Un alveolo è una piccola sacca d’aria formata sulla punta delle vie aeree più piccole dei polmoni, i bronchioli. La funzione primaria degli alveoli è lo scambio di anidride carbonica con ossigeno. I tessuti all’interno degli alveoli svolgono anche funzioni secondarie, come la produzione di ormoni, enzimi e surfattante polmonare. In secondo luogo, l’alveolo è il sito in cui le sostanze inalate, come agenti patogeni, farmaci o altre sostanze chimiche, vengono solitamente elaborate.
L’alveolo polmonare è una struttura a due livelli. Una rete di fibre elastiche e capillari, simile a un cesto arrotondato, forma la struttura esterna di ciascun alveolo. Questi capillari si diramano sia dall’arteria polmonare che dalla vena polmonare. Il sangue impoverito di ossigeno viene trasportato dall’arteria polmonare dal cuore ai polmoni, mentre la vena polmonare trasporta il sangue ricco di ossigeno lontano dai polmoni e di nuovo al cuore. Conosciuti come letto capillare, i vasi sanguigni che circondano gli alveoli non sono necessari solo per lo scambio di gas, ma anche per fornire un supporto elastico al delicato rivestimento interno degli alveoli.
Il rivestimento alveolare, o epitelio, è un tessuto sottile che forma l’interno degli alveoli. Questo tessuto è rivestito da una pellicola umida di surfattante polmonare, una sostanza liquida prodotta all’interno degli alveoli. Il tensioattivo polmonare favorisce la diffusione e previene il collasso alveolare durante l’espirazione. L’epitelio alveolare è costituito da due distinti tipi di cellule che, insieme al surfattante polmonare, formano la superficie respiratoria dei polmoni.
Le cellule piatte di tipo I coprono la maggior parte della superficie dell’epitelio in un motivo simile a una piastrella. Le cellule adiacenti sono unite da giunzioni strette, creando una membrana che consentirà solo alle molecole più piccole di passare tra di loro. Queste cellule facilitano la diffusione dei gas respiratori da e verso il letto capillare consentendo alle molecole di ossigeno e anidride carbonica, disciolte nel surfattante, di passare attraverso gli spazi intracellulari.
Le cellule alveolari di tipo II sono più numerose delle cellule di tipo I, ma occupano un’area più piccola del rivestimento alveolare. Di forma cubica, queste cellule svolgono una serie di importanti compiti all’interno dell’alveolo. Il principale tra questi compiti è produrre il surfattante polmonare necessario per lo scambio di gas. Inoltre, le cellule di tipo II sintetizzano una serie di sostanze importanti per una sana funzione polmonare. Se necessario, le cellule di tipo II hanno anche la capacità di cambiare forma per sostituire le cellule di tipo I danneggiate.
Nell’epitelio abitano anche cellule grandi e rotonde conosciute come macrofagi. Queste cellule vagano liberamente nello spazio alveolare, ingerendo particelle fini come polvere, catrame e agenti patogeni. Una volta che sono pieni, i macrofagi si ritirano nel tessuto connettivo al di fuori degli alveoli. Nei fumatori o in altri individui esposti a un alto livello di sostanze inquinanti, i macrofagi accumulati appaiono come un pesante residuo nero che circonda il tessuto polmonare.
Ogni alveolo polmonare misura, in media, dieci millesimi di pollice (circa 250 micron), ovvero poco più del doppio dello spessore di un capello umano. Alla nascita, un essere umano medio ha circa 200,000,000 di alveoli. Entro l’età adulta, questo numero sarà in genere raddoppiato. Nonostante le loro dimensioni ridotte, questo si traduce in una superficie respiratoria di oltre 1,500 piedi quadrati (143 metri quadrati).