Легочный сурфактант

Легочный сурфактант — это липидно-белковая смесь, секретируемая альвеолярными клетками II типа, которая образует пленку на границе раздела воздух-жидкость в альвеолах. Снижая поверхностное натяжение, он стабилизирует альвеолы, предотвращая их коллапс, уменьшает работу дыхания, а благодаря связанным с ним белкам также способствует врожденной защите легких.

Definition

Легочный сурфактант — это поверхностно-активный комплекс фосфолипидов (преимущественно дипальмитоилфосфатидилхолина) и сурфактантных белков (SP-A, SP-B, SP-C, SP-D), продуцируемый альвеолярными эпителиальными клетками II типа, который снижает поверхностное натяжение на границе раздела воздух-жидкость в альвеолах.

Scope

Эта тема охватывает состав сурфактанта, механизм поддержания открытости и стабильности альвеол при дыхании за счет снижения поверхностного натяжения, клетки, которые его производят и перерабатывают, а также роль гидрофильных белков в защите организма. Это справочно-образовательный материал по физиологии, объясняющий, почему дефицит или дисфункция сурфактанта имеют значение, без предоставления инструкций по лечению.

Core questions

• Как снижение поверхностного натяжения предотвращает коллапс альвеол и стабилизирует альвеолы разных размеров?
• Каковы липидные и белковые компоненты сурфактанта и каков вклад каждого из них?
• Как сурфактант продуцируется, секретируется и перерабатывается пневмоцитами II типа?
• Как сурфактантные белки участвуют во врожденной иммунной защите?

Key concepts

• Поверхностное натяжение и соотношение Лапласа
• Дипальмитоилфосфатидилхолин (ДПФХ)
• Сурфактантные белки SP-A, SP-B, SP-C, SP-D
• Альвеолярные клетки II типа
• Стабильность и податливость альвеол
• Коллектины и врожденная защита

Mechanisms

Пневмоциты II типа синтезируют сурфактант и хранят его в пластинчатых тельцах, секретируя на альвеолярную поверхность, где он распространяется в виде пленки. Фосфолипиды, главным образом ДПФХ, упаковываются на границе раздела воздух-жидкость и снижают поверхностное натяжение; поскольку поверхностное натяжение создает внутреннее (коллапсирующее) давление, которое, согласно соотношению Лапласа, больше в меньших альвеолах, его снижение преимущественно стабилизирует малые альвеолы и предотвращает их опорожнение в более крупные. Гидрофобные белки SP-B и SP-C способствуют быстрой адсорбции и распространению пленки, в то время как гидрофильные коллектины SP-A и SP-D связываются с микробными поверхностями и модулируют функцию иммунных клеток, связывая сурфактант с защитой организма. Компоненты сурфактанта постоянно поглощаются, перерабатываются и деградируют для поддержания функционального пула.

Clinical relevance

Физиология сурфактанта объясняет стабильность альвеол и увеличение работы дыхания при дефиците или дисфункции сурфактанта, а также лежит в основе концепции неонатального респираторного дистресс-синдрома, связанного с незрелостью сурфактанта. Это описательная информация о таких состояниях; это не руководство по дозированию или лечению.

Evidence & guidelines

Состав и функция сурфактанта установлены в физиологических обзорах и учебниках; клиническое ведение состояний, связанных с сурфактантом, относится к соответствующим клиническим нозологиям и их рекомендациям.

History

Роль поверхностного натяжения в механике легких была сформулирована в 1950-х годах, когда Джон Клементс был среди тех, кто характеризовал поверхностно-активную выстилку, а дефицит сурфактанта впоследствии был связан с неонатальным респираторным дистресс-синдромом. Более поздние работы идентифицировали сурфактантные белки и расширили понимание сурфактанта от чисто механического агента до участника врожденного иммунитета.

Key figures

• John Clements
• Mary Ellen Avery
• Jo Rae Wright
• Erika Crouch

Seminal works

• clements-1997
• wright-2005
• crouch-2001

Frequently asked questions

Почему легким нужен сурфактант?

Сурфактант снижает поверхностное натяжение на границе раздела воздух-жидкость в альвеолах, что предотвращает коллапс альвеол, стабилизирует альвеолы разных размеров и уменьшает работу, необходимую для расправления легких.

Делает ли сурфактант что-либо, кроме снижения поверхностного натяжения?

Да. Его гидрофильные белки SP-A и SP-D распознают микробы и модулируют иммунные клетки, поэтому сурфактант также способствует врожденной защите легких.