PULMONER ALVEOLLER: ÖZELLIKLER, FONKSIYONLAR, ANATOMI - ANATOMI VE PSIKOLOJI - 2025

Pulmoner alveoller kan kılcal ağı ile çevrili memelilerin akciğerlerinde bulunan küçük keseler vardır. Mikroskop altında, bir alveolde, alveolün lümeni ve epitel hücrelerinden oluşan duvarı ayırt edilebilir.

Ayrıca kendilerine karakteristik elastikiyetlerini veren bağ dokusu lifleri de içerirler. Alveoler epitelde tip I yassı hücreler ve tip II küp şeklindeki hücreler ayırt edilebilir. Ana işlevi, hava ve kan arasındaki gaz değişimine aracılık etmektir.

Solunum süreci gerçekleşirken, hava vücuda solunum borusundan girer ve burada akciğer içindeki bir dizi tünele gider. Bu karmaşık tüp ağının sonunda, havanın girdiği ve kan damarları tarafından alındığı alveolar keseler bulunur.

Zaten kanda, havadaki oksijen, karbondioksit gibi bileşenlerin geri kalanından ayrılır. Bu son bileşik, ekshalasyon süreci ile vücuttan atılır.

Genel özellikleri

Akciğerlerin içinde oldukça yüksek sayıda pulmoner alveolden oluşan süngerimsi dokulu bir doku vardır: sağlıklı bir yetişkin insanın iki akciğerinde 400 ila 700 milyon. Alveoller, yapışkan bir maddeyle içten kaplanmış kese benzeri yapılardır.

Memelilerde, her akciğer vasküler ağ ile yakından ilişkili milyonlarca alveol içerir. İnsanlarda, akciğer bölgesi 50 ve 90 m ² ve kılcal kan damarlarının 1000 km içerir.

Bu yüksek sayı, gerekli oksijen alımını sağlamak ve böylece, esas olarak grubun endotermisi nedeniyle memelilerin yüksek metabolizmasına uyum sağlamak için gereklidir.

Memelilerde solunum sistemi

Hava burundan, özellikle "burun deliklerinden" girer; Bu, burun boşluğuna ve oradan da farinkse bağlı iç burun deliklerine geçer. Burada iki yol birleşir: solunum ve sindirim.

Glotis, larinkse ve ardından trakeaya açılır. Bu, her akciğerde bir tane olmak üzere iki bronşa bölünmüştür; bronşlar daha küçük tüpler olan ve alveolar kanallara ve alveollere giden bronşiyollere bölünür.

Özellikleri

Alveollerin ana işlevi, solunum süreçleri için hayati önem taşıyan gaz değişimine izin vermek ve oksijenin vücut dokularına taşınmak üzere kan dolaşımına girmesine izin vermektir.

Aynı şekilde, pulmoner alveoller, inhalasyon ve ekshalasyon işlemleri sırasında karbondioksitin kandan uzaklaştırılmasına katılır.

Anatomi

Alveoller ve alveolar kanallar, hava ile kan kılcal damarları arasında gaz alışverişini kolaylaştıran çok ince tek katmanlı bir endotelden oluşur. Kılcal halkalarla çevrili yaklaşık 0,05 ve 0,25 mm çaplarına sahiptirler. Şeklinde yuvarlak veya çok yüzlüdürler.

Ardışık her alveol arasında, ikisi arasındaki ortak duvar olan interalveolar septum bulunur. Bu septanın sınırı, düz kas hücrelerinin oluşturduğu ve basit kübik epitel ile kaplanan bazal halkaları oluşturur.

Bir alveolün dış tarafında, alveolar membran ile birlikte, akciğerlere giren hava ile kılcal damarlardaki kan arasında gaz değişiminin gerçekleştiği bölge olan alveol-kılcal membranı oluşturan kan kılcal damarları bulunur.

Kendine özgü organizasyonları nedeniyle, pulmoner alveoller bir bal peteğini andırır. Dışarıda pnömosit adı verilen epitel hücrelerinden oluşan bir duvar tarafından oluşturulurlar.

Alveolar zara eşlik eden, alveollerin savunmasından ve temizlenmesinden sorumlu hücrelerdir, bunlar alveolar makrofajlardır.

Alveollerde hücre tipleri

Alveollerin yapısı literatürde geniş çapta tanımlanmıştır ve aşağıdaki hücre tiplerini içerir: gaz değişimine aracılık eden tip I, sekretuar ve immün fonksiyonları olan tip II, endotel hücreleri, katılan alveolar makrofajlar savunma ve interstisyel fibroblastlar.

Tip I hücreler

Tip I hücreler, muhtemelen gaz değişimini kolaylaştırmak için inanılmaz derecede ince ve düz olmaları ile karakterize edilir. Alveol yüzeyinin yaklaşık% 96'sında bulunurlar.

Bu hücreler, T1-α, aquaporin 5, iyon kanalları, adenosin reseptörleri ve çeşitli ilaçlara direnç için genler dahil olmak üzere önemli sayıda protein eksprese eder.

