Вы здесь

Влияние аэрозолей на сурфактантную систему легких

Наличие поверхностно-активных веществ легких (ПАВл) способствует поддержанию альвеол в расправленном состоянии и предотвращению ателектазов. В сохранении формы и размеров альвеол участвуют также соединительнотканный остов и мембранные структуры, которые создают ригидный каркас альвеолы.

Степень растяжения или спадения альвеол регулируется двумя факторами: мышечно-эластическими элементами самой легочной ткани и поверхностным натяжением (ПН), возникающим на влажной поверхности альвеол. Обе эти силы в сумме составляют эластическую тягу легких. Мышечно-эластический тонус зависит от нейрогуморальных воздействий, а сила ПН может изменяться благодаря наличию ПАВл.

Поверхностно-активные вещества легких, или сурфактанты, имеют важное значение в биомеханике дыхания. Они способствуют снижению ПН альвеол в момент выдоха, когда объем и площадь альвеол уменьшаются и, следовательно, максимально снижают тенденцию к коллапсу легкого. Термин сурфактант (от лат. surface — поверхность) вперные предложил J. A. Clements (1957). О поверхностно-активных свойствах сурфактанта и их изменениях судят по форме петли гистерезиса, величине ПН, соответствующей максимальному (ПНмакс) и минимальному (ПНмин) значениям площади поверхности. Для характеристики петли гистерезиса J. A. Clements (1958) предложил ввести индекс стабильности (ИС), с помощью которого оценивают ПАВл.

Формула индекса стабильности (ИС)

Поверхностную активность сурфактантов определяют по величине ПНмин и ИС. У здорового человека ПНмин ниже 12 мН/м, а ИС превышает 0,80.

Поскольку альвеолы образованы боковыми поверхностями эпителиальных клеток, теоретически полость каждой альвеолы должна иметь форму многогранника. Однако, благодаря наличию на поверхности эпителия слоя поверхностно-активных веществ, углы сглаживаются и полость приобретает сферическую или полуовальную форму.

Установлено, что сурфактанты на поверхности альвеол представляют упорядоченный комплекс пластинчатых образований (мембран), соединенных друг с другом благодаря физико-химическому взаимодействию различных компонентов системы.

Сурфактанты легких синтезируются альвеолоцитами 2-го типа, или АН. Выделяясь в просвет альвеол, они концентрируются на границе раздела системы «альвеолярный газ и жидкая фаза поверхностных структур альвеолярных клеток» и формируют монослой, то есть тонкую пленку строго ориентированных в пространстве фосфолипидных и (или ли-попротеидных) комплексов, под которой расположена гипофаза — слой жидкости с растворенными в ней молекулами сурфактанта. Между монослоем и гипофазой существует динамическое равновесие, благодаря чему поддерживается стабильность монослоя.



Схема структуры альвеолы

Гипофаза, или бесклеточный слой, содержит основные биохимические компоненты сурфактантной системы: фосфолипиды, полисахариды, белки, электролиты и воду в связанном состоянии. Совокупность монослоя и гипофазы называют сурфактантным альвеолярным комплексом он является главной функционирующей частью поверхностно-активной системы легкого. Его толщина не превышает 0,02—0,04 мкм.

Продуценты сурфактанта, выстилающего альвеолярный комплекс, а также утилизаторы сурфактанта функционируют в строго согласованном режиме и представляют собой единую сурфактантную систему легких.

Схема основных элементов системы сурфрактантов легкого

Сурфактантная система легкого включает: альвеолоциты 2-го типа, ответственные за синтез сурфактанта, сурфактанты (мономолекулярный слой), гипофазу и альвеолярные макрофаги, утилизирующие отработанные компоненты сурфактантов из полости альвеолы.

Химический состав поверхностно-активной системы легких человека следующий: липиды — 76% (в том числе фосфолипиды 60 %), белки — 24 % и углеводы — следы. Липидная часть сурфактантной системы легкого содержит кислые и нейтральные липиды.

Из компонентов сурфактанта поверхностно-активные свойства присущи фосфолипидам, главным образом лецитину (фосфатидилхолину), который составляет 80 %. В синтезе лецитина основное участие принимает пальмитиновая кислота (С16:0)  Ее содержание составляет 55—65 % состава лецитина. Доказано, что венозная кровь (притекающая к легкому) содержит больше пальмитиновой кислоты, чем артериальная (оттекающая от легкого). Другие жирные кислоты крови меньше используются легкими для образования ПАВл. По данным В. А. Березовского и В. Ю. Горчакова (1982), в состав фосфолипидов ПАВл входят следующие кислоты: С 14:0 — миристеновая (насыщенная), C16:0 — пальмитиновая (насыщенная), C16:1 — пальмитиновая (ненасыщенная, с одной двойной связью), C18:0 — стеариновая (насыщенная), Cisn — олеиновая (ненасыщенная, с одной двойной связью), C18:2 — линолевая (ненасыщенная, с двумя двойными связями), С20:4 — арахидоновая (ненасыщенная, с четырьмя двойными связями).