Метаболические функции легких

Легкие являются не только органом газообмена, но и метаболически активным органом. Поскольку весь сердечный выброс проходит через легочное кровообращение, легкие обладают уникальной способностью синтезировать, активировать и инактивировать циркулирующие биологически активные вещества, изменяя химический состав крови по мере ее прохождения через легочные капилляры.

Definition

Метаболические функции легких — это недыхательная биохимическая активность легких, включая синтез, активацию и инактивацию циркулирующих веществ легочными эндотелиальными и эпителиальными клетками по мере прохождения крови через легочное кровообращение.

Scope

Эта тема охватывает недыхательные метаболические функции легких: переработку вазоактивных и других медиаторов в легочном эндотелии, синтез таких веществ, как липиды сурфактанта, эпителием легких, а также положение легких как фильтра и места первого прохождения в кровообращении. Это справочно-образовательная физиология, и она не затрагивает дозировку лекарств или лечение.

Core questions

• Почему легкие хорошо приспособлены для метаболизма циркулирующих веществ?
• Какие вазоактивные вещества характерно активируются или инактивируются в легочном кровообращении?
• Что синтезируют сами легкие и где?
• Как метаболизм первого прохождения через легкие влияет на состав артериальной крови?

Key concepts

• Метаболизм первого прохождения через легкие
• Переработка медиаторов легочным эндотелием
• Активация и инактивация вазоактивных веществ
• Синтез липидов сурфактанта легкими
• Легкие как циркуляторный фильтр

Mechanisms

Поскольку практически весь сердечный выброс проходит через капиллярное русло легких, а это русло представляет собой огромную эндотелиальную поверхность, легкие способны воздействовать на вещества, растворенные в крови. Легочные эндотелиальные клетки содержат ферменты, которые преобразуют или удаляют циркулирующие медиаторы, поэтому некоторые вазоактивные вещества активируются, а другие инактивируются за один проход через легкие; классические физиологические тексты описывают эту избирательную обработку вазоактивных агентов в легочном эндотелии. Эпителий легких также синтезирует собственные вещества, в частности липиды легочного сурфактанта, продуцируемые альвеолярными клетками II типа. Благодаря этой деятельности легкие изменяют химический состав крови, поступающей в системный артериальный кровоток, и способствуют общему балансу медиаторов в организме.

Clinical relevance

Признание метаболической роли легких объясняет, почему легочное кровообращение может влиять на системные уровни циркулирующих медиаторов и почему некоторые вещества, вводимые внутривенно, изменяются при первом прохождении через легкие. Эта тема является описательной физиологией и не является основой для индивидуальных назначений или решений о лечении.

Evidence & guidelines

Метаболические функции легких описаны в стандартных учебниках по респираторной и медицинской физиологии; эта статья обобщает этот консенсус, а не является клиническим руководством.

History

Понимание легких как метаболического органа развивалось наряду с респираторной физиологией в двадцатом веке, когда стало ясно, что легочный эндотелий перерабатывает циркулирующие вазоактивные вещества и что легкие синтезируют свои собственные компоненты, такие как сурфактант; этот объем работы консолидирован в стандартных учебниках по физиологии.

Key figures

• John B. West
• Michael Levitzky

Seminal works

• west-2012
• boron-boulpaep-2017

Frequently asked questions

Почему легкие считаются метаболическим органом?

Поскольку весь сердечный выброс проходит через их большую эндотелиальную поверхность, легкие могут синтезировать, активировать и инактивировать циркулирующие вещества, изменяя химический состав крови по мере ее прохождения.

Производят ли легкие что-либо сами?

Да. Среди прочих продуктов, альвеолярные клетки II типа синтезируют липиды легочного сурфактанта, что иллюстрирует синтетическую, не связанную с газообменом активность легких.