Bu hücreleri izole etmenin ve kültürlemenin zorluğu, derinlemesine çalışmalarını engellemiştir. Bununla birlikte, iyonların taşınması, su ve hücre proliferasyonunun kontrolüne katılım gibi akciğerlerde homoshesisin olası bir işlevi ortaya çıkar.

Bu teknik zorlukların üstesinden gelmenin yolu, hücreleri DNA mikrodizileri adı verilen alternatif moleküler yöntemlerle incelemektir. Bu metodolojiyi kullanarak, tip I hücrelerin oksidatif hasara karşı korumaya da dahil olduğu sonucuna varmak mümkün oldu.

Tip II hücreler

Tip II hücreler kübik şekildedir ve genellikle memelilerde alveollerin köşelerinde bulunur ve kalan alveolar yüzeyin sadece% 4'ünde bulunur.

İşlevleri, akciğer yüzey aktif cisimlerini oluşturan proteinler ve lipitler gibi biyomoleküllerin üretilmesini ve salgılanmasını içerir.

Pulmoner yüzey aktif maddeler, alveollerde yüzey gerilimini azaltmaya yardımcı olan, esas olarak lipitlerden ve küçük bir protein bölümünden oluşan maddelerdir. En önemlisi dipalmitoilfosfatidilkolindir (DPPC).

Tip II hücreler, alveollerin bağışıklık savunmasında rol oynar ve rolü akciğerlerdeki iltihaplı hücrelerin toplanması olan sitokinler gibi çeşitli tipte maddeleri salgılar.

Ayrıca, çeşitli hayvan modellerinde, tip II hücrelerin alveolar boşluğu sıvılardan arındırmaktan sorumlu olduğu ve ayrıca sodyum taşınmasında rol oynadığı gösterilmiştir.

İnterstisyel fibroblastlar

Bu hücreler iğ şeklindedir ve uzun aktin uzantıları ile karakterize edilir. İşlevi, yapısını korumak için alveoldeki hücresel matriksin salgılanmasıdır.

Aynı şekilde hücreler kan akışını yönetebilir ve uygun şekilde azaltabilir.

Alveolar makrofajlar

Alveoller, alveolar makrofajlar adı verilen kan monositlerinden türetilen fagositik özelliklere sahip hücreleri barındırır.

Bunlar, alveollere giren toz veya Mycobacterium tuberculosis gibi bulaşıcı mikroorganizmalar gibi yabancı partiküllerin fagositoz süreciyle ortadan kaldırılmasından sorumludur. Ek olarak, kalp yetmezliği varsa alveollere girebilecek kan hücrelerini yutarlar.

Kahverengi bir renk ve bir dizi çeşitli uzantı ile karakterize edilirler. Lizozomlar, bu makrofajların sitoplazmasında oldukça bol miktarda bulunur.

Vücudun kalp ile ilgili bir hastalığı varsa, kişi amfetamin kullanıyorsa veya sigara kullanıyorsa makrofaj sayısı artabilir.

Kohn gözenekleri

Bir alveolü diğeriyle iletişim kuran ve aralarında hava sirkülasyonu sağlayan, interalveolar bölmelerde bulunan alveollerde bulunan bir dizi gözeneklerdir.

Gaz değişimi nasıl gerçekleşir?

Oksijen (O ₂ ) ve karbondioksit (CO ₂ ) arasındaki gaz değişimi akciğerlerin birincil amacıdır.

Bu fenomen, kan ve gazın minimum yaklaşık bir mikronluk bir mesafede buluştuğu pulmoner alveollerde meydana gelir. Bu işlem, düzgün şekilde pompalanmış iki kanal veya kanal gerektirir.

Bunlardan biri, kalbin sağ bölgesi tarafından tahrik edilen, karma venöz kanı (venöz dönüş yoluyla venöz kandan ve diğer dokulardan venöz kandan oluşan) değiş tokuşun meydana geldiği bölgeye gönderen akciğerin vasküler sistemidir.

İkinci kanal, solunumu nefesle ilgili kaslar tarafından yönlendirilen trakebronşiyal ağaçtır.

Genel olarak, herhangi bir gazın taşınması esas olarak iki mekanizma tarafından yönetilir: konveksiyon ve difüzyon; ilki tersine çevrilebilirken ikincisi tersine çevrilebilir.

Gaz değişimi: kısmi basınçlar

Hava solunum sistemine girdiğinde, bileşimi değişir ve su buharı ile doyurulur. Alveollere ulaşıldığında, hava, önceki solunum çemberinden kalan hava ile karışır.

Bu kombinasyon sayesinde, kısmi oksijen basıncı düşer ve karbondioksitin basıncı artar. Alveollerde, akciğerin kılcal damarlarına giren kandaki kısmi oksijen basıncı daha yüksek olduğu için, oksijen kılcal damarlara difüzyonla girer.

Benzer şekilde, akciğerlerin kılcal damarlarındaki kısmi karbondioksit basıncı, alveollere kıyasla daha yüksektir. Bu nedenle karbondioksit, basit bir difüzyon işlemiyle alveollere geçer.

