И его применение при заболеваниях легких
Функции сурфактантной системы легких
жүктеу/скачать 142,06 Kb. Pdf көрінісі
|
| Функции сурфактантной системы легких.
Как уже упоми налось выше, на первых этапах изучения ЛС полагали, что его единственным свойством является способность снижать ПН и предотвращать ателектазирование альвеол во время выдоха, обес печивая тем самым механику дыхания. ПН воды равно 72 мН/м, и адсорбция ЛС на поверхности водного слоя гликокалекса кле ток альвеолярного эпителия снижает его до 23—25 мН/м [42, 43]. Экспериментальные данные, полученные при изучении свойств ЛС в сурфактометре in vitro [42, 43] и при уменьшении площади поверхности альвеолярного эпителия (выдох) in vivo [44, 45], интерпретируются таким образом, что ЛС снижает ПН на границе воздух—вода до 0 мН/м [42, 43]. Это представ ление вступает в противоречие с физическим смыслом самого понятия «поверхностное натяжение» [4]. В недавнем обзоре [46] авторы предлагают следующее объяснение этого феноме на: 1. Содержание поверхностноактивных молекул в водной фазе альвеол намного превышает то количество, которое необ ходимо для создания монослоя на поверхности раздела вода воздух. Поэтому адсорбция молекул на поверхности макси мальна, а ПН совпадает с ПН границы фосфолипидвоздух и составляет ~25мН/м [43, 47, 48]. 2. Многие экспериментальные данные позволяют предпо лагать, что ЛС на поверхности раздела водавоздух в альвеолах образует не один слой, а как минимум, три слоя [43, 49, 50]. 3. Высокая концентрация молекул ЛС на поверхности раздела фаз означает, что при уменьшении площади поверхно сти они сначала будут сдвигаться вплотную друг к другу до тех пор, пока силы отталкивания между молекулами не приведут к появлению в пленке напряжения, пытающегося компенсиро вать силу, сжимающую поверхность. В реологии такой случай называется последовательным соединением вязкости и упру гости. Силой, сжимающей поверхность, в нашем случае явля ется ПН на границе вода—воздух в альвеоле (она равна после адсорбции ~25 мН/м), которая при снижении давления (выдо хе) пытается уменьшить поверхность. В итоге упругое напря жение пленки компенсирует силу ПН, и результирующая по верхностная сила станет равной нулю. Но поскольку пленка ЛС на поверхности не является твердым телом, ее молекулы под действием ПН выдавливаются с поверхности водной фа зы. Возможно, что наличие подлежащего под монослоем бис лоя, который ведет себя как твердое тело, препятствует выдав ливанию молекул и тем самым повышает прочность пленки ЛС. Во всяком случае, предельное напряжение пленки меньше (или равно) 25 мН/м. 4. При выдохе и минимальной площади поверхности альве олы, т. е. при максимальном сжатии пленки ЛС, сила упругого напряжения практически полностью уравновешивает силу ПН и результирующая поверхностная сила близка к нулю. Следова тельно, нет причин для дальнейшего уменьшения поверхности альвеолы и ее схлопывания. Обеспечение механики дыхания является важнейшей функцией ЛС, однако в последние два десятилетия были выяс нены и другие не менее важные свойства сурфактантной систе мы. Это — барьерные свойства и свойства врожденного и адап тивного иммунитета [5, 51, 52]. Особую роль при этом играют САБ, они действуют в качестве первой линии защиты против некоторых микроорганизмов и вирусов. Показано, что САБ связывают некоторые полютанты и аллергены, а сам ЛС участ вует в обеспечении нормального просвета бронхов, поэтому нарушения в системе ЛС могут вносить существенный вклад в патогенез бронхиальной астмы [53, 54]. Компоненты ЛС вносят различный вклад в выполнение различных функций. Так, ДПФХ является ключевым в обес печении биофизических свойств ЛС [56]. Анионные ФЛ и ФГ могут модифицировать ФЛмонослой, повышать его стабиль ность и улучшать адсорбцию ФЛ в интерфазе воздухвода. Кроме того, ФГ совместно с SPС стимулируют захват липо сомального ФХ АII [55, 56]. Пальмитиновая кислота, взаимо действуя с ДПФХ и SPВ, стимулирует выход ЛС из субфазы и стабилизирует весь комплекс ЛС на границе раздела [57— 60]. Холестерин играет важную роль в латеральной диффузии липидов и белков и в фазовой организации ЛС [61]. Однако ряд функций связан со сложной везикулярной структурой ЛС и всем его многокомпонентным комплексом. Показано, что многократное эндотрахеальное введение препаратов ЛС сти мулирует синтез эндогенного ЛС [62]. Особый интерес представляют свойства белков ЛС. SPВ и SPС играют важную роль в обеспечении биофизических свойств, а SPА и SPD вносят существенный вклад в его за щитные свойства [63—65]. Последние реализуются двумя пу тями: агрегацией и инактивацией потенциальных повреждаю О Б Щ А Я Р Е А Н И М А Т О Л О Г И Я , 2 0 0 7 , I I I ; 1 67 О б з о р ы щих агентов и влиянием на поведение иммунокомпетентных клеток [66]. SPА и SPD связывают липополисахарид (ЛПС) грамотрицательных бактерий и агрегируют различные микро организмы [67, 68]. Эти белки влияют на активность тучных, дендритных клеток, лимфоцитов и АМ [7, 68—72]. SPА инги бирует созревание дендритных клеток, тогда как SPD увели чивает способность АМ к захвату и презентации антигенов, стимулируя адаптивный иммунитет. SPD снижает также ко личество АМ, вступающих в апоптоз [73, 74]. На трансгенных мышах, дефицитных по SPA и SPD, показана роль этих бел ков в развитии эмфиземы и острого повреждения легких [74— 76]. Они обладают разными модулирующими действиями на течение воспалительного ответа: SPD обладает антивоспали тельными свойствами, а SPА как провоспалительным, так и антивоспалительным эффектами [75, 76]. Как уже упоминалось, SPВ и SPС играют важную роль в легочной механике. Дезактивация гена SPВ приводит к не способности поддержания альвеол в раскрытом состоянии, необратимому повреждению легких и гибели как новорожден ных [77, 78], так и взрослых животных [79]. Полагают также, что SPВ участвует в обеспечении латеральной стабильности ДПФХобогащенного монослоя ФЛ как за счет электростати ческого, так и гидрофобного взаимодействий [80]. Анализ структуры липидных пленок на наноскопическом уровне поз волил предположить, что SPВ и SPС участвуют в оптимиза ции реологических свойств поверхности ЛС при динамичес ких изменениях в процессе легочного дыхания [81, 82]. SPC — самый низкомолекулярный пептид в составе ЛС и осуще ствляет несколько функций, как биофизических [83, 84], так и биологических. В частности, он предотвращает инактивацию ЛС некоторыми белками сыворотки крови, влияет на потреб ление и реутилизацию ФЛ АII и АМ, а также на связывание ЛПС грамотрицательных бактерий. жүктеу/скачать 142,06 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|