Альвеоциты 1 типа.

Газообмен происходит в альвеолах легких и представляет собой диффузию CO2 из эритроцитов в альвеолы и O2 из альвеол в кровь. Скорость диффузии газов определяется их парциальным давлением (pCO2 и pO2).

Основной транспортной формой углекислого газа в крови является карбанион (HCO3–), образуемый при спонтанной диссоциации угольной кислоты: H2CO3-> H+ + HCO3–.

Поэтому для осуществления газообмена эссенциальна эритроцитарная карбоангидраза, катализирующая обратимую реакцию: H2CO3 -> CO2 + H2O.

Направление реакции зависит от pCO2. Поэтому в периферических тканях, где высоко pCO2, реакция направлена в сторону синтеза H2CO3, а в легких из-за удаления CO2 при выдохе реакция направлена на образование CO2 и H2O.

Диффузия CO2 через мембраны альвеоцитов, эндотелиоцитов и эритроцитов осуществляется водные каналы—аквапорины (AQP1), поэтому для осуществления газообмена необходим постоянный ток жидкости через эти клетки (1). Наличие каналов для CO2 объясняет огромную проницаемость альвеоцитов для этого газа (она в 25 раз выше, чем для O2). Кроме того, CO2 (и O2) также диффундируют через фосфолипидные мембраны клеток.

В альвеолах различают альвеоциты I и II типов, а также альвеолярные макрофаги. Общей биохимической особенностью альвеоцитов и альвеолярных макрофагов является высокая экспрессия антиоксидантных ферментов—СОД, каталазы и глутатионпероксидазы

Альвеоциты I типа

Альвеоциты I типа имеют уплощенную форму и покрывают 95% площади альвеол. Альвеоциты I типа осуществляют газообмен, нетребующий затрат энергии, поэтому источником АТФ для этих клеток является анаэробный гликолиз. Альвеоциты I типа экспрессируют AQP1, облегчающий диффузию CO2. Плотные межклеточные соединения между альвеоцитами I типа регулируют перенос ионов Na+ и Cl–. Вслед за ионами трансцеллюлярно диффундирует вода.

Альвеолярный клиренс

Исходя из вышеописанных свойств клеток альвеол движение ионов и воды (альвеолярный клиренс) можно представить следующим образом: 1) альвеолы состоят из секретирующих (альвеоциты I типа) и реабсорбирующих клеток (альвеоциты II типа); 2) секретируемая жидкость направляется от альвеоцитов I типа к альвеоцитам II типа, поэтому ингалируемые частицы пыли и бактерии попадая на этот поток жидкости перемещаются в направлении альвеоцитов II типа (альвеолярный "сток"), где 3) нейтрализуются и фагоцитируются макрофагами. Избыток жидкости поступает в бронхиолы.

Альвеолярные макрофаги

Альвеолярные макрофаги способны к свободному перемещению по альвеолам, но в основном концентрируются возле альвеоцитов II типа. Альвеолярные макрофаги экспрессируют индуцибельную NO-синтазу (iNOS). Синтез iNOS активируют IL-1, IL-10, клеточная стенка бактерий и их ДНК. iNOS продуцирует цитотоксичный NO, нейтрализующий бактерии, вирусы и опухолевые клетки.

Дата добавления: 2015-08-02