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

The alveoli paru adalah kantung kecil yang terletak di paru-paru mamalia, dikelilingi oleh jaringan kapiler darah. Di bawah mikroskop, dalam alveolus, lumen alveolus dan dindingnya, yang terdiri dari sel epitel, dapat dibedakan.

Mereka juga mengandung serat jaringan ikat yang memberi mereka karakteristik elastisitas. Sel datar tipe I dan sel berbentuk kubus tipe II dapat dibedakan pada epitel alveolar. Fungsi utamanya adalah sebagai perantara pertukaran gas antara udara dan darah.

Saat proses pernapasan terjadi, udara memasuki tubuh melalui batang tenggorokan, di mana ia bergerak ke serangkaian terowongan di dalam paru-paru. Di ujung jaringan tabung yang rumit ini adalah kantung alveolar, tempat udara masuk dan diambil oleh pembuluh darah.

Sudah ada di dalam darah, oksigen di udara dipisahkan dari komponen lainnya, seperti karbon dioksida. Senyawa terakhir ini dikeluarkan dari tubuh melalui proses pernafasan.

Karakteristik umum

Di dalam paru-paru terdapat jaringan bertekstur seperti spons yang terdiri dari alveoli paru dalam jumlah yang cukup banyak: dari 400 hingga 700 juta di dua paru-paru manusia dewasa yang sehat. Alveoli adalah struktur seperti kantung yang dilapisi secara internal oleh zat lengket.

Pada mamalia, setiap paru mengandung jutaan alveoli, yang berhubungan erat dengan jaringan pembuluh darah. Pada manusia, luas paru-paru adalah antara 50 dan 90 m ² dan mengandung 1000 km kapiler darah.

Angka yang tinggi ini penting untuk memastikan pengambilan oksigen yang dibutuhkan dan dengan demikian dapat memenuhi metabolisme mamalia yang tinggi, terutama karena endotermi kelompok.

Sistem pernapasan pada mamalia

Udara masuk melalui hidung, khususnya melalui "lubang hidung"; Ini masuk ke rongga hidung dan dari sana ke lubang hidung internal yang terhubung ke faring. Di sini dua rute bertemu: pernapasan dan pencernaan.

Glotis membuka ke laring dan kemudian trakea. Ini dibagi menjadi dua bronkus, satu di setiap paru-paru; pada gilirannya, bronkus membelah menjadi bronkiolus, yang merupakan tabung yang lebih kecil dan mengarah ke saluran alveolar dan alveoli.

fitur

Fungsi utama alveoli adalah memungkinkan pertukaran gas, penting untuk proses pernapasan, memungkinkan oksigen masuk ke aliran darah untuk diangkut ke jaringan tubuh.

Dengan cara yang sama, alveoli paru berpartisipasi dalam pembuangan karbon dioksida dari darah selama proses pernafasan dan pernafasan.

Ilmu urai

Alveoli dan saluran alveolar terdiri dari endotelium satu lapis yang sangat tipis yang memfasilitasi pertukaran gas antara udara dan kapiler darah. Mereka memiliki diameter sekitar 0,05 dan 0,25 mm, dikelilingi oleh loop kapiler. Bentuknya bulat atau polihedral.

Di antara setiap alveolus yang berurutan adalah septum interalveolar, yang merupakan dinding bersama di antara keduanya. Perbatasan septa ini membentuk cincin basal, dibentuk oleh sel otot polos dan ditutupi oleh epitel kuboid sederhana.

Di bagian luar alveolus adalah kapiler darah yang, bersama dengan membran alveolar, membentuk membran alveolus-kapiler, wilayah di mana pertukaran gas terjadi antara udara yang masuk ke paru-paru dan darah di kapiler.

Karena organisasinya yang khas, alveoli paru mengingatkan pada sarang lebah. Mereka dibentuk di luar oleh dinding sel epitel yang disebut pneumosit.

Mendampingi membran alveolar adalah sel yang bertanggung jawab untuk pertahanan dan pembersihan alveoli, yang disebut makrofag alveolar.

Jenis sel di alveoli

Struktur alveoli telah banyak dijelaskan dalam literatur dan termasuk jenis sel berikut: tipe I yang memediasi pertukaran gas, tipe II dengan fungsi sekretori dan imun, sel endotel, makrofag alveolar yang berperan serta dalam fibroblas pertahanan dan interstisial.

Sel tipe I.

Sel tipe I dicirikan dengan sangat tipis dan datar, mungkin untuk memfasilitasi pertukaran gas. Mereka ditemukan di sekitar 96% permukaan alveoli.

Sel-sel ini mengekspresikan sejumlah besar protein, termasuk T1-α, aquaporin 5, saluran ion, reseptor adenosin, dan gen untuk resistansi terhadap berbagai obat.

Kesulitan dalam mengisolasi dan membudidayakan sel-sel ini telah menghambat studi mendalam mereka. Namun, fungsi homoshesis di paru-paru mungkin meningkat, seperti pengangkutan ion, air, dan partisipasi dalam pengendalian proliferasi sel.

Cara untuk mengatasi kesulitan teknis tersebut adalah dengan mempelajari sel dengan metode molekuler alternatif, yang disebut mikroarray DNA. Dengan menggunakan metodologi ini, dimungkinkan untuk menyimpulkan bahwa sel tipe I juga terlibat dalam perlindungan terhadap kerusakan oksidatif.

Sel tipe II

Sel tipe II berbentuk kuboid dan biasanya terletak di sudut alveoli pada mamalia, hanya ditemukan di 4% permukaan alveolar yang tersisa.

Fungsinya meliputi produksi dan sekresi biomolekul seperti protein dan lipid yang merupakan surfaktan paru.

Surfaktan paru adalah zat yang terutama terdiri dari lipid dan sebagian kecil protein, yang membantu mengurangi tegangan permukaan di alveoli. Yang terpenting adalah dipalmitoylphosphatidylcholine (DPPC).

Sel tipe II terlibat dalam pertahanan kekebalan alveoli, mengeluarkan berbagai jenis zat seperti sitokin, yang berperan dalam perekrutan sel inflamasi di dalam paru-paru.

Lebih lanjut, dalam beberapa model hewan telah ditunjukkan bahwa sel tipe II bertanggung jawab untuk menjaga ruang alveolar bebas dari cairan dan juga terlibat dalam transpor natrium.

Fibroblas interstisial

Sel-sel ini berbentuk gelendong dan ditandai dengan ekstensi aktin yang panjang. Fungsinya adalah sekresi matriks seluler di alveolus untuk mempertahankan strukturnya.

Dengan cara yang sama, sel dapat mengatur aliran darah, menguranginya sesuai kebutuhan.

Makrofag alveolar

Sel-sel pelabuhan alveoli dengan sifat fagositik yang berasal dari monosit darah yang disebut makrofag alveolar.

Ini bertanggung jawab untuk menghilangkan partikel asing melalui proses fagositosis yang telah memasuki alveoli, seperti debu atau mikroorganisme menular seperti Mycobacterium tuberculosis. Selain itu, mereka menelan sel darah yang bisa masuk ke alveoli jika terjadi gagal jantung.

Mereka dicirikan dengan menghadirkan warna coklat dan rangkaian ekstensi yang bervariasi. Lisosom cukup melimpah di sitoplasma makrofag ini.

Jumlah makrofag dapat meningkat jika tubuh memiliki penyakit yang berhubungan dengan jantung, jika individu tersebut menggunakan amfetamin atau dengan penggunaan rokok.

Pori-pori Kohn

Mereka adalah serangkaian pori-pori yang terletak di alveoli yang terletak di partisi interalveolar, yang mengkomunikasikan satu alveolus dengan yang lain dan memungkinkan sirkulasi udara di antara mereka.

Bagaimana pertukaran gas terjadi?

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

Fenomena ini terjadi di alveoli paru, di mana darah dan gas bertemu pada jarak minimal kira-kira satu mikron. Proses ini membutuhkan dua saluran atau saluran yang dipompa dengan benar.

Salah satunya adalah sistem vaskular paru-paru, yang digerakkan oleh bagian kanan jantung, yang mengirimkan darah vena campuran (terdiri dari darah vena dari jantung dan jaringan lain melalui aliran balik vena) ke wilayah tempat terjadinya pertukaran.

Saluran kedua adalah pohon trakebronkial, yang ventilasi digerakkan oleh otot-otot yang terlibat dalam pernapasan.

Secara umum, pengangkutan gas apapun diatur terutama oleh dua mekanisme: konveksi dan difusi; yang pertama dapat dibalik, sedangkan yang kedua tidak.

Pertukaran gas: tekanan parsial

Ketika udara memasuki sistem pernapasan, komposisinya berubah, menjadi jenuh dengan uap air. Saat mencapai alveoli, udara bercampur dengan udara yang tersisa dari lingkaran pernapasan sebelumnya.

Berkat kombinasi ini, tekanan parsial oksigen dan karbon dioksida meningkat. Karena tekanan parsial oksigen lebih tinggi di alveoli daripada di darah yang memasuki kapiler paru, oksigen masuk ke kapiler melalui difusi.

Demikian pula, tekanan parsial karbondioksida lebih tinggi di kapiler paru-paru, dibandingkan dengan alveoli. Oleh karena itu, karbon dioksida masuk ke alveoli melalui proses difusi sederhana.

Pengangkutan gas dari jaringan ke darah

Oksigen dan sejumlah besar karbon dioksida diangkut oleh "pigmen pernapasan", di antaranya adalah hemoglobin, yang paling populer di antara kelompok vertebrata.

