肺表面活性物质
出处：按学科分类—自然科学总论 北京出版社《现代科技综述大辞典上》第1311页（4060字）
指分布于肺泡内衬层具有降低表面张力的物质。
PS对于维持肺适当扩张状态、防止肺水肿的发生具有重要生理意义。PS的异常在多种肺部疾病的发生发展过程中起重要作用。
1929年，尼加德(Neergaard)发现，肺泡表面张力是构成肺回缩力的主要因素，并推测肺表面存在表面活性物质。1955年佩特尔(R．E．Pattle)发现，由肺内液形成的液泡在空气中可稳定数小时，推断肺内液表面张力较低，为PS的存在提供了间接证据。1956年克莱门茨(J．A．Clements)等测定肺组织提取液的表面张力，直接证明了PS的存在；尔后指出，二棕榈酰卵磷脂(DPPC)是PS的主要成分。1959年艾夫莱(M．E．Avery)发现，新生儿吸窘迫综合症(IRDS)与PS的缺乏有关，从而激起人们对PS的成分、理化特性、生理功能、合成、贮存、分泌、清除等代谢过程及其调控进行广泛研究。于70年代初取得重要进展：发现糖皮质激素可促进动物胎肺PS的生成，成功地将糖皮质激素应用于孕妇以预防IRDS建立了根据羊水中PS的变化判断胎肺成熟度的方法；肺泡Ⅱ型细胞分离培养技术为深入研究PS创造了条件。1980年首次成功地应用牛PS治疗IRDS，为IRDS的治疗开辟了新途径(T．Fujiwara)。
PS为脂蛋白复合物，其中80%～90%为脂质，总脂中磷脂酰胆碱占70%～80%，磷脂酰甘油占5%～10%。
并有少量磷脂酰乙醇胺、磷脂酰肌醇、鞘磷脂、磷脂酰丝氨酸。
磷脂酰胆碱中双饱和磷脂酰胆碱约占60%，其主要成分是DPPC。DPPC是PS降低表面张力的主要成分。
1973年金(R．J．King)发现PS上有特异性的表面活性物质相关蛋白(SP)，约占PS重量的5%～10%。现已发现有4种表面活性物质相关蛋白，按照1988年波斯迈耶(F．Possmayer)提出的命名原则，分别称为SP－A、SP－B、SP－C和SP－D。SP－A和SP－D为水溶性胶原样蛋白，SP－B和SP－C为小分子疏水性蛋白(S．Hawgoad，1991)。
SP－A、B、C可促进液－气界面的磷脂单分子膜形成。
在PS的脂质和蛋白上结合有糖基。Ⅱ型细胞是生成PS的主要部位。
通过对离体培养的Ⅱ型细胞的研究，已基本阐明PS脂质的合成途径。磷酸胆碱胞苷转移酶可能是磷脂酰胆碱合成的限速酶，糖皮质激素、甲状腺激素、雌激素等可增强其活性(M．Lambert，1988)。
已确定编码人SP－A、SP－B、SP－C的基因分别位于第10、26号染色体上(G．Bruns，1987、P．A．Emrie，1988、S．W．Glasser，1988)。至于脂质与相关蛋白组装成PS的方式和部位目前尚不清楚。
板层体是PS的细胞内贮存部位，通过出胞作用分泌到肺泡腔，此过程需有微管(L．C．Dobbs，1978)和微丝(P．A．Marno，1980)参与。PS的脂质和相关蛋白是否同时分泌尚有争论。
有人认为两者并不同时分泌(T．J．Delahunty，1976)；也有作者观察到DPPC和SP－A释放的时间过程相同。目前主要在离体肺、肺片及Ⅱ型细胞培养等模型上采用形态计量、膜天平及化学测量等定量方法研究PS分泌及调控机制，发现刺激PS分泌的因素有：β受体激动剂、嘌呤受体(A1亚型除外)激动剂、血管加压素、前列腺素E2、白三烯E4、肺扩张、细胞内碱中毒、钙离子载体A23187等。
M受体激动剂可通过间接激活β受体而促进PS的释放。抑制PS分泌的因素有SP－A、化合物48／80、P物质及嘌呤能A1受体的激活(A．Chander，1990)。
板层体分泌到肺泡腔后，先转变成网格状的管髓体，然后再在液－气界面形成单分子膜。管髓体的形成需要钙、磷脂和SP－A、SP－B参加(Y．Suzuki，1989)。成年家兔肺泡内磷脂酰胆碱的更新时间为3～11h。1990年赖特(J．R．Wright)指出PS可能有下列清除途径：被细胞摄取；经气道上移排出；被肺泡液中的酶降解；由血液和淋巴带走。
Ⅱ型细胞重摄取PS，是清除PS的主要途径。重摄取的PS脂质，一部分不被降解而再利用，再利用效率因年龄而异，新生儿磷脂酰胆碱的再利用效率达90%，成年兔约23%～40%(H．Jacobs，1985)。1987年赖特发现SP－A可减少磷脂酰胆碱的降解量，提示SP－A参与脂质再利用的调控。表面活性物质相关蛋白本身也可被再利用。
肺泡巨噬细胞虽能吞噬PS，但在PS的清除中不起主要作用(R．Desai，1978)。PS清除受多种因素的影响，PS蛋白组分SPA、SP－B、SP－C及磷脂酰甘油均可促进离体Ⅱ型细胞重摄取脂质。
SP－A还可促进肺泡巨噬细胞吞噬脂质。
许多促进PS分泌的因素，如异丙肾上腺素、ATP、肺通气增强，都可促进PS清除。
PS的主要作用是降低并调节肺泡液表面张力，防止肺泡萎陷，减少呼吸功，减少肺间质和肺泡内液体蓄积，防止肺水肿。小气道中存在的PS可减少小气道回缩力，防止小气道闭合(V．Ranga，1978)。
PS可参与调控肺的防御功能，具有保护作用。PS可促进肺泡巨噬细胞的杀菌能力(F．M．Laforce，1973)，刺激血单核细胞和中性粒细胞的吞噬活性(C．Jarstrand，1984)，并压抑小气道淋巴细胞的反应性(M．J．Ansfield，1980)，避免过强的变态反应。
PS还可降低粘液的粘滞性(B．Lachmann，1985)，有利于肺从气道排除异物颗粒。PS异常与IRDS、成人呼吸窘迫综合症等疾病的发生有关。目前用于PS替代治疗的制剂有：天然PS、改良的天然PS、人工PS及重组PS。人工合成的PS不含相关蛋白，疗效低于天然PS(A．Greenough，1984)。
在磷脂中加入相关蛋白便得到重组PS，其特性和功能类似天然PS(S．D．Revak，1988)。
胎肺Ⅱ型细胞是逐渐发育成熟的，于妊娠30周左右开始分泌PS，经呼吸道进入羊水。此后分泌量渐增，脂质成分发生变化。测定羊水中磷脂酰胆碱／鞘磷脂的比值可估测胎肺成熟度(J．Gluck，1977)。
若同时测定双饱和磷脂酰胆碱、磷脂酰甘油、磷脂酰肌醇则更为可靠(M．V．Kulovich，1979)。β受体激动剂、糖皮质激素、甲状腺激素、雌激素可促进胎肺成熟，胰岛素、雄激素则延缓胎肺成熟(Lambert，1988)。
对胎肺表面活性物质相关蛋白的基因表达及其调控的研究已取得了一些进展(C．R．Mendelson，1991)。
目前对PS的生成、分泌、清除、再利用及其调控机制尚未完全阐明，仍有待继续探讨。
全面掌握PS的代谢规律，有助于提高PS替代治疗的效果，及寻找刺激内源性PS分泌的有效途径，具有应用前景。表面活性物质相关蛋白不仅与降低表面张力有关，还参与对PS本身的代谢过程及肺内其它细胞的调控。对表面活性物质相关蛋白的作用和机制，以及4种相关蛋白之间的关系了解甚少。深入研究该相关蛋白的结构、代谢、功能及基因调控，将会对PS的生理作用及多种肺部疾病的病理生理过程产生全新的认识。
利用分子生物学技术克隆其cDNA生产表面活性物质相关蛋白，重组近似天然的PS，可克服天然PS来源不足的限制，是PS制剂的发展方向。
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(湖南医科大学罗自强副教授、孙秀泓教授撰)