فاعل بالسطح الرئوي

فاعل بالسطح الرئوي أو عامل فعالية سطحية رئوية (بالإنجليزية Pulmonary surfactant) هو أحد أنواع المادة الكيميائية فاعل بالسطح تحتوي على بروتين شحمي ، يتكون فاعل بالسطح الرئوي في الأسناخ الرئوية عن طريق الخلايا السنخية من النمط الثاني الموجودة في الأسناخ الرئوية في الرئتين ، جميع أنواع فاعل بالسطح تحتوي على منطقة محبة للماء، وأخرى كارهة للماء، تتنظم هذه المركبات بشكل تكون فيه المسترطبات في الرأس منغمسة في صميم (منتصف) الماء والمادة الكارهة للماء تتواجد في أطراف الماء وتبقى هذه المادة في عملية دوران مستمر، يطلق على المادة الشحمية الأساسية في فاعل بالسطح الرئوي اسم DPPC و هي مادة شحمية فوسفورية تلعب دور رئيسي في تقليل التوتر السطحي للسنخ الرئوي .^[1]

الوظيفة

للفاعل بالسطح الرئوي وظيفتين رئيستيتين

• لزيادة المطاوعة الرئوية
• لحماية الرئتين من الانطواء عند نهاية الزفير

يمكن تشبيه السنخ الرئوي بالفقاعة الهوائية فهو جاف من الداخل لكنه يحتوي على سطح مائي، يعمل فاعل بالسطح الرئوي على تصغير السنخ الرئوي عن طريق تصغير مساحتها، والعلاقة التالية تمثل العلاقة بين ضغط الغاز الخارجي وقوة التوتر السطحي وضغط الغاز داخل السنخ الرئوي

2(قوة التوتر السطحي) = (ضغط الغاز خارج السنخ الرئوي) (ضغط الغاز داخل السنخ الرئوي)

المطاوعة الرئوية

المطاوعة الرئوية هي تغير حجم الرئتين لكل تغير بالضغط على الرئتين، تتضخم وتتقلص الرئتين خلال عمليتي الشهيق و الزفير ، كما يتغير الضغط على الرئتين أثناء تضخمها (في الشهيق) أو تقلصها (في الزفير) مما يكون ظاهرة تسمة التلاكؤ سببها التوتر السطحي بين الماء والهواء و الذي يبدأ حدوثه عند بداية التضخم، يعمل فاعل بالسطح الرئوي على تقليل التوتر السطحي وهو ما يلاحظ عند اصابة الأطفال بمرض متلازمة ضيق التنفس الطفولي، التوتر السطحي الطبيعي للماء هو 70 dyn/cm بينما في الرئتين فهو 25 dyn/cm ، كذلك عند الزفير تعمل جزيئات الشحم في فاعل بالسطح الرئوي على تقليل التوتر السطحي إلى قيمة صغيرة جداً تقترب من الصفر، انخفاض قيمة التوتر السطحي أثناء الزفير يساعد على انتفاخ الرئتين من جديد وبذلك يكون فاعل بالسطح الرئوي جزءاً مهماً في آلية التنفس .

تنظيم حجم الأسناخ الرئوية

عندما تكبر الأسناخ الرئوية (عند الشهيق) ينتشر فاعل بالسطح الرئوي بشكل كبير على السطح المائي للسنخ الرئوي، يعمل فاعل بالسطح الرئوي على زيادة التوتر السطحي مما يقلل بفاعلية كبيرة نسبة الزيادة في حجم السنخ الرئوي، وتتحكم أيضاً في معدل انكماش حجم السنخ الرئوي فاذا صغر حجم سنخ رئوي ينخفض عدد فاعل بالسطح بشكل كبير فيمنع صغر حجم السنخ أكثر من اللازم .

الحفاظ على جفاف السنخ الرئوي

التركيب

الشحوم

أكثر من 90% من حجم فاعل بالسطح الرئوي يتكون من الشحوم (الدهون) ، يتكون هذا الشحم من ثلاثة مكونات رئيسية :

1. فسفاتيديل كولين و يحتوي على سلسلة أسيل
2. مادة Phosphatidylglycerol و هي تحتوي على مجموعة من السلاسل الدهنية الغير مشبعة تسمح بانزلاق الطبقة الأحادية للدهون في السطح المائي لفاعل بالسطح الرئوي .
3. مادة DPPC و هو شحم فوسفوري يحتوي على سلسلتين مشبعتين من الكربون16 و مجموعة فوسفاتية متصلة رباعياً مع حمض أميني .

