Środek powierzchniowo czynny. Korzyści i znaczenie dla płuc

Surfaktanty płuc zlokalizowane są zarówno zewnątrzkomórkowo (kompleks wyściółki), jak i wewnątrzkomórkowo (osmiofilne ciałka blaszkowate – OPT). W oparciu o tę lokalizację surfaktantów opracowano 3 główne metody ich izolacji:

• 1) metoda płukania oskrzelowo-pęcherzykowego (badanie płynu płuczącego);
• 2) metodą ekstrakcji płuc (z wykorzystaniem biopsji lub materiału chirurgicznego);
• 3) sposób zbierania i badania wydechu (kondensatu wydychanego powietrza).

Do badania środków powierzchniowo czynnych stosuje się metody fizykochemiczne, biochemiczne i mikroskopii elektronowej.

Metody fizykochemiczne opierają się na zdolności środków powierzchniowo czynnych do zmniejszania PN izotonicznego roztworu chlorku sodu lub wody destylowanej. Stopień tej redukcji można określić za pomocą różnych technik i instrumentów.

Ważne informacje o charakterze chemicznym środków powierzchniowo czynnych można uzyskać stosując techniki biochemiczne: elektroforezę, chromatografię cienkowarstwową i chromatografię gazowo-cieczową. Do tych celów powszechnie stosuje się różnorodne metody histochemiczne i różne rodzaje mikroskopii: polaryzacyjną, fluorescencyjną, kontrastową fazę i elektronową.

Metody radiologiczne dostarczają cennych informacji na temat metabolizmu i wydzielania środków powierzchniowo czynnych. Polegają na wprowadzeniu do organizmu radionuklidu 32P lub kwasu palmitynowego zawierającego radionuklid trytu, który aktywnie uczestniczy w metabolizmie fosfolipidów.

Stosując różne roztwory, otrzymuje się popłuczyny oskrzelowo-pęcherzykowe, które stanowią materiał wyjściowy do badań środków powierzchniowo czynnych. Najpełniejsze usunięcie środków powierzchniowo czynnych z powierzchni oskrzelowo-pęcherzykowej uzyskuje się stosując izotoniczny roztwór chlorku sodu, który eliminuje denaturację białek i niszczenie błon komórkowych. Podczas stosowania wody destylowanej uwalnianie środków powierzchniowo czynnych do roztworu wzrasta w wyniku osmotycznego zniszczenia niektórych komórek i uwolnienia wewnątrzkomórkowych środków powierzchniowo czynnych, dlatego materiał wyjściowy zawiera zarówno dojrzałe, jak i niedojrzałe cytoplazmatyczne środki powierzchniowo czynne i inne składniki.

Zaletą metody płukania oskrzelowo-pęcherzykowego jest możliwość uzyskania materiału podczas zabiegów medycznych mających na celu odkażanie aparatu oskrzelowo-płucnego. Wadą jest to, że płyn płuczący nie zawsze dociera do strefy oddechowej płuc i może nie zawierać prawdziwych środków powierzchniowo czynnych. Jednocześnie płyn myjący zawiera produkty wydzieliny gruczołów oskrzelowych, produkty niszczenia komórek i inne składniki, w tym fosfolipazy, które niszczą środek powierzchniowo czynny. Jest jeszcze jedna ważna okoliczność: wyniki badania aktywności powierzchniowej popłuczyn oskrzelowo-pęcherzykowych trudno przypisać konkretnym segmentom lub płatom płuc.

Według AV Tsizerlinga i współautorów (1978) PAV1 ulega niezwykle niewielkim zmianom w ciągu 1-2 dni po śmierci. Według N.V. Syromyatnikovej i współautorów (1977) przechowywaniu izolowanych płuc w temperaturze pokojowej przez 36 godzin nie towarzyszy zmiana ich właściwości powierzchniowo czynnych.

Uzyskanie surfaktantów z biopsji, materiału chirurgicznego lub fragmentu tkanki ze strefy oddechowej płuc zwierzęcia doświadczalnego umożliwia homogenizację materiału źródłowego w celu jak najpełniejszej ekstrakcji surfaktantów zewnątrz- i wewnątrzkomórkowych.

Zaletą tej metody jest najpełniejsza ekstrakcja surfaktantów ze strefy oddechowej płuc, wadą jest konieczność usunięcia fragmentu płuca w drodze biopsji nakłuciowej lub podczas operacji chirurgicznych. Materiał biopsyjny lub chirurgiczny można również zbadać za pomocą mikroskopu elektronowego.

Szczególnie interesująca w diagnostyce klinicznej i laboratoryjnej jest metoda otrzymywania surfaktantów z wydychanego powietrza. Metoda polega na tym, że przepływ wydychanego powietrza wychwytuje drobne cząsteczki cieczy z powierzchni dróg oddechowych płuc i wraz z parami usuwa je z organizmu. Osoba wydycha powietrze do schłodzonego układu, gdzie pary się skraplają. W ciągu 10 minut w układzie gromadzi się 2-3 ml materiału wyjściowego. Analiza biochemiczna wydychanego kondensatu wskazuje, że zawiera on fosfolipidy, zwłaszcza lecytynę, w małych stężeniach.

Badanie aktywności powierzchniowej kondensatu wydychanego powietrza przeprowadza się metodą Du Nouy’a z wykorzystaniem wagi skrętnej. U osób zdrowych statyczne napięcie powierzchniowe (NSST) wynosi 58-67 mN/m, a w chorobach zapalnych płuc NSST wzrasta - 68-72 mN/m.

Zaletą metody badania surfaktantów w kondensacie wydychanego powietrza jest bezurazowy charakter pobierania materiału i możliwość powtarzania badań. Wadą jest niskie stężenie fosfolipidów w kondensacie. W rzeczywistości metodę tę stosuje się do oznaczania produktów rozkładu lub składników środków powierzchniowo czynnych.

Stan surfaktantów ocenia się poprzez pomiar napięcia powierzchniowego metodą Wilhelmy'ego i Du Nouy'a.

Przy 100% powierzchni monowarstwy rejestruje się PNmin, a przy 20% początkowej powierzchni monowarstwy rejestruje się PNmin. Z tych wartości oblicza się IS, który charakteryzuje aktywność powierzchniową środków powierzchniowo czynnych. W tym celu należy skorzystać ze wzoru zaproponowanego przez J. A. Clementsa (1957). Im wyższy IS, tym wyższa aktywność powierzchniowa surfaktantów płuc.

W wyniku badań naukowców krajowych i zagranicznych zidentyfikowano szereg funkcji, które są realizowane dzięki obecności środków powierzchniowo czynnych w płucach: utrzymywanie stabilności wielkości dużych i małych pęcherzyków płucnych oraz zapobieganie ich niedodmie w warunkach fizjologicznych warunki oddychania.

Ustalono, że zwykle monowarstwa i hipofaza chronią błony komórkowe przed bezpośrednim kontaktem mechanicznym z mikrocząsteczkami kurzu i ciałami drobnoustrojów. Zmniejszając napięcie powierzchniowe pęcherzyków płucnych, środki powierzchniowo czynne przyczyniają się do zwiększenia ich wielkości podczas inhalacji, stwarzają możliwość jednoczesnego funkcjonowania pęcherzyków o różnej wielkości, pełnią rolę regulatora przepływów powietrza pomiędzy aktywnie funkcjonującym i „spoczynkowym” ” (niewentylowanych) pęcherzyków płucnych i ponad dwukrotnie większą siłę skurczu mięśni oddechowych wymaganą do wyprostowania pęcherzyków płucnych i właściwej wentylacji, a także dezaktywują kininy dostające się do płuc z krwi podczas chorób zapalnych. W przypadku braku środków powierzchniowo czynnych lub gwałtownego spadku ich aktywności dochodzi do niedodmy.

Podczas oddychania, gdy środki powierzchniowo czynne są rozkładane i uwalniane do dróg oddechowych, napięcie powierzchniowe okresowo wzrasta. Prowadzi to do tego, że pęcherzyki o większym napięciu powierzchniowym zmniejszają swój rozmiar i zamykają się, wyłączając wymianę gazową. W nieczynnych pęcherzykach gromadzą się środki powierzchniowo czynne wytwarzane przez komórki, napięcie powierzchniowe spada, a pęcherzyki otwierają się. Innymi słowy, fizjologiczna rola środków powierzchniowo czynnych obejmuje regulację okresowych zmian funkcjonujących i spoczynkowych jednostek funkcjonalnych płuc.

Lipidy powierzchniowo czynne pełnią rolę przeciwutleniającą, co jest ważne w ochronie elementów ściany pęcherzyków płucnych przed szkodliwym działaniem utleniaczy i nadtlenków.

Cząsteczka tlenu może wejść w kontakt z błoną plazmatyczną nabłonka pęcherzykowego i rozpocząć swoją podróż w płynach ustrojowych, przechodząc jedynie przez kompleks wyściółki (warstwa monomolekularna i hipofaza). Wyniki badań eksperymentalnych wielu autorów wykazały, że surfaktanty pełnią rolę czynnika regulującego transport tlenu w gradiencie stężeń. Zmiana składu biochemicznego membran i kompleksu wyściółkowego bariery powietrzno-hematycznej prowadzi do zmiany rozpuszczalności w nich tlenu i warunków jego przenoszenia masy. Zatem obecność monowarstwy środków powierzchniowo czynnych na granicy z powietrzem pęcherzykowym sprzyja aktywnemu wchłanianiu tlenu w płucach.

Monowarstwa środka powierzchniowo czynnego reguluje szybkość parowania wody, co wpływa na termoregulację organizmu. Obecność stałego źródła wydzielania środka powierzchniowo czynnego w pęcherzykach płucnych typu 2 powoduje stały przepływ cząsteczek środka powierzchniowo czynnego z jamy pęcherzykowej do oskrzelików i oskrzeli oddechowych, co powoduje oczyszczenie (oczyszczenie) powierzchni pęcherzyków płucnych. Cząsteczki kurzu i ciała drobnoustrojów, które dostają się do obszaru oddechowego płuc, pod wpływem gradientu ciśnienia powierzchniowego, są przenoszone do strefy działania transportu śluzowo-rzęskowego i usuwane z organizmu.

Monowarstwa środka powierzchniowo czynnego służy nie tylko zmniejszeniu siły ściskającej pęcherzyków płucnych, ale także chroni ich powierzchnię przed nadmierną utratą wody, zmniejsza wchłanianie płynu z naczyń włosowatych płuc do przestrzeni powietrznych pęcherzyków płucnych, czyli reguluje reżim wodny na powierzchni pęcherzyków płucnych. Pod tym względem środki powierzchniowo czynne zapobiegają przesiękowi płynu z naczyń włosowatych krwi do światła pęcherzyków płucnych.

Fizjologiczne działanie surfaktantu może ucierpieć w wyniku mechanicznego zniszczenia wyściółki pęcherzyków płucnych, zmiany szybkości jego syntezy przez pęcherzyki płucne typu 2, zakłócenia jego wydzielania na powierzchni pęcherzyków płucnych, jego odrzucenia przez przesięk lub wypłukania przez drogi oddechowe na skutek chemicznej inaktywacji surfaktantów na powierzchni pęcherzyków płucnych, a także w wyniku zmian w szybkości usuwania „odpadów” surfaktantów z pęcherzyków.

Układ środków powierzchniowo czynnych płuc jest bardzo wrażliwy na wiele czynników endogennych i egzogennych. Do czynników endogennych zalicza się: upośledzenie różnicowania pęcherzyków płucnych typu 2 odpowiedzialnych za syntezę surfaktantu, zmiany w hemodynamice (nadciśnienie płucne), zaburzenia unerwienia i metabolizmu w płucach, ostre i przewlekłe procesy zapalne układu oddechowego, stany związane z interwencjami chirurgicznymi na jamy klatki piersiowej i jamy brzusznej. Czynnikami egzogennymi są zmiany ciśnienia parcjalnego tlenu w wdychanym powietrzu, zanieczyszczenia chemiczne i pyłowe wdychanego powietrza, hipotermia, środki odurzające i niektóre leki farmakologiczne. Środek powierzchniowo czynny jest wrażliwy na dym tytoniowy. U palaczy znacznie zmniejszają się właściwości powierzchniowo czynne środka powierzchniowo czynnego, w wyniku czego płuca tracą elastyczność, stają się „twarde” i mniej giętkie. U osób nadużywających napojów alkoholowych zmniejsza się także aktywność powierzchniowa surfaktantów płuc.

Zakłócenie procesów syntezy i wydzielania surfaktantów lub ich uszkodzenie przez czynniki egzogenne lub endogenne jest jednym z patogenetycznych mechanizmów rozwoju wielu chorób układu oddechowego, w tym gruźlicy płuc. Ustalono eksperymentalnie i klinicznie, że w aktywnej gruźlicy i nieswoistych chorobach płuc synteza środka powierzchniowo czynnego zostaje zakłócona. W przypadku ciężkiego zatrucia gruźlicą właściwości środka powierzchniowo czynnego zmniejszają się zarówno po stronie dotkniętej chorobą, jak i w przeciwległym płucu. Spadek aktywności powierzchniowej środka powierzchniowo czynnego wiąże się ze zmniejszeniem syntezy fosfolipidów w warunkach niedotlenienia. Poziom fosfolipidów środka powierzchniowo czynnego w płucach znacznie spada pod wpływem niskiej temperatury. Ostra hipertermia powoduje napięcie funkcjonalne pęcherzyków płucnych typu 2 (ich selektywny przerost i nadmierną zawartość fosfolipidów) i sprzyja zwiększeniu aktywności powierzchniowej popłuczyn i ekstraktów z płuc. Podczas postu przez 4-5 dni zmniejsza się zawartość środka powierzchniowo czynnego w pęcherzykach płucnych typu 2 i powierzchniowej wyściółce pęcherzyków płucnych.

Znaczące zmniejszenie aktywności powierzchniowej środka powierzchniowo czynnego powoduje znieczulenie eterem, pentobarbitalem lub podtlenkiem azotu.

Zapalnym chorobom płuc towarzyszą pewne zmiany w syntezie środka powierzchniowo czynnego i jego działaniu. Tak więc, w przypadku obrzęku płuc, niedodmy, stwardnienia płuc, nieswoistego zapalenia płuc, gruźlicy i zespołu błony szklistej u noworodków, właściwości powierzchniowo czynne środka powierzchniowo czynnego są zmniejszone, a przy rozedmie płuc są zwiększone. Udowodniono udział pęcherzykowego środka powierzchniowo czynnego w adaptacji płuc do ekstremalnych wpływów.

Wiadomo, że wirusy i bakterie Gram-ujemne mają większą zdolność niszczenia środka powierzchniowo czynnego w płucach w porównaniu z bakteriami Gram-dodatnimi. W szczególności wirus grypy powoduje u myszy zniszczenie pęcherzyków płucnych typu 2, co prowadzi do obniżenia poziomu fosfolipidów w płucach. A. I. Oleinik (1978) stwierdził, że ostremu zapaleniu płuc towarzyszy znaczne zmniejszenie aktywności powierzchniowej ekstraktów uzyskanych ze zmian chorobowych.

Nowe obiecujące podejście do badania surfaktantu w zapalnych chorobach płuc wiąże się z badaniem popłuczyn oskrzelowych uzyskanych podczas bronchoskopii. Skład popłuczyn i ich aktywność powierzchniowa pozwalają w przybliżeniu ocenić stan pęcherzykowego środka powierzchniowo czynnego.

Ze względu na szerokie zastosowanie w praktyce klinicznej inhalacji różnych środków farmakologicznych, przeprowadziliśmy badania eksperymentalne i kliniczne mające na celu zbadanie układu surfaktantów w płucach.

W związku z tym zbadano wpływ środków przeciwgruźliczych podawanych w inhalacjach ultradźwiękowych na stan układu surfaktantowego płuc. Badania mikroskopii elektronowej płuc przeprowadzono u 42 szczurów po 1, 2 i 3 miesiącach inhalacji streptomycyny i izoniazydu oddzielnie, a także na tle skojarzonego podawania leków. Roztwory środków prątkostatycznych dyspergowano za pomocą inhalatora ultradźwiękowego TUR USI-50.

Zauważono, że pod wpływem ultradźwiękowych aerozoli streptomycyny aktywność powierzchniowa środków powierzchniowo czynnych spadła natychmiast po pierwszej sesji (pierwotny spadek), a do 15 dnia została częściowo przywrócona.

Począwszy od 16. inhalacji zaobserwowano stopniowy spadek aktywności powierzchniowej, który utrzymywał się przez 3 miesiące inhalacji i do 90. dnia wskaźnik stabilności spadł do 0,57 + 0,01. Po 7 dniach od zaprzestania inhalacji zaobserwowano wzrost aktywności surfaktantów w płucach. Wartość SI wyniosła 0,72±0,07, a po 14 dniach od zaprzestania inhalacji aktywność powierzchniowa surfaktantów została prawie całkowicie przywrócona i SI osiągnął wartość 0,95±0,06.

W grupie zwierząt, którym wdychano izoniazyd, spadek aktywności powierzchniowej surfaktantów nastąpił bezpośrednio po pierwszej inhalacji. Wartość IS spadła do 0,85±0,08. Spadek aktywności powierzchniowej surfaktantów w tym przypadku był mniejszy niż przy zastosowaniu streptomycyny, jednakże przy inhalacji izoniazydu aktywność powierzchniowa surfaktantów utrzymywała się na stałym poziomie przez 2 miesiące i dopiero po 60-tej inhalacji zaobserwowano spadek aktywności powierzchniowej. W 90. dniu inhalacji aktywność powierzchniowa spadła i SI osiągnął wartość 0,76±0,04. Po zaprzestaniu inhalacji po 7 dniach odnotowano stopniowy powrót aktywności powierzchniowej surfaktantów, SI wyniósł 0,87 ± ±0,06, a po 14 dniach jego wartość wzrosła do 0,99 ± ±0,05.

Badanie mikroskopem elektronowym wyciętych płuc wykazało, że pęcherzykowy kompleks środków powierzchniowo czynnych nie zmienił się po 1 miesiącu od inhalacji ultradźwiękowej ze streptomycyną. Po 2, a zwłaszcza 3 miesiącach inhalacji, w niektórych obszarach miąższu płuc stwierdzono niewielki obrzęk bariery powietrze-krew, a w niektórych miejscach miejscowe zniszczenie i wypłukiwanie błon surfaktantów do światła pęcherzyków płucnych. Wśród pęcherzyków płucnych typu 2 zmniejsza się liczba młodych osmiofilnych ciałek blaszkowatych, mitochondria mają oświeconą macierz, a liczba znajdujących się w nich krypt jest zauważalnie zmniejszona. Cysterny ziarnistej siateczki cytoplazmatycznej są powiększone i brakuje im niektórych rybosomów. Zmiany ultrastrukturalne w takich komórkach wskazują na rozwój w nich procesów destrukcyjnych i zmniejszenie wewnątrzkomórkowej syntezy środków powierzchniowo czynnych.

Po inhalacji aerozoli izoniazydu przez 2 miesiące nie stwierdzono istotnych zaburzeń w ultrastrukturze głównych składników surfaktantu płuc. Po 3 miesiącach inhalacji leku w pęcherzykach płucnych stwierdzono zaburzenia mikrokrążenia i objawy obrzęku wewnątrzkomórkowego. Najwyraźniej obrzękowy płyn uwolniony do hipofazy wypłukuje błony środka powierzchniowo czynnego do światła pęcherzyków płucnych. W pęcherzykach płucnych typu 2 liczba osmiofilnych ciałek blaszkowatych i mitochondriów jest zmniejszona, a pozbawione rybosomów kanały cystern są nierównomiernie rozszerzone. Wskazuje to na nieznaczne osłabienie syntezy surfaktantów.

Jednocześnie w wielu przypadkach w miąższu płuc można znaleźć pęcherzyki płucne typu 2, prawie całkowicie wypełnione dojrzałymi i młodymi osmiofilnymi ciałkami blaszkowatymi. Komórki takie mają dobrze rozwiniętą ultrastrukturę i ciemną macierz cytoplazmatyczną, przypominającą „ciemne” pęcherzyki płucne typu 2 o zwiększonym potencjale. Ich pojawienie się wiąże się oczywiście z koniecznością kompensacyjnego wydzielania surfaktantu w tych obszarach, w których aktywność pęcherzyków płucnych typu 2 jest obniżona na skutek zaburzeń mikrokrążenia w ścianach pęcherzyków płucnych.

Po zaprzestaniu długotrwałego stosowania streptomycyny i izoniazydu w inhalacjach ultradźwiękowych, już po 14 dniach zauważalne są zmiany w ultrastrukturze pęcherzyków płucnych typu 2. Charakteryzują się znaczną akumulacją mitochondriów z dobrze rozwiniętymi kryptami w cytoplazmie komórek. Kanały cystern są z nimi w bliskim kontakcie. Znacząco wzrasta liczba cystern i osmiofilnych ciałek blaszkowatych. Komórki takie wraz z dojrzałymi osmiofilnymi ciałkami blaszkowatymi zawierają znaczną liczbę młodych ziarnistości wydzielniczych. Zmiany te wskazują na aktywację procesów syntetycznych i wydzielniczych w pęcherzykach płucnych typu 2, co najwyraźniej jest spowodowane ustaniem toksycznego działania chemioterapii na pęcherzyki płucne typu 2.

W naszej klinice korygowaliśmy działanie środków powierzchniowo czynnych w płucach, dodając codziennie przez 5 dni mieszaninę hydrokortyzonu (2 mg/kg masy ciała), glukozy (1 g/kg masy ciała) i heparyny (5 jednostek). Pod wpływem tych leków zaobserwowano wzrost aktywności powierzchniowej surfaktantów płuc. Świadczyło o tym zmniejszenie PNST (35,6 mN/m ± 1,3 mN/m) i PNmin- (17,9 mN/m ± ± 0,9 mN/m); SI wyniósł 0,86+0,06 (p<0,05) при совместной ингаляции со стрептомицином и 0,96+0,04 (Р<0,05) - изониазидом.

W celu zbadania aktywności powierzchniowej środków powierzchniowo czynnych oraz zawartości niektórych lipidów u chorych na gruźlicę płuc w kondensacie wydychanego powietrza przebadano 119 osób. Z tej samej grupy osób badano surfaktant w 52 popłuczynach oskrzelowo-pęcherzykowych (płynie z płukania) i u 53 w preparatach wyciętych płuc (segmentu lub płata). U 19 chorych wykonano resekcję płuc z powodu gruźlicy, u 13 z powodu gruźlicy jamistej i u 21 chorych z powodu gruźlicy włóknisto-jamistej. Wszystkich pacjentów podzielono na 2 grupy. Pierwszą grupę stanowiły 62 osoby, które przyjmowały leki przeciwgruźlicze metodą tradycyjną i ultrasonograficzną. Grupę drugą (kontrolną) stanowiło 57 osób, które leczono tymi samymi lekami chemioterapeutycznymi, zwykłą metodą, ale bez użycia aerozoli gruźliczych.

Badano aktywność powierzchniową surfaktantów w wydychanym powietrzu kondensacyjnym metodą Du Nouy’a z wykorzystaniem wagi skrętnej. W tym samym czasie mierzono PNST. W kuwecie wagi Wilhelmy'ego-Langmuira umieszczano frakcję powierzchniowo czynną płynu płuczącego i ekstraktów z płuc i oznaczano PNST, PNmax i PNmin. Aktywność powierzchniową oceniano za pomocą wartości PNmin i IS. Stan surfaktantu w kondensacie wydychanego powietrza oceniano jako prawidłowy za pomocą PNST (62,5 mN/m±2,08 mN/m), płynu popłuczynowego – PNmin 14-15 mN/m i IS 1 -1,2, wyciągów z wyciętych płuc - przy PNmin 9-11 mN/m i IS 1 -1,5. Wzrost PNST i PNmin oraz spadek IS wskazują na spadek aktywności powierzchniowej surfaktantów płuc.

Do inhalacji stosowano izoniazyd (6-12 ml 5% roztworu) i streptomycynę (0,5-1 g). Jako rozpuszczalnik zastosowano izotoniczny roztwór chlorku sodu. Do wziewnych leków stosowanych w chemioterapii dodano mieszaninę leków rozszerzających oskrzela o następującym składzie: 0,5 ml 2,4% roztworu aminofiliny, 0,5 ml 5% roztworu chlorowodorku efedryny, 0,2 ml 1% roztworu difenhydraminy oraz glikokortykosteroidy wg. wskazania. Inhalacje izoniazydu wykonano u 32 chorych, streptomycyny u 30.

W trakcie leczenia badanie surfaktantów w kondensacie wydychanego powietrza prowadzono raz w miesiącu, w płynie płuczącym badanie u 47 pacjentów po 1 miesiącu, po 2 miesiącach - u 34, po 3 miesiącach - u 18 .

Spadek aktywności powierzchniowej środków powierzchniowo czynnych w kondensacie wydychanego powietrza wyrażono u pacjentów z chorobą rozsianą (PNST 68 mN/m±1,09 mN/m), naciekową (PNST 66 mN/m±1,06 mN/m) i włóknisto-jamistą (PNST 68,7 mN/m+2,06 mN/m) gruźlica płuc. Zwykle PNTS wynosi (60,6+1,82) mN/m. W płynie z płukania chorych na rozsianą gruźlicę płuc PNmin wynosiło (29,1 ± 1,17) mN/m, naciekowe – PNmin (24,5 + 1,26) mN/m i włóknisto-jamiste – PNmin (29,6 + 2,53) mN/m; IS odpowiednio 0,62+0,04; 0,69+0,06 i 0,62+0,09. Zwykle PNmin wynosi (14,2±1,61) mN/m, IS - 1,02±0,04. Zatem stopień zatrucia znacząco wpływa na aktywność powierzchniową surfaktantów płuc. W trakcie leczenia nastąpił znaczny spadek (P<0,05) показателей ПНСТ, ПНмин и повышение ИС отмечено параллельно уменьшению симптомов интоксикации и рассасыванию инфильтратов в легких. Эти сдвиги были выражены у больных инфильтративным (ИС 0,99) и диссеминированным туберкулезом легких (ИС 0,97).

U pacjentów z grupy 2 w późniejszym terminie stwierdzono obniżenie PNST, PNmin i wzrost IS. Zatem jeśli u pacjentów z grupy 1 znacząco spadło PNST w kondensacie wydychanego powietrza i PNmin w płynie płuczącym (P<0,05), а ИС повысился (у больных инфильтративным туберкулезом через 1 мес, диссеминированным - через 2 мес), то у обследованных 2-й группы снижение ПНСТ, ПНмин и повышение ИС констатировано через 2 мес после лечения инфильтративного туберкулеза и через 3 мес - диссеминированного. У больных туберкулемой, кавернозным и фиброзно-кавернозном туберкулезом легких также отмечено снижение ПНСТ, ПНмин и повышение ИС, но статистически они были не достоверными (Р<0,05).

Do badań pobierano fragmenty wyciętej tkanki płucnej z okolicy okołoogniskowej zmiany (1-1,5 cm od torebki gruźlicy lub ściany jamy), a także fragmenty niezmienionej tkanki płucnej z miejsc najbardziej odległych od zmiany (wzdłuż granicę resekcji). Tkankę homogenizowano, przygotowano ekstrakty w izotonicznym roztworze chlorku sodu i wlano do kuwety wagi Wilhelmy'ego-Langmuira. Ciecz pozostawiono do osadzenia na 20 minut, tworząc monowarstwę, po czym zmierzono PNMax i PNMin.

Analiza danych wykazała, że ​​u pacjentów z obu grup w obszarze stwardnienia płuc, właściwości powierzchniowo czynne środków powierzchniowo czynnych płuc uległy znacznemu zmniejszeniu. Jednakże stosowanie leków przeciwgruźliczych, rozszerzających oskrzela i czynników patogenetycznych w okresie przedoperacyjnym nieznacznie, choć nieistotnie, zwiększa aktywność powierzchniową surfaktantów (R<0,05). При микроскопическом изучении в этих зонах обнаружены участки дистелектаза, а иногда и ателектаза, кровоизлияния. Такие низкие величины ИС свидетельствуют о резком угнетении поверхностной активности сурфактантов легких. При исследовании резецированных участков легких, удаленных от очага воспаления, установлено, что поверхностно-актив-ные свойства сурфактантов легких менее угнетены. Об этом свидетельствуют более низкие показатели ПИМин и увеличение ИС по сравнению с зоной пневмосклероза. Однако и в отдаленных от туберкулем и каверн участках легочной ткани показатели активности сурфактанта значительно ниже, чем у здоровых лиц. У тех больных, которым в предоперационный период применяли аэрозольтерапию, показатели ПНСТ. ПНмин были ниже, а ИС - выше, чем у больных, леченных без ингаляций аэрозолей. При световой микроскопии участков легких у больных с низким ПНмин и высоким ИС отмечено, что легочная ткань была нормальной, а в отдельных случаях - даже повышенной воздушности.

Oznaczenie składu lipidowego płynu po płukaniu i kondensatu wydychanego powietrza u pacjentów z gruźlicą płuc za pomocą chromatografu wykazało, że fosfolipidy występowały zarówno w płynie po płukaniu, jak i w kondensacie wydychanego powietrza. Kwas palmitynowy (C16:0) występował w ilości 31,76% w płynie popłuczynowym i 29,84% w kondensacie wydychanego powietrza, co potwierdza obecność środków powierzchniowo czynnych w kondensacie wydychanego powietrza.

Na podstawie badań surfaktantów płuc metodami fizykochemicznymi, biochemicznymi, morfologicznymi i mikroskopii elektronowej oraz porównania uzyskanych wyników z danymi klinicznymi ustalono, że w gruźlicy płuc aktywność powierzchniowa surfaktantów płuc jest stłumiona zarówno w pobliżu zmian chorobowych (strefa stwardnienia płuc) i w odległych, niezmienionych obszarach wycięto płuco.

Po leczeniu streptomycyną w barierze powietrzno-hematycznej płuc oraz w obszarach oddalonych od źródła uszkodzenia zidentyfikowano elementy organizacji strukturalnej, które utrudniają dyfuzję gazów. Ich pojawienie się wynika ze wzrostu liczby włókien kolagenowych i elastycznych, odkładania się wtrąceń białkowo-tłuszczowych i wzrostu gęstości błon podstawnych. W niektórych skrawkach stwierdzono złuszczanie się komórek nabłonkowych do światła pęcherzyków płucnych. Duże obszary pęcherzyków, otoczone zwartymi i pogrubionymi błonami podstawnymi bez wyściółki nabłonkowej, obserwowano jedynie u chorych na gruźlicę jamistą, u chorych na gruźlicę podobnych zjawisk nie obserwowano. K.K. Zajcewa i współautorzy (1985) uważają takie złuszczanie za skutek zużycia ściany pęcherzyków płucnych w ekstremalnych warunkach zewnętrznych. Należy zauważyć, że zjawisko to wyraża się w gruźlicy jamistej.

