폐포 : 특징, 기능, 해부학 - 해부학 및 생리학

폐 폐포 모세 혈관의 네트워크에 둘러싸여 포유 동물의 폐에있는 작은 주머니입니다. 현미경으로, 폐포에서 상피 세포로 구성된 폐포의 내강과 벽을 구별 할 수 있습니다.

그들은 또한 그들에게 특징적인 탄력성을 부여하는 결합 조직 섬유를 포함합니다. I 형 편평한 세포와 II 형 입방체 모양의 세포는 폐포 상피에서 구별 될 수 있습니다. 주요 기능은 공기와 혈액 사이의 가스 교환을 매개하는 것입니다.

호흡 과정이 진행됨에 따라 공기는 기관을 통해 몸으로 들어가 폐 내의 일련의 터널로 이동합니다. 이 복잡한 관망의 끝에는 공기가 들어가 혈관에 의해 흡수되는 폐포 주머니가 있습니다.

이미 혈액 속에있는 공기 중의 산소는 이산화탄소와 같은 나머지 성분과 분리되어 있습니다. 이 마지막 화합물은 호기 과정을 통해 몸에서 제거됩니다.

일반적 특성

폐 내부에는 상당히 많은 수의 폐포에 의해 형성된 해면질 조직이 있습니다 : 건강한 성인 인간의 두 개의 폐에 4 억에서 7 억에 달합니다. 폐포는 끈적 끈적한 물질로 내부가 덮여있는 주머니 모양의 구조입니다.

포유류에서 각 폐에는 혈관 네트워크와 밀접하게 관련된 수백만 개의 폐포가 있습니다. 인간의 폐의 면적은 50 내지 90m이고 ² 및 모세 혈관의 1,000km를 포함한다.

이 높은 숫자는 필요한 산소 흡수를 보장하는 데 필수적이므로 주로 그룹의 흡열로 인해 포유류의 높은 신진 대사를 준수 할 수 있습니다.

포유류의 호흡기 시스템

공기는 코, 특히 "비공"을 통해 들어갑니다. 이것은 비강으로 들어가서 거기에서 인두에 연결된 내부 콧 구멍으로 전달됩니다. 여기에서 호흡기와 소화기의 두 가지 경로가 수렴됩니다.

성문은 후두와 기관으로 열립니다. 이것은 각 폐에 하나씩 두 개의 기관지로 나뉩니다. 차례로, 기관지는 작은 관인 세기관지로 분할되어 폐포 관과 폐포로 이어집니다.

풍모

폐포의 주요 기능은 호흡 과정에 필수적인 가스 교환을 허용하여 산소가 혈류로 들어가 신체 조직으로 운반되도록하는 것입니다.

같은 방식으로 폐포는 흡입 및 호기 과정에서 혈액에서 이산화탄소를 제거하는 데 참여합니다.

해부

폐포 및 폐포 관은 공기와 혈액 모세 혈관 사이의 가스 교환을 용이하게하는 매우 얇은 단층 내피로 구성됩니다. 대략적인 직경은 0.05 및 0.25mm이며 모세관 루프로 둘러싸여 있습니다. 그들은 모양이 둥글거나 다면체입니다.

각각의 연속적인 폐포 사이에는 둘 사이의 공통 벽인 폐포 사이 중격이 있습니다. 이 격막의 경계는 평활근 세포에 의해 형성되고 단순한 입방 상피로 덮여있는 기저 고리를 형성합니다.

폐포의 바깥쪽에는 폐로 들어가는 공기와 모세 혈관의 혈액 사이에서 가스 교환이 발생하는 영역 인 폐포-모세 막을 형성하는 폐포 막과 함께 혈액 모세 혈관이 있습니다.

그들의 독특한 조직으로 인해 폐포는 벌집 모양을 연상시킵니다. 그들은 폐 세포라고 불리는 상피 세포 벽에 의해 외부에 구성됩니다.

폐포 막에는 폐포 대 식세포라고하는 폐포의 방어 및 청소를 담당하는 세포가 있습니다.

폐포의 세포 유형

폐포의 구조는 문헌에 널리 설명되어 있으며 다음과 같은 세포 유형을 포함합니다. 가스 교환을 매개하는 유형 I, 분비 및 면역 기능을 가진 유형 II, 내피 세포, 참여하는 폐포 대 식세포 방어 및 간질 섬유 아세포.

I 형 세포

I 형 셀은 매우 얇고 평평하며 가스 교환을 용이하게하는 것이 특징입니다. 폐포 표면의 약 96 %에서 발견됩니다.

이 세포는 T1-α, 아쿠아 포린 5, 이온 채널, 아데노신 수용체 및 다양한 약물에 대한 내성 유전자를 포함한 상당한 수의 단백질을 발현합니다.

이러한 세포를 분리하고 배양하는 데 어려움이있어 심층 연구를 방해했습니다. 그러나 이온, 물의 수송 및 세포 증식 조절에 참여하는 것과 같은 폐에서 동형의 가능한 기능이 증가합니다.

이러한 기술적 어려움을 극복하는 방법은 DNA 마이크로 어레이라고하는 대체 분자 방법으로 세포를 연구하는 것입니다. 이 방법론을 사용하여 I 형 세포가 산화 손상에 대한 보호에도 관여한다는 결론을 내릴 수있었습니다.

II 형 세포

유형 II 세포는 입방 형이며 일반적으로 포유류의 폐포 모서리에 있으며 나머지 폐포 표면의 4 %에서만 발견됩니다.

그 기능에는 폐 계면 활성제를 구성하는 단백질 및 지질과 같은 생체 분자의 생성 및 분비가 포함됩니다.

폐 계면 활성제는 주로 지질과 소량의 단백질로 구성된 물질로 폐포의 표면 장력을 줄이는 데 도움이됩니다. 가장 중요한 것은 DPPC (dipalmitoylphosphatidylcholine)입니다.

II 형 세포는 폐포의 면역 방어에 관여하여 사이토 카인과 같은 다양한 유형의 물질을 분비하며, 그 역할은 폐 내 염증 세포의 동원입니다.

또한 여러 동물 모델에서 II 형 세포가 폐포 공간에 체액이 없도록 유지하고 나트륨 수송에도 관여하는 것으로 나타났습니다.

간질 섬유 아세포

이 세포는 방추형이며 긴 액틴 연장이 특징입니다. 그 기능은 구조를 유지하기 위해 폐포에서 세포 기질의 분비입니다.

같은 방식으로 세포는 혈류를 관리하여 적절하게 감소시킬 수 있습니다.

폐포 대 식세포

폐포는 폐포 대 식세포라고 불리는 혈액 단핵구에서 파생 된 식세포 특성을 가진 세포를 품고 있습니다.

이들은 식균 작용을 통해 먼지 또는 결핵균과 같은 감염성 미생물과 같이 폐포에 들어간 이물질을 제거하는 역할을합니다. 또한 심부전이있는 경우 폐포로 들어갈 수있는 혈액 세포를 삼킨다.

그들은 갈색과 일련의 다양한 확장을 제공하는 것이 특징입니다. 리소좀은 이러한 대 식세포의 세포질에 매우 풍부합니다.

신체에 심장과 관련된 질병이 있거나 암페타민을 섭취하거나 담배를 사용하면 대 식세포의 수가 증가 할 수 있습니다.

콘 모공

이들은 폐포 간 칸막이에 위치한 폐포에 위치한 일련의 구멍으로, 하나의 폐포와 다른 폐포를 연결하고 그 사이의 공기 순환을 허용합니다.

가스 교환은 어떻게 이루어 집니까?

산소 (O ₂ )와 이산화탄소 (CO ₂ ) 간의 가스 교환 은 폐의 주요 목적입니다.

이 현상은 혈액과 가스가 약 1 미크론의 최소 거리에서 만나는 폐포에서 발생합니다. 이 프로세스에는 두 개의 적절하게 펌핑 된 도관 또는 채널이 필요합니다.

이들 중 하나는 심장의 오른쪽 영역에 의해 구동되는 폐의 혈관 시스템으로, 혼합 정맥혈 (정맥 복귀를 통해 심장 및 기타 조직의 정맥혈로 구성됨)을 교환하여 발생하는 영역으로 보냅니다.

두 번째 채널은 호흡과 관련된 근육에 의해 환기가 구동되는 기관지 나무입니다.

일반적으로 가스의 수송은 주로 대류와 확산의 두 가지 메커니즘에 의해 제어됩니다. 첫 번째는 뒤집을 수있는 반면 두 번째는 그렇지 않습니다.

가스 교환 : 부분 압력

공기가 호흡기에 들어가면 구성이 변하여 수증기로 포화됩니다. 폐포에 도달하면 공기는 이전 호흡 원에서 남은 공기와 혼합됩니다.

이 조합 덕분에 산소의 분압이 떨어지고 이산화탄소의 분압이 증가합니다. 산소의 분압은 폐의 모세 혈관에 들어가는 혈액보다 폐포에서 더 높기 때문에 산소는 확산에 의해 모세 혈관으로 들어갑니다.

유사하게 이산화탄소의 분압은 폐포에 비해 폐 모세 혈관에서 더 높습니다. 따라서 이산화탄소는 간단한 확산 과정을 통해 폐포로 전달됩니다.

조직에서 혈액으로 가스 이동

산소와 상당량의 이산화탄소는 척추 동물 군에서 가장 인기있는 헤모글로빈을 포함한 "호흡 색소"에 의해 운반됩니다.

조직에서 폐로 산소를 운반하는 혈액도 폐에서 이산화탄소를 다시 운반해야합니다.

그러나 이산화탄소는 다른 경로를 통해 운반 될 수 있으며 혈액을 통해 전달되어 혈장에 용해 될 수 있습니다. 또한 혈액 적혈구로 확산 될 수 있습니다.

적혈구에서 이산화탄소의 대부분은 효소 탄산 탈수 효소에 의해 탄산으로 전환됩니다. 반응은 다음과 같이 발생합니다.

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

반응에서 나온 수소 이온은 헤모글로빈과 결합하여 데 옥시 헤모글로빈을 형성합니다. 이 결합은 혈중 pH의 급격한 감소를 방지합니다. 동시에 산소 방출이 발생합니다.

중탄산 이온 (HCO ₃^- ) 염소 이온 교환으로 적혈구를 떠난다. 이산화탄소와 달리 중탄산염 이온은 높은 용해도 덕분에 혈장에 남아있을 수 있습니다. 혈액에 이산화탄소가 있으면 탄산 음료와 비슷한 모양이됩니다.

혈액에서 폐포로의 가스 이동

양방향 화살표로 표시된 것처럼 위에서 설명한 반응은 가역적입니다. 즉, 생성물이 다시 초기 반응물이 될 수 있습니다.

혈액이 폐에 도달하자마자 중탄산염은 다시 혈액 세포로 들어갑니다. 이전 사례에서와 같이 중탄산염 이온이 들어가려면 염소 이온이 세포를 빠져 나가야합니다.

이때 반응은 탄산 탈수 효소의 촉매 작용과 역방향으로 발생합니다. 중탄산염은 수소 이온과 반응하여 다시 이산화탄소로 전환되어 플라즈마로 확산되고 거기에서 폐포로 확산됩니다.

폐에서 가스 교환의 단점

가스 교환은 관 가지의 끝에 위치한 폐포와 폐포 관에서만 발생합니다.

이런 이유로 우리는 공기가 폐로 들어가지만 가스 교환이 일어나지 않는 "죽은 공간"이라고 말할 수 있습니다.

물고기와 같은 다른 동물 그룹과 비교하면 매우 효율적인 단일 경로 가스 교환 시스템을 가지고 있습니다. 마찬가지로 새는 공기 교환이 발생하는 공기 주머니와 기관지 시스템을 가지고있어 공정의 효율성을 높입니다.

인간의 환기는 너무 비효율적이어서 새로운 영감으로 공기의 6 분의 1 만 교체 될 수 있고 나머지 공기는 폐에 갇혀 있습니다.

폐포와 관련된 병리

폐 폐기종

이 상태는 폐포의 손상과 염증으로 구성됩니다. 결과적으로 신체는 산소를받을 수없고 기침을 일으키며 특히 신체 활동 중에 호흡을 회복하기 어렵게 만듭니다. 이 병리의 가장 흔한 원인 중 하나는 흡연입니다.

폐렴

폐렴은 호흡기의 세균 또는 바이러스 감염에 의해 발생하며 폐포 내부에 고름이나 체액이 존재하여 염증 과정을 일으켜 산소 섭취를 방지하여 호흡에 심각한 어려움을 초래합니다.

참고 문헌

Berthiaume, Y., Voisin, G., & Dagenais, A. (2006). 폐포 I 형 세포 : 폐포의 새로운 기사? 생리학 저널, 572 (Pt 3), 609–610.
Butler, JP, & Tsuda, A. (2011). 환경과 폐포 사이의 가스 수송-이론적 기초. 포괄적 인 생리학, 1 (3), 1301–1316.
Castranova, V., Rabovsky, J., Tucker, JH, & Miles, PR (1988). 폐포 II 형 상피 세포 : 다 기능성 폐렴 세포. 독성학 및 응용 약리학, 93 (3), 472–483.
Herzog, EL, Brody, AR, Colby, TV, Mason, R., & Williams, MC (2008). 폐포의 알려진 것과 알려지지 않은 것. 미국 흉부 학회 회보, 5 (7), 778–782.
Kühnel, W. (2005). 세포학 및 조직학의 컬러 아틀라스. Panamerican Medical Ed.
Ross, MH, & Pawlina, W. (2007). 조직학. 세포 및 분자 생물학이 포함 된 텍스트 및 컬러 아틀라스. 5aed. Panamerican Medical Ed.
Welsch, U., & Sobotta, J. (2008). 조직학. Panamerican Medical Ed.

폐포 : 특징, 기능, 해부학 - 해부학 및 생리학 - 2025