Структура газообменной зоны. Поток газа в воздухоносных путях

Структура газообменной зоны

 

Газообменная зона должна обеспечивать эффективную диффузию кислорода и двуокиси углерода через альвеолярную и капиллярную стенки. Она должна под­держивать обмен газов на протяжении всей жизни и выдерживать механические воздействия, сопровождающие расправление и спадение легких, а также влияние легочного кровотока. Расположение сосудистого эндотелия и альвеолярного эпите­лия в опорной соединительнотканной строме, по-видимому, идеально удовлетворя­ет этим требованиям (рис. 1-5).

Альвеолярный эпителий состоит из двух типов клеток: плоских выстилающих (I тип) и секреторных (II тип). Клетки первого типа, хотя и значительно меньшие по количеству, занимают до 95 % площади альвеолярной поверхности. Клетки второго типа продуцируют и секретируютсурфактант, состоящий из протеинов и фосфо-липидов. Он распределяется по альвеолярной поверхности и снижает поверхност­ное натяжение (гл. 2). Эндотелий капилляров также состоит из слоя плоских высти­лающих клеток, располагающихся на эндотелиальной базальной мембране. В части альвеол базальные мембраны эпителия и эндотелия спаяны друг с другом, что созда­ет сверхтонкий барьер для обмена газов (гл. 9). В отличие от тесного контакта сосед­них эпителиальных клеток, образующих непроницаемый барьер, соединения между эндотелиальными клетками довольно слабые, что позволяет воде и растворенным в ней веществам перемещаться между плазмой и интерстициалъным пространством. Последнее представляет собой область между эпителиальной и эндотелиальной базальными мембранами (гл. 14).

В интерстиции представлены различные типы клеток, включая макрофаги и лимфоциты, играющие важную роль в защите организма. Функции этих клеток бо­лее детально рассматриваются в главе 7.

Рис 1-5 Альвеолярно-капиллярная мембрана. Показаны две прилегающие друг к другу альвеолы. Слияние (шальных слоев мембраны эпителиальной клетки I типа (ЕР) и эндотелиальной клетки (EN) вблизи Альвеолы₁ создает сверхтонкий барьер для диффузии кислорода и двуокиси углерода между альвеолярным пространством и капилляром. Вблизи Альвеолы₂ эпителиальная и эндотелиальная клетки разделены интерстициальным пространством. Интерстициальнное пространство является потенциальным местом скопления жидкости (фотография представлена G. G. Pietra, M. D. )

 

Поток газа в воздухоносных путях

 

Воздухоносные пути, как система дихотомически ветвящихся трубок, пред­ставляют собой довольно сложный путь для движения газа к газообменным зонам и обратно. Хотя диаметр каждой дочерней ветви меньше диаметра родительского ВП, от которого она берет начало, общая площадь поперечного сечения каждой последу­ющей генерации ВП возрастает из-за значительного увеличения общего количе­ства ВП (рис. 1-6).

Рис. 1-6. Общая площадь поперечного сечения в зависимости от генерации ВП. Несмотря на то, что площадь поперечного сечения отдельного ВП уменьшается с каждой последующей генерацией, общая площадь поперечного сечения ВП возрастает из-за увеличения их количества. (По: Wcibcl К. R. Design of the airways and blood vessels considered as branching trees. In: Crystal R. G., West J. В., eds. The Lung: Scientific Foundations. New York: Raven Press, 1991: 717. )

 

В легком человека диаметр ВП каждой генерации может быть рассчитан соглас­но следующему уравнению:

d(z) = d₀ x 2^-Z/3, [1-1]

где: d(z) - диаметр ВП генерации " Z",

d₀ - диаметр трахеи (ВП генерации " 0" ).

 

На рис. 1 -7 показана средняя величина диаметра каждой генерации ВП человека.

Факторы, определяющие скорость и характер воздушного потока в проводя­щих путях, включая их диаметр, обсуждаются в главе 2. Поскольку общая площадь поперечного сечения ВП возрастает в каждой последующей генерации, объемная скорость потока фактически снижается. В итоге, на уровне дыхательных бронхиол движение газа происходит за счет диффузии (гл. 9), а не конвекции, т. е. поступательного движения воздуха.

 

Рис 1-7 Зависимость среднего диаметра ВП от порядкового номера генерации. Диаметр отдельно­го ВЦ уменьшается последовательно в каждой генерации. Диаметр ВП от крупных бронхов до уровня терминальных бронхиол может быть предсказан, если известен диаметр трахеи (d₍₁). (По: llaefeli-Bleuer В., Weihel E. R. Morphoinetry of the human pulmonary acinus. Anat. Rec, 220: 413, 1988. )

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: