Alveólos Pulmonares Eigenschaften, Funktionen, Anatomie

Die Lungenbläschen Sie sind kleine Säcke in den Lungen von Säugetieren, umgeben von einem Netzwerk von Blutkapillaren. Unter einem Mikroskop kann in einer Alveole das Lumen der Alveole und deren Wand, bestehend aus Epithelzellen, unterschieden werden.

Sie enthalten auch Bindegewebsfasern, die ihnen ihre charakteristische Elastizität verleihen. Im Alveolarepithel können flache Typ-I-Zellen und Cube-Typ-II-Zellen unterschieden werden. Seine Hauptfunktion besteht darin, den Gasaustausch zwischen Luft und Blut zu vermitteln.

Wenn der Atemvorgang stattfindet, tritt Luft durch die Luftröhre in den Körper ein, wo sie zu einer Reihe von Tunneln in der Lunge gelangt. Am Ende dieses komplizierten Netzwerks von Röhren sind die Alveolarsäcke, wo die Luft eintritt und von den Blutgefäßen aufgenommen wird.

Bereits im Blut ist der Sauerstoff in der Luft von den übrigen Komponenten wie Kohlendioxid getrennt. Diese letzte Verbindung wird durch den Ausatmungsprozess aus dem Körper eliminiert.

Index

• 1 Allgemeine Eigenschaften
  • 1.1 Atmungssystem bei Säugetieren
• 2 Funktionen
• 3 Anatomie
  • 3.1 Arten von Zellen in den Alveolen
  • 3.2 Typ-I-Zellen
  • 3.3 Typ-II-Zellen
  • 3.4 Interstitielle Fibroblasten
  • 3.5 Alveolare Makrophagen
  • 3.6 Kohn Poren
• 4 Wie ist der Austausch von Gasen?
  • 4.1 Gasaustausch: Partialdruck
  • 4.2 Transport von Gewebsgasen in das Blut
  • 4.3 Transport von Blutgasen in die Alveolen
  • 4.4 Nachteile des Gasaustauschs in der Lunge
• 5 Pathologien im Zusammenhang mit den Alveolen
  • 5.1 Lungenefisema
  • 5.2 Lungenentzündung
• 6 Referenzen

Allgemeine Eigenschaften

Im Inneren der Lunge ist ein Gewebe durch eine schwammige Beschaffenheit ziemlich hoch Lungenbläschen Zahl gebildet: 400-700000000 in beiden Lungen eines gesunden erwachsenen Menschen. Die Alveolen sind beutelartige Strukturen, die innen von einer klebrigen Substanz bedeckt sind.

Bei Säugetieren enthält jede Lunge Millionen von Alveolen, die eng mit dem vaskulären Netzwerk verbunden sind. Beim Menschen liegt die Lungenfläche zwischen 50 und 90 m² und es enthält 1000 km Blutkapillaren.

Diese hohe Anzahl ist wesentlich, um die erforderliche Sauerstoffaufnahme sicherzustellen und somit den hohen Stoffwechsel von Säugetieren, hauptsächlich aufgrund der Endothermie der Gruppe, zu befriedigen.

Atmungssystem bei Säugetieren

Die Luft tritt durch die Nase ein, speziell durch die "Nostrilos"; Dieser gelangt in die Nasenhöhle und von dort in die mit dem Pharynx verbundenen inneren Nasenlöcher. Hier laufen zwei Wege zusammen: Atmungs- und Verdauungstrakt.

Die Glottis öffnet sich zum Kehlkopf und dann zur Luftröhre. Dies ist in zwei Bronchien unterteilt, eine in jeder Lunge; wiederum sind die Bronchien in Bronchiolen unterteilt, die kleinere Röhren sind und zu den Alveolarkanälen und Alveolen führen.

Funktionen

Die Hauptfunktion der Alveolen ist, den Austausch von Gasen für die Atmungslebenswichtige Prozesse zu ermöglichen, um das Eindringen von Sauerstoff in den Blutkreislauf für den Transport in die Körpergewebe ermöglicht.

In ähnlicher Weise bei der Entfernung von Kohlendioxid aus dem Blut während des Prozesses der Ein- und Ausatmung die Lungenbläschen beteiligt.

Anatomie

Alveolen und Alveolargänge Endothel bestehen einzelne dünne Schicht, die den Austausch von Gasen zwischen Luft und Blutkapillaren erleichtert. Sie haben einen ungefähren Durchmesser von 0,05 und 0,25 mm, umgeben von Kapillarschlingen. Sie sind rundlich oder polyedrisch.

Zwischen jeder aufeinander folgenden Alveole befindet sich das interalveoläre Septum, welches die gemeinsame Wand zwischen den beiden ist. Die Grenze dieser Septen bildet die basalen Ringe, die von glatten Muskelzellen gebildet und von einem einfachen kubischen Epithel bedeckt sind.

In der Außenseite einer Buchse sind Blutkapillaren, die alveolaren Membran bilden das alveoläre-Kapillarregion Membran, wo den Gasaustausch zwischen der Luft durchführt, die Lungen und das Blut in den Kapillaren gelangt.

Aufgrund ihrer besonderen Anordnung ähneln die Lungenbläschen einer Honigwabe. Sie bestehen auf der Außenseite aus einer Wand von Epithelzellen, die Pneumozyten genannt werden.

Begleitend zur Alveolarmembran sind die Zellen verantwortlich für die Verteidigung und Reinigung der Alveolen, alveoläre Makrophagen genannt.

Arten von Zellen in den Alveolen

Typ I, die den Austausch von Gasen zu vermitteln, die Typ II und sekretorischen Immunfunktionen, Endothelzellen, Alveolarmakrophagen beteiligt: ​​Die Struktur der Alveolen wurde in der Literatur und umfasst die folgenden Zelltypen vielfach beschrieben Abwehr- und interstitielle Fibroblasten.

Typ I-Zellen

Typ-I-Zellen zeichnen sich dadurch aus, dass sie unglaublich dünn und flach sind, vermutlich um den Austausch von Gasen zu erleichtern. Sie sind auf etwa 96% der Oberfläche der Alveolen zu finden.

Diese Zellen exprimieren eine signifikante Anzahl von Proteinen, einschließlich T1-α, Aquaporin 5, Ionenkanäle, Adenosinrezeptoren und Resistenzgene für verschiedene Arzneimittel.

Die Schwierigkeit, diese Zellen zu isolieren und zu kultivieren, hat ihre gründliche Untersuchung erschwert. Eine mögliche Funktion der Homostese in der Lunge ist jedoch der Transport von Ionen, Wasser und die Beteiligung an der Kontrolle der Zellproliferation.

Der Weg zur Überwindung dieser technischen Schwierigkeiten besteht in der Untersuchung der Zellen durch alternative molekulare Methoden, die DNA-Microarrays genannt werden. Mit dieser Methodik wurde der Schluss gezogen, dass Typ-I-Zellen auch am Schutz vor oxidativen Schäden beteiligt sind.

Typ II Zellen

Typ-II-Zellen sind quaderförmig und befinden sich normalerweise bei Säugetieren an den Ecken der Alveolen, wobei nur 4% der Alveolaroberfläche übrig bleiben.

Seine Funktionen umfassen die Produktion und Sekretion von Biomolekülen wie Proteinen und Lipiden, die pulmonale Tenside darstellen.

Pulmonale Tenside sind Substanzen, die hauptsächlich aus Lipiden und einem kleinen Proteinanteil bestehen, die helfen, die Oberflächenspannung in den Alveolen zu reduzieren. Am wichtigsten ist Dipalmitoylphosphatidylcholin (DPPC).

Typ-II-Zellen sind an der Immunabwehr der Alveolen beteiligt und sezernieren verschiedene Arten von Substanzen wie Zytokine, deren Rolle die Rekrutierung von Entzündungszellen in der Lunge ist.

