LUNGALVEOLER: EGENSKAPER, FUNKTIONER, ANATOMI - ANATOMI OCH FYSIOLOGI - 2025

De lungblåsorna är små säckar ligger i lungorna hos däggdjur, omgiven av ett nätverk av blod kapillärer. Under ett mikroskop, i en alveolus, kan alveolens lumen och dess vägg, som består av epitelceller, särskiljas.

De innehåller också bindvävsfibrer som ger dem deras karakteristiska elasticitet. Platt I-celler och typ II-kubformade celler kan särskiljas i det alveolära epitelet. Dess huvudfunktion är att medla gasutbyte mellan luft och blod.

När andningsprocessen inträffar kommer luft in i kroppen genom vindröret, där den reser till en serie tunnlar i lungan. I slutet av detta intrikata nätverk av rör finns alveolära säckar, där luft kommer in och tas upp av blodkärl.

Redan i blodet separeras syret i luften från resten av komponenterna, till exempel koldioxid. Denna sista förening elimineras från kroppen genom utandningsprocessen.

Generella egenskaper

Inuti lungorna finns en svampstruktur som består av ett ganska stort antal lungalveoler: från 400 till 700 miljoner i en frisk vuxen människas två lungor. Alveolerna är säckliknande strukturer täckta internt av en klibbig substans.

Hos däggdjur innehåller varje lung miljoner alveoler, nära kopplade till det vaskulära nätverket. Hos människor är lungorna mellan 50 och 90 m ² och innehåller 1000 km blodkapillärer.

Detta höga antal är avgörande för att säkerställa det erforderliga syreupptaget och således kunna uppfylla den höga metabolismen hos däggdjur, främst på grund av gruppens endotermi.

Andningsorganen hos däggdjur

Luft kommer in genom näsan, särskilt genom "näsborrarna"; Detta passerar in i näshålan och därifrån till de inre näsborrarna som är anslutna till svalget. Här konvergerar två rutter: andningsorganen och matsmältningsorganet.

Glottis öppnar sig till struphuvudet och sedan luftröret. Detta är uppdelat i två bronkier, en i varje lunga; i sin tur delar bronkierna upp i bronkioler, som är mindre rör och leder till alveolära kanaler och alveoler.

Funktioner

Alveolernas huvudfunktion är att tillåta gasutbyte, avgörande för andningsförfaranden, så att syre kan komma in i blodomloppet för att transporteras till kroppens vävnader.

På samma sätt deltar lungalveolerna i avlägsnandet av koldioxid från blodet under processerna med inandning och utandning.

Anatomi

Alveolerna och alveolära kanalerna består av ett mycket tunt enskiktigt endotel som underlättar utbytet av gaser mellan luften och blodkapillärerna. De har en ungefärlig diameter på 0,05 och 0,25 mm, omgiven av kapillärslingor. De är rundade eller flerfärgade i form.

Mellan varje på varandra följande alveolus är det interalveolära septum, som är den gemensamma väggen mellan de två. Gränsen till dessa septa bildar de basala ringarna, bildade av glatta muskelceller och täckta av det enkla kuboidala epitelet.

På utsidan av en alveolus finns blodkapillärerna som tillsammans med det alveolära membranet bildar alveolus-kapillärmembranet, det område där gasutbyte sker mellan luften som kommer in i lungorna och blodet i kapillärerna.

På grund av deras speciella organisation påminner lungalveolerna om en honungskaka. De bildas på utsidan av en vägg av epitelceller som kallas pneumocyter.

Medföljande det alveolära membranet är celler ansvariga för försvar och rengöring av alveolerna, kallade alveolära makrofager.

Celltyper i alveolerna

Strukturen för alveolerna har beskrivits i stor utsträckning i litteraturen och inkluderar följande celltyper: typ I som förmedlar gasutbyte, typ II med sekretions- och immunfunktioner, endotelceller, alveolära makrofager som deltar i försvar och interstitiella fibroblaster.

Typ I-celler

Typ I-celler kännetecknas av att de är otroligt tunna och platta, förmodligen för att underlätta gasutbyte. De finns i cirka 96% av ytan på alveolerna.

Dessa celler uttrycker ett betydande antal proteiner, inklusive T1-a, aquaporin 5, jonkanaler, adenosinreceptorer och gener för resistens mot olika läkemedel.

