Строение альвеол

Стенка альвеол состоит из клеток нескольких типов. Альвеоциты I типа осуществляют газообмен, транспортируют ионы и воду. Альвеоциты II типа синтезируют и секретируют сурфактант, реабсорбируют ионы и воду. Альвеолярные макрофаги фагоцитируют бактерий, вирусы, разрушенные клетки и компоненты внеклеточного матрикса.

Рис. Строение альвеол

Альвеоциты I типа

Альвеоциты I типа имеют уплощенную форму и покрывают 95 % площади альвеол. Эти клетки осуществляют газообмен, не требующий затрат энергии, поэтому источником АТФ для этих клеток является анаэробный гликолиз. Альвеоциты I типа экспрессируют AQP1, облегчающий диффузию CO2. Плотные соединения альвеоцитов I типа обеспечивает асимметричное распределение мембранных протеинов и содержат ионоселективные каналы, которыми регулируют перенос ионов Na+ и Cl–. Проницаемость плотных соединений регулируется цитоскелетом и внутриклеточной концентрацией ионов Ca2+. Секреция осмотически активных ионов Na+ и Cl– способствует трансцеллюлярной диффузии воды через аквапорины.

Биохимические особенности

• альвеоцитов I типа

• Анаэробный гликолиз

• Экспрессия аквапоринов (AQP)

• Ионоселективные белки плотных соединений

Рис. Транспорт кислорода, углекислого газа, воды и ионов альвеоцитами I типа

Альвеоциты II типа

Главной функцией альвеоцитов II типа является реабсорбция ионов Na+ и Cl–. Такая работа требует больших затрат энергии, поэтому основным источником энергии для альвеоцитов II типа является процесс окисления глюкозы до CO2 и H2O в митохондриях с участием кислорода.

Вслед за ионами Na+ парацеллюлярно транспортируются ионы Cl–, а трансцеллюлярно посредством аквапоринов транспортируется вода. Альвеоциты II типа имеют кубическую форму и апикальную щеточную каемку. В щеточной каемке экспрессируется эпителиальный Na+- канал (ENaC), а в базолатеральной мембране — 3Na+/2K+-АТФаза. Альвеоциты II типа синтезируют и секретируют сурфактант.

Биохимические особенности альвеоцитов II типа

 Аэробный гликолиз

 Экспрессия эпителиального Na-канала ENaC

 Экспрессия 3Na+,2K+-АТФазы

 Экспрессия аквапоринов (AQP)

 Синтез сурфактанта

Рис. Транспорт ионов альвеоцитами II типа

Эпителиальный натриевый канал

Эпителиальный натриевый канал (ENaC, epithelial sodium channel) — Na+ -канал состоит из субъединиц α, β и γ. α-Субъединица синтезируются конститутивно. Синтез β- и γ-субъединиц регулируется транскрипционно альдостероном. ENaC обеспечивает пассивное проведение ионов Na+ в альвеоцит по градиенту концентрации. Канал открыт в почках и блокируется диуретиком амилоридом.

Рис. Эпителиальный Na+-канал ENaC альвеоцитов II типа

3Na+/2K+-АТФаза

3Na+/2K+-АТФаза осуществляет энергозависимое удаление Na+ через базолатеральную мембрану против градиента концентрации из цитоплазмы в интерстиций. 3Na+/2K+-АТФаза состоит из α и β- субъединиц. α-Субъединица конститутивна, а β-субъединица — регулируется на уровне транскрипции.

Скорость транспорта ионов через альвеоциты II типа определяется количеством ENaC и активностью 3Na+/2K+-АТФазы. Регуляция осуществляется на транскрипционном и посттранскрипционном уровнях. Основными регуляторами транспорта ионов являются: адреналин, кортизол, альдостерон, супероксид (O2•−) и предсердный (атриальный) натрийуретический пептид (ANP).

Рис. 3Na+,2K+-АТФаза альвеоцитов II типа