W wyniku leczenia izoniazydem u pacjentów wykazano poprawę organizacji strukturalnej składników układu surfaktantów. W pęcherzykach płucnych typu 2 zaobserwowano hiperplazję składników komórkowych, w szczególności kompleksu blaszkowego i szorstkiej siateczki śródplazmatycznej, co wskazuje na wzmożenie procesów biosyntezy charakterystycznych dla reakcji kompensacyjno-adaptacyjnych. Dzięki zwiększonej liczbie formacji lizosomalnych aktywowana jest funkcja autolityczna komórki. To z kolei pomaga usunąć zmienione ciała blaszkowate i obrzęknięte obszary cytoplazmy. W świetle pęcherzyków wykryto nagromadzenie makrofagów pochłaniających szczątki komórkowe oraz nadmierną liczbę ciałek blaszkowatych.

Nasze badania wykazały, że ultrastrukturalna organizacja bariery powietrzno-hematycznej i układu środków powierzchniowo czynnych u pacjentów z gruźlicą jamistą jest lepiej zachowana podczas leczenia izoniazydem. Dane te są zgodne z wynikami oznaczania aktywności powierzchniowej środka powierzchniowo czynnego w wyciętych obszarach płuc.

Z naszych obserwacji wynika, że ​​badanie stanu aktywności powierzchniowej surfaktantów płuc w wyciętych obszarach płuc ma znaczenie kliniczne w ocenie przebiegu okresu pooperacyjnego u chorych na gruźlicę. Przy wysokim poziomie PNmin i małej wartości SI powikłania pooperacyjne w postaci hipowentylacji, długotrwałego braku rozrostu, utrzymującej się niedodmy pozostałych partii płuc po operacji występują u 36% chorych. Przy prawidłowej aktywności powierzchniowej surfaktantów płuc takie powikłania wystąpiły u 11% pacjentów.

Analiza stanu aktywności powierzchniowej środków powierzchniowo czynnych w kondensacie wydychanego powietrza, płynie popłuczynowym oraz w preparatach płuc usuniętych na gruźlicę, oddalonych od zmian, ma ogromne znaczenie w rokowaniu okresu pooperacyjnego i zapobieganiu powikłaniom płucnym.

Wyniki badania symetrycznych obszarów w przeciwległym, nienaruszonym płucu (materiał przekroju) wykazały, że środki powierzchniowo czynne charakteryzują się znacznie zmniejszoną aktywnością powierzchniową, chociaż według danych rentgenowskich przewiewność miąższu płuc w tych obszarach pozostaje w normalnych granicach. Dane te wskazują na znaczny spadek aktywności powierzchniowej środków powierzchniowo czynnych w miejscu specyficznego procesu gruźliczego i ogólny hamujący wpływ zatrucia gruźliczego na układ surfaktantowy płuc, co wymaga podjęcia odpowiednich działań terapeutycznych mających na celu aktywację syntezy fosfolipidów.

Wraz ze spadkiem zawartości środków powierzchniowo czynnych w okresie pooperacyjnym u pacjentów często występowała pod- i niedodma oraz hipowentylacja.

Ustalono, że proces gruźlicy w fazie aktywnej hamuje aktywność pęcherzyków płucnych typu 2 i hamuje wytwarzanie fosfolipidów. i jednocześnie zmniejsza aktywność powierzchniową surfaktantów płuc. Może to być jedną z przyczyn rozwoju niedodmy towarzyszącej zmianom gruźliczym i zaostrzeniu zaburzeń mechaniki oddechowej.

Dlatego przepisując leki chemioterapeutyczne w inhalacjach ultradźwiękowych pacjentom z chorobami układu oddechowego, należy wziąć pod uwagę ich skutki uboczne na układ środków powierzchniowo czynnych płuc. Dlatego inhalację aerozoli antybiotykowych, w szczególności streptomycyny, należy prowadzić w sposób ciągły nie dłużej niż 1 miesiąc, a izoniazydu - nie dłużej niż 2 miesiące. Jeśli konieczne jest długotrwałe stosowanie, terapię aerozolową należy prowadzić w oddzielnych kursach, robiąc między nimi 2-3 tygodniową przerwę, aby stworzyć tymczasowy odpoczynek dla błony śluzowej dróg oddechowych i przywrócić komórkowe składniki powietrza -bariera krwi płuc.

Surfaktant-BL to lek przeznaczony do leczenia bardzo niebezpiecznej choroby zwanej zespołem niewydolności oddechowej. Specjalnie dla czytelników „Popularnych o Zdrowiu” rozważę opis tego produktu.

Tak więc instrukcje dla Surfactant-BL:

Skład środka powierzchniowo czynnego-BL i forma uwalniania

Aktywnym składnikiem leku Surfactant-BL jest środek powierzchniowo czynny, którego ilość wynosi 75 miligramów w jednej butelce. Nie ma żadnych elementów pomocniczych.

Lek Surfactant-BL jest dostępny w postaci liofilizatu (żółty proszek sprasowany w tabletki). Lek farmaceutyczny dostarczany jest w szklanych butelkach o pojemności 10 mililitrów. Produkt farmaceutyczny dystrybuowany jest do szpitali medycznych.

Działanie farmakologiczne Surfaktantu-BL

Substancją czynną leku Surfactant-BL jest kompleks białkowy będący mieszaniną związków związanych ze środkami powierzchniowo czynnymi, a także specjalnych fosfolipidów, które mogą wywierać specyficzny wpływ na pęcherzyki płucne.

Lek przeznaczony do stosowania wziewnego. Fosfolipidy leku stymulują udział pęcherzyków płucnych w procesie oddechowym, co zwiększa nasycenie krwi tlenem i sprzyja usuwaniu śluzu z dróg oddechowych.

Działanie leku polega na zmniejszeniu sił napięcia powierzchniowego pęcherzyków płucnych miąższu płucnego, co zapobiega ich zapadaniu się i rozwojowi niebezpiecznego stanu zwanego niedodmą, któremu towarzyszy ostra niewydolność oddechowa.

Lek pomaga zwiększyć lokalną odporność poprzez stymulację aktywności makrofagów i aktywację innych części układu odpornościowego. Stosowanie preparatu pozwala zmniejszyć ryzyko zapalenia płuc, które w pierwszych dniach życia dziecka jest niezwykle niebezpieczne.

Podawanie wziewne leku Surfactant-BL pomaga zmniejszyć nasilenie zespołu niewydolności oddechowej, poprawiając reakcje wymiany gazowej w miąższu płuc. Już po 2 godzinach od podania poziom tlenu we krwi zauważalnie wzrasta.

W pierwszych godzinach po zastosowaniu we krwi obwodowej pacjenta stwierdza się nieznaczny spadek zawartości limfocytów i neutrofili. Następnie po 2-3 godzinach skład krwi powinien całkowicie się unormować.

Po wdychaniu leku jego substancja czynna nie ma zauważalnego wpływu na funkcjonowanie układu sercowo-naczyniowego, nie zmienia ciśnienia krwi i nie wpływa na inne ważne wskaźniki.

Wskazania do stosowania Surfaktantu-BL

Lek Surfactant-BL przeznaczony jest do leczenia zespołu niewydolności oddechowej, który występuje w następujących stanach:

Połączone obrażenia;
Zespół zaburzeń oddechowych u noworodków;
Posocznica;
Aspiracja (wdychanie) treści żołądkowej;
Ciężka utrata krwi;
Ciężkie zapalenie płuc;
Gruźlica płuc;
Podczas operacji kardiochirurgicznej.

Lek przeznaczony jest do stosowania wyłącznie w stacjonarnej placówce medycznej. Ustalenie wskazań do stosowania i wyliczenie bezpiecznej dawki należy do kompetencji wyspecjalizowanego specjalisty.

Przeciwwskazania do stosowania Surfaktantu-BL

Stosowanie leku Surfactant-BL jest przeciwwskazane w następujących przypadkach:

Niedrożność (zablokowanie) oskrzeli;
niewydolność lewej komory;
Odma opłucnowa (powietrze w jamie opłucnej);
Ciężkie zaburzenia wymiany gazowej;
Masa ciała noworodka jest mniejsza niż 800 gramów;
Ciężkie wady rozwojowe;
Okres laktacji.

Ponadto rozedma śródmiąższowa.

Zastosowanie środka powierzchniowo czynnego-BL i dawkowanie

Lek Surfactant-BL podaje się za pomocą inhalatora z nebulizatorem pęcherzykowym lub poprzez tzw. podawanie mikrostrumieniowe (pacjent musi być zaintubowany). Średnia dawka wynosi zwykle 50 miligramów na jednostkę masy ciała pacjenta. Procedurę powtarza się co 8 do 12 godzin. Maksymalna pojedyncza dawka wynosi 100 mg na kilogram masy ciała.

Stosowanym rozpuszczalnikiem jest zwykle ciepły (37 stopni) izotoniczny roztwór chlorku sodu lub woda do wstrzykiwań. Przed podaniem roztworu butelkę należy odstawić na 3 minuty. Ważne jest, aby nie dopuścić do spienienia roztworu, dlatego liofilizat należy wymieszać igłą strzykawki, kilkakrotnie pobierając i wlewając.

Lek gotowy do podania powinien mieć jednolitą białą barwę. Nierozpuszczone wtrącenia (płatki lub inne zanieczyszczenia) są niedopuszczalne.

Przedawkowanie środka powierzchniowo czynnego-BL

Nawet wielokrotne przekroczenie dawek terapeutycznych nie prowadzi do rozwoju przedawkowania. Liczne eksperymenty laboratoryjne i kliniczne potwierdzają absolutne bezpieczeństwo leku.

Skutki uboczne Surfaktant-BL

Wdychanie leku Surfactant-BL może prowadzić do wystąpienia następujących działań niepożądanych: krwawienie z płuc, silny kaszel, podwyższona temperatura ciała, alergiczne objawy skórne, krwioplucie, refluks emulsji leku.

Analogi środka powierzchniowo czynnego-BL

Nie ma analogów Surfactant-BL.

Wniosek

Biorąc pod uwagę nasilenie schorzeń, w przypadku których wskazane jest stosowanie leku Surfactant-BL, można go stosować wyłącznie w gabinecie zabiegowym wyposażonym w sprzęt niezbędny do prowadzenia resuscytacji i pod stałym nadzorem wysoko wykwalifikowanego specjalisty.

Surfaktant płuc, składający się głównie z fosfolipidów i białka, spełnia szeroki zakres funkcji ochronnych, z których główną jest przeciwadelektywna. Wyraźny brak środka powierzchniowo czynnego prowadzi do zapadnięcia się pęcherzyków płucnych i rozwoju zespołu ostrej niewydolności oddechowej - RDS (zespół zaburzeń oddechowych noworodków). Surfaktant zmniejsza napięcie powierzchniowe pęcherzyków płucnych, zapewnia ich stabilność podczas oddychania, zapobiega ich zapadaniu się pod koniec fazy wydechu, zapewnia odpowiednią wymianę gazową oraz pełni funkcję obkurczającą. Ponadto surfaktant bierze udział w antybakteryjnej ochronie pęcherzyków płucnych, zwiększa aktywność makrofagów pęcherzykowych, poprawia funkcję układu śluzowo-rzęskowego oraz hamuje szereg mediatorów stanu zapalnego w zespole ostrego uszkodzenia płuc (ALI) i zespole ostrego wyczerpania (ARDS). u dorosłych.
W przypadku niedostatecznej produkcji własnego (endogennego) surfaktantu stosuje się egzogenne preparaty surfaktantów pozyskiwane z płuc ludzi, zwierząt (byka, cielęcia, świni) lub syntetycznie.
Skład chemiczny płucnego środka powierzchniowo czynnego ssaków ma wiele podobieństw. Surfaktant wyizolowany z ludzkich płuc zawiera: fosfolipidy – 80-85%, białko – 10% i obojętne lipidy – 5-10% (tab. 1). Aż 80% fosfolipidów pęcherzykowych środków powierzchniowo czynnych bierze udział w procesie recyklingu i metabolizmie pęcherzyków płucnych typu II. Surfaktant obejmuje 4 klasy białek (Sp-A, Sp-B, Sp-C, Sp-D), z których każde jest kodowane przez własny gen. Większość białek to Sp-A. Endogenne preparaty surfaktantów różnego pochodzenia różnią się nieco zawartością od fosfolipidów i białek.
Środek powierzchniowo czynny jest syntetyzowany i wydzielany przez pęcherzyki płucne typu II (a-II). Na powierzchni pęcherzyków środek powierzchniowo czynny składa się z cienkiej warstwy fosfolipidowej i hipofazy, w której znajdują się formacje błonowe. Jest to system bardzo dynamiczny – co godzinę wydzielane jest ponad 10% całkowitej puli surfaktantów.

Tabela 1. Skład fosfolipidowy pęcherzykowego środka powierzchniowo czynnego w płucach dorosłych

Badania, w tym wieloośrodkowe, wykazały, że wczesne zastosowanie preparatów powierzchniowo czynnych w leczeniu zespołu niewydolności oddechowej u noworodków może znacząco zmniejszyć śmiertelność (o 40-60%), a także częstość powikłań wielonarządowych (odma opłucnowa, odma śródmiąższowa, krwawienia, choroby oskrzelowo-płucne). dysplazja itp.) związane z okresem noworodkowym u wcześniaków.
W ostatnich latach zaczęto stosować płucne preparaty powierzchniowo czynne w leczeniu ALI/ARDS i innych patologii płuc.
Znane obecnie preparaty surfaktantów płucnych różnią się źródłem produkcji i zawartością fosfolipidów (tab. 2).
W Rosji terapię surfaktantami zaczęto stosować dopiero niedawno, przede wszystkim na oddziałach intensywnej terapii noworodków, dzięki opracowaniu krajowego preparatu naturalnych surfaktantów. Wieloośrodkowe badania kliniczne tego leku potwierdziły skuteczność stosowania płucnych preparatów powierzchniowo czynnych w leczeniu stanów krytycznych i innych chorób układu oddechowego.

