El surfactante es una compleja estructura de agregados macromoleculares de proteínas, fosfolípidos y carbohidratos, siendo el componente principal la fosfatidil-colina, que representa el 60% de los lípidos, un 50% de ella en forma de dipalmitoil-fosfatidil-colina (DPPC), principal componente del surfactante para reducir la tensión superficial de la interfase aire - líquido alveolar.
Se han descrito cuatro proteínas asociadas al surfactante, SP-A, SP-B, SP-C y SP-D.
La SP-A interviene en la secreción y reciclaje del surfactante y en la estabilización de la mielina tubular, aumentando su actividad. También tiene un importante papel en las defensas del huésped. La SP-B aumenta la acción superficial de los fosfolípidos, facilitandosu reciclado por los neumocitos tipo II. Su déficit causa un cuadro de dificultad respiratoria en el RN a término. La SP-C aumenta el reciclado de los fosfolípidos, habiéndose descrito una enfermedad pulmonar asociada a su déficit.. La función de la SP-D no es bien conocida, pero su presencia facilita la rápida distribución del surfactante en la interfase aire - líquido. Existen otras proteínas presentes en el lavado bronco-alveolar cuya función no se ha determinado con precisión.
Estructura molecular
La composición del sistema surfactante se ha estudiado sobre todo a partir del análisis del material obtenido de lavados alveolares de pulmones animales. En esos lavados se obtiene una muestra de los componentes presentes en los espacios respiratorios, secretados por los tipos celulares que tapizan las vías aéreas.
El surfactante puede considerarse un complejo lopoprotreico En los pulmones de mamíferos, el 90 por ciento en peso del surfactante corresponde a material lipídico; entre el 8 y el 10 por ciento, a proteínas. Dentro de los componentes lipídicos los fosfolípidos suponen un 90 por ciento; el resto son lípidos neutro entre los que se destaca una proporción notable de colesterol. Cabe resaltar la presencia entre los fosfolípidos, de una especie molecular inusual en cualquier otro tejido, la dipalmitoilfosfatidilcolina (DPPC), que constituye más del 40 por ciento del surfactante.
La SP-A es una glicoproteína hidrofílica altamente conservada, con un peso molecular en condiciones reducidas de 29-36 kDa; 7 en el caso de la SP-A humana está constituida por 248 aminoácidos. Dentro del alveolo existe en forma de un multímero constituido por seis unidades triméricas. 8 Su estructura primaria se caracteriza por cuatro dominios: un segmento amino terminal corto, un dominio colagenoso, una región de unión (bucle) y el dominio C-terminal de reconocimiento de carbohidratos (DRC). El segmento N-terminal de 27 aminoácidos contiene dos residuos de cisteína que forman dos puentes disulfuro intercatenarios necesarios para la multimerización. El dominio colagenoso de 73 aminoácidos forma una triple hélice y está compuesto de 23 tripletes repetitivos Gly-X-Y, con una interrupción entre el triplete 13 y 14. La Y es, frecuentemente, un residuo de hidroxiprolina. 9 La región hidrófoba de unión es de unos 40 aminoácidos de longitud, muy importante en el plegamiento de la proteína. El dominio DRC es un dominio tipo lectina que une manosa por un mecanismo dependiente de Ca2+; tiene 115 residuos de aminoácidos que incluyen los dos sitios de unión al Ca2+ y cuatro residuos conservados de cisteína que forman dos lazos intramoleculares por puentes disulfuro. 4 Una vez sintetizada en el retículo endoplasmático de las células epiteliales alveolares tipo II, la SP-A sufre una serie de modificaciones post-transduccionales en el Golgi, fundamentalmente, N-glicosilación, sialilación y sulfatación.
El locus de la SP-A humana en el cromosoma 10q22-q23 consiste de dos genes funcionales (SP-A1 y SP-A2) y un pseudogen. Se considera que en humanos, el trímero de la SP-A está compuesto por dos monómeros de la SP-A1 y un monómero de la SP-A2.8 Los genes de la SP-A1 y la SP-A2 se hallan en orientación transcripcional opuesta y separados por solo 40 Kb. 10 Cada gen abarca, aproximadamente, 5 Kb en las que aparecen 5 exones. La secuencia codificadora está contenida desde el exón 2 hasta el 5. Los productos génicos de ambos genes difieren en cuatro de las posiciones de los aminoácidos en el dominio colagenoso. En la región codificante la diferencia más significativa se sitúa en el codón 85, con un cambio de cisteína por arginina que posiblemente afecta la formación de puentes disulfuro entre los dos péptidos de SP-A1 en el heterotrímero. 11 Ambos genes de la SP-A son altamente polimórficos.
