Chất Hoạt Động Bề Mặt Phổi

Chất hoạt động bề mặt phổi là một hỗn hợp lipid-protein được tiết ra bởi các tế bào phế nang loại II, tạo thành một lớp màng tại giao diện khí-lỏng của phế nang. Bằng cách giảm sức căng bề mặt, nó ổn định phế nang chống lại sự xẹp, giảm công hô hấp, và thông qua các protein liên quan, nó cũng góp phần vào cơ chế bảo vệ bẩm sinh của phổi.

Definition

Chất hoạt động bề mặt phổi là một phức hợp hoạt động bề mặt gồm các phospholipid (chủ yếu là dipalmitoylphosphatidylcholine) và các protein hoạt động bề mặt (SP-A, SP-B, SP-C, SP-D), được sản xuất bởi các tế bào biểu mô phế nang loại II, giúp giảm sức căng bề mặt tại giao diện khí-lỏng của phế nang.

Scope

Chủ đề này bao gồm thành phần của chất hoạt động bề mặt, cách giảm sức căng bề mặt giúp phế nang mở và ổn định trong suốt quá trình hô hấp, các tế bào sản xuất và tái chế nó, và vai trò bảo vệ vật chủ của các protein ưa nước của nó. Đây là kiến thức sinh lý học tham khảo-giáo dục và trình bày lý do tại sao sự thiếu hụt hoặc rối loạn chức năng của chất hoạt động bề mặt lại quan trọng mà không đưa ra hướng dẫn điều trị.

Core questions

• Làm thế nào việc giảm sức căng bề mặt ngăn ngừa xẹp phế nang và ổn định các phế nang có kích thước khác nhau?
• Các thành phần lipid và protein của chất hoạt động bề mặt là gì và mỗi thành phần đóng góp gì?
• Chất hoạt động bề mặt được sản xuất, tiết ra và tái chế bởi các tế bào phế nang loại II như thế nào?
• Các protein hoạt động bề mặt tham gia vào cơ chế bảo vệ miễn dịch bẩm sinh như thế nào?

Key concepts

• Sức căng bề mặt và mối quan hệ Laplace
• Dipalmitoylphosphatidylcholine (DPPC)
• Các protein hoạt động bề mặt SP-A, SP-B, SP-C, SP-D
• Tế bào phế nang loại II
• Sự ổn định và độ giãn nở của phế nang
• Collectin và cơ chế bảo vệ bẩm sinh

Mechanisms

Các tế bào phế nang loại II tổng hợp chất hoạt động bề mặt và lưu trữ nó trong các thể phiến, sau đó tiết ra bề mặt phế nang nơi nó trải rộng thành một lớp màng. Các phospholipid, chủ yếu là DPPC, tập trung tại giao diện khí-lỏng và giảm sức căng bề mặt; vì sức căng bề mặt tạo ra một áp lực hướng vào trong (gây xẹp) mà theo mối quan hệ Laplace, áp lực này lớn hơn ở các phế nang nhỏ hơn, việc giảm sức căng bề mặt ưu tiên ổn định các phế nang nhỏ và ngăn chúng xẹp vào các phế nang lớn hơn. Các protein kỵ nước SP-B và SP-C thúc đẩy sự hấp phụ và trải rộng nhanh chóng của lớp màng, trong khi các collectin ưa nước SP-A và SP-D liên kết với bề mặt vi khuẩn và điều hòa chức năng tế bào miễn dịch, liên kết chất hoạt động bề mặt với cơ chế bảo vệ vật chủ. Các thành phần của chất hoạt động bề mặt liên tục được hấp thu, tái chế và phân hủy để duy trì một lượng chức năng.

Clinical relevance

Sinh lý học chất hoạt động bề mặt giải thích sự ổn định của phế nang và công hô hấp tăng lên khi chất hoạt động bề mặt bị thiếu hụt hoặc rối loạn chức năng, và nó là cơ sở cho khái niệm suy hô hấp sơ sinh liên quan đến sự chưa trưởng thành của chất hoạt động bề mặt. Đây là thông tin nền mô tả về các tình trạng này; nó không phải là hướng dẫn về liều lượng hoặc điều trị.

Evidence & guidelines

Thành phần và chức năng của chất hoạt động bề mặt được thiết lập trong các bài đánh giá và sách giáo khoa sinh lý học; việc quản lý lâm sàng các tình trạng liên quan đến chất hoạt động bề mặt thuộc về các thực thể lâm sàng liên quan và các hướng dẫn của chúng.

History

Vai trò của sức căng bề mặt trong cơ học phổi đã được trình bày rõ ràng vào những năm 1950, với John Clements là một trong những người đã mô tả lớp lót hoạt động bề mặt, và sự thiếu hụt chất hoạt động bề mặt sau đó được liên kết với suy hô hấp sơ sinh. Các công trình sau này đã xác định các protein hoạt động bề mặt và mở rộng hiểu biết về chất hoạt động bề mặt từ một tác nhân cơ học thuần túy thành một yếu tố đóng góp vào miễn dịch bẩm sinh.

Key figures

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

Seminal works

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

Frequently asked questions

Tại sao phổi cần chất hoạt động bề mặt?

Chất hoạt động bề mặt làm giảm sức căng bề mặt tại giao diện khí-lỏng của phế nang, giúp ngăn ngừa xẹp phế nang, ổn định các phế nang có kích thước khác nhau và giảm công cần thiết để làm phồng phổi.

Chất hoạt động bề mặt có làm gì khác ngoài việc giảm sức căng bề mặt không?

Có. Các protein ưa nước SP-A và SP-D của nó nhận diện vi khuẩn và điều hòa các tế bào miễn dịch, vì vậy chất hoạt động bề mặt cũng góp phần vào cơ chế bảo vệ bẩm sinh của phổi.