Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Өкпедегі қуыс кеңістік
Hollow cavity found in the lungs
Өкпе альвеоласы (лат. *alveolus* – кішкентай қуыс), сонымен қатар ауа қапшығы немесе ауа кеңістігі деп те аталады, өкпеде газ алмасуы жүзеге асатын миллиондаған қуыс, серпімді, тостаған тәрізді кеңістіктердің бірі болып табылады. Оттегі, альвеолалық ауа мен өкпе капилляры арасындағы қан-ауа тосқауылы арқылы көмірқышқыл газына алмастырылады. Альвеолалар сүтқоректілердің өкпесінің функционалдық тінін құрайды, ол өкпе паренхимасы деп аталады және жалпы өкпе көлемінің 90 пайызын құрайды. Альвеолалар алдымен тыныс алу аймағының басталуын көрсететін тыныс алу бронхиолаларында орналасқан. Олар осы бронхиолаларда сирек кездеседі, альвеолалық өзекшелердің қабырғаларын жабады және соқыр аяқталған альвеолалық қаптарда көбірек шоғырланған. Альвеолалық мембрана – газ алмасу беті, капиллярлар желісімен қоршалған. Оттегі мембрана арқылы капиллярларға диффузияланады, ал көмірқышқыл газы капиллярлардан альвеолаларға бөлініп, сыртқа шығарылады. Альвеолалар сүтқоректілердің өкпесіне тән. Басқа омыртқалы жануарларда газ алмасуға қатысатын құрылымдар әртүрлі болады.
A pulmonary alveolus (: alveoli, from Latin alveolus, "little cavity"), also known as an air sac or air space, is one of millions of hollow, distensible cup shaped cavities in the lungs where pulmonary gas exchange takes place. Oxygen is exchanged for carbon dioxide at the blood–air barrier between the alveolar air and the pulmonary capillary. Alveoli make up the functional tissue of the mammalian lungs known as the lung parenchyma, which takes up 90 percent of the total lung volume. Alveoli are first located in the respiratory bronchioles that mark the beginning of the respiratory zone. They are located sparsely in these bronchioles, line the walls of the alveolar ducts, and are more numerous in the blind ended alveolar sacs. The alveolar membrane is the gas exchange surface, surrounded by a network of capillaries. Oxygen is diffused across the membrane into the capillaries and carbon dioxide is released from the capillaries into the alveoli to be breathed out. Alveoli are particular to mammalian lungs. Different structures are involved in gas exchange in other vertebrates.
Құрылымы
Альвеолалар ең алдымен тыныс алу бронхиолдарында олардың қуыстарынан басталатын сиресіп орналасқан қалталар түрінде табылады. Тыныс алу бронхиолалары ұзаққа созылады және альвеолалық каналдардың альвеолалармен жабысқан бүйірлік тармақтары арқылы альвеолалармен толады. Әрбір бронхиоладан екіден он бірге дейін каналдар кездеседі. Әрбір канал бесеу немесе алты альвеолалық қапшыққа ашылады, ал оларға альвеолалардың топтары ашылады. Әрбір соңғы тыныс алу бөлігі ацин деп аталады және тыныс алу бронхиолалары, альвеолалық каналдар, альвеолалық қаптар және альвеолалардан тұрады. Жаңа альвеолалар сегіз жасқа дейін қалыптаса береді. Адам өкпесінің бір жұбы шамамен 480 миллион альвеоладан тұрады, бұл газ алмасу үшін 70-80 шаршы метрге жуық беттік ауданды құрайды.
The alveoli are first located in the respiratory bronchioles as scattered outpockets, extending from their lumens. The respiratory bronchioles run for considerable lengths and become increasingly alveolated with side branches of alveolar ducts that become deeply lined with alveoli. The ducts number between two and eleven from each bronchiole. Each duct opens into five or six alveolar sacs into which clusters of alveoli open. Each terminal respiratory unit is called an acinus and consists of the respiratory bronchioles, alveolar ducts, alveolar sacs, and alveoli. New alveoli continue to form until the age of eight years. A typical pair of human lungs contains about 480 million alveoli, providing a total surface area for gas exchange of between 70 and 80 square metres.
Микроанатомия
Альвеола қарапайым жалпақ эпителийдің (өте жұқа, жалпақ клеткалар) эпителий қабатынан және капиллярлармен қоршалған клеткадан тыс матрицадан тұрады. Эпителийлік қабықша – газ алмасуды қамтамасыз ететін альвеолярлық мембрананың, сондай-ақ тыныс алу мембранасы деп аталатын бөлігі. Мембрана бірнеше қабаттан тұрады: альвеолярлық қабат сұйықтығы, құрамында серфикант бар; эпителий қабаты және оның базалық мембранасы; эпителийлік қабықша мен капиллярлық мембрана арасындағы жұқа интерстициалдық кеңістік; капиллярлық базалық мембрана, көбінесе альвеолярлық базалық мембранамен бірігіп, капиллярлық эндотелийлік мембрана. Дегенмен, мембрананың ең жұқа бөлігі 0,2 мкм, ал ең қалың бөлігі 0,6 мкм ғана. Альвеола қабырғаларында альвеолалар арасындағы байланысқан ауа жолдары бар, олар Кохн тесіктері деп аталады. Альвеолалық қуыста альвеолаларды бөлетін альвеолалық септумда коллаген және эластин талшықтары орналасқан. Сондай-ақ септумдар әр альвеоланы қоршап тұрған капиллярлар желісін қамтиды.
An alveolus consists of an epithelial layer of simple squamous epithelium (very thin, flattened cells), and an extracellular matrix surrounded by capillaries. The epithelial lining is part of the alveolar membrane, also known as the respiratory membrane, that allows the exchange of gases. The membrane has several layers – a layer of alveolar lining fluid that contains surfactant, the epithelial layer and its basement membrane; a thin interstitial space between the epithelial lining and the capillary membrane; a capillary basement membrane that often fuses with the alveolar basement membrane, and the capillary endothelial membrane. The whole membrane however is only between 0.2 μm at its thinnest part and 0.6 μm at its thickest. In the alveolar walls there are interconnecting air passages between the alveoli known as the pores of Kohn. The alveolar septum that separates the alveoli in the alveolar sac contains some collagen fibers and elastic fibers. The septa also house the enmeshed capillary network that surrounds each alveolus.
Даму
Альвеолаларды қамтитын ең ерте құрылымдардың дамуы 22-ші күні басталады және бес кезеңге бөлінеді: эмбрионалды, псевдогландерлік, каналикулярлық, сакулярлық және альвеолярлық кезең. Альвеолярлық кезең шамамен 36 аптада басталады. Жетілмеген альвеолалар сакулиден шыққан іріңдер ретінде көрінеді. Сакулидің дамуымен бастапқы септадағы шығыңқылар ұлғаяды; жаңа септалар ұзын және жұқа болады және екіншілік септа деп аталады. Олар қабықша тәрізді (әрбір жасушаға көбірек беттік аудан береді) және альвеолалық бетінің 95% -дан астамын қамтитын ұзын цитоплазмалық кеңейтулерге ие. І типті жасушалар альвеола мен қан арасындағы газ алмасу процесінде қатысады. Бұл жасушалар өте жұқа, кейде тек 25 нм-ге дейін, ал электронды микроскоптың көмегімен барлық альвеолалар эпителиймен қапталғандығын дәлелдеу қажет болды. Бұл жұқа қабат альвеоладағы ауа мен айналадағы капиллярлардағы қан арасында газ алмасудың тез диффузиясын қамтамасыз етеді. I типті жасушаның ядросы цитоплазманың үлкен аумағын алып жатыр және оның органельдері оның айналасына топтасып, жасушаның қалыңдығын азайтады. Бұл қанның ауа кедергісінің қалыңдығын барынша азайтады. Цитоплазманың жұқа бөлігінде сыртқы бетінен кішкентай бөлшекті ластаушы заттарды алып тастауда рөл атқаратын пиноцитоздық көпіршіктер бар. Десмосомалардан басқа, I типті альвеолалық жасушалардың барлығы альвеолалық ауа кеңістігіне тіндік сұйықтықтың ағып кетуін болдырмайтын тұйықталатын тұйықтамаларға ие. Қысқылтегінің салыстырмалы түрде аз ерігіштігі (осылайша диффузия жылдамдығы) үлкен ішкі бетін (шамамен 80 шаршы метр) және альвеоланың өте жұқа қабырғаларын қажет етеді. Қапшақты тамырлардың арасында тігілген және оларды ұстап тұруға көмектесетін жасушадан тыс матрица, эластикалық және коллагенді талшықтардан тұратын тор тәрізді мата. Коллаген талшықтары қаттырақ болғандықтан қабырғаға беріктік береді, ал иілгіш талшықтар тыныс алу кезінде қабырғалардың кеңеюіне және жиырылуына мүмкіндік береді. І типтегі пневмоциттер көбейе алмайды және уытты заттарды қабылдауға бейім. Зақымдану жағдайында II типті жасушалар көбейіп, оларды өтеуге I типті жасушаларға бөлінеді. Альвеола қабырғасындағы ІІ типті жасушаларда (гранулозды пневмоциттер) жасушалық мембранамен бірігіп, өкпеге беткі белсенді затты бөліп шығаратын ламельді денелер немесе ламельді түйіршіктер деп аталатын секреторлық органеллер бар. Бұл беткі белсенді зат - альвеолалық беткі кернеуді төмендететін фосфолипидтер тобынан тұратын майлы заттардың қаптамасы. Фосфолипидтер ламельді денелерде сақталады. Бұл қабық болмаса, альвеолалар құлап кетеді. Үстіңгі белсенді зат экзоцитоз арқылы үздіксіз бөлінеді. Альвеолаларды демненгеннен кейін қайта үрлеуді серфактивті зат жеңілдетеді, бұл альвеолалардың жұқа сұйықтық қабығындағы беткі кернеуді азайтады. Сұйықтық қабатын дене қан мен альвеолалық ауа арасындағы газдарды тасымалдауға көмектесу үшін жасайды, ал II типті жасушалар әдетте қан-ауа кедергісінде болады. II типті жасушалар жүктіліктің шамамен 26 аптасында пайда болып, аз мөлшерде беткі белсенді затты бөліп шығарады. ІІ типті жасушалар да жасушалық бөлінуге қабілетті, бұл өкпе тіндері зақымдалған кезде І және ІІ типті альвеолярлық жасушаларды көбірек береді. II типті пневмоциттермен байланысты адам генінің MUC1 түрі өкпе қатерлі ісігінің маркері ретінде анықталды. COVID-19-дың ауыр тыныс алу ауруларының дамуындағы 2-түрлі өкпе альвеолалық жасушаларының маңыздылығы және бұл жасушаларды ФСРИ-лер флувоксамин мен флуоксетиннің қалай қорғауының ықтимал механизмдері 2022 жылдың сәуірінде жасалған шолуда қысқаша баяндалды.
Development of the earliest structures that will contain alveoli begins on day 22 and is divided into five stages: embryonic, pseudoglandular, canalicular, saccular, and alveolar stage. The alveolar stage begins approximately 36 weeks into development. Immature alveoli appear as bulges from the sacculi which invade the primary septa. As the sacculi develop, the protrusions in the primary septa become larger; new septations are longer and thinner and are known as secondary septa. They are squamous (giving more surface area to each cell) and have long cytoplasmic extensions that cover more than 95% of the alveolar surface. Type I cells are involved in the process of gas exchange between the alveoli and blood. These cells are extremely thin – sometimes only 25 nm – the electron microscope was needed to prove that all alveoli are lined with epithelium. This thin lining enables a fast diffusion of gas exchange between the air in the alveoli and the blood in the surrounding capillaries. The nucleus of a type I cell occupies a large area of free cytoplasm and its organelles are clustered around it reducing the thickness of the cell. This also keeps the thickness of the blood air barrier reduced to a minimum. The cytoplasm in the thin portion contains pinocytotic vesicles which may play a role in the removal of small particulate contaminants from the outer surface. In addition to desmosomes, all type I alveolar cells have occluding junctions that prevent the leakage of tissue fluid into the alveolar air space. The relatively low solubility (and hence rate of diffusion) of oxygen necessitates the large internal surface area (about 80 square m [96 square yards]) and very thin walls of the alveoli. Weaving between the capillaries and helping to support them is an extracellular matrix, a meshlike fabric of elastic and collagenous fibres. The collagen fibres, being more rigid, give the wall firmness, while the elastic fibres permit expansion and contraction of the walls during breathing. Type I pneumocytes are unable to replicate and are susceptible to toxic insults. In the event of damage, type II cells can proliferate and differentiate into type I cells to compensate. Type II cells (granulous pneumocytes) in the alveolar wall contain secretory organelles known as lamellar bodies or lamellar