Surfaktant płucny powstaje w komórkach nabłonka oddechowego (pneumocytach) typu II. Jest to złożona mieszanina substancji, które wspólnie wpływają na napięcie powierzchniowe w pęcherzykach płucnych i zwiększają efektywność wymiany tlenu i dwutlenku węgla w płucach.
Czym jest surfaktant i jakie jest jego fizjologiczne znaczenie?
Surfaktant to substancja, której zadaniem jest nie tylko zmniejszanie napięcia powierzchniowego, ale również zmiana parametrów funkcjonowania układu składającego się z dwóch różnych faz. W przypadku pęcherzyków płucnych są to fazy płynna i gazowa. W miejscu występowania surfaktantu, czyli na powierzchni pęcherzyka płucnego, stykają się ze sobą powietrze oddechowe oraz krew z naczyń włosowatych. Jest ona nośnikiem transportującym tlen do tkanek i odprowadzającym do płuc dwutlenek węgla będący produktem przemiany materii. Efektywność tego procesu jest kluczowa do podtrzymania życia i zapewnienia organizmowi odpowiedniej wydolności.
Pęcherzyki płucne i wymiana gazowa
Pęcherzyki płucne są najmniejszym anatomicznym składnikiem tkanki płucnej. Zaopatrywane w powietrze przez końcowe, najdrobniejsze odgałęzienia oskrzelików, tworzą w płucach struktury o budowie podobnej do grona winogron. Różnią się między sobą wielkością. Zewnętrzna powierzchnia pęcherzyków pokryta jest przez sieć naczyń kapilarnych (włosowatych).
Efektywność wymiany gazowej uzależniona jest od kilku czynników. Najważniejszym z nich jest powierzchnia wymiany gazowej. Dzięki pęcherzykowej budowie płuc u dorosłego człowieka osiąga ona nawet 100 m2. Podczas jednego wdechu (który ma objętość 2–3 litrów) udaje się przenieść do i z kapilar olbrzymie ilości gazów.
Na proces ten wpływa oczywiście również wiele innych czynników, takich jak różnica ciśnień cząstkowych (parcjalnych) tlenu i dwutlenku węgla w naczyniu i pęcherzyku. Im jest ona większa, tym intensywniejsza jest dyfuzja gazów z jednego do drugiego ośrodka. Duże znaczenie odgrywa też prędkość przepływu krwi przez naczynia włosowate.
Surfaktant płucny – budowa i rola w procesie oddychania
Surfaktant płucny to kompleks związków fosfolipidowych (ok. 40%), cholesterolu (50%) i białek (ok. 10%). Badacze podkreślają, że jego rola obejmuje nie jeden, ale kilka podstawowych procesów związanych z wymianą gazową. Głównym z nich jest rozprężanie pęcherzyków płucnych. W warunkach fizjologicznych mają one różne wielkości i cały czas, niezależnie od fazy oddechu, wypełnione są powietrzem. Możliwe jest to dzięki surfaktantowi, który zmniejsza napięcie powierzchniowe na błonie pęcherzyka i sprawia, że do utrzymania go w stanie „napompowania” potrzebne jest niższe ciśnienie powietrza. Za sprawą surfaktantu udaje się również uzyskać stałe ciśnienie w pęcherzykach o różnej wielkości. Bez jego udziału nie byłoby to możliwe – w pęcherzykach większych panowałoby wyższe ciśnienie i dyfuzja gazów byłaby tam mniej efektywna. To działanie wynika m.in. z faktu, że cząsteczki surfaktantu płucnego mają zdolność do zorganizowanego gromadzenia się na granicy ośrodków – kierują swój hydrofilny biegun w stronę komórek, a hydrofobowy – na zewnątrz.
Powszechnie uważa się, że surfaktant dzięki swej budowie ma działanie przeciwbakteryjne i chroni komórki przed działaniem wolnych rodników. Jest to niezwykle istotne w miejscu, do którego nieustannie wraz z powietrzem dostają się z zewnątrz bakterie w dużej ilości. Gdyby nie to działanie surfaktantu, miałyby one na powierzchni pęcherzyków idealne środowisko do rozwoju i namnażania się.
Polecamy: Układ oddechowy – budowa i funkcje
Jak dział układ oddechowy? Dowiesz się tego z naszego filmu:
Zespół niedomogi płucnej u wcześniaków a surfaktant
W warunkach fizjologicznych u donoszonych dzieci w płynie płucnym znajduje się dostateczna ilość surfaktantu, by po ich upowietrznieniu w momencie porodu cała powierzchnia pęcherzyków była nim pokryta. Dzięki temu płuca szybko rozprężają się i dziecko jest wydolne oddechowo.
Polecamy: Budowa płuc człowieka – anatomia, segmenty, działanie
Urodzone przedwcześnie dzieci w wielu przypadkach cierpią na zespół niedomogi płucnej, który związany jest bezpośrednio z niedoborem surfaktantu. W swojej ostatecznej, aktywnej postaci obecny jest on dopiero od 36 tygodnia ciąży. Pęcherzyki płucne zapadają się, powierzchnia wymiany zmniejsza się i dziecko wymaga intensywnego wspomagania oddechu, by zachować prawidłowe utlenowanie krwi. W praktyce klinicznej stosuje się obecnie preparaty surfaktantu, które po podaniu dotchawiczym znacząco poprawiają warunki wymiany gazowej w płucach.
