Structura și metabolismul surfactantului endogen.
1. Istoria descoperirii agentului tensioactiv.
În 1929, von Neergard remarcat faptul că, pentru umflarea plămânilor de câini umplute cu soluție salină, necesită o presiune mult mai mică decât în plămâni umplute cu aer, și a concluzionat că forțele de tensiune de suprafață joacă un rol important în respirația normală. În 1947, Grunewald a observat că lumina copiilor care au murit, așa cum a numit-o, „prin atelectazie“, de asemenea, mai bine se umfla, fiind umplut cu soluție salină. El a arătat, de asemenea, că introducerea unor astfel de surfactanți ușoare de acetat de amil în tractul respirator reduce presiunea necesară pentru a le umfla cu aer. „Rezistența Aerarea este o consecință a tensiunii superficiale, care contracarează intrarea aerului, dar nu afectează lichidul de aspirație. Tensioactivii reduce presiunea necesară pentru aerare. Aceasta dovedește că adăugarea de agenți activi de suprafață în aer sau oxigen în timpul respirației spontane sau introduse un respirator poate ajuta la rezolvarea atelectazei primare la nou-născuții. "
În 1955, Radford, bazat pe lucrarea lui Pattle, a sugerat în mod incorect că tensiunea superficială în alveole se apropie de cea a plasmei (
60 mN). Clements observat contradicție între presiunea transpulmonară foarte mare, care ar trebui să atașați pentru a umfla suprafața mare a plămânilor, în cazul în care amploarea tensiunii superficiale sa ridicat la 60 mN, iar presiunea transpulmonară scăzută care este de fapt necesar pentru inflație pulmonare normale. El a prezentat ipoteza că plămânii sintetizează o substanță care reduce forțele de tensiune superficială în alveole. În 1956, el a izolat o substanță, pe care acum o numim agent tensioactiv, și am cercetat rolul forțelor de tensiune de suprafață în menținerea stabilității alveolelor.
În 1959, Avery și Mead au fost primii care au demonstrat deficiența surfactantului la copiii care au decedat de la RDS. Ei au observat că tensiunea superficială în plămânii copiilor care au murit de boala membranelor hialine, au fost mult mai mari decât cele ale copiilor care au murit din alte cauze, și a găsit o relație inversă între aceste forțe și vârsta gestațională a copilului.
2. Structura și metabolizarea surfactantului.
Baza dezvoltării RDS la nou-născuți este imaturitatea structurală și funcțională a plămânilor și a sistemului de surfactanți. Surfactantul este un strat monomolecular pe interfața dintre epiteliul alveolelor și aer.
În 1961, Pattle și Thomas, Buckingham și grupul Clements au stabilit că surfactantul este o lipoproteină. Stratul de surfactant constă din 90% lipide, în principal fosfolipide. Principalii fosfolipide sunt fosfatidil colina (PC) - 25% dipalmitoilfosfatidilcolină (DPPC) - 45%, care a fost identificat pentru prima Clements, fosfatidilglicerol și - 5%. De asemenea, fracțiunea fosfolipidă include fosfatidilinozitol, fosfatidiletanolamină, fosfatidilserină (numai 5%). Lipidele de suprafață includ colesterolul, trigliceridele, acizii grași nesaturați, spinoimelina (10%). Restul de 10% este atribuită fracțiunii proteice a agentului tensioactiv, care este reprezentată de proteinele apoproteinice, dintre care SP-A, SP-B și SP-C sunt izolate. Rolul important al proteinelor a fost stabilit pentru prima data de King si Clements in 1972, acum nu exista nici o indoiala.
Surfactant este sintetizat alveolocytes diabet 2, care se dezvoltă din epiteliul de forma de cub cu 25-26 aeriene distale de săptămâni de gestație. Lipidele surfactante sunt sintetizate în reticulul endoplasmatic, microzomale alveolocytes fracție de tip 2 și transportate prin aparatul Golgi și placa de vițel în lumenul alveolelor. Agentul tensioactiv există în diferite forme fizice. Lipidele inițial agent tensioactiv secretat ca o placă de vițel care apoi „Desface“ în mielina tubulară înainte de secreție și suprafața de adsorbție a unui monostrat de lipide și proteine de surfactant la interfața aer-lichid. Molecule sintetizat în mod avantajos de FC cale tsitidil-trifosfat, iar acest proces este reglementat de enzime precum fosforilholintsitidiltransferaza și holinfosfotransferaza. Proteinele surfactante sunt glicozilate în aparatul Golgi și pentru a muta plăcile gambei, unde se unește cu fosfolipide. Se pare că componentele tensioactive împreună de corpurile lamelare secretate în lumenul alveolelor, deși la miei prematuri ratei de secreție SP-A este mult mai mare decât FC. Secreția apare prin exocitoză. Procesul de secreție este controlat de mai mulți factori. Agoniștii acționează direct asupra receptorilor alveolocytes de tip 2, creșterea nivelului de cAMP, care stimulează secreția aparent de agent tensioactiv, în timp ce agoniștii colinergici ai receptorilor, cum ar fi pilocarpina, stimulează secreția de surfactant mediate prin stimularea eliberării de agoniști adrenergici. Sa demonstrat că prostaglandinele cresc secreția fosfatidilcolinei atât direct, cât și indirect. In final, factorii mecanici, cum ar fi umflarea plămânilor și hiperventilația poate duce la secretia de surfactant.
Principala cale de eliminare a agentului tensioactiv este captarea acestuia prin alveolocite de tip 2. La adulți, aproximativ 50% din surfactant pulmonar este procesat în lizozomii macrofagelor și alveolocytes doilea tip. Restul de 50% sunt reintroduse în corpurile de tip placă pentru reînregistrare. Atunci când se administrează intravenos, ciclul activ surfactant etichetat are loc între corpusculii fosfolipide lamelare și surfactantul în lumenul alveolelor. 80-90% fosfolipide pot rămâne intacte în timpul acestui proces și pot fi reciclate și reutilizate pentru mai multe zile. Se crede că administrarea de doze mari de fosfolipide copii exogene și adulți cu RDS pot schimba reuptake proceselor și clearance-ul, cu toate că, în studiile pe animale, administrarea de surfactant exogen nu a condus la variații în proces.
Odată ce PC-ul a intrat în ciclul de sinteză, secreția și circulația, el rămâne în plămâni pentru perioade lungi de timp. La mieii nou-născuți, timpul de înjumătățire biologic al FH a fost de 6 zile. Timpul de înjumătățire plasmatică studiază DPPC a variat de la 20 până la 80 ore, în funcție de locația mărcii (ca palmitat, colina sau fosfatidile respectiv, reflectând diferitele căi metabolice ale diferitelor părți ale moleculei). Timpul de înjumătățire al animalelor adulte a fost mai scurt decât cel al nou-născuților.
În cazul iepurilor nou-născuți pe termen lung, ciclul de surfactant începe imediat după naștere. Timpul total de circulație al PH alveolar este de 10 ore, iar eficiența circulației depășește 90%. Astfel, în ciuda activității metabolice a "bazinului" surfactantului, contribuția la aceasta a sintezei de surfactant de novo este mică. Cinetica constitutive a noului FH în „piscina“ alveolare este lent, iar în cazul în care cantitatea de agent tensioactiv inițial puțin sau alveolar „piscina“ de sinteză epuizat, de novo nu este în măsură să-l recupereze rapid. Conform cercetărilor efectuate pe miei prematuri cu vârsta gestațională de 138 de zile, la gestație plin de 150 de zile, nu au existat diferente in caile metabolice ale PC-ului, comparativ cu animalele la termen.
Metabolismul proteinelor tensioactive diferă oarecum de cel al FH la animalele premature. Astfel, SP-A sintetizat endogen este secretat rapid în lumenul alveolelor după naștere, deși secreția de PX începe la numai 5 ore după naștere. La scurt timp după naștere, corpurile ca niște plăci nu mai conțin SP-A, astfel secreția inițială a acestei proteine are loc în căi independente de PH. Eticheta SP-A a dispărut din lumenul alveolar mult mai repede decât fosfatidilcolina, prezentând din nou diferențe în căile de degajare ale acestor diferite componente de surfactant. Despre modalitățile de metabolizare a proteinelor SP-B și SP-C sunt cunoscute.
Cantitatea de proteine SP-A, SP-B și SP-C crește în timpul gestației, aceste modificări merg în paralel cu creșterea componentelor lipidice. Astfel, schimbările în cantitatea de SP-A din lichidul amniotic au loc împreună cu o modificare a cantității de PX.
Aproximativ 20 de săptămâni de gestație fătul se acumulează surfactant în corpusculii lamelar alveolocytes primitiv diabet zaharat 2. Înainte de expirarea perioadei de maturare, a existat o creștere progresivă a numărului alveolocytes 2 diabet, creșterea numărului lor de celule lamelare și creșterea conținutului de agent tensioactiv în lichidul amniotic. Acumularea în țesutul pulmonar FC continuă liniar, începând de la 20 de săptămâni și înainte de perioada de maturare. În timpul sarcinii normale, secreția semnificativă de agent activ de suprafață în lichidul amniotic ca o reflectare a acumulării sale nu are loc până la 35 de săptămâni de gestație. În termen complet copil în amniotic zhidkostiprisutstvuet cantități mari de agent activ de suprafață, care prezintă rezervele sale mari in plamani fetale.