granules, that fuse with the cell membranes and secrete pulmonary surfactant. This surfactant is a film of fatty substances, a group of phospholipids that reduce alveolar surface tension. The phospholipids are stored in the lamellar bodies. Without this coating, the alveoli would collapse. The surfactant is continuously released by exocytosis. Reinflation of the alveoli following exhalation is made easier by the surfactant, which reduces surface tension in the thin fluid lining of the alveoli. The fluid coating is produced by the body in order to facilitate the transfer of gases between blood and alveolar air, and the type II cells are typically found at the blood–air barrier. Type II cells start to develop at about 26 weeks of gestation, secreting small amounts of surfactant. However, adequate amounts of surfactant are not secreted until about 35 weeks of gestation – this is the main reason for increased rates of infant respiratory distress syndrome, which drastically reduces at ages above 35 weeks gestation. Type II cells are also capable of cellular division, giving rise to more type I and II alveolar cells when the lung tissue is damaged. MUC1, a human gene associated with type II pneumocytes, has been identified as a marker in lung cancer. The importance of the type 2 lung alveolar cells in the development of severe respiratory symptoms of COVID 19 and potential mechanisms on how these cells are protected by the SSRIs fluvoxamine and fluoxetine was summarized in a review in April 2022.
Альвеолалық макрофагтар
Альвеолалық макрофагтар альвеолалардың, альвеолалық каналдардың және бронхиолалардың ішкі люминальды беттерінде тіршілік етеді. Олар өкпедегі шаң, бактериялар, көміртек бөлшектері және жарақаттардан түскен қан жасушалары сияқты шетелдік бөлшектерді қоректену арқылы жояды. Оларды өкпе макрофагтары және шаң жасушалары деп те атайды.
The alveolar macrophages reside on the internal luminal surfaces of the alveoli, the alveolar ducts, and the bronchioles. They are mobile scavengers that serve to engulf foreign particles in the lungs, such as dust, bacteria, carbon particles, and blood cells from injuries. They are also called pulmonary macrophages, and dust cells.
Үстіңгі белсенді зат
Альвеоладағы серфиктанттың жеткіліксіздігі ателектазға (өкпенің бір бөлігінің немесе толық құлауына) себеп болатын факторлардың бірі болып табылады. Өкпе серфиканты болмаса, ателектаз сөзсіз пайда болады. Жедел тыныс жеткіліксіздігі синдромының (ЖТЖС) ауыр түрі серфиканттың жетіспеушілігі немесе дисфункциясынан туындайды. Преждевремен туған нәрестелердің өкпесіндегі серфиканттың жеткіліксіздігі нәрестелердің тыныс алу қиындық синдромына (IRDS) әкеледі. Лецитин-сфингомиелин қатынасы – ұрықтың амниотикалық сұйықтығының өкпе дамуын немесе жетілмегендігін бағалауға арналған көрсеткіші. Төмен қатынас IRDS қаупін көрсетеді. Лецитин және сфингомиелин – өкпе серфикантының гликолипидтерінің екеуі. Серфиканттың реттелуі бұзылған жағдайда, альвеолаларда серфикант ақуыздары жинақталып, өкпе альвеолалық протеинозын тудыруы мүмкін. Бұл газ алмасудың нашарлауына алып келеді.
Insufficient surfactant in the alveoli is one of the causes that can contribute to atelectasis (collapse of part or all of the lung). Without pulmonary surfactant, atelectasis is a certainty. The severe condition of acute respiratory distress syndrome (ARDS) is caused by a deficiency or dysfunction of surfactant. Insufficient surfactant in the lungs of preterm infants causes infant respiratory distress syndrome (IRDS). The lecithin–sphingomyelin ratio is a measure of fetal amniotic fluid to indicate lung maturity or immaturity. A low ratio indicates a risk factor for IRDS. Lecithin and sphingomyelin are two of the glycolipids of pulmonary surfactant. Impaired surfactant regulation can cause an accumulation of surfactant proteins to build up in the alveoli in a condition called pulmonary alveolar proteinosis. This results in impaired gas exchange.
