Alvéolos Pulmonares: Características, Funções, Anatomia

Os alvéolos são sacos pequenos localizados nos pulmões de mamíferos , rodeado por uma rede de capilares. Sob um microscópio, em um alvéolo, o lúmen do alvéolo e sua parede podem ser distinguidos, consistindo em células epiteliais .

Eles também contêm fibras do tecido conjuntivo que lhes conferem uma elasticidade característica. No epitélio alveolar, é possível distinguir células planas tipo I e células em forma de cubo tipo II. Sua principal função é mediar a troca gasosa entre o ar e o sangue.

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Quando o processo respiratório ocorre, o ar entra no corpo através da traquéia, onde viaja para uma série de túneis dentro do pulmão. No final desta intrincada rede de tubos estão os sacos alveolares, onde o ar entra e é absorvido pelos vasos sanguíneos.

Já no sangue, o oxigênio no ar é separado do restante dos componentes, como o dióxido de carbono. Este último composto é removido do corpo através do processo de expiração.

Características gerais

Dentro dos pulmões, existe um tecido esponjoso de textura formado por um número bastante grande de alvéolos pulmonares: de 400 a 700 milhões nos dois pulmões de um ser humano adulto e saudável. Os alvéolos são estruturas semelhantes a sacos cobertos internamente por uma substância pegajosa.

Nos mamíferos, cada pulmão contém milhões de alvéolos, intimamente associados à rede vascular. Nos seres humanos, a área dos pulmões está entre 50 e 90 m 2 e contém 1000 km de capilares sanguíneos.

Esse número alto é essencial para garantir a ingestão de oxigênio necessária e, portanto, ser capaz de atender ao alto metabolismo dos mamíferos, principalmente devido à endotérmica do grupo.

Sistema respiratório em mamíferos

O ar entra pelo nariz, especificamente pelas narinas; Isso passa para a cavidade nasal e daí para as narinas internas conectadas à faringe. Aqui duas formas convergem: a respiratória e a digestiva.

A glote se abre para a laringe e depois para a traquéia. Isso é dividido em dois brônquios, um em cada pulmão; por sua vez, os brônquios são divididos em bronquíolos, que são tubos menores e levam aos ductos alveolares e alvéolos.

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Funções

A principal função dos alvéolos é permitir a troca de gases, vitais para os processos respiratórios, permitindo que o oxigênio entre na corrente sanguínea seja transportado para os tecidos do corpo.

Da mesma forma, os alvéolos pulmonares participam da remoção de dióxido de carbono do sangue durante os processos de inalação e expiração.

Anatomia

Os alvéolos e os ductos alveolares consistem em um endotélio de camada única muito fina que facilita a troca de gases entre o ar e os capilares sanguíneos. Eles têm um diâmetro aproximado de 0,05 e 0,25 mm, cercados por cabos capilares. Eles são arredondados ou poliédricos.

Entre cada soquete consecutivo está o septo interalveolar, que é a parede comum entre eles. A borda dessas partições forma os anéis basais, formados por células musculares lisas e cobertas pelo epitélio cúbico simples.

Do lado de fora de um alvéolo estão os capilares sanguíneos que, com a membrana alveolar, formam a membrana alveolar-capilar, uma região onde ocorrem as trocas gasosas entre o ar que entra nos pulmões e o sangue nos capilares.

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Devido à sua organização peculiar, os alvéolos pulmonares se assemelham a um favo de mel. São constituídos no exterior por uma parede de células epiteliais denominadas pneumócitos.

Acompanhando a membrana alveolar, existem células responsáveis ​​pela defesa e limpeza dos alvéolos, chamadas macrófagos alveolares.

Tipos de células nos alvéolos

A estrutura dos alvéolos tem sido amplamente descrita na literatura e inclui os seguintes tipos de células: tipo I que medeia as trocas gasosas, tipo II com funções secretoras e imunes, células endoteliais, macrófagos alveolares que participam da defesa e fibroblastos intersticiais.

