Alveólos Pulmonares الخصائص ، وظائف ، علم التشريح

ال الحويصلات الهوائية إنها أكياس صغيرة تقع في رئات الثدييات ، وتحيط بها شبكة من الشعيرات الدموية. تحت المجهر ، في الحويصلة يمكن تمييز تجويف الحويصلات وجدارها ، الذي يتكون من خلايا طلائية.

كما أنها تحتوي على ألياف نسيجية ضامة تمنحها مرونتها المميزة. في ظهارة السنخية ، يمكن تمييز خلايا النوع الأول المسطح وخلايا المكعب من النوع الثاني. وظيفتها الرئيسية هي التوسط في تبادل الغازات بين الهواء والدم. 

عند حدوث عملية التنفس ، يدخل الهواء الجسم عبر القصبة الهوائية ، حيث ينتقل إلى سلسلة من الأنفاق داخل الرئة. في نهاية هذه الشبكة المعقدة من الأنابيب توجد الأكياس السنخية ، حيث يدخل الهواء ويتناوله الأوعية الدموية..

بالفعل في الدم ، يتم فصل الأكسجين الموجود في الهواء عن باقي المكونات ، مثل ثاني أكسيد الكربون. يتم التخلص من هذا المركب الأخير من الجسم من خلال عملية الزفير.

مؤشر

• 1 الخصائص العامة
  • 1.1 الجهاز التنفسي في الثدييات
• 2 وظائف
• 3 تشريح
  • 3.1 أنواع الخلايا في الحويصلات الهوائية
  • 3.2 خلايا من النوع الأول
  • 3.3 خلايا من النوع الثاني
  • 3.4 الخلايا الليفية الخلالية
  • 3.5 الضامة السنخية
  • 3.6 مسام كون
• 4 كيف يتم تبادل الغازات?
  • 4.1 التبادل الغازي: ضغوط جزئية
  • 4.2 نقل غازات الأنسجة إلى الدم
  • 4.3 نقل غازات الدم إلى الحويصلات الهوائية
  • 4.4 عيوب التبادل الغازي في الرئتين
• 5 الأمراض المرتبطة الحويصلات الهوائية
  • 5.1 efisema الرئوي
  • 5.2 الالتهاب الرئوي
• 6 المراجع

الخصائص العامة

داخل الرئتين ، يوجد نسيج نسيج إسفنجي يتكون من عدد مرتفع إلى حد ما من الحويصلات الرئوية: من 400 إلى 700 مليون في رئتي شخص بالغ يتمتع بصحة جيدة. الحويصلات عبارة عن هياكل تشبه الكيس مغطاة داخليًا بمادة لاصقة.

في الثدييات ، تحتوي كل رئة على ملايين الحويصلات الهوائية ، وترتبط ارتباطًا وثيقًا بشبكة الأوعية الدموية. في البشر ، تتراوح مساحة الرئتين بين 50 و 90 م² ويحتوي على 1000 كم من الشعيرات الدموية.

يعد هذا العدد المرتفع ضروريًا لضمان تناول الأكسجين المطلوب وبالتالي يكون قادرًا على تلبية معدل الأيض المرتفع للثدييات ، ويرجع ذلك أساسًا إلى درجة حرارة المجموعة الداخلية..

الجهاز التنفسي في الثدييات

يدخل الهواء عن طريق الأنف ، وتحديدا عن طريق "Nostrilos" ؛ ينتقل هذا إلى تجويف الأنف ومن هناك إلى التجاويف الداخلية المتصلة بالبلعوم. تتلاقى هنا بطريقتين: الجهاز التنفسي والجهاز الهضمي.

تفتح glottis إلى الحنجرة ثم إلى القصبة الهوائية. ينقسم هذا إلى قسمين قصبيين ، واحد في كل رئة. بدوره ، يتم تقسيم الشعب الهوائية إلى قصيبات ، وهي أنابيب أصغر وتؤدي إلى القنوات السنخية والحويصلات الهوائية..

وظائف

وتتمثل الوظيفة الرئيسية للحويصلات الهوائية في السماح بتبادل الغازات ، وهو أمر حيوي لعمليات التنفس ، والسماح بنقل دخول الأكسجين إلى مجرى الدم إلى أنسجة الجسم..

وبالمثل ، فإن الحويصلات الرئوية تشارك في القضاء على ثاني أكسيد الكربون من الدم أثناء عمليات الاستنشاق والزفير..

