Альвеолы: анатомия и функции

0

Альвеолы: анатомия и функции

Что такое альвеола. Альвеолы легких

Анатомические образования, о которых пойдет речь в данной работе, входят в состав двух систем человеческого организма: дыхательной и пищеварительной. Внешне напоминающие лунки или ячейки, они имеют совершенно разное гистологическое строение и выполняют непохожие функции. В процессе эмбриогенеза развиваются из двух зародышевых листков – энтодермы и мезодермы. Это альвеолы человека. Их содержат воздухоносная ткань легких и углубления в костях верхней и нижней челюсти. Ознакомимся с этими структурами подробнее.

Внешнее строение структурных единиц легочной ткани

Легкие человека – это парные органы, занимающие почти всю полость грудной клетки и обеспечивающие поступление в клетки организма кислорода и удаление избытка углекислоты и воды. Постоянный газообмен возможен благодаря уникальному строению легочной ткани, состоящей из огромного количества микроскопических мешковидных образований. Выпячивание стенок паренхимы органов дыхания, напоминающее пчелиные соты – вот что такое альвеола. С соседними структурами она связана межальвеолярной перегородкой, состоящей из двух эпителиальных слоев, содержащих клетки плоской формы. Между ними находятся волокна коллагена и ретикулярной ткани, межклеточное вещество и капилляры. Все выше перечисленные структуры называются интерстицием. Нужно отметить, что сеть кровеносных сосудов в легких является самой большой и разветвленной в человеческом организме. Объясняется это тем, что с их помощью в альвеолах легких обеспечивается транспорт углекислого газа из венозной крови в альвеолярную полость и переход кислорода из нее в кровь.

Аэрогематический барьер

Поступившая во время вдоха порция воздуха попадает в альвеолы легких, которые собраны, подобно виноградным гроздям, на тончайших трубочках – бронхиолах. От кровотока их отделяет трехкомпонентная структура, толщиной 0,1-1,5 мкм, названная аэрогематическим барьером. В него входят мембраны и цитоплазма альвеолярных элементов, части эндотелия и его жидкое содержимое. Для лучшего понимания, что такое альвеола и каковы ее функции, нужно помнить, что диффузия газов в легких невозможна без таких структур, как межальвеолярные перегородки, аэрогематический барьер, а также интерстиций, который содержит фибробласты, макрофаги и лейкоциты. Важную функцию выполняют альвеолярные макрофаги, расположенные внутри альвеолярных перегородок и вблизи капилляров. Здесь они расщепляют вредные вещества и частицы, поступившие в легкие при вдохе. Макрофаги также могут фагоцитировать эритроциты, попавшие в альвеолярные пузырьки в случае, если у человека диагностируют сердечную недостаточность, отягощенную симптомами застоя крови в легких.

Ссылка по теме:
Как устроены органы вкуса и обоняния?

Механизм внешнего дыхания

Клетки организма обеспечиваются кислородом и освобождаются от углекислого газа благодаря крови, проходящей через капиллярную сеть альвеол. Через аэрогематический барьер в противоположные стороны непрерывно движутся кислород и диоксид углерода, высвобождаемый из карбонатной кислоты и ее солей ферментом карбоангидразой. Она находится в красных кровяных клетках. О масштабах диффузии можно судить исходя из следующих цифр: около 300 млн альвеол, образующих легочную ткань, составляют примерно 140 м 2 поверхности газообмена и обеспечивают процесс внешнего дыхания. Приведенные выше факты объясняют, что такое альвеола и какую роль она выполняет в обмене веществ нашего организма. По сути, она является главным элементом, обеспечивающим процесс дыхания.

Гистологическое строение альвеол

Рассмотрев анатомию клеток легочной ткани, остановимся теперь на их видовом разнообразии. В состав альвеолы входят два вида элементов, названные клетками I и II типа. Первые – плоской формы, способные адсорбировать частицы пыли, дыма и грязи, находящиеся во вдыхаемом воздухе. Важную функцию в них выполняют пиноцитозные пузырьки, заполненные белковым субстратом. Они уменьшают поверхностное натяжение альвеол и препятствуют их спаданию во время выдоха. Еще один элемент клеток I типа – замыкающие структуры, служащие буфером и не позволяющие межклеточной жидкости проникнуть в полость альвеолы, заполненную воздухом. Группы овальных клеток II типа имеют цитоплазму, напоминающую пену. Они обнаруживаются в альвеолярных стенках, способны к активному митозу, это и обуславливает регенерацию и рост элементов легочной ткани.

