ALVEOLI PULMONARI: CIRI, FUNGSI, ANATOMI - ANATOMI DAN FISIOLOGI - 2025

The alveoli paru-paru adalah kantung kecil yang terletak dalam paru-paru mamalia, dikelilingi oleh rangkaian kapilari darah. Di bawah mikroskop, dalam alveolus, lumen alveolus dan dindingnya, yang terdiri dari sel epitelium, dapat dibezakan.

Mereka juga mengandungi serat tisu penghubung yang memberikan keanjalan ciri mereka. Sel rata Jenis I dan sel berbentuk kubus jenis II dapat dibezakan dalam epitel alveolar. Fungsi utamanya adalah untuk memediasi pertukaran gas antara udara dan darah.

Ketika proses pernafasan berlaku, udara memasuki badan melalui saluran udara, di mana ia bergerak ke serangkaian terowong di dalam paru-paru. Di hujung rangkaian tiub yang rumit ini terdapat kantung alveolar, di mana udara masuk dan dibawa oleh saluran darah.

Sudah ada dalam darah, oksigen di udara dipisahkan dari komponen lain, seperti karbon dioksida. Kompaun terakhir ini disingkirkan dari badan melalui proses pernafasan.

Ciri umum

Di dalam paru-paru terdapat tisu bertekstur spongy yang terdiri dari jumlah alveoli paru yang cukup tinggi: dari 400 hingga 700 juta di kedua paru-paru manusia dewasa yang sihat. Alveoli adalah struktur seperti kantung yang ditutupi secara dalaman oleh bahan melekit.

Pada mamalia, setiap paru-paru mengandungi berjuta-juta alveoli, berkait rapat dengan rangkaian vaskular. Pada manusia, luas paru-paru adalah antara 50 dan 90 m ² dan mengandungi 1000 km kapilari darah.

Jumlah yang tinggi ini penting untuk memastikan pengambilan oksigen yang diperlukan dan dengan itu dapat mematuhi metabolisme mamalia yang tinggi, terutamanya disebabkan oleh endoterm kumpulan.

Sistem pernafasan pada mamalia

Udara masuk melalui hidung, khususnya melalui "lubang hidung"; Ini masuk ke rongga hidung dan dari sana ke lubang hidung dalaman yang dihubungkan ke faring. Di sini dua jalan bertemu: pernafasan dan pencernaan.

Glotis terbuka ke laring dan kemudian trakea. Ini terbahagi kepada dua bronkus, satu di setiap paru-paru; pada gilirannya, bronkus membahagi menjadi bronkiol, yang merupakan tiub yang lebih kecil dan menuju ke saluran alveolar dan alveoli.

ciri-ciri

Fungsi utama alveoli adalah untuk membolehkan pertukaran gas, penting untuk proses pernafasan, membolehkan oksigen memasuki aliran darah untuk dibawa ke tisu-tisu badan.

Dengan cara yang sama, alveoli paru mengambil bahagian dalam penyingkiran karbon dioksida dari darah semasa proses penyedutan dan pernafasan.

Anatomi

Saluran alveoli dan alveolar terdiri daripada endotelium lapisan tunggal yang sangat nipis yang memudahkan pertukaran gas antara udara dan kapilari darah. Mereka mempunyai diameter kira-kira 0,05 dan 0,25 mm, dikelilingi oleh gelung kapilari. Mereka berbentuk bulat atau polyhedral.

Di antara setiap alveolus berturut-turut adalah septum interalveolar, yang merupakan dinding umum antara keduanya. Batas septa ini membentuk cincin basal, dibentuk oleh sel otot licin dan ditutupi oleh epitel kuboid sederhana.

Di bahagian luar alveolus adalah kapilari darah yang, bersama dengan membran alveolar, membentuk membran kapilari alveolus, kawasan di mana pertukaran gas berlaku antara udara yang memasuki paru-paru dan darah di kapilari.

Kerana organisasi mereka yang pelik, alveoli paru-paru mengingatkan pada sarang lebah. Mereka terbentuk di luar oleh dinding sel epitelium yang disebut pneumosit.

Mengiringi selaput alveolar adalah sel yang bertanggungjawab untuk mempertahankan dan membersihkan alveoli, yang disebut makrofag alveolar.

Jenis sel di alveoli

Struktur alveoli telah dijelaskan secara meluas dalam literatur dan merangkumi jenis sel berikut: jenis I yang menjadi perantara pertukaran gas, jenis II dengan fungsi sekretori dan imun, sel endotel, makrofag alveolar yang mengambil bahagian dalam pertahanan dan fibroblas interstisial.

Sel Jenis I

Sel Jenis I dicirikan oleh sangat tipis dan rata, mungkin untuk memudahkan pertukaran gas. Mereka dijumpai di sekitar 96% permukaan alveoli.

Sel-sel ini menyatakan sebilangan besar protein, termasuk T1-α, aquaporin 5, saluran ion, reseptor adenosin, dan gen untuk ketahanan terhadap pelbagai ubat.

