Un alvéolo es un pequeño saco de aire formado en la punta de las vías respiratorias más pequeñas de los pulmones, los bronquiolos. La función principal de los alvéolos es el intercambio de dióxido de carbono por oxígeno. Los tejidos dentro de los alvéolos también realizan funciones secundarias, como la producción de hormonas, enzimas y surfactante pulmonar. En segundo lugar, el alvéolo es el sitio donde se procesan habitualmente las sustancias inhaladas, como patógenos, fármacos u otras sustancias químicas.
El alvéolo pulmonar es una estructura de dos niveles. Una red de fibras elásticas y capilares, que se asemeja a una canasta redondeada, forma la estructura exterior de cada alvéolo. Estos capilares se ramifican tanto de la arteria pulmonar como de la vena pulmonar. La sangre sin oxígeno es transportada por la arteria pulmonar desde el corazón a los pulmones, mientras que la vena pulmonar transporta sangre rica en oxígeno desde los pulmones y de regreso al corazón. Conocido como lecho capilar, los vasos sanguíneos que rodean los alvéolos no son necesarios solo para el intercambio de gases, sino también para proporcionar un soporte elástico al delicado revestimiento interno de los alvéolos.
El revestimiento alveolar, o epitelio, es un tejido delgado que forma el interior de los alvéolos. Este tejido está recubierto con una película húmeda de surfactante pulmonar, una sustancia líquida que se produce dentro de los alvéolos. El surfactante pulmonar ayuda a la difusión y previene el colapso alveolar durante la exhalación. El epitelio alveolar está compuesto por dos tipos distintos de células que, junto con el surfactante pulmonar, forman la superficie respiratoria de los pulmones.
Las células planas de tipo I cubren la mayor parte de la superficie del epitelio en un patrón similar a una baldosa. Las células adyacentes están unidas por uniones estrechas, creando una membrana que solo permitirá que las moléculas más pequeñas pasen entre ellas. Estas células facilitan la difusión de los gases respiratorios hacia y desde el lecho capilar al permitir que las moléculas de oxígeno y dióxido de carbono, disueltas en surfactante, pasen a través de los espacios intracelulares.
Las células alveolares de tipo II son más numerosas que las de tipo I, pero ocupan un área más pequeña del revestimiento alveolar. De forma cuboidal, estas células realizan una serie de tareas importantes dentro del alvéolo. La principal de estas tareas es la producción del surfactante pulmonar que es necesario para el intercambio de gases. Además, las células de tipo II sintetizan una serie de sustancias importantes para la función pulmonar saludable. Si es necesario, las células de tipo II también tienen la capacidad de cambiar de forma para reemplazar las células de tipo I dañadas.
También habitan en el epitelio células grandes y redondas conocidas como macrófagos. Estas células deambulan libremente por el espacio alveolar, ingiriendo partículas finas como polvo, alquitrán y patógenos. Una vez que están llenos, los macrófagos se retiran al tejido conectivo fuera de los alvéolos. En los fumadores u otras personas expuestas a un alto nivel de contaminantes, los macrófagos acumulados aparecen como un residuo negro pesado que rodea el tejido pulmonar.
Cada alvéolo pulmonar mide, en promedio, diez milésimas de pulgada (aproximadamente 250 micrones), o poco más del doble del grosor de un cabello humano. Al nacer, un ser humano promedio tiene aproximadamente 200,000,000 de alvéolos. Para la edad adulta, este número normalmente se habrá duplicado. A pesar de su pequeño tamaño, esto se traduce en una superficie respiratoria de más de 1,500 pies cuadrados (143 metros cuadrados).