Alveólos Pulmonares ลักษณะหน้าที่, กายวิภาคศาสตร์



ถุงลมปอด พวกเขาเป็นถุงเล็ก ๆ ตั้งอยู่ในปอดของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่ล้อมรอบด้วยเครือข่ายของเส้นเลือดฝอย ภายใต้กล้องจุลทรรศน์ใน alveolus สามารถแยกลูเมนของ alveolus และผนังของมันประกอบด้วยเซลล์เยื่อบุผิว.

พวกเขายังมีเส้นใยเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่ให้ความยืดหยุ่นลักษณะของพวกเขา ในเยื่อบุผิวถุงเซลล์ชนิดที่ 1 และเซลล์ชนิดก้อนที่สองสามารถแยกแยะได้ หน้าที่หลักคือการไกล่เกลี่ยการแลกเปลี่ยนก๊าซระหว่างอากาศและเลือด. 

เมื่อกระบวนการหายใจเกิดขึ้นอากาศจะเข้าสู่ร่างกายผ่านทางหลอดลมซึ่งจะเดินทางไปยังอุโมงค์หลายชุดในปอด ในตอนท้ายของเครือข่ายที่ซับซ้อนของหลอดนี้คือถุงถุงซึ่งอากาศเข้าสู่และถูกยึดโดยเส้นเลือด.

ในเลือดแล้วออกซิเจนในอากาศจะถูกแยกออกจากส่วนประกอบอื่น ๆ เช่นคาร์บอนไดออกไซด์ สารประกอบสุดท้ายนี้จะถูกกำจัดออกจากร่างกายผ่านกระบวนการหายใจออก.

ดัชนี

  • 1 ลักษณะทั่วไป
    • 1.1 ระบบทางเดินหายใจในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม
  • 2 ฟังก์ชั่น
  • 3 กายวิภาค
    • 3.1 ประเภทของเซลล์ในถุงลม
    • 3.2 Type I cells
    • 3.3 เซลล์ Type II
    • 3.4 ไฟโบรบลาสต์คั่นระหว่างหน้า
    • 3.5 ภาพถุงใหญ่
    • 3.6 รูขุมขนของโคห์น
  • 4 การแลกเปลี่ยนก๊าซเป็นอย่างไร?
    • 4.1 การแลกเปลี่ยนก๊าซ: ความดันบางส่วน
    • 4.2 การขนส่งก๊าซเนื้อเยื่อสู่เลือด
    • 4.3 การขนส่งก๊าซเลือดไปยังถุงลม
    • 4.4 ข้อเสียของการแลกเปลี่ยนก๊าซในปอด
  • 5 โรคที่เกี่ยวข้องกับถุงลม
    • 5.1 efisema ปอด
    • 5.2 โรคปอดบวม
  • 6 อ้างอิง

ลักษณะทั่วไป

ข้างในปอดนั้นเป็นเนื้อเยื่อที่เป็นรูพรุนซึ่งเกิดจากถุงลมปอดจำนวนมาก: จาก 400 ถึง 700 ล้านในสองปอดของมนุษย์ที่มีสุขภาพดี ถุงมีโครงสร้างคล้ายถุงที่ถูกปกคลุมด้วยสารเหนียว.

ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมแต่ละปอดมีถุงลมจำนวนหลายล้านถุงซึ่งสัมพันธ์กับเครือข่ายหลอดเลือดอย่างใกล้ชิด ในมนุษย์พื้นที่ปอดอยู่ระหว่าง 50 ถึง 90 เมตร2 และมันมีเส้นเลือดฝอย 1,000 กม.

จำนวนที่สูงนี้เป็นสิ่งจำเป็นเพื่อให้แน่ใจว่าปริมาณออกซิเจนที่ต้องการและสามารถตอบสนองการเผาผลาญของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมสูงส่วนใหญ่เนื่องจาก endothermy ของกลุ่ม.

ระบบทางเดินหายใจในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม

อากาศเข้าสู่จมูกโดยเฉพาะ "Nostrilos"; สิ่งนี้จะผ่านไปยังโพรงจมูกและจากที่นั่นไปยังนเรศภายในที่เชื่อมต่อกับคอหอย ที่นี่มาบรรจบกันสองวิธี: ระบบทางเดินหายใจและทางเดินอาหาร.

ช่องสายเสียงเปิดไปที่กล่องเสียงแล้วไปที่หลอดลม นี้ถูกแบ่งออกเป็นสองหลอดลมหนึ่งในแต่ละปอด; ในทางกลับกันหลอดลมจะถูกแบ่งออกเป็นหลอดลมซึ่งเป็นหลอดขนาดเล็กและนำไปสู่ท่อถุงและถุง.

ฟังก์ชั่น

หน้าที่หลักของถุงลมคือช่วยให้การแลกเปลี่ยนก๊าซมีความสำคัญต่อกระบวนการทางเดินหายใจทำให้ออกซิเจนเข้าสู่กระแสเลือดเพื่อส่งไปยังเนื้อเยื่อของร่างกาย.

ในทำนองเดียวกันถุงลมปอดมีส่วนร่วมในการกำจัดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากเลือดในระหว่างกระบวนการสูดดมและหายใจออก.

กายวิภาคศาสตร์

ท่อ alveoli และถุงลมประกอบด้วย endothelium ชั้นเดียวที่บางมากซึ่งเอื้อต่อการแลกเปลี่ยนก๊าซระหว่างอากาศและเส้นเลือดฝอยในเลือด พวกมันมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 0.05 และ 0.25 มม. ล้อมรอบด้วยห่วงเส้นเลือดฝอย พวกเขาจะโค้งมนหรือ polyhedral.

ระหว่าง alveolus ต่อเนื่องกันคือกะบัง interalveolar ซึ่งเป็นผนังทั่วไประหว่างคนทั้งสอง ขอบของพาร์ติชั่นเหล่านี้จะสร้างวงแหวนฐานซึ่งเกิดจากเซลล์กล้ามเนื้อเรียบและถูกปกคลุมด้วยเยื่อบุผิวลูกบาศก์อย่างง่าย.

ด้านนอกของถุงลมคือเส้นเลือดฝอยที่มีเยื่อหุ้มเซลล์ทำให้เกิดถุงเยื่อหุ้มเส้นเลือดฝอยในบริเวณที่มีการแลกเปลี่ยนก๊าซระหว่างอากาศเข้าสู่ปอดและเลือด.

เนื่องจากการจัดระเบียบที่แปลกประหลาดของพวกเขาถุงลมปอดจึงมีลักษณะคล้ายรังผึ้ง พวกมันประกอบขึ้นจากผนังด้านนอกของเซลล์เยื่อบุผิวที่เรียกว่า pneumocytes.

ที่มาพร้อมกับถุงเมมเบรนเป็นเซลล์ที่รับผิดชอบในการป้องกันและทำความสะอาดของถุงอัลโวลีเรียกว่าถุงแมคโครฟาจ.

ประเภทของเซลล์ในถุงลม

โครงสร้างของถุงลมได้รับการอธิบายอย่างกว้างขวางในวรรณคดีและรวมถึงประเภทของเซลล์ต่อไปนี้: ประเภทที่ 1 เป็นสื่อกลางในการแลกเปลี่ยนก๊าซหน้าที่หลั่งและภูมิคุ้มกันของระบบภูมิคุ้มกันชนิดที่สองเซลล์บุผนังหลอดเลือด การป้องกันและไฟโบรบลาสต์คั่นระหว่างหน้า.

เซลล์ประเภทที่ 1

เซลล์ Type I มีลักษณะบางและแบนอย่างไม่น่าเชื่อสันนิษฐานว่าจะช่วยอำนวยความสะดวกในการแลกเปลี่ยนก๊าซ พวกมันถูกพบบนพื้นผิวของถุงลมประมาณ 96%.

เซลล์เหล่านี้แสดงโปรตีนจำนวนมากรวมถึง T1-α, aquaporin 5, ช่องไอออน, ตัวรับ adenosine และยีนต้านทานต่อยาหลายชนิด.

ความยากของการแยกและเพาะเลี้ยงเซลล์เหล่านี้ได้ขัดขวางการศึกษาในเชิงลึกของพวกเขา อย่างไรก็ตามฟังก์ชันที่เป็นไปได้ของ homostesis ในปอดถูกวางเช่นการขนส่งของไอออนน้ำและการมีส่วนร่วมในการควบคุมการแพร่กระจายของเซลล์.

วิธีที่จะเอาชนะปัญหาทางเทคนิคเหล่านี้คือการศึกษาเซลล์ด้วยวิธีทางโมเลกุลอื่นที่เรียกว่า DNA microarrays การใช้วิธีการนี้เป็นไปได้ที่จะสรุปว่าเซลล์ประเภทที่ 1 มีส่วนเกี่ยวข้องในการป้องกันความเสียหายจากการเกิดออกซิเดชัน.