علم التشريح

تتكون قنوات الحويصلات الهوائية والسنخية من بطانة رقيقة وحيدة الطبقة تسهل عملية تبادل الغازات بين الهواء والشعيرات الدموية. يبلغ قطرها التقريبي 0.05 و 0.25 ملم ، وتحيط به حلقات شعري. يتم تقريبها أو متعدد السطوح.

بين كل سنخ متتالي هو الحاجز البيني ، وهو الجدار المشترك بين الاثنين. تشكل حدود هذه الأقسام الحلقات القاعدية ، التي تتكون من خلايا العضلات الملساء والمغطاة بطبقة مكعبة بسيطة.

في الخارج من الحويصلات الهوائية توجد الشعيرات الدموية التي تشكل الغشاء السنخي الغشاء الشعري السنخي ، وهي المنطقة التي يحدث فيها تبادل الغازات بين الهواء الذي يدخل الرئتين والدم في الشعيرات الدموية..

بسبب تنظيمهم الغريب ، فإن الحويصلات الهوائية الرئوية تشبه قرص العسل. تتشكل من الخارج بواسطة جدار من الخلايا الظهارية تسمى الخلايا الرئوية.

ترافق الغشاء السنخي ، خلايا مسؤولة عن الدفاع عن الحويصلات الهوائية وتنظيفها ، وتسمى البلاعم السنخية..

أنواع الخلايا في الحويصلات الهوائية

تم وصف بنية الحويصلات الهوائية على نطاق واسع في الأدب وتشمل أنواع الخلايا التالية: النوع الأول الذي يتوسط في تبادل الغازات ، والنوع الثاني من وظائف الإفراز المناعي والخلايا البطانية ، الضامة السنخية المشاركة في الخلايا الليفية الدفاع والخلالي.

اكتب الخلايا I

تتميز خلايا النوع الأول بكونها رفيعة ومستوية بدرجة لا تصدق ، ومن المفترض أن تسهل عملية تبادل الغازات. تم العثور عليها على ما يقرب من 96 ٪ من سطح الحويصلات الهوائية.

تعبر هذه الخلايا عن عدد كبير من البروتينات ، بما في ذلك T1-α ، و aquaporin 5 ، والقنوات الأيونية ، ومستقبلات الأدينوزين وجينات المقاومة للعديد من الأدوية..

صعوبة عزل وزراعة هذه الخلايا أعاق دراستهم المتعمقة. ومع ذلك ، يتم طرح وظيفة ممكنة من التماثل في الرئتين ، مثل نقل الأيونات والمياه والمشاركة في السيطرة على تكاثر الخلايا..

تتمثل طريقة التغلب على هذه الصعوبات التقنية في دراسة الخلايا بطرق جزيئية بديلة تسمى المصفوفات الدقيقة للحمض النووي. باستخدام هذه المنهجية ، كان من الممكن استنتاج أن خلايا النوع I تشارك أيضًا في الحماية ضد التلف التأكسدي.

النوع الثاني الخلايا

النوع الثاني من الخلايا مكعبة الشكل ، وعادة ما تقع في زوايا الحويصلات الهوائية في الثدييات ، مع مساحة سطح السنخية المتبقية 4 ٪ فقط..

من بين وظائفها إنتاج وإفراز الجزيئات الحيوية مثل البروتينات والدهون التي تشكل السطحي الرئة.

السطحي الرئوي هي مواد تتكون في معظمها من الدهون وجزء صغير من البروتين ، مما يساعد على تقليل التوتر السطحي في الحويصلات الهوائية. الأهم هو ديبالميتيل فوسفاتيديل كولين (DPPC).

وتشارك خلايا النوع الثاني في الدفاع المناعي للحويصلات الهوائية ، وتفرز أنواعًا مختلفة من المواد مثل السيتوكينات ، والتي يتمثل دورها في تجنيد الخلايا الالتهابية داخل الرئتين..

بالإضافة إلى ذلك ، أظهرت العديد من النماذج الحيوانية أن خلايا النوع الثاني مسؤولة عن الحفاظ على مساحة السنخية الخالية من السوائل وتشارك أيضًا في نقل الصوديوم..

الخلايا الليفية الخلالية

هذه الخلايا لها شكل مغزل وتتميز بعرض امتدادات طويلة من الأكتين. وظيفتها هي إفراز المصفوفة الخلوية في السنخية للحفاظ على هيكلها.

بنفس الطريقة ، يمكن للخلايا إدارة تدفق الدم ، وتقليله حسب الحالة.

الضامة السنخية

تحتوي الحويصلات الهوائية على خلايا ذات خصائص بلعمية مشتقة من حيدات الدم تسمى البلاعم السنخية.

هذه هي المسؤولة عن إزالة جزيئات البلعمة الأجنبية التي دخلت الحويصلات ، مثل الغبار أو الكائنات الحية الدقيقة المعدية مثل عملية البلعمة. المتفطرة السلية. بالإضافة إلى ذلك ، خلايا الدم البلعمية التي يمكن أن تدخل الحويصلات الهوائية إذا كان هناك نقص في القلب.

تتميز باللون البني وسلسلة من مقدمة متنوعة. الليزوزومات وفيرة للغاية في السيتوبلازم لهذه البلاعم.

قد تزداد كمية البلاعم إذا كان الجسم مصابًا بمرض متعلق بالقلب ، إذا تناول الفرد الأمفيتامينات أو استخدم السجائر.

كون المسام

وهي عبارة عن سلسلة من المسام الموجودة في الحويصلات الهوائية الموجودة في الحاجز البيني ، والتي تربط أحد الحويصلات مع الأخرى وتسمح بتدوير الهواء بينها..

كيف يتم تبادل الغازات?

تبادل الغازات بين الأكسجين (O₂) وثاني أكسيد الكربون (CO₂) هو الغرض الرئيسي من الرئتين.

تحدث هذه الظاهرة في الحويصلات الرئوية حيث يكون الدم والغاز على مسافة لا تقل عن ميكرون واحد. هذه العملية تتطلب قناتين أو قنوات تضخ بشكل صحيح.

أحدها هو نظام الأوعية الدموية في الرئة الذي تحركه المنطقة اليمنى من القلب ، والذي يرسل دمًا وريديًا مختلطًا (يتكون من دم وريدي من القلب وأنسجة أخرى عبر الوريد الوريدي) إلى المنطقة التي يحدث فيها التبادل.

القناة الثانية هي شجرة القصبة الهوائية ، التي يتم تهويتها بواسطة العضلات المشاركة في التنفس.

بشكل عام ، يخضع نقل أي غاز بشكل أساسي لآليتين: الحمل الحراري والانتشار. الأول هو عكسها ، في حين أن الثانية ليست كذلك.

تبادل الغاز: ضغوط جزئية

عندما يدخل الهواء إلى الجهاز التنفسي ، يتغير تركيبه ليصبح مشبعًا ببخار الماء. عند الوصول إلى الحويصلات الهوائية ، يمتزج الهواء مع الهواء الذي بقي من دائرة التنفس السابقة.

بفضل هذا المزيج ، ينخفض ​​الضغط الجزئي للأكسجين ويزيد ضغط ثاني أكسيد الكربون. حيث أن الضغط الجزئي للأكسجين يكون أكبر في الحويصلات الهوائية مقارنة بالدم الذي يدخل الشعيرات الدموية في الرئة ، يدخل الأكسجين إلى الشعيرات الدموية عن طريق الانتشار..

وبالمثل ، يكون الضغط الجزئي لثاني أكسيد الكربون أكبر في الشعيرات الدموية في الرئتين ، مقارنة بالحويصلات الهوائية. لذلك ، ينتقل ثاني أكسيد الكربون إلى الحويصلات بواسطة عملية نشر بسيطة.

نقل غازات الأنسجة إلى الدم

يتم نقل الأكسجين والكميات المهمة من ثاني أكسيد الكربون عن طريق "أصباغ الجهاز التنفسي" ، من بينها الهيموغلوبين ، وهو الأكثر شعبية بين مجموعات الفقاريات.

يجب أن ينقل الدم المسؤول عن نقل الأكسجين من الأنسجة إلى الرئتين أيضًا ثاني أكسيد الكربون من الرئتين..

ومع ذلك ، يمكن نقل ثاني أكسيد الكربون بطرق أخرى ، ويمكن أن ينتقل عن طريق الدم ويذوب في البلازما ؛ بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن ينتشر إلى كريات الدم الحمراء.

في كرات الدم الحمراء ، تنتقل غالبية ثاني أكسيد الكربون إلى حمض الكربونيك بفضل إنزيم الأنهيدراز الكربوني. رد الفعل يحدث على النحو التالي:

CO₂ + H₂يا ↔ ح₂CO₃ ↔ ح⁺ + HCO₃^-

تتحد أيونات الهيدروجين الناتجة من التفاعل مع الهيموغلوبين لتكوين ديوكسي هيموغلوبين. هذا الاتحاد يمنع انخفاض مفاجئ في درجة الحموضة في الدم. في نفس الوقت يحدث إطلاق الأكسجين.

