Lung surfactants in acute pneumonia

Abstract

Lung surfactant system, according to modern views, is a multicomponent, complex, self-regulating system, in which there are 3 main components: the surfactant itself - a thin lipoproteid film located at the air-liquid interface, hypophase and a cellular component represented by alveolocytes of types I, II, III. Lung surfactant system provides stability of alveoli during breathing, supports normal permeability of aerohematic barrier, participates in regulation of water balance, and has a protective function. Surface-active components of surfactant system are phospholipids, and more precisely their fraction - phosphatidylcholine.

Full Text

Как известно, легкие имеют обширную сферическую влажную поверхность, подверженную силе поверхностного натяжения. В функции легких важная роль принадлежит поверхностно-активным веществам, которые были названы сурфактантами.

Сурфактантная система легких, но современным воззрениям, представляет собой многокомпонентную, сложноорганизованную, саморегулирующуюся систему, в которой различают 3 основных компонента: собственно сурфактант — тонкую липопротеидную пленку, располагающуюся на границе раздела воздух — жидкость, гипофазу и клеточный компонент, представленный альвеолоцитами І, II, III типов. Сурфактантная система легких обеспечивает стабильность альвеол при дыхании, поддерживает нормальную проницаемость аэрогематического барьера, участвует в регуляции водного баланса, а также выполняет защитную функцию.

Поверхностно-активными компонентами сурфактантной системы являются фосфолипиды, а точнее их фракция — фосфатидилхолин.

Изучение липидов и поверхностной активности легких в эндобронхиальном смыве считают перспективным диагностическим методом в клинических условиях, с его помощью можно оценивать состояние сурфактанта легких при пневмониях. Безвредность и атравматичность исследования конденсата выдыхаемого воздуха позволяет проводить также динамические наблюдения.

Мы определяли у больных острой пневмонией содержание фосфолипидов и их фракций, а также поверхностное натяжение в бронхиальных смывах и конденсате выдыхаемого воздуха.

Острую пневмонию устанавливали по клиническим признакам, данным лабораторных и рентгенологического исследований. Содержание фосфолипидов и их фракций изучали методом тонкослойной хроматографии, а поверхностное натяжение — с помощью весов типа Вильгельми.

Были идентифицированы три фракции фосфолипидов: сфингомиелин, фосфатидилхолин и фосфатидилэтаноламин. Исследования конденсата проводили при поступлении больных в стационар и в периоде выздоровления, а бронхиального смыва — только при поступлении.

Обследовано 70 больных острой пневмонией, которые были сгруппированы по течению заболевания. У 51 больного 1-й группы была остротекущая пневмония, у 19 больных 2-й — затяжная.

У больных с остротекущей формой пневмонии в бронхиальном смыве и конденсате выдыхаемого воздуха концентрация сфингомиелина как в разгаре заболевания, так и в периоде выздоровления была в пределах нормы (см. табл.).

Таблица. Содержание фракций фосфолипидов (ммоль/л) и поверхностное натяжение (кН/м) в бронхиальных смывах и конденсатах выдыхаемого воздуха при острой пневмонии

Показатели	Исследуемый субстрат	Норма	Остротекущая пневмония		Затяжная пневмония
			разгар болезни	выздоровление	разгар болезни	выздоровление
Сфингомиелин	конденсат бронхиальн ы и смыв	0,010 ± 0,002	0,012±0,001	0,010 ±0,001	0,012±0,001	0,011 ±0,001
		0,062 ±0,006	0.064 ±0.004	—	0,060 ±0,003	-
Фосфатидилхолин	конденсат бронхиальный смыв	0,033 ±0,002	0,027 ±0,001*	0,032 ±0,00 1	0,021 ±0,002*	0,023 ±0,001*
		0,16 ±0,02	0,13 ±0,01		0,10 ±0,01
Фосфатидилэтаноламид	конденсат бронхиальный смыв	0,01 1 ±0,001 0,080 ±0,005	0,0 16 ±0,001 0,115 ±0,006	0,013 ±0,001	0,023 ±0,002* 0,165 ±0,005	0,020 ±0,002*
Поверхностное натяжение минимальное	конденсат бронхиальный смыв	33,4 ±0,5	35,8 ±0,3*	31.5 ±0.2	36,5 ±0,4*	38,7 ±0,3*
		25,7 ±0,6	27,2 ±0,3		30,1 ±0,3*
Индекс стабильности	конденсат бронхиальный смыв	0,70	0,63	0,73	0,57	0,55
		0,71	0,62		0,59	-

* Р < 0,05.

Содержание фосфатидилхолина в разгаре болезни было снижено и в конденсате, и в бронхиальном смыве примерно на 18%, а фосфатидилэтаноламина было повышено в конденсате на 45,5%, в бронхиальном смыве — на 43,7% относительно нормы.

Минимальное поверхностное натяжение в конденсате выдыхаемого воздуха увеличилось на 7,2%, индекс стабильности составил 0,63, в бронхиальном смыве — соответственно на 5,8%, второй показатель — 0,62.

В периоде выздоровления содержание фосфатидилхолина в конденсате выдыхаемого воз духа вернулось к норме; содержание фосфатидилэтаноламина снизилось, но нормы не достигло.

Минимальное поверхностное натяжение в конденсате выдыхаемого воздуха в периоде выздоровления составило 31,5 кН/м, что было на 5,7% ниже контрольных показателей, индекс стабильности повысился до 0,73.

При затяжном течении пневмонии в разгаре заболевания количество сфингомиелина незначительно повышалось. Динамика содержания фосфатидилхолина и фосфатидилэтаноламина была такой же, как и при остротекущей пневмонии, но более выраженной. Так, количество первого в конденсате снижалось на 36,4%, в бронхиальном смыве — на 37,5%, содержание второго повышалось в исследуемых субстратах более чем в 2 раза. Такой факт предположительно объясняют нарушением синтеза сурфактанта, особенно его главного компонента — фосфатидилхолина, так как одним из путей его синтеза является трехэтапное последовательное метилирование фосфатидилэтаноламина. Кроме того, причиной увеличения содержания последнего может быть и повышенная деградация сурфатанта в условиях воспаления легочной ткани.

Минимальное поверхностное натяжение в конденсате выдыхаемого воздуха возрастало 18,3%, в бронхиальном смыве — на 17,1%. Индекс стабильности составлял соответственно 0,57 и 0,59.

В периоде выздоровления динамика привиденных выше показателей была незначительно Так, содержание фосфатидилхолина оставалось ниже нормы на 30,1%, фосфатидилэтанолколина — выше нормы на 81,8%.

Минимальное поверхностное натяжение снизилось, но незначительно и оставалось выше контрольных показателей на 15,8%, индекс стабильности стал еще ниже — 0,55.

Таким образом, изучение фосфолипидов и поверхностного натяжения легких в конденсате выдыхаемого воздуха и бронхиальном смыве является перспективным диагностическим методом в клинических условиях для уточнения формы течения острой пневмонии. Наряду с другими факторами в патогенезе затяжной и пневмонии, вероятно, играют роль и нарушения липидного обмена в легких, в частности фосфатиду холина и фосфатидилэтанолхолина, что в конечном итоге, видимо, приводит к снижению воздушности легочной ткани за счет повышения поверхностного натяжения, которое препятствует своевременному разрешению патологического процесса. Поскольку указанные показатели в бронхиальном смыве и конденсате выдыхаемого воздуха изменяются однотипно, то при невозможности проведения бронхоскопии и можно исследовать только в конденсате выдыхаемого воздуха.