เซลล์ Type II

เซลล์ Type II เป็นรูปทรงลูกบาศก์และมักจะตั้งอยู่ที่มุมของถุงลมในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่เหลือเพียง 4% พื้นที่ผิว.

ในหน้าที่ของมันรวมถึงการผลิตและการหลั่งของสารชีวโมเลกุลเช่นโปรตีนและไขมันที่เป็นสารลดแรงตึงผิวของปอด.

สารลดแรงตึงผิวในปอดเป็นสารที่ประกอบด้วยไขมันส่วนใหญ่และส่วนโปรตีนขนาดเล็กซึ่งช่วยลดแรงตึงผิวในถุงลม ที่สำคัญที่สุดคือ dipalmitoylphosphatidylcholine (DPPC).

เซลล์ Type II มีส่วนร่วมในการป้องกันระบบภูมิคุ้มกันของ alveoli ซึ่งหลั่งสารประเภทต่าง ๆ เช่น cytokines ซึ่งมีบทบาทในการรับสมัครเซลล์อักเสบภายในปอด.

นอกจากนี้แบบจำลองของสัตว์หลายชนิดแสดงให้เห็นว่าเซลล์ Type II มีหน้าที่ในการรักษาพื้นที่ว่างของถุงน้ำและยังมีส่วนร่วมในการขนส่งโซเดียม.

ไฟโบรบลาสต์คั่นระหว่างหน้า

เซลล์เหล่านี้มีรูปร่างแกนหมุนและมีลักษณะโดยแสดงส่วนขยายที่ยาวของแอคติน ฟังก์ชั่นคือการหลั่งเมทริกซ์ของเซลล์ในถุงลมเพื่อรักษาโครงสร้าง.

ในทำนองเดียวกันเซลล์สามารถจัดการการไหลเวียนของเลือดลดลงตามกรณี.

ถุงแมคโครฟาจ

เซลล์ท่าเรือของถุงลมที่มีคุณสมบัติ phagocytic มาจาก monocytes เลือดที่เรียกว่าถุงขนาดใหญ่.

สิ่งเหล่านี้มีความรับผิดชอบในการกำจัดโดยกระบวนการของสิ่งแปลกปลอมที่ทำลายเซลล์ phagocytosis ที่เข้าสู่ถุงน้ำเช่นฝุ่นหรือจุลินทรีย์ที่ติดเชื้อเช่น วัณโรคมัยโคแบคทีเรีย. นอกจากนี้เซลล์เม็ดเลือด phagocytose ที่สามารถเข้าสู่ถุงโลหิตถ้ามีการเต้นของหัวใจไม่เพียงพอ.

พวกเขาโดดเด่นด้วยสีน้ำตาลและชุดของอารัมภบทที่หลากหลาย ไลโซโซมค่อนข้างมากในไซโตพลาสซึมของแมคโครฟาจเหล่านี้.

ปริมาณของแมคโครฟาจอาจเพิ่มขึ้นหากร่างกายมีโรคที่เกี่ยวข้องกับหัวใจหากบุคคลนั้นบริโภคยาบ้าหรือการใช้บุหรี่.

รูขุมขนโคห์น

มันเป็นชุดของรูขุมขนที่อยู่ในถุงลมซึ่งอยู่ใน interalveolar septa ซึ่งเชื่อมต่อหนึ่งถุงกับถุงลมอีกใบหนึ่ง.

การแลกเปลี่ยนก๊าซเป็นอย่างไร?

การแลกเปลี่ยนก๊าซระหว่างออกซิเจน (O2) และก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO.)2) เป็นวัตถุประสงค์หลักของปอด.

ปรากฏการณ์นี้เกิดขึ้นในถุงลมปอดซึ่งเลือดและก๊าซอยู่ในระยะทางต่ำสุดประมาณหนึ่งไมครอน กระบวนการนี้ต้องใช้สองท่อหรือแชนเนลที่ถูกต้อง.

หนึ่งในนั้นคือระบบหลอดเลือดของปอดซึ่งถูกขับด้วยบริเวณที่ถูกต้องของหัวใจซึ่งส่งเลือดดำผสม (ประกอบด้วยเลือดดำจากหัวใจและเนื้อเยื่ออื่น ๆ ผ่านทางหลอดเลือดดำกลับ) ไปยังบริเวณที่เกิดการแลกเปลี่ยน.