Альвеола в стоматологии

Углубление в челюсти, в котором располагается зубной корень – вот что такое альвеола. Ее стенка образована компактным веществом, имеющим вид пластинки. Она содержит остеоциты, а также соли кальция, фосфора, цинка и фтора, поэтому достаточно твердая и прочная. Пластинка прикреплена к костным балкам челюсти и имеет пародонтные тяжи в виде коллагеновых волокон. Также она обильно снабжается кровью и оплетена нервными окончаниями. После удаления зуба остается сильно выступающая стенка наружной части лунки и костной перегородки. Заживают альвеолы зубов в течение 3-5 месяцев путем образования вначале грануляционной ткани, сменяющуюся на остеоидную, а затем на зрелую костную ткань челюсти.

Ссылка по теме:
Аудиометрия. Когда нужная, виды

В стоматологии термин «альвеола» обозначает углубление в челюсти, называемое лункой, в которой находится корень зуба. Расположены на обеих челюстях человека и отвечают за нашу улыбку. В статье мы расскажем вам более подробно что это такое, где находятся верхние альвеолы, а также об их функциях и строении.

Содержание:

Что это такое

Альвеола — это зубная лунка, в которой расположен корень зуба. Альвеолы во рту человека отвечают за крепление зуба в челюсти. Без них зубки попросту выпадали бы.

  • Зубная альвеола выглядит как небольшое углубление в верхней или нижней челюстях.
  • «Alveolus» в переводе с латыни обозначает ячейку или лунку, которая в точности соответствует размеру и форме каждого конкретного зуба.
  • Ткань альвеолы не является неизменной на протяжении человеческой жизни, она постоянно меняется, в зависимости от силы воздействия на зубной ряд человека во время пережевывания пищи.
  • Внутри покрыта небольшой губчатой пластинкой, соответствующей размерам и форме зуба, именно она обеспечивает удерживание зуба на своем месте в костях челюсти.
  • Верхние альвеолы мало чем отличаются от нижних, при этом их строение и внешний вид несколько отличаются, в зависимости от формы и размеров каждого конкретного зуба.

Ту часть кости челюсти, в которой расположены альвеолы, называют альвеолярным отростком. Его формирование начинается одновременно с прорезыванием, то есть еще в младенчестве. При этом положение и функции зубов напрямую влияют на анатомию и функциональность альвеолярного отростка. После потери зубов этот отросток исчезает, поскольку исчезает необходимость в его функционировании.

Именно альвеолы участвуют в креплении зубов в костях челюсти. Без надлежащего выполнения своей основной функции человек просто не смог бы полноценно пережевывать пищу, так как при малейшей же нагрузке зубки бы выпадали.

Ссылка по теме:
Как вставить пирсинг в нос?

Прежде всего, альвеолы предназначены для того, чтобы надежно фиксировать зуб на определенном месте, не позволяя ему смещаться в сторону или выпадать из лунки. Эта функция является важнейшей, так как от нее зависит качество пережевывания пищи, а ведь именно пережевывание пищи является основной функцией зубного ряда человека. При ослаблении альвеол зубки могут начать выпадать, при этом человек в кратчайшие сроки может полностью лишиться всех своих зубов, без видимых внешних проявлениях заболевания. Вдруг они начинают шататься, смещаться в сторону, а если своевременно не отреагировать, то внешне вполне здоровый зуб может выпасть во время пережевывания пищи, и вставить его на место уже будет невозможно.

Однако, не только лишь альвеола надкостницы ответственна за фиксирование зубов в челюсти — важную роль при этом играет также периодонт. Поэтому при нарушении крепления врач рассматривает в комплексе состояние как альвеол, так и периодонта.

Различается в зависимости от формы и функциональности каждого конкретного зуба. Например, альвеолы многокорневых зубов имеют межкорневые перегородки, которые отсутствуют для однокорневых. Одна от другой отделяется специальной костной межзубной перегородкой. Те и другие перегородки по своему строению и предназначению похожи, различие составляет только длина: межкорневые перегородки более короткие, они существенно меньше длины корня.

Альвеолярный отросток состоит из:

  • наружной стенки (в зависимости от расположения может быть губной или щечной);
  • внутренней стенки (вне зависимости от расположения может быть только языковой);
  • специального губчатого вещества, в котором непосредственно расположены альвеолы с зубами.

Стенки альвеолы прочные и состоят из костных пластин, которые полностью пронизаны волокнами периодонта. При этом стенки являются пористыми и имеют небольшие микроскопические отверстия, в которых расположены кровеносные сосуды и нервные волокна. Именно поэтому альвеолы такие чувствительные.

Ссылка по теме:
Какое строение уха человека? Анатомия и функции органа слуха

Альвеолярный отросток близок к костной ткани и состоит из неорганических и органических веществ. Все промежутки, которые неизбежно образуются между альвеолами и отростком, заполнены так называемым губчатым веществом, из которого сделаны также межзубные и межкорневые перегородки.

Со временем строение альвеол претерпевает некоторые возрастные изменения, поскольку с возрастом увеличивается подвижность, стенки обнаруживают признаки резорбции, которые заметнее всего на медиальной стороне альвеол, ведь именно в этом направлении двигается зуб во время смещения в сторону при пережевывании пищи. Противоположная стенка наоборот испытывает некоторое натяжение.

Такие же изменения в строении альвеол можно обнаружить и при ортодонтическом лечении, связанным с перемещениями в зубном ряду. Стенка по направлению перемещения зуба испытывает усиленное давление, в то время как противоположная стенка испытывает натяжение, в результате чего могут появляться новообразования кости, что является нормальным явлением в данном случае.

Альвеолы: анатомия и функции

Газообмен между альвеолярным воздухом и кровью осуществляется путем диффузии. Для того чтобы такой газообмен был достаточно эффективным, необходима не только большая обменная поверхность, но и как можно меньшее диффузионное расстояние. Диффузионный барьер в лёгких полностью отвечает обоим этим условиям. Кровь лёгочных капилляров отделена от альвеолярного пространства лишь тонким слоем ткани – так называемой альвеолярно-капиллярной мембраной, образованной альвеолярным эпителием, узким интерстициальным пространством и эндотелием капилляра. Общая толщина этой мембраны не превышает 1 мкм.

Поверхностное натяжение в альвеолах. Внутренняя поверхность альвеол выстлана тонкой пленкой жидкости. В связи с этим в альвеолах действуют силы поверхностного натяжения, которые всегда возникают на поверхности раздела между газами и жидкостями и стремятся снизить величину этой поверхности. Поскольку такие силы действуют в каждой из множества альвеол, лёгкие стремятся спасться. Тщательные расчёты показывают, что, если бы альвеолы были выстланы чисто водной пленкой, в них действовали бы очень большие силы поверхностного натяжения и они были бы крайне нестабильны. На самом же деле поверхностное натяжение альвеол в 10 раз меньше, чем теоретическая величина, рассчитанная для соответствующей водной поверхности. Это связано с тем, что в альвеолярной жидкости содержатся вещества, снижающие поверхностное натяжение. Их называют поверхностно-активными веществами или сурфактантами. Снижение поверхностного натяжения происходит в результате того, что гидрофильные головки этих молекул прочно связаны с молекулами воды, а их гидрофобные окончания очень слабо притягиваются друг к другу и к другим молекулам в растворе, так что молекулы сурфактантов образуют на поверхности жидкости тонкий гидрофобный слой. Сурфактанты можно извлечь из ткани лёгких и проанализировать их химический состав. Как было показано, альвеолярная жидкость содержит смесь белков и липидов. Наибольшей поверхностной активностью из всех компонентов этой смеси обладают производные лецитина, образующиеся в альвеолярном эпителии.

Ссылка по теме:
Что такое обоняние, осязание и слух?

Сурфактанты выполняют еще одну функцию – они препятствуют спадению мелких альвеол и выходу из них воздуха в более крупные альвеолы. Согласно закону Лапласа, при данном напряжении в стенке альвеолы давление в её просвете возрастает по мере снижения радиуса, что должно было бы привести к переходу воздуха из мелких альвеол в крупные. Однако такому дестабилизирующему влиянию противодействует то, что по мере уменьшения радиуса альвеол снижается и поверхностное натяжение в них. В расширенных, сильно растянутых альвеолах оно составляет около 0,05 Н/м, а в нерастянутых в 10 раз меньше. Это связано с тем, что эффект поверхностно-активных веществ тем выше, чем плотнее располагаются их молекулы, а при уменьшении диаметра альвеол эти молекулы сближаются.

Особенности дыхательной системы человека:

1) Наличие «мёртвого» пространства: около 150 см 3 воздуха остаётся после выдоха и при повторном вдохе снова попадает в альвеолы.

2) Направление движения воздуха меняется на вдохе и выдохе, при этом половину дыхательного цикла лёгкие «не работают» по извлечению кислорода из воздуха.

3) Дыхательная система человека занимает около 5% объёма тела.

Особенности дыхательной системы птиц:

1) Наличие пяти и более пар воздушных мешков, которые входят даже в полости костей (тем самым облегчая скелет). Например, дыхательная система утки занимает 20% объёма тела, из них 2% лёгкие и 18% воздушные мешки.

2) Объём лёгкого у птиц постоянный, т.е. его не надо раздувать, совершая мышечную работу, отсутствуют поверхностно-активные вещества в сурфактанте.

3) Движение воздуха на вдохе и выдохе происходит через лёгкие, этим обеспечивается высокая эффективность извлечения кислорода.

Моделирование дыхательной системы

В области моделирования дыхательной системы имеются два типа моделей.

1. Модель с сосредоточенными параметрами – представление об упругом резервуаре, построенное на основе экспериментальных данных о свойствах лёгкого как нелинейно-упругого тела и имеющего зависимость Vлёгкого=f(рат, рвн, Sтрахеи). Рассматривают следующие величины: ра – внешнее атмосферное давление; р1 – давление внутри лёгких; р2 – давление в плевральной области; R2, R3, R4 – сопротивление потоку воздуха соответственно внутри лёгких, вне лёгких, верхних дыхательных путей.

Ссылка по теме:
Слуховая труба среднего уха

Работа с моделью осуществляется с использованием данных дыхательных тестов.

2. Модель с распределёнными параметрами – представление о дыхательной системе как многофазной сплошной среды. В объёме лёгких выделяют жидкую фазу (кровь), газообразную фазу (воздух), твёрдую фазу (стенки дыхательных путей). Тогда каждый элементарный объём среды dV рассматривается как совокупность трёх фаз, в которой невозможно выделить чёткие границы раздела фаз. Для всех фаз записываются уравнения баланса массы, импульсов и энергии, привлекаются конкретные параметры, получаемые их экспериментов и рассматриваются задачи, связанные с движением воздуха и крови, тепло-, массо- и энергообмена между фазами.

Анатомическое мёртвое пространство. Анатомическим мёртвым пространством называют объём воздухоносных путей, потому что в них не происходит газообмена. Это пространство включает носовую и ротовую полости, глотку, гортань, трахею, бронхи и бронхиолы. Объём мёртвого пространства зависит от роста и положения тела. Приближенно можно считать, что у сидящего человека объём мёртвого пространства (в миллилитрах) равен удвоенной массе тела (в килограммах). Таким образом, у взрослых он равен около 150 мл. При глубоком дыхании он возрастает, так как при расправлении грудной клетки расширяются и бронхи с бронхиолами.

Функциональное мёртвое пространство. Под функциональным (физиологическим) мёртвым пространством понимают все те участки дыхательной системы, в которых не происходит газообмена. К функциональному мёртвому пространству в отличие от анатомического относятся не только воздухоносные пути, но также и те альвеолы, которые вентилируются, но не перфузируются кровью. В таких альвеолах газообмен невозможен, хотя их вентиляция и происходит. В здоровых лёгких количество подобных альвеол невелико, поэтому в норме объёмы анатомического и функционального мёртвого пространства практически одинаковы. Однако при некоторых нарушениях функции лёгких, когда лёгкие вентилируются и снабжаются кровью неравномерно, объём второго может оказаться значительно больше объёма первого.

Ссылка по теме:
Виды иммунитета и их функции

Источники:

http://fb.ru/article/329684/chto-takoe-alveola-alveolyi-legkih
http://topdent.ru/articles/alveola.html
http://studfiles.net/preview/3496190/page:3/

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *