第二节-肺表面活性物质与临床

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(PS)是指分布于肺泡内衬中具有降低液-气界面表面张力作用的物质。它主要由肺泡Ⅱ型上皮细胞产生，为复杂的脂蛋白复合物，由脂质、蛋白质和糖基组成。新生儿呼吸窘迫综合症（NRDS和急性呼吸窘迫综合症（ARDS）的发生于PS的缺乏或异常有关。1.脂质脂质是PS的主要成分，占其重量的85％～90％。从支气管肺泡灌洗液中提取的脂质，磷脂约占80％~90％，中性脂(主要为胆固醇)约占6％~

8％，磷脂中磷脂酰胆碱(PC)和磷脂酰甘油(PG)分别约占70％~

80％和10％，此外还有少量的磷脂酰乙醇胺(PE)、磷脂酰肌醇(PI)、磷脂酰丝氨酸(Ps)和鞘磷脂(SM)等。在PC中60％的PC分子的两条脂肪酸链为饱和脂肪酸，称为饱和磷脂酰胆碱(DSPC)。在DSPC中二棕榈酰卵磷脂(DPPC)为其主要成分。一、肺表面活性物质的成分2．蛋白质蛋白成分约占PS的10％，蛋白成分中除混有部分血浆源性蛋白(如白蛋白、IgG、IgA等)外，已经分离到四种特异性PS结合蛋白(surfactant—associatedprotein，SP)，分别称为SP-A、SP-B、SP-C和SP-D。其中SP-A、SP-D为亲水性蛋白，SP-B、SP-C为疏水性蛋白．SP-A、SP-B和SP-D可由肺Ⅱ型上皮细胞和支气管非纤毛上皮细胞(Clara细胞)合成，SP-C仅来自肺泡I型上皮细胞。

(一)降低表面张力在肺泡内面覆有一极薄(厚度小于0.1μm)的液层，在泡内的液-气界面上所存在表面张力合力指向肺泡中央，形成的附加压力的大小可由Laplace定律计算：P=2T/r式中P为肺泡回缩力，T为表面张力，r为肺泡半径。

二、肺表面活性物质的生理作用①阻碍肺泡的扩张，降低肺顺应性，增加吸气阻力。②使不同大小肺泡内压不稳定。肺脏有亿万个大小不等的肺泡，其半径可相差3～4倍。按照Laplace定律，在表面张力T不变的条件下，P随着肺泡半径的增大而降低，使得小肺泡内气体将进入大肺泡，出现小肺泡陷闭和大肺泡过度膨大。③易产生肺水肿。肺泡表面张力合力指向肺泡中央，对肺泡间质起“抽吸”作用，使肺间质内静水压降低，肺毛细血管有效滤过压增加，组织液生成增加，导致肺间质和肺泡腔内水分潴留(肺水肿)，妨碍气体交换的正常进行。肺泡表面张力的存在将对呼吸带来不良影响1．降低肺泡表面张力，增加肺顺应性，减少吸气阻力据研究，由于PS降低表面张力，可使吸气阻力减少到原来的1／5～1／l0，使肺顺应性增大，吸气大为省力。2．调整肺泡表面张力，稳定肺泡内压PS不仅可降低肺抱表面张力，而且降低表面张力的作用可随肺容积的改变而变化。此外，在不同大小肺泡的表面由于PS分布的疏密差异，也有助于调整不同大小肺泡的表面张力，维持各肺泡内压和肺泡容量相对稳定。3．减少肺组织液生成，防止肺水肿PS降低表面张力，减小肺回缩力，从而减弱对肺泡间质的抽吸作用，减少肺组织液生成。当PS缺乏，肺回缩力增大时，由于对间质抽吸作用加大，使组织间隙静水压降低，有效滤过压增大而可引起肺水肿。肺PS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、杀菌和趋化活性肺泡巨噬细胞是杀灭进入肺泡的细菌的主要防御机制。在体外实验中，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PS在体外可抑制外周淋巴细胞增殖反应，减少B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。(二)免疫调节作用1、抗氧化性肺损伤动物实验表明，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PS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于纯氧，可促进肺泡Ⅱ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，而此时肺组织细胞内抗氧化酶活性并无明显变化。因此，内源性PS增高，是肺抗氧化性损伤的保护机制之一，机制尚不清楚。(三)器官保护作用2、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-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。外源性PS还可促进粘液-纤毛转运的速率。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，肺功能改善，表明内源性PS可促进吸入异物颗粒的排出。3、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护作用。肺气肿患者的肺泡Ⅱ型细胞数目减少，且能水解弹性组织的酶具有抑制PS的作用。因此，PS含量减少或功能障碍可能参与肺气肿发生。4、降低矿物质粉尘的生物学活性PS脂质成分DPPC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作用，从而减轻肺部对吸入颗粒的炎症反应。此外，PS还可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。气道的PS主要来自肺泡。支气管PS的磷脂组成、磷脂酰胆碱的分子种类与肺泡PS相似。肺泡缺乏PS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，且对于维持小气道功能也很重要。在直径<0.5mm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PS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肿、气道内液体及血浆蛋白蓄积。血浆蛋白可抑制PS的功能，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，加重气道狭窄或造成小气道阻塞。因此，目前认为气道内PS的快速失活可能是导致气道阻力增高的机制之一。

(四)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可促进胎肺及成年动物肺的PS的合成，促进胎肺的发育成熟。临床观察到，胎儿或母体若在产前数天内处于应激状态(如羊膜早破、母体发热)，则分娩时婴儿呼吸窘迫综合征(NR