أيونات بيكربونات (HCO₃^-) اترك الكريات الحمراء عن طريق استبدال أيونات الكلور. على عكس ثاني أكسيد الكربون ، يمكن أن تبقى أيونات بيكربونات في البلازما بسبب قابلية ذوبانها العالية. إن وجود ثاني أكسيد الكربون في الدم من شأنه أن يسبب ظهورًا مشابهًا لمظهر المشروبات الغازية.

نقل غازات الدم إلى الحويصلات الهوائية

كما هو موضح من قبل الأسهم في كلا الاتجاهين ، ردود الفعل المذكورة أعلاه قابلة للانعكاس ؛ وهذا هو ، يمكن تحويل المنتج مرة أخرى إلى المتفاعلات الأولية.

في اللحظة التي يصل فيها الدم إلى الرئتين ، يدخل البيكربونات إلى كرات الدم الحمراء مرة أخرى. كما في الحالة السابقة ، من أجل دخول أيونات البيكربونات ، يجب على أيون الكلور الهروب من الخلية.

في هذه اللحظة يحدث التفاعل في الاتجاه المعاكس مع تحفيز إنزيم الأنهيدراز الكربوني: يتفاعل البيكربونات مع أيون الهيدروجين ويتم تحويله مرة أخرى إلى ثاني أكسيد الكربون ، الذي ينتشر إلى البلازما ومن هناك إلى الحويصلات الهوائية..

عيوب التبادل الغازي في الرئتين

يحدث تبادل الغازات فقط في القنوات السنخية والسنخية ، والتي تقع في نهاية فروع الأنابيب.

هذا هو السبب في أننا يمكن أن نتحدث عن "الفضاء الميت" ، حيث يحدث ممر الهواء في الرئتين ولكن لا يتم تبادل الغازات.

إذا قارناها مع مجموعات حيوانية أخرى ، مثل الأسماك ، فإن لديها نظامًا فعالًا للغاية لتبادل الغازات أحادية الاتجاه. وبالمثل ، فإن الطيور لديها نظام من الأكياس الهوائية و parabronchi حيث يحدث تبادل الهواء ، مما يزيد من كفاءة العملية.

التهوية البشرية غير فعالة لدرجة أنه في مصدر إلهام جديد ، يمكن استبدال سدس الهواء فقط ، تاركًا بقية الهواء محبوسًا في الرئتين.

الأمراض المرتبطة الحويصلات الهوائية

الرئة أفسس

هذا الشرط يتكون من الضرر والتهاب الحويصلات الهوائية. وبالتالي ، فإن الجسم غير قادر على تلقي الأكسجين ، ويسبب السعال ويجعل من الصعب استعادة التنفس ، ولا سيما في أداء الأنشطة البدنية. واحدة من الأسباب الأكثر شيوعا لهذا المرض هو السيجارة.

الالتهاب الرئوي

يحدث الالتهاب الرئوي بسبب عدوى بكتيرية أو فيروسية في الجهاز التنفسي ويسبب عملية التهابية مع وجود صديد أو سوائل داخل الحويصلات الهوائية ، وبالتالي تمنع تناول الأكسجين ، مما يسبب صعوبات شديدة في التنفس..

مراجع

1. Berthiaume، Y.، Voisin، G.، & Dagenais، A. (2006). الخلايا السنخية من النوع الأول: الفارس الجديد للحويصلات الهوائية? مجلة علم وظائف الأعضاء, 572(حزب العمال 3) ، 609-610.
2. Butler، J. P.، & Tsuda، A. (2011). نقل الغازات بين البيئة والحويصلات الهوائية - الأسس النظرية. فسيولوجيا شاملة, 1(3) ، 1301-1316.
3. Castranova، V.، Rabovsky، J.، Tucker، J. H.، & Miles، P. R. (1988). الخلية الظهارية من النوع الثاني السنخية: خلية رئوية متعددة الوظائف. علم السموم وعلم الصيدلة التطبيقي, 93(3) ، 472-483.
4. Herzog، E.L.، Brody، A.R.، Colby، T.V، Mason، R.، & Williams، M.C (2008). معروف و مجهول من الحويصلات الهوائية. وقائع الجمعية الأمريكية لأمراض الصدر, 5(7) ، 778-782.
5. Kühnel، W. (2005). أطلس لون علم الخلايا والأنسجة. Ed. Panamericana Medical.
6. روس ، م. ، وبولينا ، دبليو (2007). الأنسجة. النص واللون أطلس مع البيولوجيا الخلوية والجزيئية. 5aed. Ed. Panamericana Medical.
7. Welsch، U.، & Sobotta، J. (2008). الأنسجة. Ed. Panamericana Medical.