第二节_肺表面活性物质与临床课件.ppt
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1、肺表面活性物质与临床内容提要一、肺表面活性物质的成分 二、肺表面活性物质的生理作用 三、肺表面活性物质的调控因素四、肺表面活性物质与肺部疾病肺表面活性物质肺表面活性物质(PS)是指分布于肺泡内衬是指分布于肺泡内衬中具有降低液中具有降低液-气界面气界面表面张力作用的物质。表面张力作用的物质。它主要由肺泡它主要由肺泡型上型上皮细胞产生,为复杂皮细胞产生,为复杂的脂蛋白复合物,由的脂蛋白复合物,由脂质、蛋白质和糖基脂质、蛋白质和糖基组成。新生儿呼吸窘组成。新生儿呼吸窘迫综合症(迫综合症(NRDS和急和急性呼吸窘迫综合症性呼吸窘迫综合症(ARDS)的发生于)的发生于PS的缺乏或异常有关。的缺乏或异常有
2、关。1.脂质脂质 脂质是脂质是PS的主要成分,占其重量的的主要成分,占其重量的8590。从支气管肺泡灌洗液中提取的脂质,磷脂约占从支气管肺泡灌洗液中提取的脂质,磷脂约占8090,中性脂,中性脂(主要为胆固醇主要为胆固醇)约占约占6 8,磷脂,磷脂中磷脂酰胆碱中磷脂酰胆碱(PC)和磷脂酰甘油和磷脂酰甘油(PG)分别约占分别约占70 80和和10,此外还有少量的磷脂酰乙醇胺,此外还有少量的磷脂酰乙醇胺(PE)、磷、磷脂酰肌醇脂酰肌醇(PI)、磷脂酰丝氨酸、磷脂酰丝氨酸(Ps)和鞘磷脂和鞘磷脂(SM)等。等。在在PC中中60的的PC分子的两条脂肪酸链为饱和脂肪酸,分子的两条脂肪酸链为饱和脂肪酸,称为
3、饱和磷脂酰胆碱称为饱和磷脂酰胆碱(DSPC)。在。在DSPC中二棕榈酰卵中二棕榈酰卵磷脂磷脂(DPPC)为其主要成分。为其主要成分。一、肺表面活性物质的成分一、肺表面活性物质的成分 2蛋白质蛋白质 蛋白成分约占蛋白成分约占PS的的10,蛋白成分中除混有部分,蛋白成分中除混有部分血浆源性蛋白血浆源性蛋白(如白蛋白、如白蛋白、IgG、IgA等等)外,已经分离外,已经分离到四种特异性到四种特异性PS结合蛋白结合蛋白(surfactantassociated protein,SP),分别称为,分别称为SP-A、SP-B、SP-C和和SP-D。其中。其中SP-A、SP-D为亲水性蛋白,为亲水性蛋白,SP
4、-B、SP-C为为疏水性蛋白疏水性蛋白SP-A、SP-B和和SP-D可由肺可由肺型上皮细型上皮细胞和支气管非纤毛上皮细胞胞和支气管非纤毛上皮细胞(Clara细胞细胞)合成,合成,SP-C仅来自肺泡仅来自肺泡I型上皮细胞。型上皮细胞。(一一)降低表面降低表面张张力力 在在肺肺泡泡内内面面覆覆有有一一极极薄薄(厚厚度度小小于于0.1m)的的液液层层,在在泡泡内内的的液液-气气界界面面上上所所存存在在表表面面张张力力合合力力指指向向肺肺泡泡中中央央,形形成成的的附附加加压压力力的的大大小小可可由由Laplace定律定律计计算:算:P=2T/r式中式中P为为肺泡回肺泡回缩缩力,力,T为为表面表面张张力
5、,力,r为为肺泡肺泡半径。半径。二、肺表面活性物质的生理作用二、肺表面活性物质的生理作用阻碍肺泡的阻碍肺泡的扩张扩张,降低肺,降低肺顺应顺应性,增加吸气阻力。性,增加吸气阻力。使使不不同同大大小小肺肺泡泡内内压压不不稳稳定定。肺肺脏脏有有亿亿万万个个大大小小不不等等的的肺肺泡泡,其其半半径径可可相相差差34倍倍。按按照照Laplace定定律律,在在表表面面张张力力T不不变变的的条条件件下下,P随随着着肺肺泡泡半半径径的的增增大大而而降降低低,使使得得小小肺肺泡泡内内气气体体将将进进入大肺泡,出入大肺泡,出现现小肺泡陷小肺泡陷闭闭和大肺泡和大肺泡过过度膨大。度膨大。易易产产生生肺肺水水肿肿。肺肺
6、泡泡表表面面张张力力合合力力指指向向肺肺泡泡中中央央,对对肺肺泡泡间间质质起起“抽抽吸吸”作作用用,使使肺肺间间质质内内静静水水压压降降低低,肺肺毛毛细细血血管管有有效效滤滤过过压压增增加加,组组织织液液生生成成增增加加,导导致致肺肺间间质质和和肺肺泡泡腔腔内内水水分分潴潴留留(肺水肺水肿肿),妨碍气体交,妨碍气体交换换的正常的正常进进行。行。肺泡表面肺泡表面张张力的存在将力的存在将对对呼吸呼吸带带来不良影响来不良影响1降低肺泡表面降低肺泡表面张张力,增加肺力,增加肺顺应顺应性,减少吸气阻力性,减少吸气阻力据据研研究究,由由于于PS降降低低表表面面张张力力,可可使使吸吸气气阻阻力力减减少少到到
7、原原来来的的151l0,使肺,使肺顺应顺应性增大,吸气大性增大,吸气大为为省力。省力。2调调整肺泡表面整肺泡表面张张力,力,稳稳定肺泡内定肺泡内压压 PS不不仅仅可可降降低低肺肺抱抱表表面面张张力力,而而且且降降低低表表面面张张力力的的作作用用可可随随肺肺容容积积的的改改变变而而变变化化。此此外外,在在不不同同大大小小肺肺泡泡的的表表面面由由于于PS分分布布的的疏疏密密差差异异,也也有有助助于于调调整整不不同同大大小小肺肺泡泡的的表表面面张张力力,维维持持各肺泡内压和肺泡容量相对稳定。各肺泡内压和肺泡容量相对稳定。3减少肺减少肺组织组织液生成,防止肺水液生成,防止肺水肿肿 PS降降低低表表面面
8、张张力力,减减小小肺肺回回缩缩力力,从从而而减减弱弱对对肺肺泡泡间间质质的的抽抽吸吸作作用用,减减少少肺肺组组织织液液生生成成。当当PS缺缺乏乏,肺肺回回缩缩力力增增大大时时,由由于于对对间间质质抽抽吸吸作作用用加加大大,使使组组织织间间隙隙静静水水压压降降低低,有有效效滤滤过过压压增大而可引起肺水增大而可引起肺水肿肿。肺肺PS通过降低表面张力可避免肺泡表面张力的不利影响通过降低表面张力可避免肺泡表面张力的不利影响1、增强肺泡巨噬细胞的吞噬、杀菌和趋化活性增强肺泡巨噬细胞的吞噬、杀菌和趋化活性 肺泡巨噬细胞是杀灭进入肺泡的细菌的主要防御机制。在肺泡巨噬细胞是杀灭进入肺泡的细菌的主要防御机制。在
9、体外实验中,肺泡巨噬细胞的杀菌能力较低,若加入体外实验中,肺泡巨噬细胞的杀菌能力较低,若加入PS则可显则可显著提高其在体外的杀菌能力。此外,著提高其在体外的杀菌能力。此外,PS还可促进中性粒细胞和还可促进中性粒细胞和单核细胞的吞噬活性和促进肺泡巨噬细胞的趋化活性。单核细胞的吞噬活性和促进肺泡巨噬细胞的趋化活性。2、下调特异性免疫反应,减轻变应性肺损伤下调特异性免疫反应,减轻变应性肺损伤 PS在体外可抑制外周淋巴细胞增殖反应,减少在体外可抑制外周淋巴细胞增殖反应,减少B淋巴细胞淋巴细胞产生免疫球蛋白,并抑制天然杀伤细胞的细胞毒作用。尽管生产生免疫球蛋白,并抑制天然杀伤细胞的细胞毒作用。尽管生理条
10、件下肺持续地吸入各种过敏原,正常人肺泡内淋巴细胞数理条件下肺持续地吸入各种过敏原,正常人肺泡内淋巴细胞数量很少,对抗原的刺激反应低下,不出现明显的免疫反应。有量很少,对抗原的刺激反应低下,不出现明显的免疫反应。有作者提出,作者提出,PS是一种生理性免疫调控剂,可抑制肺对吸入抗原是一种生理性免疫调控剂,可抑制肺对吸入抗原的变态反应,并增强肺泡巨噬细胞的吞噬杀菌活性,有助于减的变态反应,并增强肺泡巨噬细胞的吞噬杀菌活性,有助于减少肺内炎症的发生,维护肺的正常结构和功能。少肺内炎症的发生,维护肺的正常结构和功能。(二二)免疫调节作用免疫调节作用1、抗氧化性肺损伤抗氧化性肺损伤 动物实验表明,长时间暴
11、露于纯氧,可引起严重的肺损伤而致动物实验表明,长时间暴露于纯氧,可引起严重的肺损伤而致死。但气道内给予外源性牛死。但气道内给予外源性牛PS脂质提取物可提高兔对纯氧的耐脂质提取物可提高兔对纯氧的耐受性,减轻肺损伤的程度,延长存活时间。若将兔预先短时暴露受性,减轻肺损伤的程度,延长存活时间。若将兔预先短时暴露于纯氧,可促进肺泡于纯氧,可促进肺泡型细胞肥大,胞内磷脂含量及肺泡中型细胞肥大,胞内磷脂含量及肺泡中PS增多,并对其后持续暴露于纯氧的耐受性提高,而此时肺组织细增多,并对其后持续暴露于纯氧的耐受性提高,而此时肺组织细胞内抗氧化酶活性并无明显变化。因此,内源性胞内抗氧化酶活性并无明显变化。因此,
12、内源性PS增高,是肺增高,是肺抗氧化性损伤的保护机制之一,机制尚不清楚。抗氧化性损伤的保护机制之一,机制尚不清楚。(三三)器官保护作用器官保护作用2、促进吸入异物颗粒排出促进吸入异物颗粒排出 气道内的粘液与支气管纤毛细胞的纤毛构成粘液气道内的粘液与支气管纤毛细胞的纤毛构成粘液-纤毛转运系纤毛转运系统。形态学研究显示,在粘液凝胶层和溶胶层的界面上分布有统。形态学研究显示,在粘液凝胶层和溶胶层的界面上分布有一层一层PS,可作为润滑剂有利于凝胶层在溶胶层表面滑动。外源,可作为润滑剂有利于凝胶层在溶胶层表面滑动。外源性性PS还可促进粘液还可促进粘液-纤毛转运的速率。临床研究也显示,在硅纤毛转运的速率。
13、临床研究也显示,在硅尘中工作的工人服用氨溴醇后,临床症状显著减轻,肺功能改尘中工作的工人服用氨溴醇后,临床症状显著减轻,肺功能改善,表明内源性善,表明内源性PS可促进吸入异物颗粒的排出。可促进吸入异物颗粒的排出。3、抗弹性蛋白酶损伤抗弹性蛋白酶损伤 肺内弹性蛋白酶降解弹性蛋白对肺泡壁造成的破坏在肺气肺内弹性蛋白酶降解弹性蛋白对肺泡壁造成的破坏在肺气肿的发生中起重要作用。经气道给予肿的发生中起重要作用。经气道给予PS可明显减轻外源性弹可明显减轻外源性弹性蛋白酶所致的肺泡扩大,表明性蛋白酶所致的肺泡扩大,表明PS有抗弹性蛋白酶损伤的保有抗弹性蛋白酶损伤的保护作用。护作用。肺气肿患者的肺泡肺气肿患者