Құрылымдық
Кез келген түріндегі өкпе ісігі немесе өкпе қатерлі ісігі альвеолаларды қысып, газ алмасу қабілетін төмендетуі мүмкін. Кейбір жағдайларда ісік альвеолаларды толыққанды жабады. Кавитариялық пневмония – альвеолалардың жойылғандығынан қуыс пайда болатын процесс. Альвеолалар жойылғанда газ алмасуға қатысатын беттік аудан азаяды. Қан ағынының одан әрі өзгеруі өкпе функциясының нашарлауына алып келуі мүмкін. Эмфизема – өкпе ауруларының тағы бірі, онда альвеола қабырғаларындағы эластин нейтрофильдік эластазаның (сигарет түтінімен артуы) және альфа-1 антитрипсиннің (активтілігі генетикалық факторларға немесе маңызды метионин қалдықтарының, оның ішінде темекі түтіні сияқты токсиндермен әрекеттесуіне байланысты өзгереді) арасындағы тепе-теңдіктің бұзылуынан зақымданады. Нәтижесінде өкпедегі серпімділік жоғалып, дем шығару ұзарады, бұл кеңейген өкпенің пассивті қайта жирылуы арқылы жүзеге асады. Бұл бір демде алмасылатын газ көлемінің азаюына себеп болады. Өкпе альвеолалық микролитиясы – альвеолаларда кішкентай тастардың пайда болуымен сипатталатын сирек кездесетін өкпе ауруы.
Almost any type of lung tumor or lung cancer can compress the alveoli and reduce gas exchange capacity. In some cases the tumor will fill the alveoli. Cavitary pneumonia is a process in which the alveoli are destroyed and produce a cavity. As the alveoli are destroyed, the surface area for gas exchange to occur becomes reduced. Further changes in blood flow can lead to decline in lung function. Emphysema is another disease of the lungs, whereby the elastin in the walls of the alveoli is broken down by an imbalance between the production of neutrophil elastase (elevated by cigarette smoke) and alpha 1 antitrypsin (the activity varies due to genetics or reaction of a critical methionine residue with toxins including cigarette smoke). The resulting loss of elasticity in the lungs leads to prolonged times for exhalation, which occurs through passive recoil of the expanded lung. This leads to a smaller volume of gas exchanged per breath. Pulmonary alveolar microlithiasis is a rare lung disorder of small stone formation in the alveoli.
Сұйықтық
Өкпе контузиясы – өкпе тінінің жарақат салдарынан пайда болатын көкжиегі. Контузиядан зақымданған капиллярлар өкпе тінінде қан мен басқа сұйықтықтардың жиналуына себеп болып, газ алмасуын қиындатады. Өкпе едемдеуі – өкпе паренхимасы мен альвеолаларында сұйықтық жиналуы. Едем көбінесе сол қарыншаның жеткіліксіздігінен немесе өкпе мен оның қан тамырларының зақымдануынан туындайды.
A pulmonary contusion is a bruise of the lung tissue caused by trauma. Damaged capillaries from a contusion can cause blood and other fluids to accumulate in the tissue of the lung, impairing gas exchange. Pulmonary edema is the buildup of fluid in the parenchyma and alveoli. An edema is usually caused by left ventricular heart failure, or by damage to the lung or its vasculature.
Коронавирус
ІІ типті альвеолалық жасушаларда ангиотензин түрлендіру ферментінің 2 (АКЭ2) жоғары деңгейде өрбуіне байланысты, өкпелер кейбір коронавирустарға, оның ішінде ауыр тыныс алу синдромын (SARS) және 2019 жылғы коронавирус ауруын (COVID-19) қоздыратын вирустарға ұшырауға осал.
Because of the high expression of angiotensin converting enzyme 2 (ACE2) in type II alveolar cells, the lungs are susceptible to infections by some coronaviruses including the viruses that cause severe acute respiratory syndrome (SARS) and coronavirus disease 2019 (COVID 19).