Salute e malattia
L'essere umano medio ha circa 300 milioni di alveoli, minuscole sacche d'aria, nei polmoni. Le pareti di questi alveoli compongono la membrana della superficie respiratoria. Se distesa, la sottile membrana coprirebbe un campo da tennis.
La membrana della superficie respiratoria permette lo scambio d'aria pur fornendo una barriera protettiva tra l'organismo e il suo ambiente.
Una struttura versatile, regola anche il fluido nei polmoni e aiuta a bloccare virus e altri invasori respiratori dall'entrare nel flusso sanguigno.
La funzione principale di questa membrana delicata è assorbire l'ossigeno dall'aria ed eliminare l'anidride carbonica dal sangue. Sottili capillari sanguigni attraverso la membrana forniscono contatto ravvicinato e rapido scambio di gas tra l'aria alveolare e il sangue. I gas disciolti si muovono attraverso la superficie respiratoria in entrambi i sensi, dall'aria al sangue e dal sangue all'aria. La sua grande area superficiale complessiva ottimizza il rapido scambio di gas per tenere il passo con le richieste respiratorie come durante l'esercizio.
Chiamata "membrana alveolo-capillare" o "barriera aria-sangue", la superficie respiratoria è composta da tre parti: l'epitelio alveolare, l'endotelio capillare e la membrana basale.
L'epitelio alveolare è composto da pneumociti di tipo I, pneumociti di tipo II e macrofagi alveolari.
I pneumociti di tipo I sono cellule sottili che formano la struttura principale della parete alveolare. Unite strettamente tra loro, costituiscono il 90-95% dell'area superficiale alveolare. Permettono la diffusione del gas attraverso il contatto ravvicinato con le cellule capillari.
I pneumociti di tipo II costituiscono l'1-5% dell'area superficiale alveolare. Secernono surfattante, che abbassa la tensione superficiale dell'umidità all'interno delle sacche alveolari e permette agli alveoli di rimanere aperti e flessibili. Queste cellule sono anche coinvolte nel trasporto ionico e nella rimozione di fluido dagli spazi alveolari.
I macrofagi alveolari sono cellule immunitarie che fungono da prima linea di difesa contro gli invasori respiratori. Ingeriscono e uccidono microbi invasori, avviano risposte immunitarie e rimuovono detriti come polvere, cellule morte o particelle di fumo. Aiutano anche a moderare l'infiammazione nel tessuto polmonare.
L'endotelio capillare è una rete tortuosa di sottili vasi sanguigni che si distende uniformemente in strati spessi una cellula tra gli alveoli. L'endotelio capillare ha un'enorme area superficiale paragonabile all'area totale della superficie respiratoria. L'endotelio capillare permette lo scambio di gas e fluidi sia dentro che fuori dal flusso sanguigno. Quando l'organismo è a riposo, molte di queste cellule non saranno in uso. Questo sistema svolge anche importanti funzioni nel filtrare coaguli di sangue e scarti, moderare l'azione di sostanze chimiche, immagazzinare cellule immunitarie durante le infezioni e fornire nutrienti alle cellule polmonari.
La membrana basale fornisce in gran parte stabilità strutturale. Consiste di due parti, la membrana basale alveolare (ABM) e la membrana basale capillare (CBM).
L'ABM è una struttura densa e lassa con filamenti fini per attacchi cellulari e buchi dove le cellule di tipo II possono penetrare.
La CBM ha un aspetto a rete e si fonde con l'ABM in alcune posizioni in una singola struttura sottile.
Dove queste strutture si uniscono in aree più sottili, la barriera allo scambio di gas diventa minima.
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