Desain Struktural Batang Saluran Napas Pada Manusia
Saluran Napas Pada Manusia – Hirarki saluran udara yang membelah, dan sebagian juga dari pembuluh darah yang menembus paru-paru, sebagian besar menentukan struktur paru internal.
Secara fungsional, sistem jalan nafas intrapulmoner dapat dibagi lagi menjadi tiga zona, zona proksimal, konduktor murni, zona periferal, zona pertukaran gas murni, dan zona transisi di antaranya, di mana kedua fungsi saling menilai satu sama lain.
Dari sudut pandang morfologis, bagaimanapun, masuk akal untuk membedakan tabung yang relatif tebal, murni yang mengalirkan udara dari cabang-cabang pohon saluran udara yang dirancang secara struktural untuk memungkinkan pertukaran gas.
Desain struktural pohon jalan nafas penting secara fungsional karena pola percabangan berperan dalam menentukan aliran udara dan pengendapan partikel.
Dalam pemodelan pohon jalan nafas manusia, secara umum disepakati bahwa saluran udara bercabang sesuai dengan aturan dikotomi yang tidak teratur. Dikotomi reguler berarti bahwa setiap cabang dari struktur mirip pohon menimbulkan dua cabang anak perempuan dengan dimensi yang sama.
Namun, dalam dikotomi yang tidak teratur, cabang-cabang anak perempuan mungkin sangat berbeda panjang dan diameternya. Model menghitung jalur rata-rata dari trakea ke pinggiran paru-paru sebagai terdiri dari sekitar 24-25 generasi cabang. Namun, jalur individual dapat berkisar dari 11 hingga 30 generasi.
Transisi antara bagian konduktif dan pernapasan pada jalan napas terletak rata-rata pada akhir generasi ke-16, jika trakea dihitung sebagai generasi 0. Saluran udara konduksi terdiri dari trakea, dua batang bronkus, bronkus, dan bronkiolus. . Fungsi mereka adalah untuk lebih menghangatkan, melembabkan, dan membersihkan udara yang diilhami dan mendistribusikannya ke zona pertukaran gas paru-paru.
Mereka dibatasi oleh epitel pernapasan khas dengan sel bersilia dan banyak sel piala yang mensekresi lendir. Sel bersilia hadir jauh di bawah di pohon jalan nafas, tingginya menurun dengan penyempitan tabung, seperti halnya frekuensi sel piala. Pada bronkiolus, sel piala sepenuhnya diganti oleh jenis sel sekretori lain bernama sel Clara.
Epitel ditutupi oleh lapisan cairan dengan viskositas rendah, di mana silia mengerahkan irama irama yang disinkronkan dan diarahkan keluar. Pada saluran udara yang lebih besar, lapisan cairan ini ditutup oleh selimut lendir dengan viskositas tinggi.
Lapisan lendir terseret oleh aksi siliaris dan membawa partikel-partikel yang disadap menuju faring, tempat mereka ditelan. Desain ini dapat dibandingkan dengan sabuk konveyor untuk partikel, dan memang mekanisme ini disebut sebagai eskalator mukosiliar.
Sedangkan cincin atau pelat tulang rawan memberikan dukungan untuk dinding trakea dan bronkus, dinding bronkiolus, tanpa tulang rawan, memperoleh stabilitasnya dari integrasi strukturalnya ke dalam jaringan pertukaran gas.
Generasi saluran napas murni murni terakhir di paru-paru adalah bronkiolus terminal. Secara distal, struktur jalan nafas sangat diubah oleh penampilan outpouchings seperti cuplike dari dinding. Ini membentuk kamar udara kecil dan merupakan alveoli penukar gas pertama di jalur napas.
Di alveoli, epitel pernapasan memberi jalan ke lapisan lapisan yang sangat datar yang memungkinkan pembentukan penghalang udara-darah tipis. Setelah beberapa generasi (Z) bronkiolus pernafasan seperti itu, alveolinya sangat padat di sepanjang jalan napas sehingga dinding jalan napas tidak ada; jalan nafas terdiri dari saluran alveolar. Generasi terakhir dari pohon jalan nafas berakhir secara membabi buta di kantung alveolar.