Kesukaran mengasingkan dan mengultur sel-sel ini telah menghalang kajian mendalam mereka. Walau bagaimanapun, kemungkinan fungsi homoshesis di paru-paru dibangkitkan, seperti pengangkutan ion, air dan penyertaan dalam pengendalian percambahan sel.

Cara mengatasi kesulitan teknikal ini adalah dengan mengkaji sel dengan kaedah molekul alternatif, yang disebut DNA microarrays. Dengan menggunakan metodologi ini, dapat disimpulkan bahawa sel-sel jenis I juga terlibat dalam perlindungan terhadap kerosakan oksidatif.

Sel Jenis II

Sel Jenis II berbentuk kuboid dan biasanya terletak di sudut alveoli pada mamalia, hanya terdapat di 4% permukaan alveolar yang tinggal.

Fungsinya merangkumi pengeluaran dan rembesan biomolekul seperti protein dan lipid yang membentuk surfaktan paru-paru.

Surfaktan paru adalah bahan yang terdiri terutamanya dari lipid dan sebahagian kecil protein, yang membantu mengurangkan ketegangan permukaan di alveoli. Yang paling penting ialah dipalmitoylphosphatidylcholine (DPPC).

Sel-sel Jenis II terlibat dalam pertahanan imun alveoli, mengeluarkan pelbagai jenis bahan seperti sitokin, yang peranannya adalah pengambilan sel-sel keradangan di dalam paru-paru.

Selanjutnya, dalam beberapa model haiwan telah ditunjukkan bahawa sel-sel jenis II bertanggungjawab untuk menjaga ruang alveolar bebas dari cecair dan juga terlibat dalam pengangkutan natrium.

Fibroblas interstisial

Sel-sel ini berbentuk gelendong dan dicirikan oleh pemanjangan aktin yang panjang. Fungsinya adalah rembesan matriks selular di alveolus untuk mengekalkan strukturnya.

Dengan cara yang sama, sel dapat menguruskan aliran darah, mengurangkannya sesuai.

Makrofag alveolar

Alveoli menyimpan sel dengan sifat fagosit yang berasal dari monosit darah yang disebut makrofag alveolar.

Ini bertanggungjawab untuk menghilangkan, melalui proses fagositosis, zarah asing yang telah memasuki alveoli, seperti debu atau mikroorganisma berjangkit seperti Mycobacterium tuberculosis. Selain itu, mereka menelan sel darah yang dapat memasuki alveoli jika terdapat kegagalan jantung.

Mereka dicirikan dengan menghadirkan warna coklat dan serangkaian pemanjangan yang bervariasi. Lisosom cukup banyak terdapat di sitoplasma makrofag ini.

Bilangan makrofag dapat meningkat jika tubuh mempunyai penyakit yang berkaitan dengan jantung, jika individu tersebut menggunakan amfetamin atau dengan penggunaan rokok.

Pori-pori Kohn

Mereka adalah rangkaian liang yang terletak di alveoli yang terletak di partisi interalveolar, yang menghubungkan satu alveolus dengan yang lain dan membenarkan peredaran udara di antara mereka.

Bagaimana pertukaran gas berlaku?

Pertukaran gas antara oksigen (O ₂ ) dan karbon dioksida (CO ₂ ) adalah tujuan utama paru-paru.

Fenomena ini berlaku di alveoli pulmonari, di mana darah dan gas bertemu pada jarak minimum kira-kira satu mikron. Proses ini memerlukan dua saluran atau saluran yang dipam dengan betul.

Salah satunya adalah sistem vaskular paru-paru, yang didorong oleh kawasan kanan jantung, yang mengirimkan darah vena campuran (terdiri dari darah vena dari jantung dan tisu lain melalui pengembalian vena) ke kawasan di mana ia berlaku sebagai pertukaran.

Saluran kedua adalah pokok trakeebronchial, pengudaraannya didorong oleh otot yang terlibat dalam pernafasan.

Secara amnya, pengangkutan gas diatur terutamanya oleh dua mekanisme: perolakan dan penyebaran; yang pertama boleh diterbalikkan, sementara yang kedua tidak.

Pertukaran gas: tekanan separa

Apabila udara memasuki sistem pernafasan, komposisinya berubah, menjadi tepu dengan wap air. Setelah sampai di alveoli, udara bercampur dengan udara yang tersisa dari lingkaran pernafasan sebelumnya.

Berkat gabungan ini, tekanan separa oksigen turun dan tekanan karbon dioksida meningkat. Oleh kerana tekanan separa oksigen lebih tinggi di alveoli daripada di dalam darah yang memasuki kapilari paru-paru, oksigen memasuki kapilari melalui penyebaran.

Begitu juga, tekanan separa karbon dioksida lebih tinggi di kapilari paru-paru, berbanding dengan alveoli. Oleh itu, karbon dioksida masuk ke alveoli melalui proses penyebaran sederhana.