Gazların dokulardan kana taşınması

Oksijen ve önemli miktarda karbondioksit, omurgalı grupları arasında en popüler olan hemoglobin de dahil olmak üzere "solunum pigmentleri" tarafından taşınır.

Oksijeni dokulardan akciğerlere taşımaktan sorumlu kan, karbondioksiti de akciğerlerden geri taşımalıdır.

Ancak karbondioksit başka yollarla da taşınabilir, kan yoluyla geçebilir ve plazmada çözünebilir; ayrıca kan eritrositlerine de yayılabilir.

Eritrositlerde karbondioksitin çoğu karbonik anhidraz enzimi tarafından karbonik aside dönüştürülür. Reaksiyon şu şekilde gerçekleşir:

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

Reaksiyondan gelen hidrojen iyonları, deoksihemoglobin oluşturmak için hemoglobin ile birleşir. Bu birliktelik, kandaki pH'da ani bir düşüşü önler; aynı zamanda oksijen salınımı meydana gelir.

Bikarbonat iyonları (HCO ₃ ^- ), klor iyonları değişimi ile eritrositi terk eder. Karbondioksitin aksine bikarbonat iyonları yüksek çözünürlükleri sayesinde plazmada kalabilir. Kandaki karbondioksitin varlığı, gazlı içeceğe benzer bir görünüme neden olur.

Gazların kandan alveollere taşınması

Her iki yöndeki oklarla gösterildiği gibi, yukarıda açıklanan reaksiyonlar tersine çevrilebilir; yani, ürün yeniden ilk reaktifler haline gelebilir.

Kan akciğerlere ulaşır ulaşmaz bikarbonat tekrar kan hücrelerine girer. Önceki durumda olduğu gibi, bikarbonat iyonunun girmesi için, bir klor iyonunun hücreden çıkması gerekir.

Bu sırada reaksiyon, karbonik anhidraz enziminin kataliziyle ters yönde gerçekleşir: bikarbonat, hidrojen iyonu ile reaksiyona girer ve plazmaya ve oradan alveollere yayılan karbondioksite geri dönüştürülür.

Akciğerlerdeki gaz değişiminin dezavantajları

Gaz değişimi yalnızca tüp dallarının sonunda bulunan alveollerde ve alveolar kanallarda gerçekleşir.

Bu nedenle havanın akciğerlere geçtiği ancak gaz değişiminin gerçekleşmediği bir "ölü boşluk" tan söz edebiliriz.

Balıklar gibi diğer hayvan gruplarıyla karşılaştırırsak, çok verimli tek yollu bir gaz değişim sistemine sahipler. Aynı şekilde, kuşlarda hava değişiminin meydana geldiği bir hava kesesi ve parabronchi sistemi vardır ve bu da sürecin verimliliğini artırır.

İnsan ventilasyonu o kadar verimsizdir ki, yeni bir inspirasyonda havanın sadece altıda biri değiştirilebilir ve kalan havanın akciğerlerde hapsolması sağlanır.

Alveollerle ilişkili patolojiler

Pulmoner efizem

Bu durum alveollerin hasar görmesi ve iltihaplanmasından oluşur; sonuç olarak vücut oksijen alamaz, öksürüğe neden olur ve özellikle fiziksel aktiviteler sırasında nefesi toparlamayı zorlaştırır. Bu patolojinin en yaygın nedenlerinden biri sigara içmektir.

Akciğer iltihaplanması

Pnömoniye, solunum yolundaki bakteriyel veya viral bir enfeksiyon neden olur ve alveollerin içinde irin veya sıvıların varlığı ile iltihaplanma sürecine neden olarak oksijen alımını engelleyerek solunumda ciddi zorluklara neden olur.

Referanslar

1. Berthiaume, Y., Voisin, G. ve Dagenais, A. (2006). Alveolar tip I hücreler: alveolün yeni şövalyesi mi? The Journal of Physiology, 572 (Pt 3), 609–610.
2. Butler, JP ve Tsuda, A. (2011). Gazların çevre ve alveoller arasında taşınması - teorik temeller. Kapsamlı Fizyoloji, 1 (3), 1301–1316.
3. Castranova, V., Rabovsky, J., Tucker, JH ve Miles, PR (1988). Alveolar tip II epitel hücresi: çok işlevli bir pnömosit. Toksikoloji ve uygulamalı farmakoloji, 93 (3), 472-483.
4. Herzog, EL, Brody, AR, Colby, TV, Mason, R. ve Williams, MC (2008). Alveolus'un Bilinenleri ve Bilinmeyenleri. Amerikan Toraks Derneği Bildirileri, 5 (7), 778–782.
5. Kühnel, W. (2005). Sitoloji ve Histolojinin Renk Atlası. Panamerican Medical Ed.
6. Ross, MH ve Pawlina, W. (2007). Histoloji. Hücresel ve Moleküler Biyoloji ile Metin ve Renk Atlası. 5AED. Panamerican Medical Ed.
7. Welsch, U. ve Sobotta, J. (2008). Histoloji. Panamerican Medical Ed.