Различают 3 основных механизма обмена веществ через капиллярную мембрану:
---диффузия;
---фильтрацияабсорбция;
---микропиноцитоз [45].
Диффузия веществ через мембрану и цитоплазму эндотелия определяется законом Фика [46]. Для направленной диффузии необходим градиент концентрации вещества по обе стороны мембраны, при этом диффузия определяется как этим градиентом, так и коэффициентом проницаемости эндотелиальной мембраны для данного вещества, умноженным на площадь фильтрации. Вещества, растворимые в липидах, легко диффундируют через всю поверхность эндотелия. Молекулы же воды, так же как и молекулы растворенных в воде веществ, диффундируют через особые структурные образования («малые» и «большие» поры). Для кислорода градиент концентрации составляет 60 мм рт.ст., а для углекислого газа примерно 6 мм рт.ст. [46].
Вторая форма транскапиллярного обмена - фильтрацияабсорбция. Согласно гипотезе Старлинга, силы, определяющие фильтрациюабсорбцию, включают:
---разницу между гидростатическим давлением внутри капилляра и снаружи от него, в том числе в интерстициальном пространстве;
---разницу между коллоидно-осмотическим давлением в тех же зонах.
Третий способ переноса веществ через капиллярную стенку - микропиноцитоз осуществляется с помощью микропиноцитозных везикул.
Особый интерес в последнее время вызывают факторы, вырабатываемые эндотелиоцитами и влияющие на проницаемость сосудов, рост эндотелиоцитов и других сосудистых клеток, тонус сосудов, адгезивные свойства поверхности эндотелиоцитов.
Фактор сосудистой проницаемости (он же фактор роста эндотелия) является гликопротеином, связывающим гепарин [47]. Взаимодействие фактора проницаемости/роста с рецепторами эндотелия приводит к активации фосфолипазы С и потока Са<sup>2+</sup>, что, в свою очередь, вызывает пролиферацию эндотелиоцитов. Кроме того, при повреждении эндотелиоциты продуцируют богатый цистеином кислый протеин, который через Fактин клеток меняет форму эндотелиоцитов и раскрывает межклеточные щели.
Эндотелий продуцирует факторы, регулирующие рост сосудистых клеток.
Эти факторы в физиологических условиях подавляют пролиферацию гладких мышц сосудов (гепариноподобные факторы) [48], а при повреждении сосудов или регенерации тканей эндотелиоциты синтезируют митогены [49].
Значительный интерес вызвали данные о сосудосуживающих и сосудорасширяющих факторах, продуцируемых эндотелием сосудов, в том числе капилляров альвеол. Подробный обзор их приведен в работе M.J. Peach и соавт [50]. К сосудосуживающим факторам принадлежат различные эйкозанойды, в том числе лейкотриены С4 и D4, пептиды, в частности вырабатываемый эндотелием суживающий фактор (ВЭСФ). Расслабляющий фактор, названный «вырабатываемый эндотелием расслабляющий фактор» (ВЭРФ), точно не идентифицирован. Показана зависимость действия ВЭРФ от ингибирования гуанилатциклазы и накопления гуазинмонофосфата (ГМФ) [51, 52].
Важную роль в структурной и функциональной интеграции эндотелиоцитов играют адгезивные молекулы, среди которых выделяют интегрины, суперсемейство иммуноглобулинов, катхерины, селектины и некоторые другие. Интегрины представляют собой семейство интегральных мембранных рецепторов, которые через цитоскелет связывают одну клетку с другой или с внеклеточным матриксом [53]. Катхерины - это кальцийзависимые адгезивные молекулы протеинов. Они через винкулин, катенин и альфаактин связаны с актином цитоскелета и принимают участие в образовании плотных контактов [54]. Суперсемейство иммуноглобулинов включает в себя прежде всего располагающиеся на плазмолемме эндотелиоцитов иммуноглобулины, Тклеточный рецептор, а также молекулы лейкоцитарной и межклеточной адгезии. Селектины, в частности Рселектин (гликопротеид с молекулярной массой 190 кДа), который хранится в тельцах Вейбеля - Паладе, представляют собой гликопротеиды. После стимуляции эндотелиоцитов он транслируется на поверхности плазмолеммы и обеспечивает обратимую адгезию лейкоцитов - феномен «катящихся» лейкоцитов [55]. Среди других адгезивных молекул выделяют тромбоцитарный гликопротеин 4 (CD36), который обеспечивает связь эндотелиальных клеток с одним из белков внеклеточного матрикса - тромбоспондином.
