二型肺泡上皮细胞的肺损伤
目前多认为在呼吸道的不同部位可能存在不同的干细胞。ATⅡ被认为是肺泡上皮的干细胞。肺泡上皮仅有两种类型的上皮细胞,即ATⅠ和ATⅡ。多数学者认为,ATⅡ是这两种类型肺泡上皮的祖细胞(progenitor)。在正常的细胞更新及损伤修复过程中,它既可以分化为ATⅠ,也可以通过有丝分裂产生子代ATⅡ以维持自身的细胞群。
ATⅡ这种增殖特点还与损伤修复有关。李文斌等[2]研究发现维甲酸(RA)通过降低ATⅡ凋亡、坏死从而对高氧肺损伤具有保护作用。花少栋[3]等人在研究观察新生兔机械通气肺损伤在不同时点肺组织超微结构的改变时发现,在正常情况下ATⅡ转化为ATⅠ以修复肺损伤,当造成ATⅡ凋亡严重时修复受阻,造成肺损伤加剧。这些说明了ATⅡ增殖,转化与肺损伤及其修复有着密切的关系。
肺损伤往往会伴随着肺水肿等症状。而对ATⅡ的研究改变了人们对肺水肿形成机制的传统认识。以往认为肺泡两侧压力差的变化是造成肺水肿的直接原因。近年发现,ATⅡ具有强大的液体转运能力,对肺泡内液体的产生和清除具有重要意义。Folkesson等[4]对博来霉素(bleomycin)造成的亚急性肺损伤大鼠的肺水转运功能进行了连续观察。他们通过检测125I标记白蛋白的变化来测量肺泡液体通透性改变,计算肺泡内液体清除率(alveolar liquid clearance,ALC)。损伤后1 h,ALC上升110%,4 h上升75%,60 d后才降至正常。同时肺泡上皮对蛋白的通透性也显著增加。与此同时,ATⅡ细胞膜上钠离子通道数量却减少了52%,提示单个细胞转运肺泡液体能力下降。
进一步的研究表明,某些生长因子可以增加ALC。Borok等[5]以无血清聚碳酸酯滤膜上培养基培养肺泡细胞, 4 d后加入角质化细胞生长因子 (Keratinocyte growthfactor, KGF)10 ng/ml, 暴露后 6~8 d NKA- α1 亚基的mRNA 表达增加 41%, NKA- α1 亚基和 NKA- β1 亚基蛋白各增加 70%、31%。结果表明 KGF 通过增加钠泵表达, 提高肺泡细胞的主动转运能力。Sznajder 等[6]通过给大鼠雾化吸入少量表皮细胞生长因子(EGF),将 Na+转运和 ALC 提高 40%。以上研究结果表明, ARDS(急性呼吸窘迫综合症) 同肺泡细胞的破坏和液体转运功能不足相关, 利用促进肺泡细胞的药物如KGF、EGF可能对肺水肿有疗效。
近年研究发现,ATⅡ还具有复杂的免疫功能,它一方面能直接合成多种免疫调节物质,如补体C2、C3、C4、C5和白介素-3等,另一方面,其合成的重要产物SP-A可与细菌表面脂多糖(LPS)中脂质A结合,起到活化型配基的作用,调节肺泡巨噬细胞的各种功能,增加对微生物的吞噬作用[7]。这些构成了肺损伤时引起发炎的重要因素。ATⅡ合成,分泌的表面活性物质PS降低肺泡表面气液表面张力,防止呼气时肺泡过度塌陷、吸气时肺泡过度膨胀,以维持肺泡形态,它可以减轻肺损伤的有害反应。另外研究表明ATⅡ不仅分泌PS,还和肺泡巨噬细胞共同负责清除PS,还可能参与了PS的循环利用。