La expresión de los genes de la SP-A1 y SP-A2 está regulada diferencialmente durante el desarrollo, el nivel de expresión del gen de la SP-A1 es alto en relación con el de la SP-A2 en la etapa fetal; ocurre un aumento relativo de la expresión de la SP-A2 en la medida en que avanza la madurez del pulmón.
La SP-B y SP-C son pequeñas proteínas hidrófobas presentes en los extractos obtenidos con solventes orgánicos del surfactante pulmonar. La SP-B aislada a partir del surfactante extracelular es un homodímero de 18 kDa formado por 79 aminoácidos, con una masa molecular reducida de 8 kDa. 13 El producto primario de la traducción es una preproteína monomérica de 381 aminoácidos con una masa molecular de 42 kDa. Después de numerosas modificaciones postransduccionales, el prepropéptido de 381 aminoácidos da lugar al péptido maduro que abarca desde la Fen201 a la Met279. Cada monómero de SP-B contiene tres puentes disulfuro intracatenarios y el único puente disulfuro intercatenario en la Cis248 es responsable de la dimerización de la forma madura de la SP-B.14 La SP-B humana es codificada por un gen de copia única que se designa también como SFTP3 o SFTPB en el cromosoma 2p12-p11.2.15
La expresión de los genes de la SP-B y la SP-C comienza antes de la diferenciación de las células tipo II y antes del aumento en la síntesis de los lípidos del surfactante y de la SP-A.4
El gen que codifica la SP-C es de copia única, localizado en el cromosoma 8p en el hombre; cuenta con 5 exones y 4 intrones y abarca de 2.5 a 3 kb de DNA. Los distintos alelos del gen de la SP-C que han sido secuenciados difieren al nivel nucleotídico en menos de 1%. Los sitios de procesamiento alternativo del RNA en el exon 5 generan RNA mensajeros de diferentes tamaños que difieren en 18 pares de bases, los que originan proproteínas que difieren en 6 aminoácidos en posición carboxiterminal, respecto al dominio del péptido activo. La SP-C humana es una de las proteínas más hidrófobas conocidas; cuenta con unos 32-35 aminoácidos y un tamaño molecular de 3-6 kDa, migrando algo más lento en presencia de agentes reductores, pero no existen evidencias de que esto se deba a la existencia de puentes disulfuros intercatenarios. Los dos residuos de cisteína del péptido activo están enlazados a ácido palmítico.
Tipos de surfactante.
Naturales:
Los surfactantes naturales disponibles son obtenidos de pulmones de bovino o cerdo. Beractant (Survanta) y Surfactant TA (Surfacten) tienen lípidos extraídos de pulmón de bovino junto con DPPC, tripalmitoilglicerol y ácido palmítico. Calfactant (Infasurf), SF-RI1 (Alveofact) y BLES provienen de lavado de pulmón de bovino sometido a extracción con cloroformo-metanol. Poractant (Curosurf) tiene pulmón de cerdo que ha sido sometido a extracción con cloroformo-metanol y purificado en una cromatografía de gel líquido. Éste está compuesto por 99% de lípidos polares (fosfolípidos ) y 1% de proteínas hidrofóbicas de bajo peso molecular (SP-B y SP-C). Todos los surfactantes naturales contienen SP-B y SP-C, pero los extractos de pulmón molidos (Survanta y Curosurf) contienen menos de 10% de la SP-B encontrada en los extractos de lavado de pulmón. Ninguno de los preparados comerciales contiene SP-A (3).
Artificiales:
Los productos sintéticos disponibles tienen una mezcla de fosfolípidos tenso-activos. Colfosceril palmitato (Exosurf) contiene 85% de DPPC, 9% de hexadecanol y 6% de tiloxapol. ALEC (Pneumactant) tiene una mezcla de 7:3 de DPPC y fosfatidilglicerol. El principal agente tenso-activo en los surfactantes artificiales es DPPC. Los otros componentes facilitan la adsorción de superficie. Actualmente se encuentran en curso estudios clínicos con dos nuevos surfactantes artificiales, Surfaxin y Venticute.
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