Tabela2. Preparaty powierzchniowo czynne do płuc

Nazwa środka powierzchniowo czynnego	Źródło otrzymujący	Skład środka powierzchniowo czynnego (% zawartości fosfolipidów)	Sposób użycia i dawkowanie
Środek powierzchniowo czynny-BL.	Płuco wołu (ziemia)	DPPH - 66, FH - 62,2 Neutralne lipidy - 9-9,7 Białko - 2-2,5	W pierwszym dniu w przypadku zespołu niewydolności oddechowej u noworodków – podanie kroplówki mikrostrumieniowej lub aerozolu (75 mg/kg w 2,5 ml roztworu soli fizjologicznej)
Surwanta	Płuco wołu (ziemia)	DPPH - 44-62 FH - 66 (40-66) Neutralne lipidy - 7,5-20 Białko - (Er-B i Er-S) - 0,2	4 ml (100 mg)/kg, 1-4 dawki, dotchawiczo w odstępie 6 godzin
Alweofakt*	Płuco byka (spłukać)		Pojedyncza dawka wynosi 45 mg/kg w 1,2 ml na 1 kg i należy ją podawać dotchawiczo w ciągu pierwszych 5 godzin życia. Dopuszczalne jest 1-4 dawki
	Płuco byka	DPPC, PC, lipidy obojętne, białko	Dotchawiczo, inhalacja (100-200 mg/kg), 5 ml 1-2 razy w odstępie 4 godzin
Infasurf	Płuco cielęce (posiekane)	35 mg/ml PL, w tym 26 mg PC, obojętne lipidy, 0,65 mg białka, w tym 260 µg/ml Er-B i 390 µg/ml - Br-S	Dotchawiczo, dawka 3 ml/kg (105 mg/kg), powtarzana (1-4 dawki) podanie po 6 12 godzinach
Kurosurf*	Zmielone płuca świni	DPPH - 42-48 FH -51-58 FL – 74 mg Białko (Er-B i Er-S) – 900 mcg	Dotchawicza, pojedyncza dawka początkowa 100-200 mg/kg (1,25-2,5 ml/kg). Powtarzalnie 1 - 2 razy w dawce 100 mg/kg w odstępie 12 godzin
Exosurf	Syntetyczny	DPPC - 85% Heksadekanol - 9% Tyloksapol – 6%	Dotchawiczo, 5 ml (67,5 mg/kg), 1-4 dawki w odstępach 12-godzinnych
ALEC (sztuczny związek rozszerzający płuca)*	Syntetyczny	DPPC - 70% FGL - 30%	Dotchawiczo, 4-5 ml (100 mg/kg)
Surfaksyna *	Syntetyczny	DPPC, palmitoilo-oleoilo-fosfatydiglicerol (POPG1), kwas palmitynowy, lizyna = leucyna –KL4). Jest to środek powierzchniowo czynny (surfaktant o charakterze peptydowym, który jest pierwszym syntetycznym analogiem). białko B (Sp-B)	Stosowany w roztworze do płukania płuc (terapeutyczny BAL) przez rurkę dotchawiczą

4. Zmiana objętości płuc podczas wdechu i wydechu. Funkcja ciśnienia wewnątrzopłucnowego. Przestrzeń opłucnowa. Odma płucna.
5. Fazy oddechowe. Objętość płuc. Częstość oddechów. Głębokość oddechu. Objętość powietrza płucnego. Objętość oddechowa. Rezerwa, pozostała objętość. Pojemność płuc.
6. Czynniki wpływające na objętość płuc w fazie wdechowej. Rozciągliwość płuc (tkanki płuc). Histereza.

8. Opór dróg oddechowych. Opór płuc. Przepływ powietrza. Przepływ laminarny. Przepływ burzliwy.
9. Zależność przepływ-objętość w płucach. Ciśnienie w drogach oddechowych podczas wydechu.
10. Praca mięśni oddechowych podczas cyklu oddechowego. Praca mięśni oddechowych podczas głębokiego oddychania.

Cienka warstwa płynu pokrywa powierzchnię pęcherzyki płucne. Granica przejściowa pomiędzy powietrzem i cieczą ma napięcie powierzchniowe, który powstaje w wyniku sił międzycząsteczkowych i który zmniejsza powierzchnię pokrytą przez cząsteczki. Jednak miliony pęcherzyków płucnych pokrytych jednocząsteczkową warstwą cieczy nie zapadają się, ponieważ ciecz ta zawiera substancje zwane ogólnie środek powierzchniowo czynny(substancja powierzchniowo czynna). Środki powierzchniowo czynne mają właściwość zmniejszania napięcia powierzchniowego warstwy cieczy w pęcherzykach płucnych na granicy faz powietrze-ciecz, dzięki czemu płuca stają się łatwo rozciągliwe.

Ryż. 10.7. Zastosowanie prawa Laplace'a do zmiany napięcia powierzchniowego warstwy cieczy pokrywającej powierzchnię pęcherzyków płucnych. Zmiana promienia pęcherzyków bezpośrednio zmienia wartość napięcia powierzchniowego pęcherzyków (T). Ciśnienie (P) wewnątrz pęcherzyków płucnych również zmienia się wraz ze zmianą ich promienia: maleje wraz z wdechem i wzrasta przy wydechu.

Nabłonek pęcherzykowy polega na ścisłym kontakcie pęcherzyki płucne (pneumocyty) typu I i II i jest pokryty warstwą monocząsteczkową środek powierzchniowo czynny, składający się z fosfolipidów, białek i polisacharydów (glicerofosfolipidy 80%, glicerol 10%, białka 10%). Syntezę środków powierzchniowo czynnych przeprowadzają pęcherzyki płucne typu II ze składników osocza krwi. Główny składnik środek powierzchniowo czynny jest dipalmitoilofosfatydylocholina (ponad 50% fosfolipidów środków powierzchniowo czynnych), która jest adsorbowana na granicy faz ciecz-powietrze za pomocą białek środków powierzchniowo czynnych SP-B i SP-C. Białka te i glicerofosfolipidy zmniejszają napięcie powierzchniowe warstwy płynu w milionach pęcherzyków płucnych i zapewniają tkance płucnej dużą rozciągliwość. Napięcie powierzchniowe warstwy cieczy pokrywającej pęcherzyki zmienia się wprost proporcjonalnie do ich promienia (ryc. 10.7). W płucach środek powierzchniowo czynny zmienia stopień napięcia powierzchniowego warstwy powierzchniowej cieczy w pęcherzykach płucnych wraz ze zmianą ich powierzchni. Wynika to z faktu, że podczas ruchów oddechowych ilość środka powierzchniowo czynnego w pęcherzykach płucnych pozostaje stała. Dlatego, gdy pęcherzyki rozciągają się podczas wdechu, warstwa środek powierzchniowo czynny staje się cieńszy, co powoduje zmniejszenie jego wpływu na napięcie powierzchniowe w pęcherzykach płucnych. W miarę zmniejszania się objętości pęcherzyków podczas wydechu cząsteczki środka powierzchniowo czynnego zaczynają ściślej przylegać do siebie i wraz ze wzrostem ciśnienia powierzchniowego zmniejszają napięcie powierzchniowe na granicy faz powietrze-ciecz. Zapobiega to zapadaniu się (zapadaniu) pęcherzyków płucnych podczas wydechu, niezależnie od jego głębokości. Surfaktant płuc wpływa na napięcie powierzchniowe warstwy cieczy w pęcherzykach płucnych, w zależności nie tylko od jego powierzchni, ale także od kierunku, w jakim zmienia się powierzchnia powierzchniowej warstwy cieczy w pęcherzykach płucnych. Ten efekt środka powierzchniowo czynnego nazywa się histereza(ryc. 10.8).

Fizjologiczne znaczenie tego efektu jest następujące. Podczas wdechu, gdy pod wpływem zwiększa się objętość płuc środek powierzchniowo czynny wzrasta napięcie powierzchniowej warstwy płynu w pęcherzykach płucnych, co zapobiega rozciąganie tkanki płucnej i ogranicza głębokość inspiracji. I odwrotnie, podczas wydechu napięcie powierzchniowe cieczy w pęcherzykach płucnych pod wpływem środka powierzchniowo czynnego maleje, ale nie zanika całkowicie. Dlatego nawet przy najgłębszym wydechu nie dochodzi do zapadnięcia się płuc, czyli zapadnięcia się pęcherzyków płucnych.

Ryż. 10.8. Wpływ napięcia powierzchniowego warstwy płynu na zmiany objętości płuc w zależności od ciśnienia wewnątrzopłucnowego, gdy płuca są napełnione solą fizjologiczną i powietrzem. Kiedy objętość płuc zwiększa się w wyniku ich wypełnienia roztworem soli, nie występuje napięcie powierzchniowe i zjawisko histerezy. W stosunku do nienaruszonych płuc obszar pętli histerezy wskazuje na wzrost napięcia powierzchniowego warstwy płynu w pęcherzykach płucnych podczas wdechu i spadek tej wartości podczas wydechu.

W skład środka powierzchniowo czynnego Istnieją białka typu SP-A i SP-D, dzięki którym środek powierzchniowo czynny biorą udział w lokalnych reakcjach immunologicznych, pośrednicząc fagocytoza, ponieważ na błonach pęcherzyków płucnych i makrofagów typu II znajdują się receptory SP-A. Działanie bakteriostatyczne środka powierzchniowo czynnego objawia się tym, że substancja ta opsonizuje bakterie, które następnie łatwiej ulegają fagocytozie przez makrofagi pęcherzykowe. Oprócz, środek powierzchniowo czynny aktywuje makrofagi i wpływa na szybkość ich migracji do pęcherzyków z przegród międzypęcherzykowych. Surfaktant pełni w płucach rolę ochronną, zapobiegając bezpośredniemu kontaktowi nabłonka pęcherzyków płucnych z cząsteczkami kurzu i czynnikami zakaźnymi, które dostają się do pęcherzyków płucnych wraz z wdychanym powietrzem. Środek powierzchniowo czynny jest w stanie otoczyć obce cząstki, które następnie są transportowane ze strefy oddechowej płuc do dużych dróg oddechowych i usuwane z nich wraz ze śluzem. Wreszcie środek powierzchniowo czynny zmniejsza napięcie powierzchniowe w pęcherzykach płucnych do wartości bliskich zeru i tym samym stwarza możliwość rozszerzenia płuc podczas pierwszego oddechu noworodka.

Identyfikator: 2015-12-1003-R-5863

Kozlov A.E., Mikerov A.N.

GBOU VPO Saratów Państwowy Uniwersytet Medyczny nazwany imieniem. W I. Razumowski Ministerstwo Zdrowia Rosji, Katedra Mikrobiologii, Wirusologii i Immunologii

Streszczenie

Powierzchnia nabłonka pęcherzykowego w płucach pokryta jest środkiem powierzchniowo czynnym niezbędnym do zapewnienia oddychania i odpowiedniej ochrony immunologicznej. Płucny środek powierzchniowo czynny składa się z lipidów (90%) i szeregu białek o różnych funkcjach. Białka surfaktantów reprezentowane są przez białka SP-A, SP-D, SP-B i SP-C. W tym przeglądzie omówiono główne funkcje białek surfaktantów.

Słowa kluczowe

Płucny środek powierzchniowo czynny, białka środka powierzchniowo czynnego

Recenzja

Płuca pełnią w organizmie dwie główne funkcje: zapewniają oddychanie i funkcjonowanie mechanizmów obronnych układu odpornościowego. Prawidłowe spełnianie tych funkcji wiąże się z obecnością płucnego środka powierzchniowo czynnego.

Środek powierzchniowo czynny w płucach jest syntetyzowany przez komórki pęcherzykowe typu II i wydzielany do przestrzeni pęcherzykowej. Środek powierzchniowo czynny pokrywa powierzchnię nabłonka pęcherzykowego i składa się z lipidów (90%) i białek (10%), tworząc kompleks lipoproteinowy. Lipidy reprezentowane są głównie przez fosfolipidy. Niedobory i/lub zmiany jakościowe w składzie płucnego środka powierzchniowo czynnego opisano w gruźlicy, noworodkowym zespole niewydolności oddechowej, zapaleniu płuc i innych chorobach. .

Białka środków powierzchniowo czynnych są reprezentowane przez białka SP-A (białko środka powierzchniowo czynnego A, 5,3%), SP-D (0,6%), SP-B (0,7%) i SP-C (0,4%). .

Funkcje białek hydrofilowych SP-A i SP-D są związane z obroną immunologiczną w płucach. Białka te wiążą lipopolisacharydy bakterii Gram-ujemnych i agregują różne mikroorganizmy, wpływając na aktywność komórek tucznych, komórek dendrytycznych, limfocytów i makrofagów pęcherzykowych. SP-A hamuje dojrzewanie komórek dendrytycznych, natomiast SP-D zwiększa zdolność makrofagów pęcherzykowych do wychwytu i prezentacji antygenów, stymulując odporność nabytą.

Białko środka powierzchniowo czynnego A jest najliczniejszym białkiem środka powierzchniowo czynnego w płucach. Ma wyraźne właściwości immunomodulujące. Białko SP-A wpływa na wzrost i żywotność drobnoustrojów poprzez zwiększenie przepuszczalności ich błony cytoplazmatycznej. Ponadto SP-A stymuluje chemotaksję makrofagów, wpływa na proliferację komórek odpornościowych i produkcję cytokin, zwiększa produkcję reaktywnych utleniaczy, zwiększa fagocytozę komórek apoptotycznych i stymuluje fagocytozę bakteryjną. Ludzki SP-A składa się z dwóch produktów genowych, SP-A1 i SP-A2, których struktura i funkcja są różne. Najważniejszą różnicą w strukturze SP-A1 i SP-A2 jest pozycja aminokwasu 85 regionu kolagenopodobnego białka SP-A, gdzie SP-A1 ma cysteinę, a SP-A2 ma argininę. Różnice funkcjonalne pomiędzy SP-A1 i SP-A2 obejmują ich zdolność do stymulacji fagocytozy, hamowania wydzielania surfaktantów... We wszystkich tych przypadkach SP-A2 wykazuje większą aktywność niż SP-A1. .

Funkcje białek hydrofobowych SP-B i SP-C związane są z zapewnieniem możliwości oddychania. Zmniejszają napięcie powierzchniowe w pęcherzykach płucnych i sprzyjają równomiernemu rozprowadzeniu środka powierzchniowo czynnego na powierzchni pęcherzyków. .

Literatura

1. Erokhin V.V., Lepekha L.N., Erokhin M.V., Bocharova I.V., Kurynina A.V., Onishchenko G.E. Selektywny wpływ płucnego środka powierzchniowo czynnego na różne subpopulacje makrofagów pęcherzykowych w gruźlicy // Aktualne zagadnienia fthisjologii - 2012. - nr 11. - s. 22-28.
2. Filonenko T.G., Dystrybucja białek związanych ze środkami powierzchniowo czynnymi w gruźlicy włóknisto-jamistej płuc z aktywnym wydalaniem bakterii // Biuletyn Medyczno-Biologiczny Tauride. - 2010.- nr 4 (52). - s. 188-192.
3. Chroneos Z.C., Sever-Chroneos Z., Shepherd V.L. Płucny środek powierzchniowo czynny: perspektywa immunologiczna // Cell Physiol Biochem 25: 13-26. - 2010.
4. Rosenberg O.A. Płucny środek powierzchniowo czynny i jego zastosowanie w chorobach płuc // Resuscytacja ogólna. - 2007. - nr 1. - s. 66-77
5. Pastva A.M., Wright J.R., Williams K.L. Immunomodulacyjna rola białek surfaktantów A i D: implikacje w chorobach płuc // Proc Am Thorac Soc 4: 252-257.-2007.
6. Oberley RE, Snyder J.M. Rekombinowane ludzkie białka SP-A1 i SP-A2 mają różne właściwości wiązania węglowodanów // Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol 284: L871-881, 2003.
7. A.N. Mikerov, G. Wang, T.M. Umstead, M. Zacharatos, N.J. Thomas, DS Phelps, J. Floros. Warianty białka surfaktantu A2 (SP-A2) wyrażane w komórkach CHO stymulują fagocytozę Pseudomonas aeruginosa bardziej niż warianty SP-A1 // Zakażenie i odporność. - 2007. - Cz. 75. - s. 1403-1412.
8. Mikerov A.N. Rola białka surfaktantu A w obronie immunologicznej płuc // Badania podstawowe. - 2012. - nr 2. - s. 204-207.
9. Sinyukova T.A., Kovalenko L.V. Białka surfaktantowe i ich rola w funkcjonowaniu układu oddechowego // Biuletyn Medyczny Surgut State University Medicine. - 2011. - nr 9. - s. 48-54