Plicní sklípek
Obsah boxu
Plicní sklípek (latinsky alveolus pulmonis, plurál alveoli) je základní funkční a strukturální jednotka plic, kde dochází k výměně plynů mezi vdechovaným vzduchem a krví. Jedná se o drobný dutý útvar kulovitého či váčkovitého tvaru, který je obklopen hustou sítí krevních kapilár. V plicích dospělého člověka se nachází přibližně 300–500 milionů plicních sklípků, které dohromady vytvářejí obrovskou respirační plochu o rozloze 70 až 100 m², což je srovnatelné s plochou tenisového kurtu.
Tato rozsáhlá plocha je klíčová pro efektivní přenos kyslíku z atmosféry do krevního oběhu a odstraňování oxidu uhličitého z těla. Stěna plicního sklípku je extrémně tenká, aby umožnila co nejrychlejší difuzi plynů.
🔬 Struktura a stavba
Plicní sklípky jsou uspořádány do shluků, které se nazývají plicní váčky (sacculi alveolares), a ty jsou napojeny na konečné části dýchacích cest – respirační průdušinky (bronchioli respiratorii'). Stěna samotného sklípku, známá jako alveolární septum, je tvořena několika specializovanými typy buněk a tenkou vrstvou extracelulární matrix.
🧱 Typy buněk
Stěnu plicního sklípku tvoří především dva typy epitelových buněk, známých jako pneumocyty:
- Pneumocyty I. typu (dlaždicové alveolární buňky): Jsou to extrémně ploché a rozsáhlé buňky, které pokrývají přibližně 95 % vnitřního povrchu sklípku. Jejich hlavní funkcí je vytvořit co nejtenčí bariéru pro rychlou a efektivní výměnu plynů. Jsou velmi citlivé na poškození a mají omezenou schopnost regenerace.
- Pneumocyty II. typu (granulární alveolární buňky): Jsou menší, kubického tvaru a tvoří zbývajících 5 % povrchu. Mají dvě klíčové funkce. Zaprvé produkují a vylučují surfaktant, látku snižující povrchové napětí. Zadruhé fungují jako kmenové buňky, které se v případě poškození mohou dělit a diferencovat na pneumocyty I. typu, čímž zajišťují opravu a regeneraci alveolární výstelky.
Kromě pneumocytů se v plicních sklípcích nacházejí také:
- Alveolární makrofágy (prašné buňky): Jsou součástí imunitního systému a volně se pohybují po vnitřním povrchu sklípků. Jejich úkolem je pohlcovat (fagocytovat) vdechnuté částice, jako je prach, bakterie, viry a další cizorodý materiál, a tím chránit plíce před infekcí a poškozením.
💧 Surfaktant
Surfaktant je komplexní směs fosfolipidů a proteinů, kterou produkují pneumocyty II. typu. Tato látka pokrývá vnitřní povrch sklípků tenkým filmem a hraje zásadní roli v mechanice dýchání. Jeho hlavní funkce jsou:
- Snížení povrchového napětí: Vnitřek sklípků je vlhký, a tekutina má přirozenou tendenci se smršťovat (povrchové napětí), což by vedlo ke kolapsu (atelektáze) sklípků, zejména při výdechu. Surfaktant toto napětí výrazně snižuje a udržuje sklípky otevřené.
- Zvýšení poddajnosti plic: Díky sníženému povrchovému napětí je k rozepnutí plic při nádechu zapotřebí menší úsilí.
- Udržování suchých sklípků: Surfaktant pomáhá zabraňovat přestupu tekutiny z kapilár do sklípků.
Nedostatek surfaktantu, typický například u předčasně narozených dětí, vede k vážnému respiračnímu selhání známému jako syndrom dechové tísně novorozenců.
🩸 Alveolokapilární membrána
Alveolokapilární membrána (nebo také krevně-vzdušná bariéra) je struktura, přes kterou probíhá samotná výměna plynů. Je extrémně tenká, měří pouhých 0,2–0,6 mikrometru. Skládá se z několika vrstev: 1. Vrstva surfaktantu. 2. Cytoplazma pneumocytu I. typu. 3. Společná bazální membrána pneumocytu a kapilární endotelové buňky. 4. Cytoplazma endotelové buňky krevní kapiláry.
Tato minimální vzdálenost umožňuje kyslíku rychle difundovat z alveolárního vzduchu do červených krvinek v kapilárách a oxidu uhličitému opačným směrem.
⚙️ Funkce
Hlavní a životně důležitou funkcí plicních sklípků je zajištění vnějšího dýchání.
💨 Výměna plynů
Proces výměny plynů (kyslíku a oxidu uhličitého) probíhá na základě fyzikálního principu difuze přes alveolokapilární membránu. Hnací silou je rozdíl parciálních tlaků jednotlivých plynů.
- Příjem kyslíku (O₂): Parciální tlak kyslíku ve vdechovaném vzduchu ve sklípcích je vysoký (cca 13,3 kPa). V odkysličené krvi přitékající do plicních kapilár je nízký (cca 5,3 kPa). Díky tomuto tlakovému spádu kyslík snadno přechází ze sklípků do krve, kde se váže na hemoglobin v červených krvinkách.
- Výdej oxidu uhličitého (CO₂): Naopak parciální tlak oxidu uhličitého je vysoký v krvi přiváděné do plic (cca 6,1 kPa) a nízký ve vzduchu ve sklípcích (cca 5,3 kPa). CO₂ proto difunduje z krve do sklípků a je následně odstraněn z těla výdechem.
Celý proces je extrémně rychlý; krev protéká plicními kapilárami přibližně 0,75 sekundy, což je dostatečný čas pro úplné nasycení kyslíkem a odstranění přebytečného CO₂.
🛡️ Obranné mechanismy
Plicní sklípky představují rozhraní s vnějším prostředím a jsou neustále vystaveny potenciálně škodlivým látkám. Jejich obrana je zajištěna:
- **Alveolárními makrofágy**, které pohlcují cizorodé částice.
- **Surfaktantem**, který má i určité antimikrobiální vlastnosti.
- **Mukociliárním transportem** ve vyšších dýchacích cestách, který zachytává většinu větších částic ještě předtím, než se dostanou do sklípků.
🩺 Klinický význam
Plicní sklípky jsou místem, kde se projevuje řada plicních onemocnění. Jejich poškození vede k narušení výměny plynů a respiračnímu selhání.
🤒 Nemoci a poruchy
- Plicní emfyzém (rozedma plic): Chronické onemocnění, často spojené s kouřením, při kterém dochází k destrukci stěn mezi jednotlivými sklípky. Tím vznikají větší, méně funkční dutiny, což snižuje celkovou plochu pro výměnu plynů a zhoršuje elasticitu plic.
- Zápal plic (pneumonie): Infekční zánět, při kterém se sklípky plní tekutinou, hnisem a zánětlivými buňkami. To brání vstupu vzduchu a narušuje výměnu plynů.
- Syndrom akutní dechové tísně (ARDS): Závažný stav způsobený rozsáhlým zánětem plic (např. při sepse nebo těžkém úrazu), který vede k poškození alveolokapilární membrány, úniku tekutiny do sklípků a jejich kolapsu.
- Plicní fibróza: Onemocnění, při kterém dochází k jizvení a ztluštění tkáně kolem sklípků. Ztuhlá tkáň ztěžuje rozepínání plic a zhoršuje difuzi plynů.
- Atelektáza: Kolaps části plic, včetně sklípků, který může být způsoben ucpáním dýchacích cest nebo nedostatkem surfaktantu.
🔢 Čísla a zajímavosti
- Celkový počet plicních sklípků v obou plicích je odhadován na 300 až 500 milionů.
- Průměr jednoho sklípku je přibližně 0,2 milimetru.
- Celková respirační plocha vytvořená sklípky je 70–100 m², což je asi 40krát více než povrch kůže.
- Stěna, přes kterou probíhá výměna plynů (alveolokapilární membrána), je tenčí než 1 mikrometr.
- Každý sklípek je obklopen tak hustou sítí kapilár, že se někdy popisuje jako "proud krve tekoucí v tenké vrstvě".
💡 Pro laiky
Představte si plíce jako obrovský strom, který je obrácený vzhůru nohama. Kmenem je průdušnice, která se větví na stále menší a menší větvičky (průdušky a průdušinky). Na samých koncích těch nejjemnějších větviček visí miliony miniaturních baloncích – to jsou plicní sklípky.
Každý tento balonek je obalen hustou sítí tenounkých cév (kapilár), kterými protéká krev. Když se nadechnete, balonky se naplní vzduchem bohatým na kyslík. Stěna balonku i cévy je tak tenká, že kyslík může snadno "přeskočit" ze vzduchu do krve. Krev si ho vezme a roznese po celém těle.
Zároveň krev do plic přináší odpadní plyn, oxid uhličitý, který tělo vyprodukovalo. Ten zase "přeskočí" z krve do balonku. Když vydechnete, vzduch s oxidem uhličitým z balonků vypustíte ven. Tento proces se opakuje s každým nádechem a výdechem a zajišťuje, že naše tělo má neustále dostatek kyslíku pro život.