Зміст
Альвеоли є важливою частиною дихальної системи, функцією якої є обмін молекулами кисню та вуглекислого газу до крові та з неї. Ці крихітні повітряні мішечки у формі повітряної кулі сидять у самому кінці дихального дерева і розташовані скупченнями в легенях.
Структура
Альвеоли - це крихітні балоноподібні структури і є найменшим проходом у дихальній системі. Альвеоли мають товщину лише в одну клітину, що дозволяє відносно легко проходити кисню та вуглекислому газу (СО2) між альвеолами та кровоносними судинами, званими капілярами.
Один кубічний міліметр легеневої тканини містить близько 170 альвеол. Хоча загальна кількість може варіюватися від однієї людини до іншої, в легенях людини буквально мільйони, що займають площу приблизно 70 квадратних метрів.
Клітини альвеол
Альвеоли складаються з двох різних типів клітин, які виконують різні функції:
- Пневмоцити I типу - це клітини, які відповідають за обмін кисню та вуглекислого газу.
- Пневмоцити II типу виконують дві важливі функції. Вони відповідають за усунення пошкоджень альвеолярної оболонки, а також виділяють сурфактант.
У альвеолах також є багато імунних клітин, відомих як альвеолярні макрофаги. Макрофаги по суті є "сміттєвозами" імунної системи, і вони фагоцитують або "їдять" сміття, з якими вони стикаються. Вони відповідають за очищення частинок, які не потрапляють у вії або слиз у верхніх дихальних шляхах, а також від мертвих клітин та бактерій.
Функція
Альвеоли - це кінцева точка дихальної системи, яка починається, коли ми вдихаємо повітря в рот або ніс. Багате киснем повітря рухається вниз по трахеї, а потім через правий або лівий бронх в одне з двох легенів. Звідти повітря спрямовується через все менші та менші ходи, які називаються бронхіолами, повз альвеолярну протоку, поки остаточно не потрапляє в окрему альвеолу.
Альвеоли вистелені шаром рідини, відомим як ПАР, який підтримує форму і поверхневий натяг повітряного мішка. Підтримуючи поверхневий натяг, збільшується площа поверхні, через яку можуть проходити молекули кисню та СО2.
Саме на цьому з’єднанні молекули кисню дифундують через одну клітину в альвеолі, а потім одну клітину в капілярі, щоб потрапити в кров. У той же час молекули вуглекислого газу, побічний продукт клітинного дихання, дифундують назад в альвеоли, де виводяться з організму через ніс або рот.
Дифузія кисню від альвеол до капілярів відбувається, оскільки концентрація кисню в капілярах нижча. Подібним чином вуглекислий газ дифундує від капілярів до альвеол, де концентрація вуглекислого газу нижча.
Під час вдиху альвеоли розширюються, оскільки негативний тиск у грудях створюється скороченням діафрагми. Під час видиху альвеоли віддаляються (пружинять назад), коли діафрагма розслабляється.
Пов’язані умови
Існує ряд захворювань, які можуть безпосередньо впливати на альвеоли (які ми називаємо альвеолярними захворюваннями легенів). Ці захворювання можуть спричинити запалення альвеол і рубців або заповнити їх водою, гноєм або кров’ю.
На додаток до пошкоджень, спричинених запаленням або інфекцією в альвеолах, правильна робота залежить від того, як організм підтримує баланс між перенапруженням та недоінфляцією альвеол:
- Перенапруження: Наявність здорової системи підтримки сполучної тканини необхідна для запобігання надмірному розтяганню альвеол. Прикладом травми, яка може призвести до надмірного розтягування, є механічна вентиляція легенів (дихання через респіратор).
- Порушення функції сурфактанта: Поверхнево-активна речовина запобігає повністю руйнуванню альвеол між вдихами. Щоб зрозуміти, чому це важливо, ви можете уявити, як легше підірвати повітряну кулю, яка була частково надута відносно підірвання повністю зруйнованої повітряної кулі. Такі захворювання, як ХОЗЛ, респіраторний дистрес-синдром у немовлят, астма, інтерстиціальний фіброз, а також деякі генетичні захворювання можуть спричинити дисфукцію сурфактанту, що призводить до колапсу альвеол.