Капилляры системы легочной артерии анастомозируют с капиллярами системы бронхиальной артерии и формируют общую капиллярную сеть. После слияния капилляры переходят в посткапиллярные венулы диаметром 40 - 50 мкм, затем в собирательные венулы диаметром до 100 мкм. Легочные вены собирают кровь не только из капиллярной сети альвеол, альвеолярных ходов, респираторных бронхиол, но и от капиллярной сети плевры, которая получает кровь из легочной и бронхиальных артерий. Из венозных сосудов альвеол кровь собирается в перилобулярные вены в междольковых прослойках, затем в перисубсегментарные, сегментарные, в верхнюю и нижнюю правую и левую легочные вены, которые впадают в левое предсердие. Взаимосвязь между системой легочной и бронхиальной артерий осуществляется, помимо капиллярной сети, с помощью следующих анастомозов: 1) артериоартериальных; 2) капиллярных (в стенках респираторных бронхиол); 3) венозных; 4) артериовенозных (между легочной артерией и бронхиальными венами) [56]. Около 20% крови, проходящей через легкие, не участвует в газообмене: 10% проходит через анастомозы, 10% - по гигантским капиллярам плевры.
5
ЛИМФАТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ЛЕГКИХ
Поток лимфы в легочной ткани идет вдоль бронхиального дерева и по ходу субплевральной ткани вдоль плоскости плевры к корню легкого, где расположены лимфатические узлы. Выделяют поверхностную и глубокую сети лимфатических сосудов легких. Поверхностная сеть располагается в висцеральной плевре, глубокая - по ходу бронхов вместе с венами в междольковых, межсубсегментарных, межсегментарных и междолевых прослойках. Поверхностная сеть состоит из капилляров и крупных сосудов, образующих в плевре петли овальной и прямоугольной формы. Глубокая сеть состоит из капилляров и крупных сосудов, снабженных клапанами. В стенках крупных бронхов лимфатические сосуды лежат в два этажа, анастомозируя друг с другом. Есть данные о том, что в альвеолах лимфатических сосудов нет [41], вместе с тем обнаружены мелкие капилляры в перибронхиальной и периваскулярной ткани, примыкающей к ацинусу. При ультраструктурном исследовании выявлено, что лимфатические сосуды (капилляры) ограничены эндотелиальными клетками, которые лежат на электронно-плотном светлом веществе с редкими коллагеновыми волокнами; базальная мембрана в лимфатических сосудах отсутствует. Эндотелиальные клетки фиксированы якорными филаментами [41].
Имеется два основных механизма лимфообращения в интерстициальной среде: 1) свободная диффузия; 2) свободный поток жидкости по градиенту давления (гидростатического и осмотического). Поступление растворов в лимфатические сосуды происходит за счет гидравлического подпора со стороны кровеносных микрососудов, в которых гидравлическое давление выше, а также благодаря повышенному осмотическому давлению в корневых лимфатических сосудах. При нарушении функции лимфатической системы развиваются интерстициальный отек и сосудистая недостаточность, которая реализуется через гидроторакс.
ИННЕРВАЦИЯ ЛЕГКИХ
Иннервация легких осуществляется симпатическими (из II - III шейных и I - V грудных узлов) и блуждающим нервами. За счет ветвей обоих нервов образуется два сплетения - переднее и заднее, которые связаны с аортальным сплетением. Переднее легочное сплетение формируется за счет ветвей блуждающего нерва, отходящих от него на участок между началом возвратного и перегибом блуждающего нерва через бронхи. Перегиб ветви n. recurrens проходит через левый главный бронх, и при сдавлении его могут возникнуть осиплость голоса, частичный парез левой голосовой складки. Эти ветви на передней поверхности бронха образуют сплетения. Симпатические нервы образуют переднее сплетение, отходя от II - III шейного и I грудного узлов, а заднее сплетение отходя от I - V грудных узлов. Они частично входят в состав сплетений, частично самостоятельно проникают в ткань легких. В состав заднего сплетения входит от 3 до 5 ветвей блуждающего нерва.