Какова приблизительно общая поверхность легочных пузырьков альвеол. Что такое альвеолит легких? Альвеола в стоматологии

Частота . Распространенность идиопатического фиброзирующего альвеолита составляет от 2 до 20 случаев на 100 000 населения. Частота аллергических и токсических альвеолит в группах риска (фермеры, птицеводы, работники отдельных отраслей промышленности, лица, получающие химиотерапию) достигает 10 %.

Классификация . Традиционно выделяют идиопатический фиброзирующий, экзогенный аллергический и токсический фиброзирующий альвеолит.

Причины альвеолиты легких

Причины, приводящие к развитию идиопатического фиброзирующего альвеолита, неизвестна.

Этиологическими факторами экзогенного аллергического альвеолита являются споры термофильных актиномицетов, плесень, пыль растительного и животного происхождения («легкое фермера»); белковые антигены перьев и помета птиц («легкое птицевода»); пищевые аллергены (грибы, мука, сыр, солод и другие - болезнь «работников зернохранилищ», «легкое рабочего, обрабатывающего солод», «легкое сыровара» и др.). Альвеолит может возникать также у работников фармацевтической, химической, деревообрабатывающей и текстильной промышленности.

Токсический фиброзирующий альвеолит могут вызвать цитостатики, антибиотики, сульфаниламиды, нитрофураны, хлорпропамид, бензогексоний, кордарон, анаприлин, апрессин, кислород (при длительном вдыхании) и другие лекарственные средства. Из химических веществ имеют значение раздражающие газы (аммиак, хлор, сероводород), металлы в виде паров, дымов, окислов и солей (марганец, бериллий, кадмий, ртуть, цинк), пластмассы, гербициды.

Патогенез . Механизм развития идиопатического фиброзирующего альвеолита до конца не выяснен. В результате нарушений клеточного иммунитета и продукции цитокинов развивается интерстициальное воспаление, отек и фиброз легочной ткани. При экзогенном аллергическом альвеолите происходит антигенная стимуляция и образование иммунных комплексов с последующей активацией системы комплемента, иммунным фагоцитозом и выделением лизосомальных ферментов, повреждающих легочную ткань. При токсическом альвеолите в ответ на воздействие причинных факторов развивается некроз эндотелия капилляров легких и альвеолоцитов I типа, интерстициальный отек и спадение альвеол (как следствие метаплазии альвеолоцитов II типа, вырабатывающих сурфактант).

Патоморфология . Различают десквамативный и муральный (при преобладании интерстициальных изменений) варианты идиопатического фиброзирующего альвеолита. При экзогенном аллергическом альвеолите вначале отмечается отек интерстициальной ткани легких, клеточная инфильтрация альвеол и межальвеолярных перегородок с образованием гранулем, а затем - интерстициальный фиброз без гранулем. Токсический фиброзирующий альвеолит сопровождается некрозом эндотелия легочных капилляров и альвеолоцитов I типа, отеком альвеол и межальвеолярных перегородок.

Симптомы и причины альвеолиты легких

Острое начало характеризуется лихорадкой, иногда ознобом, появляется одышка, сухой кашель. При хроническом течении постепенно нарастает одышка, сухой кашель, утомляемость, отмечается субфибрилитет.

По мере прогрессирования альвеолита при осмотре выявляются диффузный цианоз, пальцы в форме «барабанных палочек», а ногти - «часовых стекол». Над нижними отделами легких пальпаторно отмечается усиление голосового дрожания, а перкуторно - притупление перкуторного звука. При аускультации везикулярное дыхание ослаблено, а на поздних стадиях, преимущественно над нижними отделами легких, вначале выслушивается нежная, а в дальнейшем - громкая, напоминающая «треск целлофана» крепитация. Могут быть жесткое везикулярное дыхание, рассеянные сухие или влажные хрипы, акцент II тона над легочной артерией.

Острые варианты течения альвеолита могут напоминать обострение хронического бронхита или двустороннюю пневмонию.

Диагностика альвеолиты легких

При расспросе особое внимание уделяют профессиональному и аллергологическому анамнезу. Диагностике помогают данные рентгенологического обследования (диффузные, симметричные однородные или мелкоочаговые изменения преимущественно в нижних отделах легких, а на поздних стадиях - картина «сотового легкого»), компьютерной томографии, исследования ФВД (рестриктивные нарушения со снижением объемных показателей и малоизмененными скоростными показателями) и биопсии легких. Лабораторные изменения неспецифичны, характеризуются лейкоцитозом и увеличением СОЭ. При экзогенном аллергическом альвеолите может отмечаться эозинофилия.

Дифференциальная диагностика проводится с большим кругом острых и хронических заболеваний: пневмонией, бронхиолитом, поражениями легких при СБСТ и саркаидозе, альвеолярным протеинозом, ХОБЛ, амилоидозом и другими заболеваниями легких.

Прогноз . При токсическом и аллергическом альвеолите своевременное устранение причинного фактора может привести к выздоравлению. В нелеченных случаях и при идиопатическом фиброзирующем альвеолите продолжительность жизни составляет в среднем 4-6 лет.

Лечение и профилактика альвеолиты легких

При экзогенном аллергическом и токсическом альвеолите необходимо выявить и устранить причинный фактор (см. этиологию).

Медикаментозное лечение включает применение глюкокортикостероидов (преднизалон в дозе 60-80 мг/сут до достижения ремиссии). При отсутствии эффекта применяют цитостатики (циклофосфан, азотиоприн, хлорамбуцил). Лекарственная терапия эффективна лишь при отсутствии выраженного легочного фиброза.

Профилактика . Профилактика идиопатического фиброзирующего альвеолита не разработана. При экзогенном аллергическом и токсическом фиброзирующем альвеолите необходимо устранение этиологического фактора (рациональное трудоустройство, коррекция лекарственной терапии и т.п.). В рамках вторичной профилактики необходимо постоянное наблюдение пульмонолога, консультации аллерголога и профпатолога.

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 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 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.

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 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.

Альвеолит – это болезнь легких, для которой характерно поражение терминальных отделов. Воспалительный процесс ведет к образованию фиброза соединительной ткани. Такое расстройство препятствует правильному дыханию и довольно часто становится причиной кислородной недостаточности. Альвеолит легких может быть как самостоятельным заболеванием, так и проявлением иных патологий: хронического гепатита, аутоиммунного тиреоидита, саркоидоза, синдрома Шегрена, первичного билиарного цирроза печени и т. д.

В соответствии с этиологическими факторами болезнь делится на следующие виды:

Фиброзирующий идиопатический – вызывается самыми различными причинами, основной из которых является генетическая предрасположенность;
Экзогенный аллергический – возникающий в результате попадания антигенов через дыхательные органы;
Токсический альвеолит является следствием контакта с химическими компонентами.

Недуг также классифицируется в зависимости от протекания.

Острая форма

Первые симптомы болезни обнаруживаются в течение 4–12 часов. Характерными признаками являются лихорадка, сухой кашель, озноб. Форма экзогенного аллергического альвеолита обусловлена реактивностью организма, дозой попавшего раздражающего вещества и частотой контакта с этим продуктом. Анализ крови больного указывает на увеличенный уровень лейкоцитов, повышенную СОЭ. Прослушивание легких выявляет крепитацию (хрустящий звук или хрипы).

Начальная фаза идиопатического фиброзирующего альвеолита напоминает острое респираторное вирусное заболевание. Первые симптомы проявляются в виде:

лихорадки;
быстро нарастающей одышки;
мокрого кашля.

Лихорадка указывает на начинающуюся бактериальную пневмонию или становится признаком осложнения альвеолита. В других случаях развитие симптомов замедленное: отмечаются кашель со скудной мокротой, одышка, чувство стеснения в груди.

В начале токсического альвеолита появляются такие признаки, как:

сухой кашель;
повышение температуры тела.

Подобную разновидность заболевания легко устранить. Необходимо прекратить контакт с химическими веществами-провокаторами.

Хроническая форма

Дальнейшее развитие фиброзирующего альвеолита ведет к дыхательной недостаточности, повышенному давлению в малом круге кровообращения, образованию цианоза. Частым клиническим проявлением болезни у пациентов является утолщение пальцев рук. Ногти по виду напоминают стекла часов.

При несвоевременном лечении одышка обычно усиливается. Отмечаются быстрая утомляемость, резкое похудание, повышенное потоотделение, возможно кровохарканье. Альвеолит чреват развитием легочного сердца, отеком легких. Запущенная форма патологии часто приводит к неутешительному прогнозу, в том числе и к летальному исходу.

Причины альвеолита

Факторы, лежащие в основе возникновения заболевания, до конца не изучены. Предполагается, что зарождение недуга связано с попаданием в организм вируса. Аллергические реакции или токсические отравления провоцируются химическими веществами. Патологический механизм чаще всего запускается в результате:

интоксикации медикаментами или иными химическими препаратами;
курения и других пагубных привычек;
наличия такой болезни, как гепатит;
вирусных патологий;
нарушений в работе иммунной системы;
воспаления пищевода;
грибковой инфекции.

Установление причин появления болезни – дело непростое. Однако для альвеолита легких это важно, поскольку от определения механизма и точного начала заболевания зависит эффективность лечения. Чем скорее установлен диагноз, тем больше шансов на благоприятный исход болезни.

Методы диагностики

Часто пациенты не обращают внимания на симптомы альвеолита или принимают их за признаки иных заболеваний. Поэтому в число диагностических мероприятий включаются самые разные способы выявления патологии:

анализ жалоб больного, изучение условий труда и быта;
установление времени возникновения первых симптомов;
анализ клинической истории пациента;
определение подлинных причин заболевания.

В процессе диагностики врач осматривает кожные покровы человека, прослушивает дыхание на предмет шумов. Требуется исследование общего, биохимического и газового состава крови, а также лабораторное изучение мокроты, отходящей при кашле.

Аппаратные исследования включают:

рентген грудной клетки, позволяющий обнаружить нарушения в органах дыхания;
ВРКТ – проводится для более точного определения нарушений в легких, изменения размера альвеол;
спирометрию, оценивающую дыхательные функции больного;
бронхоскопию – способ, позволяющий изучить структуру органов изнутри;
биопсию – изъятие частички пораженной материи для проведения микроскопического анализа.

Дополнительно больного должен проконсультировать терапевт. Результаты диагностики позволяют врачу назначить индивидуальное лечение и разработать необходимые методические рекомендации для борьбы с недугом в домашних условиях.

Лечение

Терапия альвеолита легких полностью зависит от его вида. Медицинские процедуры желательно проводить в условиях стационара, чтобы врач мог непрерывно контролировать состояние больного. Лечение патологии должно осуществляться комплексно с включением в него правильного питания.

Препараты

Медикаментозные лекарственные средства подбираются специалистом индивидуально для каждого пациента. Для лечения идиопатического фиброзирующего альвеолита показаны глюкокортикоиды. Своевременная терапия такими лекарствами предотвращает разрастание соединительной ткани, иначе летальный исход неизбежен. Если посредством указанных медикаментов положительный результат не достигается, то их заменяют на иммунодепрессанты или «Пеницилламин». Следует отметить, что применение антибиотиков и средств народной медицины в данной ситуации абсолютно неэффективно. В любом случае лечению фиброзирующего альвеолита следует уделить максимум внимания, поскольку заболевание коварно и требует длительной терапии. Однако если начать лечебные мероприятия своевременно, то недуг можно победить.

Аналогичным образом борются с аллергическим и токсическим альвеолитом – с применением глюкокортикостероидов. Следует иметь в виду, что такие медикаменты используются лишь после исключения из жизни пациента причины заболевания. Дополнительно применяют противовоспалительный и антигистаминный препарат «Дексаметазон». Для облегчения процесса дыхания больному дают «Аминофиллин». Для поддержания всех систем организма во время лечения рекомендуется принимать витамины группы В6.

Народные методы

В терапии заболевания успешно используются препараты, приготовленные на основе рецептов, содержащих полезные травы и растения. Примером известных народных средств, предназначенных для лечения альвеолита, считаются следующие:

Тыквенный сок - не только вкусный, но и полезный напиток, предотвращающий отек легких. Употреблять его нужно по пол-литра в день. Сок снабжает организм необходимым количеством витаминов и микроэлементов, обеспечивающих укрепление иммунной системы.
Березовые почки или листья дерева. 40 г сырья заливается полулитром кипятка. Напиток настаивается в течение часа, затем выпивается в равных дозах перед едой.
Листья брусники используются в качестве антисептического средства, останавливают воспалительный процесс. 20 г сухого продукта следует измельчить, залить 300 мл кипятка. Настаивать примерно 30 минут, процедить. Полученный настой рекомендуется употребить в течение дня малыми порциями.

Лечение альвеолита дома не должно становиться приоритетным, поскольку стационарные условия отличаются высоким уровнем медицинского наблюдения, а также безопасны для больных, состояние которых может неожиданно ухудшиться.

Продолжительность жизни

Альвеолит легких - болезнь, опасная для жизни человека. Вылечить больного возможно лишь в случае, если он обратится за профессиональной врачебной помощью сразу, как только проявились первые симптомы. Прогноз не может быть утешительным, если болезнь находится на последней стадии развития. Особенно это актуально, когда речь идет об идиопатической фиброзирующей форме. При адекватном лечении люди живут с такой патологией еще примерно 4–6 лет.

Альвеолит – тяжелая болезнь, прогрессирующая в легких. Воспалительный процесс альвеол может произойти как самостоятельно, так и быть осложнением какого-то заболевания.

Причинами неприятности являются вирусы (герпес, аденовирус, гепатит С), загрязнённая экология, частый контакт с источниками аллергии и курение.

Болезнь прогрессирует при постоянном раздражении альвеолярных тканей. Воспаление становится хроническим, после чего альвеолы не могут принимать участие в дыхательных процессах.

Это заболевание распространяется на 2-20 случаев при 100 000 населении. С частотой 10% альвеолит обнаруживается у фермеров, птицеводов, работников промышленности и лиц, получающих химиотерапию.

Общеизвестными симптомами являются одышка, кашель, усложненное дыхание, цианоз и гнойные отложения в легких. Появляется сильная боль в легких, и в грудной области, точнее под лопатками (часто двусторонняя).

У пациента болят суставы и наблюдается увеличение конечностей в области ногтей. В начальном этапе одышка появляется после нагрузок, во время ходьбы по ступенькам и принятия пищи. В дальнейшем она случается даже в спокойном состоянии.

При альвеолите может наблюдаться повышение температуры, озноб, сильная боль в голове и мышцах, лихорадка, обструкция дыхательных проходов. Кашель присутствует всегда, и чаще всего – сухой. Повышается уровень выделение пота.

Только при аллергическом типе альвеолита кашель никогда не бывает сухим .

Человеку сложно дышать, повышается давление, слышно сильные хрипы внутри. Это относится к токсическому альвеолиту : у пациентов при вдохах и выдохе возникают болевые ощущения.

Лечение альвеолита

Чтобы перейти к лечению, сначала необходимо определить причины. Если начнете лечение сразу, то вам удастся избавиться от него.

Когда же вы затянули его на полгода и дольше, то не сможете остановить фиброзные процессы. Легочную ткань привести в норму шансов почти нет. Разве что врачи могут посоветовать пересадку легкого.

При остром альвеолите человек может прожить от 2-ух до 6 лет.

Альвеолит не часто становится хроническим заболеванием. После того, как вы его вылечили, симптомы и кашель будут присутствовать ещё около 3-ех лет.

Чтобы избежать развития подобной болезни, делайте профилактику .

1) Не контактируйте с аллергенами и токсическими веществами на работе.
2) Пневмотическими лекарствами пользуйтесь с осторожностью и, применяя их, следите за состоянием легких.
3) Необходима регулярная дыхательная гимнастика.
4) Те, кто переболел альвеолитом, в продолжение всей жизни должны наблюдаться у пульмонолога и ревматолога.
5) Рекомендуется исключить «неполезные» привычки, после чего отверстие парциального вида улучшится. В результате работа легких ускорится.
6) Для нормализации структуры клеток выходите на прогулки, делайте по утрам зарядку.
7) Введите в рацион продукты, в которых находятся натуральные белки, животные жиры и глюкоза. Сезонные плоды влияют на нормализацию объема легочной структуры.

Если не начнете лечение сразу, у вас есть риск получить развитие опасных осложнений в виде легочного сердца, отека легкого, сердечной недостаточности и эмфиземы легких .

Для лечения врач может назначить применение гормональных препаратов, симптоматических веществ, анальгетиков и мощных обезболивающих.

Чтобы получить 100%-ое выздоровление делайте упражнения ежедневно. Они посодействуют выделению мокроты, оптимизации метаболизма, укрепят паренхиму и все органы. Также приведут в норму количество поступления кислорода.

Упражняться требуется активно и плавно, чтобы грудная клетка могла развиваться. Настоятельно рекомендуется заняться плаванием. Чтобы не допустить проблемного отверстия, занятия дома следует делать под присмотром пульмонолога.

Лечение без вмешательства врачей требуется сочетать с приемом целительных компонентов. Это поможет выздоровлению, улучшит жизнедеятельность, обновит структуру легких.

Народные средства лечения альвеолита легких

Можно лечиться народными способами, но только при начальном этапе альвеолита.

1. Смешайте сбор таких трав в одинаковых частях: мать-и-мачеха, календула, черная бузина, подорожник, крапива, березовые листочки, тополиные и сосновые почки, плоды аниса и кориандра, корень солодки, имбирь, алтей и стручки гледичии.

Из всей смеси возьмите только ложку и залейте жидкостью, а после вскипения пусть томится еще 10 минут. Полученный настой должен поместиться в термосе.

После 8-часового отстаивания он фильтруется, затем нужно досыпать календулу, солодки и девясил (по 20 г). Принимать перед сном и обедом (за 30 мин) по 100 г полученного снадобья.

2. Измельчите 10-15 г листочков брусники , залейте стаканом жидкости и доведите до кипения. Подождав 15 мин, можете пить, но сначала профильтруйте.

3. Настой из березовых листьев и почек . Для этого необходимо 40 гр зелени залить литром кипятка. Отстаивается час, затем фильтруется. Разделите снадобье на 4 порции и принимайте перед едой, не кушая до этого 20 минут.

4. Отвар из ромашки, боярышника красного, топяной сушеницы и пустырника. В случае припадков удушья снадобье благоприятно повлияет на внутренние органы больного.

20 г сбора залейте 250 мл жидкости и пару минут прокипятите. Пусть 15 мин отстаивается, а затем фильтруется. Принимайте после трапезы по 75 г.

5. Чтобы освободить лёгкие от воды приготовьте такое лекарство: 2 ложки семечек льна залейте 1000 мл жидкости. Вскипятите и отстаивайте примерно час. Отфильтровав отвар, можете пить по 125 г в тёплом виде каждые 3 ч, но не более 6 раз за сутки.

6. Очень популярны настои из шалфея, душицы, можжевельника, цветков липы, спорыша и мать-и-мачехи.

Питание больного должно быть качественным и эффективным. Если человек сильно исхудал, всё же не заставляйте его кушать через силу. В случае поднятия температуры, много пейте, особенно жидкость с лимоном или настой из шиповника.

Обратите внимание на пищу, способную увеличивать уровень иммунитета. Жареную пищу есть воспрещается, но если хочется вкусного, то лучше ешьте тушеные продукты. Продукты молочного типа должны быть обезжиренными.

Полезно будет питаться молочными кашами, особенно манной. Свежие плоды должны быть в рационе обязательно. Их нужно употреблять в натёртом виде, чтобы ослабленный человек не терял силы, пережёвывая еду.

Соки из моркови, свёкла, клюквы, яблок или апельсин должны подаваться больному ежедневно. Оздоровляет мёд, сухофрукты такие как слива и абрикос, компоты из чёрной смородины и облепихи.

В альвеолах происходит газообмен между кровью лёгочных капилляров и воздухом, содержащимся в лёгких. Подсчитано, что общее число альвеол равно примерно 300 млн, а суммарная площадь их поверхности – около 80 м 2 . Диаметр альвеол составляет 0,2-0,3 мм. Каждая альвеола окружена плотной сетью капилляров, поэтому площадь контакта крови, протекающей по капиллярам, с альвеолами очень велика.

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.

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 V лёгкого =f (р ат, р вн, S трахеи). Рассматривают следующие величины: р а – внешнее атмосферное давление; р 1 – давление внутри лёгких; р 2 – давление в плевральной области; R 2 , R 3 , R 4 – сопротивление потоку воздуха соответственно внутри лёгких, вне лёгких, верхних дыхательных путей.

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.