Surfaktanın Biyokimyasal Yapısı ve Fonksiyonları
Hava Yolları
Surfaktanın Biyokimyasal Yapısı ve Fonksiyonları
Pulmoner surfaktan nedir?
Pulmoner surfaktant, alveoler yüzeyi kaplayan fosfolipid, nötral lipid ve proteinlerden oluşan bir lipoprotein kompleksidir. İlk kez 1950’lerde King ve Clements tarafından yapısı ve yüzey özellikleri tanımlanmıştır (1). Surfaktan : surface active agent (YÜZEY AKTİF AJAN).
Akciğerin dışında nerelerde bulunur?
Eklem boşluğu, plevral ve perikardial boşluklarda da yer alır.
Surfaktantın işlevleri nelerdir?
Bulunduğu ortama kayganlık özelliği kazandırır. Alveolerde hava/su temas yüzeyinde gerilimi azaltır (antiatelektatik), Alveoler stabiliteyi sağlar . Bakteri gibi mikropartikülleri alveollerden hava yollarına atarak akciğerlerin klirensini sağlar.
Surfaktant gebeliğin kaçıncı haftasında yeterli düzeydedir?
Surfaktant gebeliğin 32-34.haftasından itibaren amnion sıvısında yeterli düzeye ulaşır. Pulmoner surfaktan eksikliği söz konusu olduğunda, Yenidoğanda respiratuar distress sendromu (RDS) ya da hyalen membran hastalığına (HMD) yol açmaktadır. RDS, özellikle prematüre yenidoğanlarda önemli bir mortalite nedenidir (tüm prematüre bebeklerin %10’unda görülür). Bu nedenle, prematüre bebeklere, RDS ‘na karşı koruma amaçlı (profilaktik) RDS’da ise oksijenasyonu arttırmak amacı ile surfaktan uygulanır.
Yetişkinlerde ARDS (akut respiratuvar distress sendromu). Sepsis, pnömoni, akciğer operasyonları ve travmaları sonrasında gelişebilen ağır solunum yetmezliğidir. ARDS’da neden surfaktant eksikliği? Nötrofillerden salınan litik enzimler surfaktanı parçaladıklarından surfaktan yetmezliği söz konusudur.
A- PULMONER SURFAKTANTIN BİYOKİMYASAL BİLEŞİMİ
% 90 lipid ve % 5-10 poteinden oluşur. karbonhidrat içeriği ise % 5’ den azdır (17). Lipid içeriğinin % 85’ ini fosfolipid % 5’ini ise trigliseridler ve kolesterol oluşturur.
Lipidler neden önemlidir?
Surfaktantın, alveoler yüzeye tutunup yayılabilmesi ve yüzey geriliminin azaltılabilmesinde lipidler önem taşımaktadır. Fosfolipidlerin en önemli bölümünü oluşturan fosfatidilkolin (PC) (lesitin)’nin yarıdan fazlası doymuş dipalmitoilfosfatidilkolin (DPPC) şeklinde bulunmakta ve Alveol stabilitesinin sürdürülmesinde önemli fizyolojik rol oynamaktadır. Fosfatidilgliserol (PG), surfaktant fosfolipidlerinin %5 ile %10’unu oluşturmaktadır. Fosfatidilgiserol içeriği açısından diğer dokularla karşılaştırıldığında akciğer dokusunda yüksek olduğu gözlenmiştir. Fosfatidilgliserol, fetal gelişimin erken döneminde önemsenmeyecek kadar az veya gözlenmemektedir. Gestasyonun ileri döneminde ya da doğumdan kısa bir süre sonra konsantrasyonunun hızla arttığı, nefes almanın başlamasıyla surfaktant fonksiyonuna katkısının başladığı bildirilmiştir.
Diğer surfaktant lipidleri, total lipid bileşiminin % 10 ile % 15’ni oluşturmaktadır.
- Fosfatidiletanolamin (PE),
- Fosfatidilserin (PS),
- Fosfatidilinozitol (PI),
- Sfingomyelin,
- Kolesterol ve diğer
- Nötral lipidlerdir.
Bazı araştırıcılar fosfatidilgliserol/fosfatidilinozitol oranının akciğer olgunluğu ile doğru orantılı olduğunu, Bazı akciğer hastalıklarında düşüklük gösterdiğini ileri sürmüşlerdir.
Surfaktant Proteinleri
Yapının % 5-10’unu oluşturan dört farklı surfaktant – spesifik protein tanımlanmış olup bunlar sırasıyla surfaktan protein (SP) – A, (SP) – B, (SP) – C ve (SP) – D’dir. (SP) – A, en fazla miktarda bulunanı olup surfaktant salınım ve dönüşüm hızının düzenlenmesinde ve surfaktant yapısının güçlendirilmeinde önemli rol oynar. Surfaktant protein A, bir monomerik molekül olup, 228 amino asitten oluşan, 28 000 molekül ağırlıklı bir glikoproteindir. 10. kromozom üzerinde lokalize bir gen tarafından üretilmektedir. (SP) – B, surfaktant tek tabakasının oluşumunda ve yayılmasında rol oynadığı gibi yüzey geriliminin azaltılmasında da direkt etkilidir, 79 amino asitden oluşan küçük bir peptid olup 2. kromozomda lokalize bir genin ürünüdür.
(SP) – C, 30-35 amino asitden oluşan bir peptid olup aşırı derecede hidrofobik özelliğe sahiptir. (SP) – C’nin membran peptidi olma bu özelliği ile sadece bir surfaktant proteini olmasının ötesinde, spesifik hücre membranlarına hedeflenip bunlarla etkileşmek gibi kompleks işlevleri son yıllarda araştırma konusu olmaktadır. Surfaktant proteinleri, gebeliğin 20. haftasından önce çok düşük miktarlarda sentezlenir. (SP)- B ve (SP) – C, bu haftadan itibaren hızla artmaktadır. (SP)- B eksikliğinin, prematür bebeklerdeki RDS’den sorumlu olabileceği düşünülmektedir. (SP) – D ise hem surfaktant metabolizmasında hem de akciğerin immun savunmasında rol oynar(2). (SP)-D ve (SP)- B’nin mikrobial ajanları opsonize ederek bunların alveoler makrofajlar tarafından fagositozunu kolaylaştırdığı bildirilmektedir.
B- PULMONER SURFAKTANIN SENTEZİ
Pulmoner surfaktant, alveol epitelinin tip II hücreleri tarafından sentezlenmektedir. Sentezlenen surfaktant, yine bu hücrelere özgü organeller olan lameller cisimcikte depolanmaktadır. Alveollerin ekstrasellüler boşluğuna egzositozis yoluyla sekrete olmaktadır. Surfaktant sekresyonuna spesifik uyarıcılar ve kalsiyum gibi fizyolojik faktörler neden olmakta, bunlara kimyasal ve mekanik uyarılar da dahil edilmektedir. Kimyasal uyarıcılar olarak; b- adrenerjik agonistler, prostaglandinler, kalsiyum iyonofor A23187, Forskolin, kolera toksin, 12-0-tetradekanol-forbol-13 asetat (TPA ) ve ATP bilinmektedir.
Mekanik uyarılar olarak ise, derin nefes alma veya nefesini alıp tutma, hiperventilasyon kabul edilmektedir. Sekrete olan surfaktant alveol yüzeyini kaplayan sıvı içinde transformasyona uğramaktadır. Kafes benzeri yapısıyla karakterize olan tübüler miyelini oluşturmaktadır. Bu materyal, fosfolipid çift tabakalarının düzenli yapılar oluşturmak üzere birleşmesi sonucunda ortaya çıkmaktadır. Tübüler miyelin, surfaktant protinlerinden de zengin olup, DPPC’nin hava-sıvı ara yüzeyine adsorpsiyonunu kolaylaştırmaktadır.
Yapay Surfaktan
C- PULMONER SURFAKTANTIN METABOLİZMASI
Surfaktantın sentezi ve tip II hücreler tarafından alveol yüzeyine sekresyonundan sonra Surfaktantın akciğerden temizlenmesi ya da akciğerde yıkımı için çeşitli mekanizmalar bulunmaktadır.
- Hava yollarından klirens
- Alveoler makrofajlar tarafından enzimatik parçalanma
- Alveol içinde enzimatik parçalanma
- Alveol epiteli boyunca taşınma ve lenfatik drenaj
- Parçalanma ya da yeniden kullanımın olabildiği tip I ve / veya tip II hücrelerce geri emilim.
Bu mekanizmalar surfaktantın klirensi için önemli rol oynamaktadırlar. Respiratuar distres sendromunda uygulanan eksojen surfaktant tedavisinde verilen dozun akciğerde tutulma süresi açısından klinik önem taşımaktadır.
