Eine Alveole ist ein winziger Luftsack, der sich an der Spitze der kleinsten Atemwege der Lunge, den Bronchiolen, bildet. Die Hauptfunktion der Alveolen ist der Austausch von Kohlendioxid gegen Sauerstoff. Gewebe innerhalb der Alveolen erfüllen auch sekundäre Funktionen, wie die Produktion von Hormonen, Enzymen und Lungensurfactant. Sekundär ist die Alveole der Ort, an dem inhalierte Substanzen wie Krankheitserreger, Medikamente oder andere Chemikalien normalerweise verarbeitet werden.
Die Lungenalveole ist eine zweistufige Struktur. Ein Netz aus elastischen Fasern und Kapillaren, das einem runden Körbchen ähnelt, bildet die äußere Struktur jeder Alveole. Diese Kapillaren zweigen sowohl von der Pulmonalarterie als auch von der Pulmonalvene ab. Sauerstoffarmes Blut wird durch die Lungenarterie vom Herzen zur Lunge transportiert, während die Lungenvene sauerstoffreiches Blut von der Lunge weg und zurück zum Herzen transportiert. Die als Kapillarbett bezeichneten Blutgefäße, die die Alveolen umgeben, sind nicht nur für den Gasaustausch notwendig, sondern auch, um die empfindliche Innenauskleidung der Alveolen elastisch zu stützen.
Das Alveolarfutter oder Epithel ist ein dünnes Gewebe, das das Innere der Alveolen bildet. Dieses Gewebe ist mit einem feuchten Film aus Lungensurfactant überzogen, einer flüssigen Substanz, die in den Alveolen produziert wird. Lungensurfactant unterstützt die Diffusion und verhindert den Kollaps der Alveolen während der Ausatmung. Das Alveolarepithel besteht aus zwei verschiedenen Zelltypen, die zusammen mit dem Lungensurfactant die respiratorische Oberfläche der Lunge bilden.
Flache Typ-I-Zellen bedecken den größten Teil der Oberfläche des Epithels in einem kachelartigen Muster. Benachbarte Zellen werden durch Tight Junctions verbunden, wodurch eine Membran entsteht, die nur die kleinsten Moleküle zwischen ihnen passieren lässt. Diese Zellen erleichtern die Diffusion von Atemgasen zum und vom Kapillarbett, indem sie Sauerstoff- und Kohlendioxidmolekülen, die in Tensid gelöst sind, erlauben, durch die intrazellulären Räume zu gelangen.
Alveolarzellen vom Typ II sind zahlreicher als die Zellen vom Typ I, nehmen jedoch einen kleineren Bereich der Alveolarschleimhaut ein. Diese Zellen haben eine quaderförmige Form und erfüllen eine Reihe wichtiger Aufgaben innerhalb der Alveole. Zu diesen Aufgaben gehört vor allem die Produktion des für den Gasaustausch notwendigen Lungensurfactant. Darüber hinaus synthetisieren Typ-II-Zellen eine Reihe von Substanzen, die für eine gesunde Lungenfunktion wichtig sind. Bei Bedarf können Typ-II-Zellen auch die Form ändern, um beschädigte Typ-I-Zellen zu ersetzen.
Das Epithel bewohnen auch große, runde Zellen, die als Makrophagen bekannt sind. Diese Zellen durchstreifen den Alveolarraum frei und nehmen Feinstaub wie Staub, Teer und Krankheitserreger auf. Sobald sie voll sind, ziehen sich Makrophagen in das Bindegewebe außerhalb der Alveolen zurück. Bei Rauchern oder anderen Personen, die einer hohen Schadstoffbelastung ausgesetzt sind, erscheinen angesammelte Makrophagen als schwerer schwarzer Rückstand, der das Lungengewebe umgibt.
Jede Lungenalveole misst im Durchschnitt zehntausendstel Zoll (etwa 250 Mikrometer) oder etwas mehr als die doppelte Dicke eines menschlichen Haares. Bei der Geburt hat ein durchschnittlicher Mensch ungefähr 200,000,000 Alveolen. Bis zum Erwachsenenalter wird sich diese Zahl in der Regel verdoppelt haben. Trotz ihrer winzigen Größe entspricht dies einer Atemfläche von über 1,500 Quadratmetern.