Darah yang bertanggung jawab untuk mengangkut oksigen dari jaringan ke paru-paru juga harus mengangkut kembali karbon dioksida dari paru-paru.

Namun, karbon dioksida dapat diangkut melalui jalur lain, dapat ditularkan melalui darah dan larut dalam plasma; selain itu, dapat berdifusi ke eritrosit darah.

Dalam eritrosit, sebagian besar karbon dioksida diubah menjadi asam karbonat oleh enzim karbonat anhidrase. Reaksi terjadi sebagai berikut:

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

Ion hidrogen dari reaksi bergabung dengan hemoglobin membentuk deoksihemoglobin. Penyatuan ini menghindari penurunan pH yang tiba-tiba dalam darah; pada saat yang sama terjadi pelepasan oksigen.

Ion bikarbonat (HCO ₃ ^- ) meninggalkan eritrosit melalui pertukaran ion klorin. Berbeda dengan karbon dioksida, ion bikarbonat dapat tetap berada dalam plasma karena kelarutannya yang tinggi. Kehadiran karbondioksida dalam darah akan menyebabkan penampilan yang mirip dengan minuman berkarbonasi.

Pengangkutan gas dari darah ke alveoli

Seperti yang ditunjukkan oleh panah di kedua arah, reaksi yang dijelaskan di atas dapat dibalik; Artinya, produk dapat menjadi reaktan awal lagi.

Segera setelah darah mencapai paru-paru, bikarbonat memasuki sel darah lagi. Seperti pada kasus sebelumnya, agar ion bikarbonat masuk, ion klorin harus keluar dari sel.

Pada saat ini reaksi terjadi dalam arah sebaliknya dengan katalisis enzim karbonat anhidrase: bikarbonat bereaksi dengan ion hidrogen dan diubah kembali menjadi karbon dioksida, yang berdifusi ke plasma dan dari sana ke alveoli.

Kerugian pertukaran gas di paru-paru

Pertukaran gas hanya terjadi di saluran alveoli dan alveolar, yang terletak di ujung cabang tabung.

Untuk alasan ini kita dapat berbicara tentang "ruang mati", di mana udara masuk ke paru-paru tetapi pertukaran gas tidak terjadi.

Jika kita bandingkan dengan kelompok hewan lain, seperti ikan, mereka memiliki sistem pertukaran gas jalur tunggal yang sangat efisien. Demikian pula, burung memiliki sistem kantung udara dan parabronchi tempat terjadi pertukaran udara, sehingga meningkatkan efisiensi prosesnya.

Ventilasi manusia sangat tidak efisien sehingga dalam inspirasi baru hanya seperenam udara yang dapat diganti, meninggalkan sisa udara yang terperangkap di paru-paru.

Patologi yang terkait dengan alveoli

Episema paru

Kondisi ini terdiri dari kerusakan dan radang alveoli; akibatnya, tubuh tidak dapat menerima oksigen, menyebabkan batuk dan sulit untuk memulihkan nafas, terutama pada saat melakukan aktivitas fisik. Salah satu penyebab paling umum dari patologi ini adalah merokok.

Radang paru-paru

Pneumonia disebabkan oleh infeksi bakteri atau virus di saluran pernapasan dan menyebabkan proses peradangan dengan adanya nanah atau cairan di dalam alveoli, sehingga mencegah asupan oksigen, sehingga menyebabkan kesulitan bernapas yang parah.

Referensi

1. Berthiaume, Y., Voisin, G., & Dagenais, A. (2006). Sel alveolar tipe I: ksatria baru dari alveolus? The Journal of Physiology, 572 (Pt 3), 609-610.
2. Butler, JP, & Tsuda, A. (2011). Transportasi gas antara lingkungan dan alveoli - landasan teoritis. Fisiologi Komprehensif, 1 (3), 1301–1316.
3. Castranova, V., Rabovsky, J., Tucker, JH, & Miles, PR (1988). Sel epitel alveolar tipe II: pneumosit multifungsi. Toksikologi dan farmakologi terapan, 93 (3), 472-483.
4. Herzog, EL, Brody, AR, Colby, TV, Mason, R., & Williams, MC (2008). Diketahui dan Tidak Diketahui dari Alveolus. Prosiding American Thoracic Society, 5 (7), 778–782.
5. Kühnel, W. (2005). Atlas Warna Sitologi dan Histologi. Panamerican Medical Ed.
6. Ross, MH, & Pawlina, W. (2007). Histologi. Atlas Teks dan Warna dengan Biologi Seluler dan Molekuler. 5aed. Panamerican Medical Ed.
7. Welsch, U., & Sobotta, J. (2008). Histologi. Panamerican Medical Ed.