Альвеолы лёгких¶

Альвеолы — это мельчайшие пузырьковидные образования в лёгочной ткани, представляющие собой конечные отделы дыхательных путей, в которых происходит газообмен между вдыхаемым воздухом и кровью. Альвеолы относятся к анатомическим структурам респираторного отдела лёгких и составляют основную дыхательную поверхность лёгких человека. Общее число альвеол в лёгких взрослого человека оценивается в 300–500 миллионов, а суммарная площадь газообменной поверхности достигает 70–100 м².

¶Строение

Альвеолы представляют собой тонкостенные пузырьки диаметром 200–300 мкм, собранные в группы — альвеолярные ходы и альвеолярные мешочки. Стенка альвеолы состоит из нескольких слоёв:

• Альвеолярный эпителий — выстилает внутреннюю поверхность пузырька и представлен двумя типами клеток.
• Базальная мембрана — отделяет эпителий от кровеносных капилляров.
• Интерстициальная ткань — тонкий слой соединительной ткани между эпителием и капиллярами.
• Эндотелий капилляров — выстилает кровеносные сосуды, окутывающие альвеолу.

Суммарная толщина всех этих слоёв (диффузионный барьер) составляет около 0,2–0,5 мкм, что обеспечивает быстрый газообмен.

¶Клетки альвеолярного эпителия

В альвеолярном эпителии выделяют два основных типа клеток:

Пневмоциты I типа — плоские клетки, покрывающие большую часть альвеолярной поверхности. Их толщина составляет всего 0,1–0,2 мкм, что минимизирует диффузионный путь для кислорода и углекислого газа.

Пневмоциты II типа — кубические клетки, расположенные в углах альвеол. Они вырабатывают сурфактант — поверхностно-активное вещество, которое снижает поверхностное натяжение на границе воздух—жидкость и предотвращает спадение (коллапс) альвеол при выдохе.

¶Сурфактант

Сурфактант представляет собой сложную смесь фосфолипидов (преимущественно дипальмитилфосфатидилхолина) и белков. Он образует тончайшую плёнку на альвеолярной поверхности и выполняет несколько функций:

• снижение поверхностного натяния и предотвращение ателектаза;
• поддержание стабильности альвеол на разных фазах дыхания;
• участие в иммунной защите лёгких.

Недостаток сурфактанта у новорождённых приводит к респираторному дистресс-синдрому — тяжёлому состоянию, характерному для недоношенных детей.

¶Газообмен в альвеолах

Газообмен в альвеолах осуществляется посредством простой диффузии — газы перемещаются из области с более высоким парциальным давлением в область с более низким. В альвеолярном воздухе парциальное давление кислорода (PO₂) составляет около 100 мм рт. ст., тогда как в венозной крови, приходящей в лёгкие, — около 40 мм рт. ст. Этот градиент обеспечивает переход кислорода из альвеол в кровь.

Углекислый газ перемещается в обратном направлении: из крови (PO₂CO₂ ≈ 45 мм рт. ст.) в альвеолярный воздух (≈ 40 мм рт. ст.).

Скорость газообмена определяется законом Фика и зависит от:

• площади поверхности газообмена;
• толщины диффузионного барьера;
• градиента парциальных давлений;
• растворимости газов в тканях.

¶Кровоснабжение альвеол

Альвеолы окружены густой сетью лёгочных капилляров, образованных из ветвей лёгочных артерий. Кровь, поступающая в лёгкие по лёгочной артерии, обеднена кислородом и богата углекислым газом. Проходя через альвеолярные капилляры, кровь насыщается кислородом и освобождается от углекислого газа, после чего по лёгочным венам поступает в левое предсердие и далее в большой круг кровообращения.

¶Функции

Основные функции альвеол:

1. Газообмен — обеспечение поступления кислорода в кровь и выведения углекислого газа.
2. Регуляция объёма лёгких — сурфактант поддерживает эластичность лёгочной ткани.
3. Иммунная защита — альвеолярные макрофаги («пылевые клетки») уничтожают попавшие в альвеолы микроорганизмы и частицы.
4. Обмен веществ — через альвеолярную стенку проходят не только газы, но и вода, летучие вещества.

¶Патология

Повреждение альвеол лежит в основе ряда заболеваний:

• Пневмония — воспаление альвеол с накоплением экссудата.
• Эмфизема лёгких — разрушение альвеолярных перегородок, приводящее к уменьшению газообменной поверхности.
• Отёк лёгких — скопление жидкости в альвеолах.
• Острый респираторный дистресс-синдром (ОРДС) — массивное повреждение альвеолярного эпителия с развитием дыхательной недостаточности.

¶История открытия

Альвеолы были впервые описаны итальянским анатомом Марчелло Мальпиги в 1661 году, который наблюдал их в лёгких животных с помощью примитивного микроскопа. Термин «альвеолы» происходит от латинского alveolus — «маленькая ямка, лунка». В XIX веке исследования немецкого патолога Рудольфа Вирхова и других учёных уточнили роль альвеол в газообмене, а в XX веке были открыты сурфактант и механизмы его синтеза.

Источники:

• Гайтон А. К., Холл Дж. Э. «Медицинская физиология»
• Сапин М. Р., Билич Г. Л. «Анатомия человека»
• Валько А. И. «Патологическая физиология»
• Учебник «Гистология» под редакцией В. С. Романова