| петрович | Дата: Суббота, 02.08.2014, 19:44 | Сообщение # 1 |
 Генерал-майор
Группа: Проверенные
Сообщений: 391
Статус: отдыхает
| Вериго  Дата: Понедельник, 10.06.2013, 06:38 | Сообщение # 1
Начнём с цитирования умных людей, а потом подключимся к сути вопроса:
Ершов А.Л.
Повреждение и замещение сурфактанта при респираторном дистресс-синдроме взрослых.
(обзор литературы)
Институт проблем хирургии, Сан Антонио, Техас, (e-mail: aIershov@e-mail.ru )
1. Краткие сведения о физиологическая роли сурфактанта в норме и при остром повреждении лёгких
Лёгочный1 сурфактант2 - смесь фосфолипидов, состоящая из 2-х фаз:
- нижней фазы (гипофаза, жидкая), содержащей гликопротеиды и сглаживающей неровности эпителия; а также
- поверхностной фазы (опофаза) - мономолекулярной фосфолипидной плёнки, обращённой гидрофобными участками в просвет альвеолы.
Основные биологические свойства сурфактанта сводятся к
- снижению сил поверхностного натяжения в альвеолах (в почти в 10 раз);
- участию в антимикробной защите лёгких и
- формированию противоотёчного барьера, за счёт предотвращения "пропотевания" жидкости из лёгочных капилляров в просвет альвеолы.
1Биологические структуры, схожие с сурфактантом лёгких, были обнаружены во внутреннем ухе (орган Корти), евстахиевой трубе и в почках. В настоящем обзоре речь идёт о сурфактанте лёгких.
2Слово "сурфактант" является аббревиатурой английской фразы "поверхностно-активное вещество"
Повреждение сурфактанта, несомненно, является одним из ключевых звеньев в патогенезе острого повреждения легких (ОПЛ3) и его наиболее тяжёлой формы - респираторного дистресс-синдрома взрослых (РДСВ4). В настоящем разделе обзора представлены общие данные по составу, метаболизму и функционированию системы сурфактанта в лёгких взрослых в норме и при данной патологии.
3В англоязычной литературе: acute lung injury (ALI)
4В англоязычной литературе - острый лёгочный дистресс-синдром: acute respiratory distress syndrome, (ARDS). Слово "distress" в данном названии не имеет точного эквивалента в русском языке и может быть переведено, как "терпящий бедствие", а также "болезненный, ненормальный". Интересно, что в слэнговой речи это слово также иногда используется в значении "сдавливание, зажимание".
Состав
Лёгочный сурфактант был выделен и описан J. A. Clements в 1957 году [14]. Эта лёгочная структура представляет собой секрет, вырабатываемый некоторыми клетками респираторного отдела лёгких. Его наиболее очевидной и изученной к настоящему времени функцией является снижение сил поверхностного натяжения, стремящихся уменьшить радиус альвеол.
У всех млекопитающих сурфактант обладает достаточно схожим составом, включая в себя:
- приблизительно 90 % липидов и
- 10 % белков-апопротеинов, получивших название протеины сурфактанта (surfactant proteins, SP). В настоящее время выделяют SP-A, -В, -С, -D.
Липидная фракция сурфактанта представлена преимущественно фосфолипидами:
- дипальмитоилфосфатидилхолином (ДПФХ) – 45 % (он же - лецитин - Е.В.),
- фосфатидилхолином – 25 %,
- фосфатидилглицеролом – 5 %,
- остальные фосфолипиды - 5%.
Также в состав фосфолипидной фракции входят фосфатидилинозит, фосфатидилэтаноламин, фосфатидилсерин (всего 5%). Другие липиды сурфактанта - холестерин, триглицериды, ненасыщенные жирные кислоты и сфигномиелин суммарно составляют около 10 % [53].
По-видимому, наиболее существенную роль в уменьшении сил поверхностного натяжения играет ДПФХ [84]. Достаточно велика физиологическая ценность и белковых компонентов сурфактанта: SP-B и SP-C являются гидрофобными и вовлечены, главным образом, в процессы снижения поверхностного натяжения [89], в то время как SP-A и SP-D гидрофильны и их роль преимущественно сводится к участию в антиинфекционной защите лёгких [12, 13].
Метаболизм
Сурфактант синтезируется в альвеолоцитах II типа и клетками Клара [59, 40], где он может накапливаться в виде осмиофильных (следовательно, имеющие липидную природу) пластинчатых телец, а затем секретироваться в просвет альвеол путём экзоцитоза (см. рис 1).
