【深度解析】泡表面活性物质与早产儿、新生儿的肺功能

2022-06-22 13:06

肺泡表面活性物质对于肺泡正常功能十分重要，肺泡腔内持续分泌表面活性物质形成薄层液面以保护脆弱的肺泡上皮细胞。

根据拉普拉斯定律，这一水层产生的表面张力对抗肺泡张力并促进呼气末的肺泡塌陷，即肺泡回缩压力与表面张力成正比，而与肺泡曲率半径成反比。气液界面上肺表面活性物质的存在可降低肺泡表面张力，从而防止呼气末肺不张，保证功能残气量，并降低随后肺泡复张所需的张力。

肺表面活性物质是由肺泡2型细胞合成、包装和分泌的复杂混合物，由80%磷脂、10%中性脂质和10%蛋白质组成。表面活性物质储存在板层小体中，板层小体是一种溶酶体衍生的膜结合细胞器，各种刺激（包括牵张）均可使其分泌减少。在肺泡中，表面活性磷脂以细胞外储存的形式即管状髓磷脂转运。

磷脂和蛋白质成分在气液界面的表面活性物质单层中被回收，返回到肺泡2型细胞内，在那里被重新包装成板层小体。同时，肺泡巨噬细胞吞噬并降解表面活性物质成分。

饱和类酰基磷脂酰胆碱占表面活性剂重量的45%，其中不饱和磷脂占25%，其他磷脂（尤其是磷脂酰甘油占5%）占10%。表面活性物质中主要的饱和磷脂酰胆碱是二棕榈酰磷脂酰胆碱，简称DPPC。

DPPC是肺表面活性物质中唯一具有表面活性的成分，能够将表面张力降至几乎为零。不饱和磷脂和其他脂质成分（如胆固醇）的存在可使液面薄层在正常体温下的呼吸循环周期中维持流体状态。发育中胎肺内的磷脂含量随着妊娠的进展而增加，这是由肺泡2型细胞内磷脂合成相关的酶活性增加所致。胆碱参与的合成途径是表面活性物质磷脂合成的主要途径，其酶的表达和活性不仅受发育调控，而且还受激素的诱导调节。与临床直接相关的诱导激素是糖皮质激素和增加细胞内CAMP表达的药物，如β肾上腺素受体激动药（和宫缩抑制药）特布他林。

表面活性物质含有一组对表面活性物质功能和宿主防御有重要作用的特异性蛋白质，其含量占表面活性物质的5%以上，其余5%的蛋白质主要来自血清蛋白。这四种表面活性剂蛋白SP-A、SP-B、SP-C和SP-D根据其物理特性被细分为疏水性蛋白（SP-B和SP- C）和亲水性蛋白（SP-A和SP-D）。疏水性表面活性剂蛋白在表面活性物质的表面活性特性中起主要作用，而亲水性表面活性剂蛋白在宿主防御、免疫调节、表面活性物质清除和代谢中起主要作用。

疏水蛋白共同促进了表面活性磷脂从管状髓鞘到薄层液面的转移，促进了磷脂在表面活性物质液面中的扩散，并有助于维持呼气末表面活性物质液面的稳定。

由于SP-B在表面活性物质动态平衡中的关键作用，它在维持肺泡正常功能中起着核心作用。不同于SP- C，SP-B是一种分泌蛋白，与膜联系紧密。SP-C包含跨膜结构域和共价连接的脂肪酸（棕榈酸），使其与磷脂膜整合在一起。SP-B和SP-C均由大的前体蛋白合成，通过分泌途径经过广泛的翻译后加工，最终到达板层小体。SP- -B在板层小体形成过程中起重要作用，遗传性SP -B缺陷的婴儿肺泡2型细胞无板层小体。由于板层小体是SP-C的加工完成部位，遗传性SP-B缺乏症婴儿也缺乏成熟的SP- C，反而积累了大量的、无功能的SP-C前体。

因此，患有遗传性SP-B缺乏症的患者，尽管表面活性物质磷脂含量相对正常，但由于SP- B和SP-C的缺失，使得肺表面活性物质的表面张力很差。相反，由于SP-C在SP-B蛋白加工中既不起直接作用，也不起间接作用，因此，缺乏SP- C的动物，SP-B正常，板层小体正常，表面活性物质功能相对正常，没有出现与表面活性物质功能障碍相关的围产期死亡。

与生成表面活性磷脂的酶相同，SP-B和SP-C的表达也由发育和激素共同调节，在人类胎肺组织中，SP-C mRNA在妊娠12周、SP-B mRNA在妊娠14周时可检测到，而成熟蛋白则在妊娠24周后才能在胎儿肺组织中检测到。妊娠30周后可在羊水中检测到SP-B蛋白，足月时其含量增加。这是由发育调节所致，SP-B和SP-C前体蛋白进行翻译后修饰蛋白发生水解。

因此，由于肺泡2型细胞表面活性蛋白和磷脂产生酶的发育调节，早产儿表面活性物质的成分、磷脂和疏水性蛋白的含量均减少。2型细胞分化的速度和胎肺表面活性物质的二次生成都受内源性皮质类固醇水平的调节，早产时可通过给予糖皮质激素而加快肺泡表面活性物质的二次生成。表面活性物质对糖皮质激素的反应涉及所有的脂质和蛋白质成分，主要通过增加基因表达完成，从而使早产儿的发育接近正常发育模式。内源性甲状腺激素、前列腺素和儿茶酚胺对2型细胞的合成和出生时肺液的清除也有促进作用。某些促炎细胞因子（如肿瘤坏死因子和TGF-β）在呼吸系统中抑制表面活性物质的生成，并在脓毒症和炎症等情况下下调表面活性物质的表达。

【要点】

⑴表面活性物质通过降低呼气末期肺泡表面张力和防止肺泡塌陷来改善肺功能。

⑵表面活性物质由磷脂、脂类和蛋白质组成。

⑶表面活性蛋白对表面活性物质的功能和宿主防御都很重要。

⑷2型细胞分化速度受内源性皮质类固醇水平调节，早产时给产妇使用产前糖皮质激素可加速其分化速度。

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来源: qq

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