Pentru a evalua schimbările în metabolismul și cantitatea de agent tensioactiv în tratamentul surfactant exogen a fost investigată la miei prematuri cu vârsta gestațională de 132 de zile. Astfel de animale au tendința de a dezvolta detresa respiratorie gravă și să moară timp de 5 ore, în ciuda sprijinului ventilatorii. In aplicarea de 100 mg / kg de agent tensioactiv natural al animalului este ușor capabilă să susțină viața în 24 de ore cu ajutorul parametrilor ventilatorii moderate având o concentrație de oxigen în amestecul de gaz inspirat de 50%. Practic, nici o pierdere de plămân fosfatidilcolina etichetate, ceea ce reflectă activitatea extrem de scăzută a catabolismului surfactant observate. Introdus de droguri foarte repede, „construit în“ la țesutul pulmonar, în timp ce lavaj nu a reușit să obțină mai mult de 40% din PC-ul a intrat și această cifră a rămas practic neschimbat timp de 24 de ore. Alveolara „pool“ surfactant după tratament a crescut de la aproximativ 5 micromoli / kg până la aproximativ 20-30 mol / kg. Odată cu introducerea lysophosphatidylcholine marcat (produsul primar al catabolismului fosfatidilcolina, care este absorbit rapid de țesutul pulmonar și cu 30% este transformată în fosfatidilcolina și resekretiruetsya) și acid palmitic pentru evaluarea sintezei de surfactant endogen nu a fost observat schimbări în „încorporarea“ precursor fosfatidilcolina sau a secreției de surfactant sintetizate endogen după administrarea a 100 mg / kg surfactant natural. Mai mult, administrarea de surfactant exogen poate îmbunătăți metabolismul fosfolipide.
Astfel, se poate concluziona că animalele premature cu deficiență de surfactant par să aibă toate căile necesare pentru sinteza și secreția fosfatidilcolinei. Rata sintezei și cinetica secreției sunt comparabile atât la animalele premature cât și la cele pe termen lung. Procesele de circulație sunt, de asemenea, active la toate vârstele gestaționale, iar agentul tensioactiv exogen utilizat pentru tratare este integrat în mecanismele ciclului. Circulația este capabilă să mențină în mod eficient funcția surfactantului. Tratamentul cu un surfactant exogen nu are un efect secundar asupra sintezei și secreției endogene a agentului tensioactiv pe principiul feedback-ului.
3. Funcțiile agentului tensioactiv.
Rolul principal al agentului tensioactiv este de a reduce tensiunea de suprafață din alveolele, făcându-le să se stabilizeze și să prevină colapsul expirator. Adăugarea albuminei sau a fibrinogenului reduce acest efect. In plus surfactant are un număr de alte proprietăți utile. Surfactant inhibă formarea de edem pulmonar, datorită faptului că, posedă proprietăți pentru a reduce tensiunea de suprafață, aceasta crește presiunea hidrostatică interstițială, reducând astfel gradientul presiunii hidrostatice transmural în alveolele microvasculare. surfactant natural este capabil de a preveni acumularea de lichid in lumenul cailor respiratorii mici, care nu permite să scadă lumenul lor. Agentul surfactant este capabil să schimbe proprietățile sputei. La sugarii cu RDS tratați cu surfactant, comparativ cu tratati cu placebo copii sputa a fost mai puțin dens și mai puțin vâscos, conțin mai multă apă și, astfel, a fost mai mult „transportabil“. Poate ca surfactant emulsioneaza noduli spută, prevenind aglomerarea și reducerea aderenței. In experimentele pe porci au arătat că la animalele administrate surfactant exogen a fost promovată transportul mucociliar. In modelul epiteliului traheal de surfactant normale a rezultat într-o ușoară (mai puțin de 10%), creșterea frecvenței bătăilor inimii villusului într-un mod dependent de doză. In epiteliul, peroxidul de hidrogen deteriorat recuperat mai repede mișcarea vilozităților în aplicarea surfactant. Surfactant reduce tensiunea superficială a dyhatelnyhputey centrale strat de mucus, care poate îmbunătăți, de asemenea, transportul mucociliar.
Agentul tensioactiv joacă un rol în protecția antibacteriană a plămânilor. Componentele lipidice ale surfactantului măresc activitatea fagocitară macrofagală. Surfactantul Proteina A (SP-A) acționează ca opsonin în fagocitoza virusului herpes simplex prin macrofage. Macrofagele alveolare ale șobolanilor pentru distrugerea Staphylococcus aureus necesită materialul peretelui alveolar. Substanțele active la suprafață obținute prin lavajul șobolanilor ușori și a oamenilor, îmbunătățesc fagocitoza Staphylococcus aureus.
Un surfactant exogen poate reduce inflamația prin inhibarea secreției diferitelor produse celulare, cum ar fi interleukinele (IL-1 și IL-6) și factorul de necroză tumorală (TNF), de către monocitele umane.
Trimiteți-le prietenilor: