Чтение онлайн

46.Stocker JT: Congenital and developmental diseases. In Dail DH, Hammar SP (eds): Pulmonary Pathology (2nd ed). New York: Springer-Verlag, 1994, pp 155-190.

document:

$pr:

version: 01-2007.1

codepage: windows-1251

type: klinrek

id: kli30510558

: 04.2. СИСТЕМА СУРФАКТАНТА В НОРМЕ И ПРИ ПАТОЛОГИИ ОРГАНОВ ДЫХАНИЯ

meta:

author:

fio[ru]: Л.Н. Лепеха

codes:

next:

type: dklinrek

code: I.IV

Современное представление о системе легочного сурфактанта (ЛС) сложилось благодаря определенным успехам, достигнутым в области физиологии, биохимии и морфологии органов дыхания [1, 2, 4, 6, 17, 30]. К настоящему времени накоплен большой фактический материал, свидетельствующий о выраженной чувствительности различных ее компонентов к неблагоприятным факторам внешней и внутренней среды, прямом или косвенном участии в патогенезе ряда заболеваний и пневмопатий [2, 29, 34]. Своевременное выявление и коррекция нарушений системы ЛС - новое направление современной медицины, тесно связанное с прогрессом фундаментальной науки.

type: dkli00065

СИСТЕМА ЛЕГОЧНОГО СУРФАКТАНТА В НОРМЕ

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И ФУНКЦИИ

Предположения физиологов о наличии в легких поверхностноактивных веществ (ПАВ) сегодня подтверждены многими исследователями, обосновавшими необходимость изменения поверхностного натяжения (ПН) альвеолы в акте дыхания [1, 36]. Если бы в легком не было ПАВ и ПН (сигма) не менялось, то уже одно уменьшение радиуса альвеолярной стенки (r) увеличило бы давление воздуха на нее (P) и вызвало бы ее спадание, так как по закону Лапласа P=2сигма r. Изменяя свои физикохимические свойства синхронно с вдохом и выдохом, ЛС предотвращает развитие ателектаза, создает условия для функционирования альвеол различной величины.

Существенным вкладом для лабораторной оценки функционального состояния ЛС стали работы Клементса, который впервые для измерения ПН смывов и экстрактов из легких использовал весы Вильгельми и получил характерную кривую зависимости величины ПН от площади поверхности (петля гистерезиса). Для ее характеристики автор ввел ряд показателей, которые до сих пор применяют в отечественной и зарубежной практике для оценки поверхностноактивных свойств ЛС [2, 4]. Несмотря на то что указанный способ изучения легочных ПАВ не прямой, полученные с его помощью результаты коррелируют с данными морфологических исследований, позволяют прогнозировать риск развития легочных ателектазов.

Участие ЛС в биомеханике дыхания связано также с его ролью в регуляции водного баланса между кровью и внутриальвеолярным воздухом. В норме онкотическое давление плазмы крови (37 см вод.ст.) складывается из онкотического давления тканевой жидкости (18 см вод.ст), гидродинамического давления крови (15 см вод.ст.) и давления, обусловленного ПН альвеол (4 см вод.ст.). Поэтому при дефиците ЛС и высоком ПН резко увеличивается проницаемость аэрогематического барьера, нарастает транссудация жидкости из кровеносных капилляров, происходит «затопление» альвеол [1].

Наконец, к основным функциям ЛС необходимо относить его участие в противоинфекционной защите органов дыхания, специальное изучение которой началось относительно недавно и ведется по трем основным направлениям:

– --выявление бактерицидных свойств ЛС [21, 24];

– --оценка влияния ЛС на миграцию, созревание и функциональную активность альвеолярных макрофагов (АМ) [12, 14, 27];

– --участие легочных ПАВ в работе мукоцилиарного аппарата [18, 32].

БИОХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ И ВНУТРИАЛЬВЕОЛЯРНАЯ ВЫРАБОТКА

В настоящее время установлено, что ЛС всех млекопитающих, в том числе человека, представлен комплексом липогликопротеидов, в котором 80 - 85% приходится на долю липидов, 8 - 10% - белка и 2 - 5% - углеводов [4, 17]. Основные вещества, способные изменять ПН альвеолы, - фосфолипиды (80%), а среди них - фосфатидилхолин (70 - 80%), больше половины которого представлено его ненасыщенной формой, имеющей два остатка пальмитиновой кислоты, - дипальмитоилфосфатидилхолином. Второй по содержанию фосфолипид (ФЛ) - фосфатидилглицерол (8 - 9%) - имеет самую низкую температуру плавления, быстро переходит в гипофазу, облегчая формирование насыщенного слоя дипальмитоилфосфатидилхолина на границе воздух - жидкость [1, 36]. Остальные ФЛ (сфингомиелин, фосфатидилэтаноламин, фосфатидилсерин, фосфатидилинозитол) присутствуют в составе ЛС в небольших количествах (по 1 - 2,5%) и, вместе с холестерином и триглицеридами, обеспечивают условия стабильного функционирования его внеклеточно расположенных мембран [17].

Помимо фосфолипидов, в составе ЛС выделяют 4 класса специфических, генетически разнородных белка с разной молекулярной массой: SPA, SPB, SPC, SPD [30]. Среди них наиболее изучен SPA, имеющий молекулярную массу 28 - 36 кДа. Он содержит коллагеновый домен, непосредственно взаимодействующий с ФЛ. Во время выдоха часть SPA покидает наружный слой ЛС, увлекая за собой и молекулы ФЛ. Во время вдоха он вновь доставляет комплементарное количество ПАВ на границу раздела фаз.

Другой высокомолекулярный гидрофильный апопротеин ЛС с молекулярной массой 43 - 45 кДа (SPD) обладает кальцийзависимым лектиновым доменом, способным связываться с гликоконъюгатами, присутствующими на поверхности микроорганизмов, а также полиморфноядерных лейкоцитов и АМ [35]. Очевидно, SPD имеет важное значение в активации фагоцитирующих клеток легкого, принимает непосредственное участие в защите альвеол от инфекции.

Низкомолекулярные апопротеины SPB (9 - 18 кДа) и SPC (5 кДа) гидрофобны и в органических растворителях остаются связанными с ФЛ. Их функциональное назначение изучено в меньшей степени, чем SPA. Большинство экспериментальных исследований указывает на то, что белки B и C ускоряют адсорбцию ПАВ на границе раздела фаз, обеспечивают низкое ПН и высокую стабильность поверхностной пленки ЛС. Недавно установлено, что вместе с SPA эти белки участвуют в формировании тубулярного миелина [30].

Углеводные молекулы ЛС представлены глюкозой, галактозой, сиаловой кислотой, фруктозой и галактозамином. Соединяясь с апопротеинами и подвергаясь различным модификационным изменениям, они, очевидно, обеспечивают определенный путь перемещения ЛС внутри клетки, готовность к секреции и другие процессы, связанные с его формированием и выделением на поверхность альвеолы [17].

Место внутриклеточного синтеза всех трех основных компонентов ЛС - альвеолоциты 2го типа (А2). Они имеют характерную для секреторной клетки ультраструктурную организацию. Наряду с митохондриями, они обладают профилями гранулярной цитоплазматической сети и пластинчатого комплекса, микротрубочками и микрофиламентами, содержат гранулы секрета - осмиофильные пластинчатые тельца (ОПТ).

Анализ перемещений меченых предшественников синтеза ЛС по цитоплазме А2 показал, что ФЛ и апопротеины синтезируются в различных отделах гранулярной цитоплазматической сети, затем независимо друг от друга переходят в зону пластинчатого комплекса [6]. Здесь липиды формируют мелкие, «незрелые» ОПТ, которые затем транспортируются в апикальную цитоплазму, к «зрелым» ОПТ, где секрет накапливается. В зоне пластинчатого комплекса белки соединяются с молекулами углеводов, гликозилируются с образованием высокомолекулярных гликопротеидов, которые в составе мультивезикулярных телец также перемещаются к «зрелым» ОПТ и, связываясь с ними, концентрируются в отдельном компартменте.

Секреция всех компонентов ЛС происходит одновременно, содержимое ОПТ выделяется из клеток по мерокриновому типу. Взаимодействие липидов и гликопротеидов происходит в гипофазе внеклеточной выстилки альвеол, где из них формируются мембранные структуры с характерной трехмерной организацией, названные тубулярным миелином (ТМ) [36].

СТРУКТУРНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ

Структурная организация ЛС у всех млекопитающих и человека имеет общий план строения. В его составе (рис. 4-40) принято выделять наружную пленку - мембрану толщиной 8 - 10 нм, расположенную непосредственно на границе раздела фаз воздух - жидкость (собственно ЛС) и связанный с ней, погруженный в гипофазу, ТМ (резервный ЛС).