В ходе секреции изначальная, пространственно "скрученная" структура сурфактанта (имеющая название "пластинчатые тельца"), преобразуется путём "разворачивания" в тубулярный миелин и охватывает в виде монослоя липидов и протеинов внутреннюю поверхность альвеолы на границе сред воздух/жидкость. Синтезируются молекулы фосфатидилхолина преимущественно по цитидилтрифосфатному пути, этот процесс регулируется ферментами фосфорилхолинцитидилтрансфераза и холинфосфотрансфераза.
SP гликозилируются5 в аппарате Гольджи, а затем соединяются с фосфолипидами. В ходе циклических изменений площади внутренней поверхности альвеол, связанных с дыхательными движениями, плёнка сурфактанта постепенно разрушается и превращается в небольшие пузырьки (везикулы), которые либо захватываются альвеоцитами II типа для ресинтеза, либо полностью удаляются из респираторной зоны за счёт фагоцитоза альвеолярными макрофагами [90, 92].
Синтез новых порций сурфактанта и утилизация везикул происходят достаточно быстро. Однако, если кровоток через какой-то участок лёгкого прекращается (например, в результате эмболии), то ранее синтезированный сурфактант подвергается быстрому разрушению, а продукция свежих порций приостанавливается [23, 63].
5Гликозилирование белков основано на способности глюкозы, фруктозы и галактозы вступать в реакции гликозилирования с аминогруппами, входящими в структуру белков, липидов и нуклеиновых кислот.
При центрифугировании в плотных средах сурфактант может быть разделен на две фракции: так называемые "крупные агрегаты" (large aggregates of surfactant, LAs), состоящие из секретированных пластинчатых телец и тубулярного миелина, а также на фракцию с меньшей плотностью, названную «малыми агрегатами» сурфактанта (small aggregates of surfactant, SAs), представленную везикулярными образованиями.
В то время, как крупные агрегаты (LAs) содержит SP и обладает ценными биофизическими свойствами в здоровых легких, малые агрегаты (SAs) содержит незначительное количество SP и в опытах проявляет слабо выраженную биологическую активность как in vivo, так и in vitro [8].
Данные экспериментальной работы Veldhuizen RA с соавт. [86] дают основание предполагать, что LAs претерпевают метаболическое превращение в SAs под влиянием циклических механических воздействий на пленку сурфактанта (типичный пример - воздействие давления дыхательной смеси, нагнетаемой в легкие во время ИВЛ), а также под влиянием некоторых протеаз, в частности фермента, названного конвертазой. Процесс конверсии LAs As, на фоне постоянного синтеза новых порций фракции LAs сурфактанта позволяет поддерживать в просвете альвеолы здоровых взрослых людей достаточно стабильное соотношение LAs/SAs.
При патологических процессах в легких в респираторных зонах могут появляться другие ферменты (отличающиеся от конвертазы), также способные инициировать превращение LAs/SAs. В первую очередь к этой группе энзимов следует отнести эластазу нейтрофилов. В результате патологической активизации ферментативных процессов в просвете альвеолы возможно быстрое нарастание фракции биологически пассивной SAs и истощение наиболее биологически ценной фракции сурфактанта - LAs [49].
Функция
Как указывалось выше, основная функция сурфактанта - снижение сил поверхностного натяжения на внутренней стенке альвеолы в зоне взаимодействия сред воздух/жидкость.
Поверхностным натяжением называется сила, измеряемая обычно в динах, действующая в поперечном направлении на воображаемый отрезок длиной 1 см на поверхности жидкости. Эта сила обусловлена тем, что межмолекулярное сцепление внутри жидкости гораздо сильнее, чем на границе ее раздела с газом.
Поэтому всегда имеет место однонаправленный процесс к максимальному уменьшению поверхности жидкости. Хорошим примером этого явления служит образование мыльных пузырей. Их стенки стремятся максимально сократиться, и в результате образуется сферическая поверхность, площадь которой при данном объеме минимальна.
Внутри такого пузыря действует давление, равное по закону Лапласа Р = 4/r, где 4 - величина поверхностного натяжения на разделе воздух/жидкость; r - радиус пузыря. В выстланных жидкостью альвеолах в создании давления участвует только одна поверхность, а не две, как в мыльном пузыре, поэтому в числителе данного уравнения следует ставить не 4, а 2. В этом случае Р представляет собой градиент сил, действие которых направлено на уменьшение диаметра альвеолы и, в конечном счете, на её коллабирование.
При отсутствии механизмов противодействия силам поверхностного натяжения, величина Р будет нарастать параллельно уменьшению радиуса альвеолы, что при некоторых вариантах легочной патологии приводит к ателектазированию респираторных зон.
Механизм воздействия сурфактанта на поверхностное натяжение заключается в следующем. Образование тонкого слоя сурфактанта на жидкости, покрывающей наружную поверхность альвеолярного эпителия, определяется неоднородными физико-химическими свойствами молекул ДПХФ, обладающих как гидрофобными, так и гидрофильными окончаниями.
Действующие между ними силы молекулярного отталкивания противодействуют силам притяжения между молекулами воды, обуславливающими поверхностное натяжение. Его уменьшение при снижении площади поверхности объясняется более плотным примыканием друг к другу молекул ДПФХ, за счет чего сила взаимного отталкивания между молекулами становится больше.
Коллабированию альвеол могут сопутствовать или предшествовать явления легочного отека, обусловленного как повышением гидростатического давления, действующего перпендикулярно альвеолярно-капиллярному барьеру, так и повышением порозности альвеолярно-капиллярной стенки [54].
Сурфактант начинает синтезироваться у плода человека в достаточных количествах на 27-29 неделе внутриутробного развития. При рождении недоношенного ребенка на более ранних сроках беременности отсутствие сурфактанта приводит к резкому возрастанию сил поверхностного натяжения в альвеолах, что значительно повышает энерготраты во время дыхания и способствует быстрой утомляемости дыхательной мускулатуры.
В этой ситуации обычно возникает необходимость в проведении ИВЛ, однако, её применение в ряде случаев может вызвать дальнейшее ухудшение ситуации за счет вентилятор-индуцированной травмы легких. В указанной ситуации применение экзогенного сурфактанта является патогенетически оправданным методом лечения и способно повысить эффективность ИВЛ, а также уровень выживаемости среди недоношенных новорожденных.
Применение препаратов экзогенного сурфактанта рассматривается в качестве одного из наиболее важных компонентов в терапии респираторного дистресс-синдрома у недоношенных новорожденных [62, 70,49, 51, 52]. У взрослых больных, при развитии РДСВ, характерен не столько дефицит продукции сурфактанта, сколько его повреждение, что закономерно приводит к нестабильности геометрии альвеол и тенденции к их ателектазированию.
Указанное состояние также требует в большинстве случаев проведения ИВЛ. Однако, в отличие от ситуации с недоношенными детьми, назначение экзогенного сурфактанта в данной группе больных эффективно далеко не во всех ситуациях из-за существенно большей сложности патогенетических механизмов, вовлеченных в развитие РДСВ. Интересно, что относительное количество сурфактанта в легких взрослого здорового человека составляет всего 5-15 mg / kg массы тела и эта величина у ниже, чем у здоровых новорожденных детей [58 ].
В последние годы привлекает внимание роль сурфактанта в системе антимикробной защиты легких, SP-A и SP-D принадлежат семейству коллектинов, которые обладают способностью связываться с поверхностью микробной стенки и, тем самым, облегчать процесс опсонизации и последующего фагоцитоза патогенов [94, 60,15].
Экспериментальное подтверждение роли сурфактанта в антимикробной защите легких было получено в исследованиях на трансгенных животных, не имеющих в структуре сурфактанта SP-A и SP-D. В проведенных опытах эти животные проявили достоверно более высокую восприимчивость к бактериальной и вирусной легочной инфекции по сравнению с обычными животными [46,47,48].
При нормальном функционировании мукоцилиарного клиренса сурфактант также способствует удалению инородных микрочастичек, попавших со вдыхаемым воздухом в просвет альвеолы [70, 18].
Изменения в системе сурфактанта при повреждении легких
Уже в первом описании клиники РДСВ, выполненном Ashbaugh DG с соавт. [2], предполагалась, что повреждение сурфактанта играет важную роль в патогенезе развития данного синдрома. В дальнейшем эта гипотеза была многократно подтверждена [45 , 3, 32 ].
Анализ бронхоальвеолярной лаважной жидкости (БАЛЖ), полученной у больных РДСВ, а также в экспериментальных моделях, всегда выявляет наличие выраженных изменений в системе эндогенного сурфактанта [21, 95, 86]. В частности, описано снижение уровня ДПФХ, фосфатидилглицерола, сурфактант-ассоциированных протеинов [54]; установлено изменение пропорций между вариантами агрегатов сурфактанта: снижение функционально активной (LA) и повышение неактивной (SA) фракции [66].
При РДСВ изменяются и физиологические свойства сурфактанта: он теряет эластические свойства, быстрее разрушается в ходе циклических растяжений в процессе дыхания и в меньшей степени воздействует на силы поверхностного натяжения внутри альвеолы [62]. В самое последнее время были опубликованы данные, свидетельствующие о высокой предрасположенности к развитию РДСВ у лиц, имеющих структурные, генетически детерминированные, изменения в SP-B [ 25, 56 ].
Интересно, что эта генетическая предрасположенность к РДСВ в большей мере свойственна женщинам [25 ]. Возможно, эти данные объясняют известный факт, что ARDS развивается лишь у сравнительно небольшой части больных, имеющих один или даже сочетание нескольких факторов риска возникновения этой тяжелой патологии.
Механизмы возникновения дефектов в системе сурфактанта при РДСВ связаны как с нарушением синтеза (и/или секреции) этого соединения внутри альвеоцитов II типа, так и с ускорением деградации липидов и протеинов в просвете альвеолы [32].
Возможно, что обнаружение компонентов сурфактанта (в частности - SP) в плазме крови некоторых больных РДСВ может быть связано с повышенной порозностью альвеоляро-капиллярного барьера и поступлением этих соединений в системный кровоток [20]. Этот пока недостаточно изученный процесс «вымывания» сурфактанта из альвеол в капиллярное русло может потенцироваться под влиянием нерациональных режимов ИВЛ, ведущих к повреждению легких (lung-injury mechanical ventilation), т.е. в результате развития вентилятор-индуцированной травмы легких [38,39].
Сравнительно недавно было предложено использовать определение концентрации SP-D в плазме в качестве прогностического критерия у лиц с ОПЛ/РДСВ [21, 11]. Следует заметить, что SP, особенно SP - А , SP - В и SP - D в организме человека продуцируются только альвеолоцитами и у здоровых людей за пределами легких в физиологических условиях не определяются. Их появление в крови может использоваться как маркер повреждения легочной ткани при достаточно разнообразной патологии нижних дыхательных путей [32].
При экссудативной стадии РДСВ, выражающейся в поступлении в просвет альвеол значительного количества протеинов плазмы, возникают новые механизмы повреждения сурфактанта. В этом случае отмечается своеобразное ингибирование плазменными белками еще сохранившихся фрагментов сурфактанта (LAs) за счет их конкурентного вытеснения из зоны раздела сред воздух/жидкость на внутренней поверхности стенки альвеолы [28].
Наряду с другими механизмами, процесс инактивации сурфактанта белками крови задействован и при тромбоэмболии ветвей легочной артерии. Развивающаяся в этих случаях порозность алевеолярно-капиллярного барьера приводит к «пропотеванию» протеинов плазмы в просвет альвеолы, нейтрализации сурфактантной пленки и появлению ателектазов [63, 64]. В этой же связи представляют интерес данные Strayer DS с соавт. [ 77 ], выявившими в экспериментальной работе защитные свойства SP - А по отношению к интибирующим воздействиям фибриногена крови на сурфактант.
Экспериментальные исследования как in vivo, так и in vitro показывают, что назначение при экссудативной стадии РДСВ высоких доз экзогенного сурфактанта в ряде случаев может привести к положительному клиническому эффекту за счет обратного процесса в альвеолах и восстановления физиологического слоя LAs на стенках альвеолы [43]. - конец цитаты.
Не буду больше утомлять цитатами, так как и уже понятно - насколько сложна и важна система синтеза сурфактанта, которую мы собираемся тренировать на занятиях эндогенным дыханием.
Отмечу лишь одно - эту информацию, что я процитировал выше - знают единицы пульмонологов. И совершенно её не знают Ёги и русмедсерверовцы, которые тужатся с умным видом рассуждать о НЕцелесообразности тренировок дыхательной системы. Ну, что же, через 20 - 120 лет я хочу посмотреть, кто из нас был прав...
О сурфактанте будем дальше рассуждать уже без таких больших цитат оригинальных авторов, чтобы максимально сделать информацию о сурфактанте понятной и доступной всем желающим...Добавлено (02.08.2014, 15:46)
---------------------------------------------
Цитата (Вериго)
Сравнительно недавно было предложено использовать определение концентрации SP-D в плазме в качестве прогностического критерия у лиц с ОПЛ/РДСВ [21, 11]. Следует заметить, что SP, особенно SP - А , SP - В и SP - D в организме человека продуцируются только альвеолоцитами и у здоровых людей за пределами легких в физиологических условиях не определяются. Их появление в крови может использоваться как маркер повреждения легочной ткани при достаточно разнообразной патологии нижних дыхательных путей [32].
Из приведённой доктором цитаты следует, что появление сурфактанта в крови свидетельствует о патологии нижних дыхательных путей.
Следовательно, у людей, не имеющих таких патологий, сурфактант в крови отсутствует, что противоречит гипотезе Петраковича. Добавлено (02.08.2014, 19:44)
---------------------------------------------
Вериго не понял содержания статьи, поэтому и опубликовал её.
|
| |
| |