ช่องที่สองคือต้นไม้ tracheobronchial ซึ่งการระบายอากาศถูกขับเคลื่อนโดยกล้ามเนื้อที่เกี่ยวข้องกับการหายใจ.

โดยทั่วไปการขนส่งก๊าซใด ๆ จะถูกควบคุมโดยกลไกสองอย่างคือการพาและการแพร่กระจาย อันแรกสามารถย้อนกลับได้ในขณะที่สองไม่ใช่.

การแลกเปลี่ยนก๊าซ: แรงกดดันบางส่วน

เมื่ออากาศเข้าสู่ระบบทางเดินหายใจการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบของมันจะอิ่มตัวด้วยไอน้ำ เมื่อไปถึงถุงลมอากาศจะผสมกับอากาศที่ยังคงหลงเหลืออยู่ของวงหายใจก่อนหน้า.

ด้วยการรวมกันนี้ความดันออกซิเจนบางส่วนลดลงและการเพิ่มขึ้นของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ เนื่องจากความดันออกซิเจนบางส่วนในถุงลมใหญ่กว่าในเลือดที่ไหลเข้าไปในเส้นเลือดฝอยในปอดออกซิเจนจะเข้าสู่เส้นเลือดฝอยโดยการแพร่.

ในทำนองเดียวกันความดันบางส่วนของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์มีมากขึ้นในเส้นเลือดฝอยในปอดเมื่อเทียบกับถุงลม ดังนั้นก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จะผ่านไปยังถุงลมโดยกระบวนการแพร่กระจายอย่างง่าย.

ขนส่งก๊าซเนื้อเยื่อไปยังเลือด

ออกซิเจนและคาร์บอนไดออกไซด์จำนวนมากถูกขนส่งโดย "ผงสีระบบทางเดินหายใจ" ซึ่งมีฮีโมโกลบินซึ่งเป็นที่นิยมมากที่สุดในกลุ่มสัตว์มีกระดูกสันหลัง.

เลือดที่รับผิดชอบในการขนส่งออกซิเจนจากเนื้อเยื่อไปยังปอดจะต้องขนส่งก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์กลับมาจากปอด.

อย่างไรก็ตามก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์สามารถขนส่งด้วยวิธีอื่นสามารถส่งผ่านทางเลือดและละลายในพลาสมา นอกจากนี้ยังสามารถแพร่กระจายไปยังเม็ดเลือดแดง.

ในเม็ดเลือดแดงคาร์บอนไดออกไซด์ส่วนใหญ่จะผ่านไปยังกรดคาร์บอนิกเนื่องจากเอนไซม์คาร์บอนิกแอนไฮไดรส ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นมีดังนี้:

CO2 + H2O ↔ H2CO3 ↔ชั่วโมง+ + HCO3-

ไฮโดรเจนไอออนจากปฏิกิริยารวมกับเฮโมโกลบินในรูปแบบ deoxyhemoglobin การรวมกันนี้จะช่วยป้องกันการลดลงของ pH ในเลือดอย่างฉับพลัน ในเวลาเดียวกันการปล่อยออกซิเจนเกิดขึ้น.

ไอออนของไบคาร์บอเนต (HCO)3-) ปล่อยให้เม็ดเลือดแดงโดยการแลกเปลี่ยนคลอรีนไอออน ในทางตรงกันข้ามกับคาร์บอนไดออกไซด์ไอออนไบคาร์บอเนตจะยังคงอยู่ในพลาสมาเนื่องจากความสามารถในการละลายสูง การปรากฏตัวของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในเลือดจะทำให้มีลักษณะคล้ายกับเครื่องดื่มที่ไม่มีแอลกอฮอล์.

ขนส่งก๊าซเลือดไปยังถุงลม

ตามที่ระบุโดยลูกศรทั้งสองทิศทางปฏิกิริยาที่อธิบายข้างต้นสามารถย้อนกลับได้ นั่นคือผลิตภัณฑ์สามารถแปลงกลับเป็นสารตั้งต้นเริ่มต้น.

เมื่อเลือดไปถึงปอดไบคาร์บอเนตก็จะเข้าสู่เม็ดเลือดแดงอีกครั้ง ดังเช่นในกรณีก่อนหน้านี้เพื่อให้ไอออนไบคาร์บอเนตเข้าสู่คลอรีนไอออนจะต้องหนีออกจากเซลล์.

ในขณะนี้ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นในทิศทางตรงกันข้ามกับการเร่งปฏิกิริยาของเอนไซม์คาร์บอนิกแอนไฮไดเรส: ไบคาร์บอเนตทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจนไอออนและถูกแปลงกลับเป็นคาร์บอนไดออกไซด์ซึ่งกระจายไปยังพลาสมาและจากที่นั่นไปจนถึงถุงน้ำ.

ข้อเสียของการแลกเปลี่ยนก๊าซในปอด

การแลกเปลี่ยนก๊าซจะเกิดขึ้นเฉพาะในท่อ alveoli และ alveolar ซึ่งอยู่ที่ปลายกิ่งของหลอด.

นั่นคือเหตุผลที่เราสามารถพูดถึง "พื้นที่ว่าง" ที่ซึ่งอากาศเกิดขึ้นในปอด แต่ไม่มีการแลกเปลี่ยนแก๊ส.

ถ้าเราเปรียบเทียบกับสัตว์กลุ่มอื่น ๆ เช่นปลาพวกมันมีระบบแลกเปลี่ยนก๊าซแบบทางเดียวที่มีประสิทธิภาพมาก ในทำนองเดียวกันนกก็มีระบบถุงอากาศและ parabronchi ที่มีการแลกเปลี่ยนอากาศซึ่งจะเป็นการเพิ่มประสิทธิภาพของกระบวนการ.

การระบายอากาศของมนุษย์นั้นไม่มีประสิทธิภาพมากนักเมื่อมีแรงบันดาลใจใหม่สามารถเปลี่ยนอากาศได้เพียงหนึ่งในหกของส่วนที่เหลือของอากาศที่ติดอยู่ในปอด.

โรคที่เกี่ยวข้องกับถุงลม

ปอดยูเฟซัส

สภาพนี้ประกอบด้วยความเสียหายและการอักเสบของถุงลม; ดังนั้นร่างกายไม่สามารถรับออกซิเจนทำให้เกิดอาการไอและทำให้ยากต่อการฟื้นฟูลมหายใจโดยเฉพาะอย่างยิ่งในการออกกำลังกาย หนึ่งในสาเหตุที่พบบ่อยที่สุดของพยาธิวิทยานี้คือบุหรี่.

โรคปอดบวม

โรคปอดบวมเกิดจากการติดเชื้อแบคทีเรียหรือไวรัสในทางเดินหายใจและทำให้เกิดกระบวนการอักเสบโดยมีหนองหรือของเหลวอยู่ภายในถุงลมหายใจทำให้ไม่สามารถรับออกซิเจนได้ทำให้หายใจลำบาก.

การอ้างอิง

  1. Berthiaume, Y. , Voisin, G. , & Dagenais, A. (2006) เซลล์ชนิดถุงฉัน: อัศวินใหม่ของถุงลม? วารสารสรีรวิทยา, 572(พอยต์ 3), 609-610.
  2. บัตเลอร์, J. P. , & Tsuda, A. (2011) การขนส่งก๊าซระหว่างสิ่งแวดล้อมและฐานรากเชิงทฤษฎี. สรีรวิทยาที่ครอบคลุม, 1(3), 1301-1316.
  3. Castranova, V. , Rabovsky, J. , Tucker, J. H. , & Miles, P. R. (1988) เซลล์บุผิวเซลล์บุผิวชนิดที่ 2: ปอดบวมที่ทำงานได้หลากหลาย. พิษวิทยาและเภสัชวิทยาประยุกต์, 93(3), 472-483.
  4. Herzog, E.L. , Brody, A.R. , Colby, T.V. , Mason, R. , & Williams, M.C. (2008) รู้จักและไม่รู้จักของ Alveolus. การดำเนินการของสมาคมทรวงอกอเมริกัน, 5(7), 778-782.
  5. Kühnel, W. (2005). สีแผนที่ของเซลล์วิทยาและเนื้อเยื่อวิทยา. Ed. Panamericana การแพทย์.
  6. Ross, M. H. , & Pawlina, W. (2007). จุลกายวิภาคศาสตร์เนื้อเยื่อ สีข้อความและแผนที่ด้วยชีววิทยาเซลล์และโมเลกุล 5aed. Ed. Panamericana การแพทย์.
  7. Welsch, U. , & Sobotta, J. (2008). จุลกายวิภาคศาสตร์เนื้อเยื่อ. Ed. Panamericana การแพทย์.