Биохимический состав и внутриальвеолярная выработка

 В настоящее время установлено, что ЛС всех млекопитающих, в том числе человека, представлен комплексом липогликопротеидов, в котором 80 - 85% приходится на долю липидов, 8 - 10% - белка и 2 - 5% - углеводов [4, 17]. Основные вещества, способные изменять ПН альвеолы, - фосфолипиды (80%), а среди них - фосфатидилхолин (70 - 80%), больше половины которого представлено его ненасыщенной формой, имеющей два остатка пальмитиновой кислоты, - дипальмитоилфосфатидилхолином. Второй по содержанию фосфолипид (ФЛ) - фосфатидилглицерол (8 - 9%) - имеет самую низкую температуру плавления, быстро переходит в гипофазу, облегчая формирование насыщенного слоя дипальмитоилфосфатидилхолина на границе воздух - жидкость [1, 36]. Остальные ФЛ (сфингомиелин, фосфатидилэтаноламин, фосфатидилсерин, фосфатидилинозитол) присутствуют в составе ЛС в небольших количествах (по 1 - 2,5%) и, вместе с холестерином и триглицеридами, обеспечивают условия стабильного функционирования его внеклеточно расположенных мембран [17].

 Помимо фосфолипидов, в составе ЛС выделяют 4 класса специфических, генетически разнородных белка с разной молекулярной массой: SPA, SPB, SPC, SPD [30]. Среди них наиболее изучен SPA, имеющий молекулярную массу 28 - 36 кДа. Он содержит коллагеновый домен, непосредственно взаимодействующий с ФЛ. Во время выдоха часть SPA покидает наружный слой ЛС, увлекая за собой и молекулы ФЛ. Во время вдоха он вновь доставляет комплементарное количество ПАВ на границу раздела фаз.

 Другой высокомолекулярный гидрофильный апопротеин ЛС с молекулярной массой 43 - 45 кДа (SPD) обладает кальцийзависимым лектиновым доменом, способным связываться с гликоконъюгатами, присутствующими на поверхности микроорганизмов, а также полиморфноядерных лейкоцитов и АМ [35]. Очевидно, SPD имеет важное значение в активации фагоцитирующих клеток легкого, принимает непосредственное участие в защите альвеол от инфекции.

 Низкомолекулярные апопротеины SPB (9 - 18 кДа) и SPC (5 кДа) гидрофобны и в органических растворителях остаются связанными с ФЛ. Их функциональное назначение изучено в меньшей степени, чем SPA. Большинство экспериментальных исследований указывает на то, что белки B и C ускоряют адсорбцию ПАВ на границе раздела фаз, обеспечивают низкое ПН и высокую стабильность поверхностной пленки ЛС. Недавно установлено, что вместе с SPA эти белки участвуют в формировании тубулярного миелина [30].

 Углеводные молекулы ЛС представлены глюкозой, галактозой, сиаловой кислотой, фруктозой и галактозамином. Соединяясь с апопротеинами и подвергаясь различным модификационным изменениям, они, очевидно, обеспечивают определенный путь перемещения ЛС внутри клетки, готовность к секреции и другие процессы, связанные с его формированием и выделением на поверхность альвеолы [17].

 Место внутриклеточного синтеза всех трех основных компонентов ЛС - альвеолоциты 2го типа (А2). Они имеют характерную для секреторной клетки ультраструктурную организацию. Наряду с митохондриями, они обладают профилями гранулярной цитоплазматической сети и пластинчатого комплекса, микротрубочками и микрофиламентами, содержат гранулы секрета - осмиофильные пластинчатые тельца (ОПТ).

 Анализ перемещений меченых предшественников синтеза ЛС по цитоплазме А2 показал, что ФЛ и апопротеины синтезируются в различных отделах гранулярной цитоплазматической сети, затем независимо друг от друга переходят в зону пластинчатого комплекса [6]. Здесь липиды формируют мелкие, «незрелые» ОПТ, которые затем транспортируются в апикальную цитоплазму, к «зрелым» ОПТ, где секрет накапливается. В зоне пластинчатого комплекса белки соединяются с молекулами углеводов, гликозилируются с образованием высокомолекулярных гликопротеидов, которые в составе мультивезикулярных телец также перемещаются к «зрелым» ОПТ и, связываясь с ними, концентрируются в отдельном компартменте.

 Секреция всех компонентов ЛС происходит одновременно, содержимое ОПТ выделяется из клеток по мерокриновому типу. Взаимодействие липидов и гликопротеидов происходит в гипофазе внеклеточной выстилки альвеол, где из них формируются мембранные структуры с характерной трехмерной организацией, названные тубулярным миелином (ТМ) [36].

СТРУКТУРНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ

 Структурная организация ЛС у всех млекопитающих и человека имеет общий план строения. В его составе (рис. 4-40) принято выделять наружную пленку - мембрану толщиной 8 - 10 нм, расположенную непосредственно на границе раздела фаз воздух - жидкость (собственно ЛС) и связанный с ней, погруженный в гипофазу, ТМ (резервный ЛС).

 path: pictures/0440.png

 Рис. 4-40. Структурная организация внеклеточных мембран легочного сурфактанта. Ув. 108 000. ЛС - пленка легочного сурфактанта, ТМ - тубулярный миелин, А1 - альвеолоцит 1го типа, ПА - просвет альвеолы.

 Ультраструктурная организация ТМ варьирует в зависимости от условий фиксации и плоскости среза. При адекватной фиксации легкого путем перфузии глутарового альдегида через легочную артерию он имеет вид сеточек или параллельно расположенных мембран. Каждая мембрана ТМ состоит из двух осмиофильных слоев толщиной по 2,7 нм, разделенных электронно-прозрачным промежутком в 2,2 нм, т.е. имеет характерную для биологической мембраны трехслойную структуру. Расстояние между двумя такими мембранами составляет 45 - 55 нм, что соответствует толщине гликопротеидного покрытия каждой элементарной мембраны. В углах сеточек ТМ располагаются глобулы иммунологически активных белков плазмы, получающих таким образом возможность первого контакта с инфекцией [21].

 Степень развития резервного ЛС варьирует у разных млекопитающих, коррелируя с противоинфекционной устойчивостью вида. Особенно хорошо мембраны ТМ развиты у крыс и крайне слабо у морских свинок, которых широко используют для моделирования различных воспалительных процессов. Поскольку ЛС крайне чувствителен к различным воздействиям и быстро разрушается при подготовке легочной ткани к морфологическому исследованию, в экспериментальных условиях применяют специальные методы фиксации органов дыхания, позволяющие сохранить фрагменты внеклеточной выстилки альвеол и мембраны ЛС на поверхности альвеолярного эпителия [4]. Для оценки структурнофункциональной полноценности системы ЛС у человека можно использовать материал бронхоальвеолярного лаважа (БАЛ), в котором под электронным микроскопом выявляют фрагменты ТМ, а также его видоизмененные структуры.