Paru-paru
Anatomi
Paru-paru dibagi menjadi dua bagian yang sedikit tidak sama, paru-paru kiri dan paru-paru kanan, yang menempati sebagian besar ruang intratoraks. Ruang di antara mereka diisi oleh mediastinum, yang sesuai dengan ruang jaringan ikat yang mengandung jantung, pembuluh darah utama, trakea dengan batang bronkus, kerongkongan, dan kelenjar timus. Paru-paru kanan mewakili 56 persen dari total volume paru-paru dan terdiri dari tiga lobus, lobus superior, tengah, dan inferior, dipisahkan satu sama lain oleh celah horizontal yang dalam dan miring.
Paru-paru kiri, volumenya lebih kecil karena posisi jantung yang asimetris, hanya memiliki dua lobus yang dipisahkan oleh fisura miring. Di dada, kedua paru-paru beristirahat dengan pangkalan mereka di diafragma, sementara apeks mereka memanjang di atas tulang rusuk pertama. Secara medial, mereka terhubung dengan mediastinum di hilum, daerah terbatas di mana saluran udara, darah dan pembuluh limfatik, dan saraf memasuki atau meninggalkan paru-paru.
Bagian dalam rongga toraks dan permukaan paru-paru ditutupi dengan membran serosa, masing-masing pleura parietal dan pleura visceral, yang berada dalam kontinuitas langsung di hilus. Bergantung pada struktur yang berdekatan, pleura parietal dapat dibagi menjadi tiga bagian: pleura mediastinum, kosta, dan diafragma.
Permukaan paru-paru yang menghadap ke daerah pleura dinamai demikian, karena bentuk paru-paru ditentukan oleh bentuk rongga pleura. Karena adanya ceruk pleura, yang membentuk semacam ruang cadangan, rongga pleura lebih besar dari volume paru-paru.
Selama inspirasi, ceruk sebagian dibuka oleh paru-paru yang mengembang, sehingga memungkinkan paru-paru untuk menambah volumenya. Meskipun hilum adalah satu-satunya tempat di mana paru-paru diamankan ke struktur sekitarnya, paru-paru dipertahankan dalam posisi dekat dengan dinding toraks oleh tekanan negatif antara pleura visceral dan parietal.
Lapisan tipis cairan ekstraseluler di antara pleura memungkinkan paru-paru bergerak dengan lancar di sepanjang dinding rongga saat bernafas. Jika selaput serosa menjadi meradang (radang selaput dada), gerakan pernapasan bisa terasa menyakitkan. Jika udara memasuki rongga pleura (pneumotoraks), paru-paru segera runtuh karena sifat elastis yang melekat, dan pernapasan dihapuskan di sisi ini.
Segmen Paru
Lobus paru dibagi lagi menjadi unit yang lebih kecil, segmen paru. Ada 10 segmen di paru-paru kanan dan, tergantung pada klasifikasi, delapan hingga 10 segmen di paru-paru kiri. Tidak seperti lobus, segmen paru tidak dibatasi satu sama lain oleh celah tetapi oleh selaput tipis jaringan ikat yang mengandung vena dan limfatik; suplai arteri mengikuti bronkus segmental.
Ciri-ciri anatomi ini penting karena proses patologis mungkin terbatas pada unit-unit tersendiri, dan ahli bedah dapat menghilangkan segmen penyakit tunggal alih-alih seluruh lobus.
Saluran udara penghantar intrapulmoner: bronkus dan bronkiolus
Pada bronkus intrapulmoner, cincin tulang rawan bronkus batang digantikan oleh pelat tulang rawan yang tidak teratur; selanjutnya, lapisan otot polos ditambahkan antara mukosa dan tunik fibrocartilaginous.
Bronkus diselubungi oleh lapisan jaringan ikat longgar yang kontinu dengan elemen jaringan ikat lainnya dari paru-paru dan karenanya merupakan bagian dari kerangka fibrosa yang membentang paru-paru dari hilus ke kantung pleura. Lapisan fibrosa luar ini mengandung, selain limfatik dan saraf, pembuluh bronkial kecil untuk memasok darah ke dinding bronkial dari sirkulasi sistemik.
Bronkiolus adalah saluran udara konduksi kecil dengan diameter mulai dari tiga hingga kurang dari satu milimeter. Dinding bronkiolus tidak memiliki tulang rawan dan kelenjar seromukosa. Lumen mereka dibatasi oleh epitel kuboid sederhana dengan sel bersilia dan sel Clara, yang menghasilkan sekresi kimia yang tidak jelas.
Dinding bronkiolar juga mengandung lapisan sel otot polos yang berkembang dengan baik, yang mampu mempersempit jalan napas. Kejang otot yang abnormal ini menyebabkan gejala klinis asma bronkial.