Células tipo I

As células do tipo I são caracterizadas por serem incrivelmente finas e planas, presumivelmente para facilitar as trocas gasosas. Eles são encontrados em aproximadamente 96% da superfície dos alvéolos.

Essas células expressam um número significativo de proteínas, entre as quais T1-α, aquaporina 5, canais iônicos, receptores de adenosina e genes de resistência a vários medicamentos.

A dificuldade de isolar e cultivar essas células impediu seu estudo aprofundado. No entanto, propõe-se uma possível função de homossíntese nos pulmões, como transporte de íons, água e participação no controle da proliferação celular.

A maneira de superar essas dificuldades técnicas é estudar as células por métodos moleculares alternativos, chamados microarrays de DNA. Usando essa metodologia, concluiu-se que as células do tipo I também estão envolvidas na proteção contra danos oxidativos.

Células do tipo II

As células do tipo II têm forma cuboidal e geralmente estão localizadas nos cantos dos alvéolos nos mamíferos, sendo encontradas em apenas 4% da superfície alveolar restante.

Suas funções incluem a produção e secreção de biomoléculas, como proteínas e lipídios, que constituem os surfactantes pulmonares.

Os surfactantes pulmonares são substâncias compostas principalmente de lipídios e uma pequena porção de proteína, que ajudam a reduzir a tensão superficial nos alvéolos. O mais importante é a dipalmitoilfosfatidilcolina (DPPC).

As células do tipo II estão envolvidas na defesa imunológica dos alvéolos, secretando vários tipos de substâncias como as citocinas, cujo papel é o recrutamento de células inflamatórias para os pulmões.

Além disso, vários modelos animais mostraram que as células do tipo II são responsáveis ​​por manter o espaço alveolar livre de líquidos e também estão envolvidas no transporte de sódio.

Fibroblastos intersticiais

Essas células têm uma forma de fuso e são caracterizadas por exibir longos prolongamentos de actina. Sua função é a secreção da matriz celular no soquete para manter sua estrutura.

Da mesma forma, as células podem gerenciar o fluxo sanguíneo, reduzindo-o conforme apropriado.

Macrófagos alveolares

Os alvéolos abrigam células com propriedades fagocíticas derivadas de monócitos sanguíneos chamados macrófagos alveolares.

Eles são responsáveis ​​pela remoção de partículas estranhas que entraram nos alvéolos pelo processo de fagocitose, como poeira ou microorganismos infecciosos, como Mycobacterium tuberculosis . Além disso, fagocite as células sanguíneas que podem entrar nos alvéolos se o coração não for suficiente.

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Eles são caracterizados por apresentar uma cor marrom e uma série de pró-patologias variadas. Os lisossomos são bastante abundantes no citoplasma desses macrófagos.

A quantidade de macrófagos pode aumentar se o corpo tiver uma doença relacionada ao coração, se o indivíduo consumir anfetaminas ou usar cigarro.

Poros de Kohn

São uma série de poros localizados nos alvéolos localizados nos septos interalveolares, que comunicam um alvéolo com outro e permitem a circulação de ar entre eles.

Como é a troca de gás?

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As trocas gasosas entre oxigênio (O 2 ) e dióxido de carbono (CO 2 ) são o principal objetivo dos pulmões.

Esse fenômeno ocorre nos alvéolos pulmonares, onde sangue e gás estão a uma distância mínima de aproximadamente um mícron. Esse processo requer dois conduítes ou canais bombeados corretamente.

Um deles é o sistema vascular pulmonar conduzido pela região direita do coração, que envia sangue venoso misto (constituído por sangue venoso do coração e de outros tecidos através do retorno venoso) para a região em que ocorre em troca.

O segundo canal é a árvore traquebrônquica, cuja ventilação é impulsionada pelos músculos envolvidos na respiração.

Em geral, o transporte de qualquer gás é governado principalmente por dois mecanismos: convecção e difusão; O primeiro é reversível, enquanto o segundo não.

Troca gasosa: pressões parciais

Quando o ar entra no sistema respiratório, sua composição muda, saturando com o vapor de água. Ao chegar aos alvéolos, o ar se mistura com o que sobrou do círculo respiratório anterior.

Graças a essa combinação, a pressão parcial do oxigênio cai e a do dióxido de carbono aumenta. Como a pressão parcial do oxigênio é mais alta nos alvéolos do que no sangue que entra nos capilares do pulmão, o oxigênio entra nos capilares por difusão.

Da mesma forma, a pressão parcial do dióxido de carbono é maior nos capilares dos pulmões, em comparação com os alvéolos. Portanto, o dióxido de carbono passa para os alvéolos através de um processo de difusão simples.

Transporte de gases dos tecidos para o sangue

O oxigênio e quantidades significativas de dióxido de carbono são transportadas por “pigmentos respiratórios”, incluindo a hemoglobina, que é a mais popular entre os grupos de vertebrados.

O sangue responsável pelo transporte de oxigênio dos tecidos para os pulmões também deve transportar dióxido de carbono de volta dos pulmões.

No entanto, o dióxido de carbono pode ser transportado por outras rotas, pode ser transmitido através do sangue e dissolvido no plasma; Além disso, pode se espalhar para os eritrócitos sanguíneos.

Nos eritrócitos, a maioria do dióxido de carbono passa para o ácido carbônico, graças à enzima anidrase carbônica. A reação ocorre da seguinte maneira:

CO 2 + H 2 O ↔ H 2 CO 3 ↔ H + + HCO 3

Os íons hidrogênio da reação combinam-se com a hemoglobina para formar a desoxihemoglobina. Essa união evita uma queda acentuada no pH do sangue; ao mesmo tempo, ocorre liberação de oxigênio.

Os íons bicarbonato (HCO 3 ) deixam o eritrócito por uma troca por íons cloro. Ao contrário do dióxido de carbono, os íons bicarbonato podem permanecer no plasma graças à sua alta solubilidade. A presença de dióxido de carbono no sangue causaria uma aparência semelhante à de um refrigerante.

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Transporte de gases do sangue para os alvéolos

Conforme indicado pelas setas em ambas as direções, as reações descritas acima são reversíveis; isto é, o produto pode se tornar os reagentes iniciais novamente.

No momento em que o sangue atinge os pulmões, o bicarbonato entra novamente nos glóbulos vermelhos. Como no caso anterior, para que o íon bicarbonato entre, um íon cloro deve sair da célula.

Nesse momento, a reação ocorre na direção oposta à catálise da enzima anidrase carbônica: o bicarbonato reage com o íon hidrogênio e é convertido novamente em dióxido de carbono, que difunde-se para o plasma e daí para os alvéolos.

Desvantagens das trocas gasosas nos pulmões

As trocas gasosas ocorrem apenas nos alvéolos e nos ductos alveolares, encontrados no final das ramificações dos tubos.

É por isso que podemos falar de um “espaço morto”, onde ocorre a passagem de ar nos pulmões, mas as trocas gasosas não são realizadas.

Se o compararmos com outros grupos de animais, como peixes, eles têm um sistema de troca de gases com um caminho único muito eficiente. Da mesma forma, as aves têm um sistema de bolsas de ar e parabronchs onde ocorre a troca de ar, aumentando a eficiência do processo.

A ventilação humana é tão ineficiente que, em uma nova inspiração, apenas um sexto do ar pode ser reabastecido, deixando o restante do ar preso nos pulmões.

Patologias associadas aos alvéolos

Efisema pulmonar

Esta condição consiste em danos e inflamação dos alvéolos; portanto, o corpo não é capaz de receber oxigênio, causa tosse e dificulta a recuperação da respiração, principalmente no desempenho de atividades físicas. Uma das causas mais comuns dessa patologia é o cigarro.

Pneumonia

A pneumonia é causada por uma infecção bacteriana ou viral no trato respiratório e causa um processo inflamatório com a presença de pus ou fluidos no interior dos alvéolos, impedindo a ingestão de oxigênio, causando graves dificuldades respiratórias.

Referências

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