Darüber hinaus haben mehrere Tiermodelle gezeigt, dass Typ-II-Zellen für die Freihaltung von Flüssigkeiten im Alveolarraum verantwortlich sind und auch am Natriumtransport beteiligt sind.

Interstitielle Fibroblasten

Diese Zellen sind spindelförmig und zeichnen sich durch lange Actinausdehnungen aus. Seine Funktion ist die Sekretion der Zellmatrix in der Alveole, um ihre Struktur zu erhalten.

Auf die gleiche Weise können die Zellen den Blutfluss steuern und ihn je nach Fall reduzieren.

Alveolare Makrophagen

Die Alveolen beherbergen Zellen mit phagozytischen Eigenschaften, die von Blutmonozyten abgeleitet sind, die als Alveolarmakrophagen bezeichnet werden.

Diese sind dafür verantwortlich, durch den Prozess der Phagozytose Fremdpartikel, die in die Alveolen gelangt sind, wie Staub oder infektiöse Mikroorganismen wie z Mycobacterium tuberculosis. Darüber hinaus phagozytieren Blutkörperchen, die in die Alveolen gelangen könnten, wenn es nicht genug Herz ist.

Sie zeichnen sich durch eine braune Farbe und eine Reihe verschiedener Prologe aus. Lysosomen sind im Cytoplasma dieser Makrophagen reichlich vorhanden.

Die Menge an Makrophagen kann zunehmen, wenn der Körper eine mit dem Herzen verbundene Krankheit hat, wenn die Person Amphetamine oder die Verwendung von Zigaretten konsumiert.

Kohn Poren

Sie sind eine Reihe von Poren in den Alveolen in der interalveolären Septen, die eine Alveole mit einer anderen verbindet und ermöglicht Luftzirkulation zwischen ihnen.

Wie ist der Austausch von Gasen?

Der Austausch von Gasen zwischen Sauerstoff (O₂) und Kohlendioxid (CO₂) ist der primäre Zweck der Lunge.

Dieses Phänomen tritt in den Lungenbläschen auf, wo das Blut und das Gas einen minimalen Abstand von ungefähr einem Mikrometer haben. Dieser Prozess erfordert zwei richtig gepumpte Leitungen oder Kanäle.

Eine davon ist das vaskuläre System der Lunge, das von der rechten Herzregion angetrieben wird, die gemischtes venöses Blut (bestehend aus venösem Blut aus dem Herzen und anderen Geweben durch den venösen Rückfluss) in die Region schickt, wo es im Austausch auftritt.

Der zweite Kanal ist der Tracheobronchialbaum, dessen Belüftung von den am Atmen beteiligten Muskeln gesteuert wird.

Im Allgemeinen wird der Transport von Gas hauptsächlich durch zwei Mechanismen gesteuert: Konvektion und Diffusion; der erste ist reversibel, der zweite nicht.

Gasaustausch: Partialdrücke

Wenn die Luft in das Atmungssystem eintritt, verändert sich ihre Zusammensetzung und wird mit Wasserdampf gesättigt. Beim Erreichen der Alveolen vermischt sich die Luft mit der Luft, die Reste des vorherigen Atmungskreises geblieben sind.

Dank dieser Kombination sinkt der Sauerstoffpartialdruck und der von Kohlendioxid. Da der Sauerstoffpartialdruck in den Alveolen größer ist als im Blut, das in die Lungenkapillaren gelangt, gelangt Sauerstoff durch Diffusion in die Kapillaren.

Ebenso ist der Partialdruck von Kohlendioxid in den Kapillaren der Lunge im Vergleich zu den Alveolen größer. Daher gelangt Kohlendioxid durch einen einfachen Diffusionsprozess zu den Alveolen.

Transport von Gewebsgasen in das Blut

Sauerstoff und erhebliche Mengen Kohlendioxid werden durch "Atmungs- pigmente" transportiert, darunter Hämoglobin, das bei Wirbeltiergruppen am beliebtesten ist.