14、的肺泡型细胞数目减少,且能水解弹性组织型细胞数目减少,且能水解弹性组织的酶具有抑制的酶具有抑制PS的作用。因此,的作用。因此,PS含量减少或功能障碍可含量减少或功能障碍可能参与肺气肿发生。能参与肺气肿发生。4、降低矿物质粉尘的生物学活性降低矿物质粉尘的生物学活性 PS脂质成分脂质成分DPPC可以减轻石英对牛和大鼠肺泡巨噬细胞可以减轻石英对牛和大鼠肺泡巨噬细胞的毒性作用,抑制石棉对肺泡巨噬细胞产生超氧阴离子的刺激的毒性作用,抑制石棉对肺泡巨噬细胞产生超氧阴离子的刺激作用,从而减轻肺部对吸入颗粒的炎症反应。此外,作用,从而减轻肺部对吸入颗粒的炎症反应。此外,PS还可还可通过刺激肺泡巨噬细胞的游走和
15、对粉尘颗粒的吞噬以及促进吸通过刺激肺泡巨噬细胞的游走和对粉尘颗粒的吞噬以及促进吸入颗粒由肺排出而发挥保护作用。入颗粒由肺排出而发挥保护作用。气道的气道的PS主要来自肺泡。支气管主要来自肺泡。支气管PS的磷脂组成、磷脂酰胆的磷脂组成、磷脂酰胆碱的分子种类与肺泡碱的分子种类与肺泡PS相似。肺泡缺乏相似。肺泡缺乏PS可影响周围气道的可影响周围气道的PS系统,此外,支气管上皮细胞、气道粘膜下分泌细胞也可系统,此外,支气管上皮细胞、气道粘膜下分泌细胞也可能分泌磷脂。能分泌磷脂。PS不仅对于维持肺泡稳定性具有重要作用,且对于维持小不仅对于维持肺泡稳定性具有重要作用,且对于维持小气道功能也很重要。在直径气道
16、功能也很重要。在直径0.5mm的终末细支气管中,的终末细支气管中,PS具有防止细支气管在呼气相发生萎陷。当具有防止细支气管在呼气相发生萎陷。当PS功能障碍时,在功能障碍时,在表面张力作用下可引起有效气道跨壁压的降低而导致终末细表面张力作用下可引起有效气道跨壁压的降低而导致终末细支气管壁塌陷,气道内表面张力的增大也引起细支气管内液支气管壁塌陷,气道内表面张力的增大也引起细支气管内液体蓄积,导致气道阻塞。气道炎症时,血浆渗出引起粘膜水体蓄积,导致气道阻塞。气道炎症时,血浆渗出引起粘膜水肿、气道内液体及血浆蛋白蓄积。血浆蛋白可抑制肿、气道内液体及血浆蛋白蓄积。血浆蛋白可抑制PS的功能,的功能,引起气
17、道表面张力增高,进一步促进血浆渗出,加重粘膜水引起气道表面张力增高,进一步促进血浆渗出,加重粘膜水肿和气道内液体蓄积,并引起气道塌陷,加重气道狭窄或造肿和气道内液体蓄积,并引起气道塌陷,加重气道狭窄或造成小气道阻塞。成小气道阻塞。因此,目前因此,目前认为认为气道内气道内PS的快速失活可能是的快速失活可能是导导致气道阻力增高的机制之一。致气道阻力增高的机制之一。(四四)维持气道的通畅维持气道的通畅三、肺表面活性物质的调控因素1、糖皮质激素、糖皮质激素 糖皮质激素可促进胎肺及成年动物肺的糖皮质激素可促进胎肺及成年动物肺的PS的合成,促进胎的合成,促进胎肺的发育成熟。肺的发育成熟。临床观察到,胎儿或
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- 第二 表面活性 物质 临床 课件
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