Wilayah pertukaran gas
Wilayah pertukaran gas terdiri dari tiga kompartemen: udara, darah, dan jaringan. Sementara udara dan darah terus menerus diisi ulang, fungsi kompartemen jaringan ada dua: ia menyediakan kerangka kerja pendukung yang stabil untuk kompartemen udara dan darah,
dan memungkinkan mereka untuk melakukan kontak dekat satu sama lain (dengan demikian memfasilitasi pertukaran gas) sambil menjaga mereka tetap terbatas. Gas pernapasan berdifusi dari udara ke darah, dan sebaliknya, melalui 140 meter persegi luas permukaan internal kompartemen jaringan.
Jaringan pertukaran gas yang tepat disebut parenkim paru, sedangkan struktur suplai, saluran udara konduktif, limfatik, dan pembuluh darah non-kapiler milik non-parenkim.
Wilayah pertukaran gas dimulai dengan alveoli generasi pertama bronkiolus pernapasan. Secara distal, frekuensi pengeluaran alveolar meningkat dengan cepat, sampai setelah dua sampai empat generasi bronkiolus pernafasan, seluruh dinding dibentuk oleh alveoli.
Saluran udara kemudian disebut saluran alveolar dan, pada generasi terakhir, kantung alveolar. Rata-rata, paru-paru manusia dewasa memiliki sekitar 480 juta alveoli. Mereka adalah struktur polihedral, dengan diameter sekitar 250 hingga 300 μm (1 μm = 0,000039 inci), dan terbuka di satu sisi, di mana mereka terhubung ke saluran napas.
Dinding alveolar, yang disebut septum interalveolar, adalah umum untuk dua alveoli yang berdekatan. Ini berisi jaringan padat kapiler, yang terkecil dari pembuluh darah, dan kerangka serat jaringan ikat. Sistem serat terjalin dengan kapiler dan khususnya diperkuat pada cincin pintu masuk alveolar.
Kapiler dilapisi oleh sel endotel yang datar dengan ekstensi sitoplasma yang tipis. Septum interalveolar ditutupi di kedua sisi oleh sel-sel epitel alveolar. Tipe sel skuamosa yang tipis, tipe I pneumocyte, mencakup antara 92 dan 95 persen permukaan pertukaran gas; tipe sel kedua, lebih berbentuk kuboid, tipe II pneumocyte, meliputi permukaan yang tersisa.
Sel tipe I membentuk, bersama dengan sel endotel, penghalang udara-darah tipis untuk pertukaran gas; sel tipe II adalah sel sekretori. Pneumosit tipe II menghasilkan bahan pereduksi tegangan-permukaan, surfaktan paru, yang menyebar pada permukaan alveolar dan mencegah ruang-ruang kecil alveolar dari kolaps.
Sebelum dilepaskan ke udara, surfaktan paru disimpan dalam sel tipe II dalam bentuk badan pipih. Butiran ini adalah fitur ultrastruktural mencolok dari jenis sel ini. Di atas epitel, makrofag alveolar merayap di dalam cairan surfaktan. Mereka adalah sel besar, dan sel tubuh mereka penuh dengan butiran dari berbagai konten, sebagian materi asing yang mungkin telah mencapai alveoli, atau puing-puing sel yang berasal dari kerusakan sel atau kematian sel normal.
Pada akhirnya, makrofag alveolar berasal dari sumsum tulang, dan tugas mereka adalah menjaga penghalang udara-darah bersih dan tidak terhalang. Ruang jaringan antara endotelium kapiler dan lapisan epitel ditempati oleh interstitium. Ini mengandung jaringan ikat dan cairan interstitial.
Jaringan ikat terdiri dari sistem serat, zat tanah amorf, dan sel (terutama fibroblas), yang tampaknya diberkahi dengan sifat kontraktil. Fibroblast dianggap mengendalikan aliran darah kapiler atau, sebagai alternatif, untuk mencegah akumulasi cairan ekstraseluler dalam septa interalveolar.
Jika karena alasan tertentu keseimbangan cairan halus dari jaringan paru terganggu, kelebihan cairan menumpuk di jaringan paru-paru dan di dalam ruang udara. Kondisi patologis ini disebut edema paru. Sebagai akibatnya, gas pernapasan harus berdifusi melintasi jarak yang lebih jauh, dan berfungsinya paru-paru dengan benar sangat terancam.
View More :