целом, транспортировка любого газа регулируется главным образом двумя механизмами: конвекцией и диффузией; первое обратимо, а второе нет.

Газообмен: парциальные давления

Когда воздух попадает в дыхательную систему, его состав меняется, насыщаясь водяным паром. При достижении альвеол воздух смешивается с воздухом, оставшимся от остатков предыдущего дыхательного круга.

Благодаря этой комбинации парциальное давление кислорода падает, а давление углекислого газа увеличивается. Поскольку парциальное давление кислорода в альвеолах выше, чем в крови, поступающей в капилляры легкого, кислород проникает в капилляры путем диффузии.

Аналогично, парциальное давление углекислого газа больше в капиллярах легких по сравнению с альвеолами. Поэтому углекислый газ переходит в альвеолы ​​простым диффузионным процессом.

Транспорт тканевых газов в кровь

Кислород и важные количества углекислого газа транспортируются "дыхательными пигментами", среди которых гемоглобин, который является самым популярным среди групп позвоночных.

Кровь, ответственная за транспортировку кислорода из тканей в легкие, должна также транспортировать углекислый газ обратно из легких..

Однако углекислый газ может транспортироваться другими способами, может передаваться через кровь и растворяться в плазме; Кроме того, он может распространяться на эритроциты крови.

В эритроцитах большая часть углекислого газа переходит в углекислоту благодаря ферменту угольной ангидразы. Реакция происходит следующим образом:

Колорадо2 + H2O ↔ H2Колорадо3 ↔ H+ + HCO3-

Ионы водорода из реакции объединяются с гемоглобином с образованием дезоксигемоглобина. Этот союз предотвращает резкое снижение pH в крови; В то же время происходит выделение кислорода..

Бикарбонат-ионы (HCO3-) покинуть эритроцит путем обмена на ионы хлора. В отличие от диоксида углерода, ионы бикарбоната могут оставаться в плазме благодаря их высокой растворимости. Присутствие углекислого газа в крови вызовет появление, похожее на безалкогольный напиток.

Транспорт газов крови в альвеолы

Как показано стрелками в обоих направлениях, реакции, описанные выше, являются обратимыми; то есть продукт может быть преобразован обратно в исходные реагенты.

В тот момент, когда кровь достигает легких, бикарбонат снова попадает в эритроциты крови. Как и в предыдущем случае, для входа бикарбонат-иона ион хлора должен покинуть ячейку.

В этот момент реакция происходит в противоположном направлении с катализом фермента карбоангидразы: бикарбонат реагирует с ионом водорода и превращается обратно в диоксид углерода, который диффундирует в плазму и оттуда в альвеолы..

Недостатки газообмена в легких

Газообмен происходит только в альвеолах и альвеолярных протоках, которые находятся на конце ветвей труб.

Вот почему мы можем говорить о «мертвом пространстве», где воздух проходит в легких, но газообмен не осуществляется..

Если мы сравним это с другими группами животных, такими как рыба, у них будет очень эффективная система одностороннего газообмена. Точно так же у птиц есть система воздушных мешков и парабрончей, где происходит воздухообмен, повышая эффективность процесса..

Человеческая вентиляция настолько неэффективна, что при новом вдохе может быть заменена только одна шестая часть воздуха, оставшаяся часть воздуха задерживается в легких.

Патологии, связанные с альвеолами

Легочный эфес

Это состояние состоит из повреждения и воспаления альвеол; следовательно, организм не может получать кислород, вызывает кашель и затрудняет восстановление дыхания, особенно при выполнении физических нагрузок. Одной из самых распространенных причин этой патологии является сигарета.

пневмония

Пневмония вызывается бактериальной или вирусной инфекцией в дыхательных путях и вызывает воспалительный процесс с присутствием гноя или жидкости внутри альвеол, тем самым предотвращая поступление кислорода, вызывая серьезные затруднения дыхания..

ссылки

  1. Berthiaume Y., Voisin G. & Dagenais A. (2006). Альвеолярные клетки I типа: новый рыцарь альвеолы? Журнал Физиологии, 572(Часть 3) 609-610.
  2. Батлер Дж. П. и Цуда А. (2011). Транспорт газов между окружающей средой и альвеолами - теоретические основы. Комплексная физиология, 1(3), 1301-1316.
  3. Кастранова В., Рабовский Дж., Такер Дж. Х. и Майлз П. Р. (1988). Альвеолярная эпителиальная клетка типа II: многофункциональный пневмоцит. Токсикология и прикладная фармакология, 93(3), 472-483.
  4. Herzog, E.L., Brody, A.R., Colby, T.V., Mason, R. & Williams, M.C. (2008). Известные и Неизвестные Альвеолы. Труды Американского торакального общества, 5(7), 778-782.
  5. Kühnel, W. (2005). Атлас окраски цитологии и гистологии. Ed. Panamericana Medical.
  6. Росс, М. Х., и Павлина В. (2007). Гистологии. Цвет текста и атласа с клеточной и молекулярной биологией. 5aed. Ed. Panamericana Medical.
  7. Welsch, U. & Sobotta, J. (2008). гистология. Ed. Panamericana Medical.