Серед станів, що вражають альвеоли:
Емфізема
Емфізема - це стан, при якому запалення в легенях викликає розширення і руйнування альвеол. На додаток до втрати альвеол, клітинні стінки повітряних мішків, які залишаються, починають тверднути і втрачати свою еластичність. Це ускладнює витіснення повітря з легенів (стан, який називається захопленням повітря).
Захоплення повітря пояснює, чому видих, а не вдих, як правило, важчий у людей з емфіземою. Ця нездатність вигнати повітря призводить до подальшого розширення альвеол та збільшення втрати функції.
Пневмонія
Пневмонія - це інфекція, яка запалює альвеоли в одній або обох легенях і може призвести до заповнення повітряних мішків гноєм.
Туберкульоз
Туберкульоз - це інфекційне бактеріальне захворювання, що характеризується розростанням вузликів у тканинах легенів. Хвороба в першу чергу вражає альвеоли під час вдихання бактерій, викликаючи утворення гною в повітряних мішках.
Бронхіолоальвеолярна карцинома (BAC)
Бронхіолоальвеолярна карцинома (БАК) є формою раку легенів, яка зараз вважається підтипом аденокарциноми легенів. Ці ракові захворювання почати в альвеолах і часто виявляються дифузно в одному або обох легенях.
На відміну від багатьох видів раку, які поширюються через лімфатичну систему та / або кров’яне русло у віддалені ділянки тіла, BAC поширюється переважно через дихальні шляхи (аерогенні метастази) в інші відділи легенів.
Гострий респіраторний дистрес-синдром (ГРДС)
Гострий респіраторний дистрес-синдром (ГРДС) - це небезпечний для життя стан легенів, який перешкоджає надходженню кисню до легенів, оскільки рідина починає накопичуватися в альвеолах. ГРДС часто зустрічається у важких хворих.
Респіраторний дистрес-синдром (РДС)
Респіраторний дистрес-синдром (РДС) спостерігається у недоношених дітей, тіла яких ще не утворили достатньо поверхнево-активної речовини, щоб вистилати альвеоли, а отже, доступна менша площа поверхні для обміну кисню та вуглекислого газу.
Набряк легенів
Набряк легенів - це стан, спричинений надлишком рідини в легенях, яка накопичується в альвеолах і може призвести до дихальної недостатності.
Альвеолярний протеїноз
Легеневий альвеолярний протеїноз - рідкісне захворювання, при якому білки накопичуються в альвеолах. Це найчастіше аутоімунний стан, який спостерігається у дорослих у віці від 20 до 50 років, але може також виникати як вроджений стан (від народження).
Куріння
Як єдиний фактор ризику захворювання легенів, тютюновий дим впливає на дихальні шляхи на всіх рівнях. Сюди входять альвеоли.
Альвеоли складаються з колагену та еластину, які забезпечують мішечкам їх еластичність. Куріння пошкоджує їх обох, внаслідок чого мішечки тверднуть і потовщуються. Куріння також активно розширює судини, перешкоджаючи обміну киснем і СО2.
Сигаретний дим також впливає на роботу альвеол, завдаючи шкоди аж до молекулярного рівня. Це порушує здатність нашого організму самовідновлюватися, як це могло б відбутися після інфекції або травми. Таким чином, пошкодженню альвеол дозволяється безперешкодно прогресувати, оскільки легені постійно піддаються дії токсичних випарів.
Слово з дуже добре
Альвеоли забезпечують одну з найважливіших функцій, які виконує наш організм. Вони є воротами, через які кисень потрапляє в кров, і основним способом виходу з організму деяких відходів метаболізму (вуглекислого газу).
Захворювання, що вражають альвеоли, можуть спричинити зменшення надходження кисню до тканин нашого тіла, а отже, і пошкодження (внаслідок гіпоксії) кожного головного органу.
Фізіологія, як працює дихання