Das Blut, das für den Transport von Sauerstoff aus den Geweben zu den Lungen verantwortlich ist, muss auch das Kohlendioxid aus den Lungen zurücktransportieren.

Kohlendioxid kann jedoch auf andere Weise transportiert werden, es kann durch das Blut übertragen und im Plasma gelöst werden; Außerdem kann es sich auf Erythrozyten im Blut ausbreiten.

In Erythrozyten geht der größte Teil des Kohlendioxids dank des Carboanhydrase-Enzyms in Kohlensäure über. Die Reaktion läuft wie folgt ab:

CO₂ + H₂O ↔ H₂CO₃ ↔ H⁺ + HCO₃^-

Wasserstoffionen aus der Reaktion verbinden sich mit Hämoglobin unter Bildung von Desoxyhämoglobin. Diese Verbindung verhindert eine plötzliche Abnahme des pH-Wertes im Blut; gleichzeitig tritt die Freisetzung von Sauerstoff auf.

Die Hydrogencarbonat - Ionen (HCO₃^-) den Erythrozyten durch Austausch gegen Chlorionen verlassen. Im Gegensatz zu Kohlendioxid können Bicarbonationen aufgrund ihrer hohen Löslichkeit im Plasma verbleiben. Die Anwesenheit von Kohlendioxid im Blut würde ein Aussehen ähnlich dem eines gasförmigen Getränks verursachen.

Transport von Blutgasen zu den Alveolen

Wie durch die Pfeile in beiden Richtungen angedeutet, sind die oben beschriebenen Reaktionen reversibel; das heißt, das Produkt kann zurück in die anfänglichen Reaktanten umgewandelt werden.

In dem Moment, in dem das Blut die Lunge erreicht, gelangt das Bikarbonat wieder in die Blut-Erythrozyten. Wie im vorhergehenden Fall muss ein Chlorion aus der Zelle austreten, damit das Bicarbonation eindringen kann.

Zu dieser Zeit findet die Reaktion in der entgegengesetzten Richtung mit der Katalyse des Carboanhydrase-Enzyms statt: Das Bicarbonat reagiert mit dem Wasserstoffion und wird zurück in Kohlendioxid umgewandelt, das in das Plasma und von dort zu den Alveolen diffundiert.

Nachteile des Gasaustauschs in der Lunge

Der Austausch von Gasen findet nur in den Alveolen und Alveolarkanälen statt, die sich am Ende der Röhrenäste befinden.

Deshalb können wir von einem "toten Raum" sprechen, in dem Luft in den Lungen stattfindet, aber kein Gasaustausch stattfindet.

Wenn wir es mit anderen Tiergruppen wie Fisch vergleichen, haben sie ein sehr effizientes Einweg-Gasaustauschsystem. Ebenso haben Vögel ein System von Luftsäcken und Parabronchi, wo der Luftaustausch stattfindet, was die Effizienz des Prozesses erhöht.

Die menschliche Beatmung ist so ineffizient, dass bei einer neuen Inspiration nur ein Sechstel der Luft ersetzt werden kann und der Rest der Luft in der Lunge verbleibt.

Pathologien im Zusammenhang mit den Alveolen

Pulmonaler Efesus

Dieser Zustand besteht aus Schäden und Entzündungen der Alveolen; daher ist der Körper nicht in der Lage, Sauerstoff zu empfangen, verursacht Husten und erschwert die Wiederherstellung des Atems, insbesondere bei der Ausübung von körperlichen Aktivitäten. Eine der häufigsten Ursachen für diese Pathologie ist Rauchen.

Lungenentzündung

Lungenentzündung wird durch eine bakterielle oder virale Infektion in den Atemwegen verursacht und verursacht einen Entzündungsprozess mit dem Vorhandensein von Eiter oder Flüssigkeiten in den Alveolen, wodurch die Aufnahme von Sauerstoff verhindert wird, was zu schweren Atembeschwerden führt.

Referenzen

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