Альвеолы¶

Альвеолы — это концевой отдел респираторного тракта лёгких, представляющий собой микроскопические пузырьки, открывающиеся в просвет респираторных бронхиол, альвеолярных ходов и мешочков. Основная функция альвеол — обеспечение газообмена между вдыхаемым воздухом и кровью лёгочных капилляров. Альвеолы являются структурно-функциональной единицей лёгких, их совокупность образует альвеолярное дерево.

¶Строение

Альвеолы имеют форму многогранных пузырьков диаметром от 150 до 300 мкм. Стенка альвеолы состоит из трёх основных компонентов:

• Эпителий — однослойный плоский эпителий, выстилающий внутреннюю поверхность альвеолы. В его составе выделяют два основных типа клеток:
• Пневмоциты I типа (респираторные эпителиоциты) — плоские клетки, через которые происходит газообмен. Они занимают около 95–97 % поверхности альвеолы. Толщина их цитоплазмы составляет 0,1–0,2 мкм.
• Пневмоциты II типа (секреторные эпителиоциты) — кубические клетки, расположенные в углублениях стенки. Они синтезируют и секретируют сурфактант — поверхностно-активное вещество, снижающее поверхностное натяжение в альвеолах и предотвращающее их спадение (ателектаз) на выдохе. Пневмоциты II типа также участвуют в регенерации альвеолярного эпителия.
• Базальная мембрана — тонкая прослойка соединительной ткани, на которой расположен эпителий. В местах газообмена базальная мембрана эпителия сливается с базальной мембраной эндотелия капилляров, образуя аэрогематический барьер.
• Интерстиций — пространство между базальными мембранами эпителия и эндотелия, содержащее коллагеновые и эластические волокна, фибробласты, макрофаги и другие клетки соединительной ткани. Эластические волокна обеспечивают растяжение и спадение альвеол при дыхании.

¶Аэрогематический барьер

Газообмен происходит через аэрогематический барьер (или респираторную мембрану), который состоит из следующих слоёв (от воздуха к крови):

1. Слой сурфактанта.
2. Цитоплазма пневмоцита I типа.
3. Слитые базальные мембраны эпителия и эндотелия.
4. Цитоплазма эндотелиоцита капилляра.

Общая толщина барьера составляет 0,4–1,5 мкм. Такая минимальная толщина обеспечивает высокую скорость диффузии газов.

¶Классификация

В зависимости от расположения и строения различают:

• Альвеолы респираторных бронхиол — единичные альвеолы, открывающиеся в стенку респираторной бронхиолы.
• Альвеолярные ходы — протоки, стенки которых полностью образованы альвеолами.
• Альвеолярные мешочки — слепые концевые расширения альвеолярных ходов, также состоящие из альвеол.

Совокупность альвеол, относящихся к одной респираторной бронхиоле, образует ацинус — структурно-функциональную единицу лёгкого.

¶Функции

Основная функция альвеол — газообмен между атмосферным воздухом и кровью. Кислород диффундирует из альвеолярного воздуха в кровь лёгочных капилляров, а углекислый газ — из крови в альвеолы. Процесс происходит пассивно по градиенту концентраций.

Дополнительные функции альвеол:

• Участие в водном обмене — через альвеолы испаряется часть воды, что способствует терморегуляции.
• Метаболическая функция — в пневмоцитах II типа и альвеолярных макрофагах происходит синтез и разрушение некоторых биологически активных веществ (сурфактант, ангиотензинпревращающий фермент, простагландины).
• Защитная функция — альвеолярные макрофаги (пылевые клетки) фагоцитируют частицы пыли, микроорганизмы и другие инородные агенты, попавшие в дыхательные пути.

¶Кровоснабжение и иннервация

Кровоснабжение альвеол осуществляется из системы лёгочной артерии (малый круг кровообращения). Капиллярная сеть, оплетающая альвеолы, является одной из самых густых в организме: площадь капиллярного русла лёгких составляет около 70–100 м². Венозная кровь от альвеол собирается в лёгочные вены.

Иннервация альвеол осуществляется ветвями блуждающего нерва (парасимпатическая) и симпатического ствола. Чувствительные нервные окончания реагируют на растяжение лёгочной ткани (рецепторы растяжения) и на химические раздражители (хеморецепторы).

¶Развитие в онтогенезе

У человека альвеолы начинают формироваться на 20–24-й неделе внутриутробного развития. К моменту рождения в лёгких содержится около 20–30 миллионов альвеол. После рождения количество альвеол увеличивается, достигая 300–500 миллионов к 5–8 годам жизни. Дальнейший рост лёгких происходит за счёт увеличения размеров уже существующих альвеол. У взрослого человека общая площадь поверхности альвеол составляет 70–100 м².

¶Заболевания

Поражения альвеол встречаются при многих заболеваниях лёгких:

• Пневмония — воспаление альвеол, вызванное бактериями, вирусами или грибами. Сопровождается заполнением альвеол экссудатом.
• Альвеолит — воспаление альвеолярной стенки (интерстиция). Различают экзогенный аллергический альвеолит (например, «лёгкое фермера»), токсический фиброзирующий альвеолит и идиопатический фиброзирующий альвеолит.
• Эмфизема лёгких — патологическое расширение альвеол с разрушением их стенок. Приводит к снижению площади газообмена и ухудшению эластичности лёгких.
• Ателектаз — спадение альвеол, вызванное нарушением продукции сурфактанта (например, у недоношенных детей — респираторный дистресс-синдром новорождённых) или сдавлением лёгкого извне.
• Отёк лёгких — накопление жидкости в интерстиции и просвете альвеол при сердечной недостаточности или токсических поражениях.
• Рак лёгкого — альвеолярный (бронхиолоальвеолярный) рак развивается из клеток альвеолярного эпителия.

¶Интересные факты

• Общая площадь поверхности альвеол у взрослого человека сопоставима с площадью теннисного корта.
• Каждая альвеола оплетена сетью капилляров, содержащей около 1000 капиллярных сегментов.
• Сурфактант, вырабатываемый пневмоцитами II типа, начинает синтезироваться у плода только на 24–28-й неделе беременности. Недостаток сурфактанта у глубоко недоношенных детей является основной причиной респираторного дистресс-синдрома.
• Альвеолярные макрофаги способны поглощать не только микроорганизмы, но и частицы угля, табачного дыма, асбеста, что приводит к развитию профессиональных заболеваний лёгких (пневмокониозов).

¶Источники

• Атлас анатомии человека. Синельников Р. Д., Синельников Я. Р., Синельников А. Я. — М.: Новая Волна, 2020.
• Гистология, цитология и эмбриология. Под ред. Ю. И. Афанасьева, Н. А. Юриной. — М.: ГЭОТАР-Медиа, 2016.
• Физиология человека. Под ред. В. М. Покровского, Г. Ф. Коротько. — М.: Медицина, 2003.
• Пульмонология. Национальное руководство. Под ред. А. Г. Чучалина. — М.: ГЭОТАР-Медиа, 2016.
• Патологическая анатомия. Струков А. И., Серов В. В. — М.: ГЭОТАР-Медиа, 2015.