تغلب هذه المركبات الثلاثة على تركيب الشحم في فاعل بالسطح الرئوي لكن يجدر بالذكر أنه يحتوي أيضاً على قليل من الدهون الطبيعية و الكوليسترول .

المكونات الأولية لهذه الدهون تنتقل من الدم إلى الخلايا السنخية من النمط الثاني حيث تتجمع ويتم تخزينها على شكل علب في مواقع يطلق عليه بجسم عديد الصفاحات .

البروتينات

فقط 10% من حجم فاعل بالسطح الرئوي مكون من البروتينات ، 50% من هذه البروتينات هي من نوع بروتينات البلازما بينما البقية من البروتينات الصميمية و تصنف البروتينات الصميمية كالآتي :

• بروتين فاعل بالسطح أ و بروتين فاعل بالسطح د و يقومان على توفير مناعة فطرية حيث يحتوي على السكريات التي تسمح لهم بالتقاط الفيروسات و البكتريا ثم تأخذها البلاعم لتقضي عليها، كذلك يعتقد أن البروتين أ مسؤول عن الارتجاع السلبي(التغذية الراجعة السلبية) لتسيطر على إنتاج فاعل بالسطح .
• بروتين فاعل بالسطح ب و بروتين فاعل بالسطحتنتج جـ هي بروتينات كارهة للماء تزيد من معدل انتشار فاعل بالسطح الرئوي، بروتيني ب وجـ مهمين جداً للعمليات الفيزيائية الحيوية للرئتين، سواءً الأشخاص أو الحيوانات الذين يولدون بغياب للبروتين ب فانهم يعانون من ظاهرة الفشل التنفسي اما الذين يولدون بنقص البروتين جـ فانهم يعانوا من التهاب رئوي حاد .

تتم عملية إنتاج هذه البروتينات في الخلايا السنخية من النمط الثاني ، تنتقل هذه الخلية من حيث تنتج إلى الجسم العديد الصفاحات و هي حلقات دائرية تتكون من شحوم (دهون) و بروتينات قطرها 0.000001 متر (1 ميكرو متر).

الإنتاج

تحدث عملية إنتاج فاعل بالسطح الرئوي في الخلايا السنخية من النمط الثاني خلال مرحلة محطة الحوصلة أثناء تطور الرئنين، تظهر الأجسام العديدة الصفاحات في السيتوبلازم بعد 20 أسبوع من الحمل ، تخرج هذه الأجسام من الخلايا السنخية من النمط الثاني عن طريق عملية الإيماس (هي عملية تخرج فيها الخلية الأجسام إلى خارج غشائها) ثم تنتقل إلى الطبقة المائية التي تغطي الأسناخ الرئوية أي في الموقع الذي يشكل فاعل بالسطح الرئوي أنيبيبات من الميالين التي تخزن في الجسم العديد الصفاحات .

الجدير بالذكر أن هناك نوع من الخلايا يطلق عليه خلايا كلارا Clara cells تساهم بتكوين جزء من فاعل بالسطح الرئوي .

الأمراض

• متلازمة ضيق التنفس الطفولي (IRDS): تحدث بسبب نقص في كمية فاعل بالسطح الرئوي وغالباً يعاني منه الأطفال الذين يولدون قبل 28 أسبوع (في الشهر السابع) .
• داء الغشاء الهياليني : و هي مرحلة متطورة من متلازمة ضيق التنفس الحاد، يصاحب هذا النوع وجود بكتريا أو فايروسات في المريض (الغشاء الهايليني هو مادة بروتينية تتكون عندما تتحطم الأسناخ الرئوية)
• الداء البروتيني السنخي الرئوي : و هو مرض رئوي نادر يحدث خلاله أن يتجمع فاعل بالسطح الرئوي على الأسناخ الرئوية مباشرة ( و ليس بالطبقة المائية للسنخ الرئوي) مما يعيق عملية تبادل الغازات .

المراجع

^ West, John F. (1994). Respiratory physiology—the essentials. Baltimore: Williams & Wilkins. . ^ HW Taeush (2002 Oct). "Improving Pulmonary Surfactants". Acta Pharmacologica Sinica Supplement: 11–15.

موسوعات ذات صلة :

• موسوعة طب
• موسوعة صيدلة
• موسوعة الكيمياء الحيوية