Pengangkutan gas dari tisu ke darah

Oksigen dan sejumlah besar karbon dioksida diangkut oleh "pigmen pernafasan", termasuk hemoglobin, yang merupakan yang paling popular di kalangan kumpulan vertebrata.

Darah yang bertanggungjawab untuk mengangkut oksigen dari tisu ke paru-paru juga mesti mengangkut karbon dioksida dari paru-paru.

Walau bagaimanapun, karbon dioksida dapat diangkut melalui jalan lain, ia dapat disebarkan melalui darah dan larut dalam plasma; di samping itu, ia boleh meresap ke eritrosit darah.

Dalam eritrosit, sebahagian besar karbon dioksida diubah menjadi asid karbonik oleh enzim karbonik anhidrase. Reaksi berlaku seperti berikut:

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

Ion hidrogen dari tindak balas bergabung dengan hemoglobin untuk membentuk deoxyhemoglobin. Kesatuan ini mengelakkan penurunan pH darah secara tiba-tiba; pada masa yang sama pembebasan oksigen berlaku.

Ion bikarbonat (HCO ₃ ^- ) meninggalkan eritrosit dengan pertukaran ion klorin. Berbeza dengan karbon dioksida, ion bikarbonat dapat kekal dalam plasma berkat kelarutannya yang tinggi. Kehadiran karbon dioksida dalam darah akan menyebabkan penampilan yang serupa dengan minuman berkarbonat.

Pengangkutan gas dari darah ke alveoli

Seperti yang ditunjukkan oleh anak panah di kedua arah, reaksi yang dijelaskan di atas dapat dibalikkan; iaitu produk boleh menjadi reaktan awal lagi.

Sebaik sahaja darah sampai ke paru-paru, bikarbonat memasuki sel darah sekali lagi. Seperti dalam kes sebelumnya, agar ion bikarbonat masuk, ion klorin mesti keluar dari sel.

Pada masa ini, tindak balas berlaku dalam arah terbalik dengan pemangkinan enzim karbonat anhidrat: bikarbonat bertindak balas dengan ion hidrogen dan ditukar kembali menjadi karbon dioksida, yang menyebar ke plasma dan dari sana ke alveoli.

Kekurangan pertukaran gas di paru-paru

Pertukaran gas hanya berlaku di saluran alveoli dan alveolar, yang terletak di hujung cabang tiub.

Atas sebab ini kita dapat berbicara tentang "ruang mati", di mana udara masuk ke paru-paru tetapi pertukaran gas tidak berlaku.

Sekiranya kita membandingkannya dengan kumpulan haiwan lain, seperti ikan, mereka mempunyai sistem pertukaran gas satu arah yang sangat berkesan. Begitu juga, burung mempunyai sistem kantung udara dan parabronchi di mana pertukaran udara berlaku, meningkatkan kecekapan proses.

Pengudaraan manusia sangat tidak efisien sehingga dalam inspirasi baru hanya satu perenam udara yang dapat diganti, meninggalkan udara selebihnya terperangkap di dalam paru-paru.

Patologi yang berkaitan dengan alveoli

Ephysema paru

Keadaan ini terdiri daripada kerosakan dan keradangan alveoli; akibatnya, tubuh tidak dapat menerima oksigen, menyebabkan batuk dan sukar untuk menarik nafas, terutamanya semasa melakukan aktiviti fizikal. Salah satu penyebab patologi ini adalah merokok.

Pneumonia

Pneumonia disebabkan oleh jangkitan bakteria atau virus di saluran pernafasan dan menyebabkan proses keradangan dengan kehadiran nanah atau cairan di dalam alveoli, sehingga mencegah pengambilan oksigen, menyebabkan kesulitan bernafas.

Rujukan

1. Berthiaume, Y., Voisin, G., & Dagenais, A. (2006). Sel alveolar jenis I: kesatria baru alveolus? Jurnal Fisiologi, 572 (Pt 3), 609-610.
2. Butler, JP, & Tsuda, A. (2011). Pengangkutan gas antara persekitaran dan alveoli - asas teori. Fisiologi Komprehensif, 1 (3), 1301–1316.
3. Castranova, V., Rabovsky, J., Tucker, JH, & Miles, PR (1988). Sel epitelium alveolar jenis II: pneumosit pelbagai fungsi. Toksikologi dan farmakologi gunaan, 93 (3), 472–483.
4. Herzog, EL, Brody, AR, Colby, TV, Mason, R., & Williams, MC (2008). Dikenal dan Tidak Diketahui Alveolus. Prosiding Persatuan Thoracic Amerika, 5 (7), 778-782.
5. Kühnel, W. (2005). Atlas Warna Sitologi dan Histologi. Panamerican Medical Ed.
6. Ross, MH, & Pawlina, W. (2007). Histologi. Teks dan Atlas Warna dengan Biologi Selular dan Molekul. 5aed. Panamerican Medical Ed.
7. Welsch, U., & Sobotta, J. (2008). Histologi. Panamerican Medical Ed.