Svårigheten att isolera och odla dessa celler har hindrat deras djupgående studie. Emellertid höjs en möjlig funktion av homoshes i lungorna, såsom transport av joner, vatten och deltagande i kontrollen av cellproliferation.

Sättet att övervinna dessa tekniska svårigheter är genom att studera cellerna med alternativa molekylära metoder, kallade DNA-mikroarrayer. Med hjälp av denna metod var det möjligt att dra slutsatsen att typ I-celler också är involverade i skyddet mot oxidativ skada.

Typ II-celler

Typ II-celler har kuboidform och är vanligtvis belägna i hörnen på alveolerna hos däggdjur och finns i endast 4% av den återstående alveolära ytan.

Dess funktioner inkluderar produktion och utsöndring av biomolekyler såsom proteiner och lipider som utgör lungtensider.

Ytaktiva ämnen i lungorna är ämnen som huvudsakligen består av lipider och en liten del protein, vilket hjälper till att minska ytspänningen i alveolerna. Det viktigaste är dipalmitoylfosfatidylkolin (DPPC).

Typ II-celler är involverade i immunförsvaret av alveolerna och utsöndrar olika typer av ämnen, t.ex. cytokiner, vars roll är rekryteringen av inflammatoriska celler i lungorna.

Vidare har det i olika djurmodeller visats att celler av typ II är ansvariga för att hålla det alveolära utrymmet fritt från vätskor och även är involverat i natriumtransport.

Interstitiella fibroblaster

Dessa celler är spindelformade och kännetecknas av långa aktinförlängningar. Dess funktion är utsöndringen av cellmatrisen i alveolus för att bibehålla dess struktur.

På samma sätt kan celler hantera blodflödet, vilket minskar det vid behov.

Alveolära makrofager

Alveolerna har celler med fagocytiska egenskaper härledda från blodmonocyter som kallas alveolära makrofager.

Dessa är ansvariga för att eliminera, genom processen med fagocytos, främmande partiklar som har trängt in i alveolerna, till exempel damm eller infektiösa mikroorganismer som Mycobacterium tuberculosis. Dessutom upptagna de blodceller som kan komma in i alveolerna om det finns hjärtsvikt.

De kännetecknas av att de presenterar en brun färg och en serie av olika förlängningar. Lysosomer finns ganska rikligt i cytoplasma hos dessa makrofager.

Antalet makrofager kan öka om kroppen har en sjukdom relaterad till hjärtat, om individen använder amfetamin eller med hjälp av cigaretter.

Kohn-porer

De är en serie porer som finns i alveolerna belägna i de interalveolära partitionerna, som kommunicerar en alveolus med en annan och tillåter luftcirkulation mellan dem.

Hur sker gasutbyte?

Gasutbyte mellan syre (O ₂ ) och koldioxid (CO ₂ ) är lungans huvudsyfte.

Detta fenomen förekommer i lungalveoler, där blod och gas möts på ett minimum avstånd på ungefär en mikron. Denna process kräver två korrekt pumpade ledningar eller kanaler.

En av dessa är det kärlsystemet i lungan som drivs av den högra regionen i hjärtat, som skickar blandat venöst blod (som består av venöst blod från hjärtat och andra vävnader genom den venösa återkomsten) till regionen där det inträffar i utbyte.

Den andra kanalen är trachebronchial trädet, vars ventilation drivs av musklerna involverade i andningen.

I allmänhet styrs transporten av vilken gas som helst huvudsakligen av två mekanismer: konvektion och diffusion; den första är vändbar, medan den andra inte är det.

Gasutbyte: partiellt tryck

När luft kommer in i andningsorganen förändras dess sammansättning och blir mättad med vattenånga. När man når alveolerna blandas luften med luften som var kvar från den tidigare andningscirkeln.

Tack vare den här kombinationen sjunker det partiella syretrycket och koldioxidtrycket. Eftersom det partiella syretrycket är högre i alveolerna än i blodet som kommer in i lungans kapillärer, kommer syre in i kapillärerna genom diffusion.

På samma sätt är koldioxidpartiets tryck högre i lungorna kapillärer, jämfört med alveolerna. Därför passerar koldioxid in i alveolerna genom en enkel diffusionsprocess.

Transport av gaser från vävnader till blod

Syre och betydande mängder koldioxid transporteras med "andningsspigment", inklusive hemoglobin, som är den mest populära bland grupper av ryggradsdjur.

