Альвеолы легких

Альвеолы легких представляют собой пузыревидные выросты, непосредственно на базе которых и происходит газообмен. Альвеолы возникают в ходе эволюции как прогрессивное образование у пресмыкающихся животных. Изначально количество альвеол было невелико. У птиц они дополняются бронхами, а легкие приобретают складчатую структуру. У млекопитающих вся площадь поверхности легких является альвеолярной, а бронхи многократно разветвляются, образуя более мелкие сосуды. Это дает массу преимуществ: увеличивает площадь поверхности для поглощения кислорода и выделения углекислого газа, сами легкие становятся более компактным, возрастает эффективность газообмена в малом круге кровообращения.

Альвеолы легких

Альвеолы легких

Легкие человека содержат более 700 миллионов альвеол. Они имеют общую площадь приблизительно 80 кв м. Толщина клеточного слоя составляет всего 0.1-0.2 мкм. Это достигается за счет уплощения клеток, выстилающих альвеолу. Они носят название альвеоциты. Выделяют большие и дыхательные альвеоциты. Сам пузырек разделен перегородками, которые поддерживают его форму и представляют собой соединительно-тканные волокна с густой сетью кровеносных сосудов. Альвеоциты являются промежуточным звеном в газообмене между капиллярами перегородки и воздухом альвеол.

Дыхательные клетки непосредственно участвуют в газообмене, а большие выделяют специальное вещество суфрактант. Оно играет огромную роль в процессе дыхания. Суфрактант создает в альвеоле определенное поверхностное натяжение, которое препятствует ее опадению и слипанию. Кислород усваивается альвеоцитами после того, как он раствориться в суфрактанте. При его отсутствии, например у недоношенных детей (особенно, родившихся до 26 недели), процесс дыхания становится невозможным, что может стать причиной гибели ребенка. Суфрактант состоит на 90% из жиров и на 10% из белков. Поэтому часто люди, сидящие на «безжировой» диете, страдают гипоксией — кислородной недостаточностью, которая может привести к необратимым изменениям.

Альвеолы легких под микроскопом

Альвеолы легких под микроскопом

В альвеолярной стенке также находятся клетки иммунной системы — макрофаги. Их присутствие необходимо на случай наличия во вдыхаемом воздухе инфекционного агента. Макрофаги — крупные тканевые клетки, которые обладают уникальной способностью «сканировать» все структуры организма и различать среди них чужеродные. При проникновении вируса или бактерии в легкие макрофаг помечает их специальной меткой, которая означает, что их необходимо уничтожить. Этим занимаются уже другие клетки — так называемые, Т-киллеры. Некоторые макрофаги обладают способностью мигрировать в просвет альвеол и поглощать суфрактант.

Альвеолы наполнены газовой смесью. Ее состав отличается постоянством, и при спокойном дыхании обновляется только на 1/7 часть. Газообмен происходит из-за разницы парциального давления в капилляре и воздушной среде альвеолы. На один капилляр приходится 2-3 альвеолы. Кислород воздуха имеет давление 106 мм рт. ст., а в венах — 40 мм рт. ст. Таким же способом происходит обмен углекислым газом между артериолами и внешней средой. Кислород растворяется в суфрактанте, проникает в альвеоциты, а оттуда — в кровяное русло. Диаметр капилляра настолько мал, что эритроциты (клетки крови, переносящие кислород) с трудом протискиваются в узкий канал. Вследствие этого, площадь соприкосновения эритроцита и стенки сосуда является максимальной, что в свою очередь повышает скорость и эффективность газообмена.