Blodet som ansvarar för att transportera syre från vävnaderna till lungorna måste också transportera koldioxid tillbaka från lungorna.

Emellertid kan koldioxid transporteras på andra vägar, den kan överföras genom blodet och upplösas i plasma; dessutom kan det spridas till de röda blodkropparna i blodet.

I erytrocyter omvandlas det mesta av koldioxid till kolsyra av enzymet kolsyraanhydras. Reaktionen sker enligt följande:

CO ₂ + H ₂ O ↔ H ₂ CO ₃ ↔ H ⁺ + HCO ₃ ^-

Vätejonerna från reaktionen kombineras med hemoglobin för att bilda deoxihemoglobin. Denna sammanslutning undviker en plötslig minskning av pH i blodet; samtidigt sker frigörandet av syre.

Bikarbonatjonerna (HCO ₃ ^- ) lämnar erytrocyten genom ett utbyte mot klorjoner. Till skillnad från koldioxid kan bikarbonatjoner förbli i plasma tack vare deras höga löslighet. Närvaron av koldioxid i blodet skulle orsaka ett utseende som liknar en kolsyrade dryck.

Transport av gaser från blodet till alveolerna

Såsom indikeras av pilarna i båda riktningarna är reaktionerna beskrivna ovan reversibla; det vill säga produkten kan bli de initiala reaktanterna igen.

Så snart blodet når lungorna kommer bikarbonatet in i blodcellerna igen. Som i föregående fall måste en klorjon gå ut ur cellen för att bikarbonatjonen ska komma in.

Vid denna tidpunkt inträffar reaktionen i omvänd riktning med katalysen av kolsyraanhydrasenzymet: bikarbonatet reagerar med vätejon och omvandlas tillbaka till koldioxid, som diffunderar till plasma och därifrån till alveolerna.

Nackdelar med gasutbyte i lungorna

Gasväxling sker endast i alveoler och alveolära kanaler, som är belägna i slutet av rörgrenarna.

Av denna anledning kan vi tala om ett "dött utrymme", där luft passerar in i lungorna men gasutbyte inte äger rum.

Om vi ​​jämför det med andra djurgrupper, till exempel fisk, har de ett mycket effektivt gasväxlingssystem med en väg. På samma sätt har fåglar ett system med luftsäckar och parabronchi där luftutbyte sker, vilket ökar processens effektivitet.

Mänsklig ventilation är så ineffektiv att i en ny inspiration endast en sjättedel av luften kan bytas ut, vilket lämnar resten av luften fångad i lungorna.

Patologier förknippade med alveolerna

Lungefysem

Detta tillstånd består av skador och inflammation i alveolerna; följaktligen kan kroppen inte ta emot syre, orsakar hosta och gör det svårt att återhämta andetag, särskilt under fysiska aktiviteter. En av de vanligaste orsakerna till denna patologi är rökning.

Lunginflammation

Lunginflammation orsakas av en bakteriell eller viral infektion i luftvägarna och orsakar en inflammatorisk process med närvaro av pus eller vätskor inuti alveolerna, vilket förhindrar syreintag och orsakar allvarliga andningssvårigheter.

referenser

1. Berthiaume, Y., Voisin, G., & Dagenais, A. (2006). De alveolära typ I-cellerna: alveolusens nya riddare? Journal of Physiology, 572 (Pt 3), 609–610.
2. Butler, JP, & Tsuda, A. (2011). Transport av gaser mellan miljön och alveoler - teoretiska grunder. Comprehensive Physiology, 1 (3), 1301–1316.
3. Castranova, V., Rabovsky, J., Tucker, JH, & Miles, PR (1988). Den alveolära typ II-epitelcellen: en multifunktionell pneumocyt. Toxikologi och tillämpad farmakologi, 93 (3), 472–483.
4. Herzog, EL, Brody, AR, Colby, TV, Mason, R., & Williams, MC (2008). Kända och okända av Alveolus. Proceedings of the American Thoracic Society, 5 (7), 778–782.
5. Kühnel, W. (2005). Färgatlas av cytologi och histologi. Panamerican Medical Ed.
6. Ross, MH, & Pawlina, W. (2007). Histologi. Text- och färgatlas med cell- och molekylärbiologi. 5aed. Panamerican Medical Ed.
7. Welsch, U., & Sobotta, J. (2008). Histologi. Panamerican Medical Ed.