Surfactant Transformation in einem simulierten Alveolus

Pulmonaler Surfactant wird von epithelialen (so genannten alveolären Typ II) Zellen produziert und durch Exozytose in die alveoläre Flüssigkeitsschicht freigesetzt. Dieser Vorgang ist für die Stabilität der Lungen und die Atemmechanik ausschlaggebend und direkt mit seiner Eigenschaft verbunden, einen fett- und proteinhältigen Film zu bilden, der die Oberflächenspannung in den alveolären Einheiten drastisch und ventilationsabhängig minimiert. Surfactant wird jedoch zunächst als partikuläres, viskoelastisches Material sezerniert, das in einem wässrigen Milieu erstaunlich stabile Eigenschaften besitzt. Diese könnten durch interne strukturelle Bindungen als auch durch rein thermodynamische Kräfte zustande kommen: Das komplexe Gemisch aus zahlreichen hydrophoben Komponenten ist nämlich in charakteristischen, elektronenoptisch darstellbaren Struktur organisiert. Demzufolge müssen diese Aggregate (mehrere m groß) einem beträchtlichen Umformungsprozess unterliegen, damit sich freies, adsorbierbares Oberflächenmaterial bilden kann. Da eine direkte Untersuchung dieser Vorgänge bisher kaum möglich war, ist dieses Kapitel der Lungenphysiologie nach wie vor hypothetisch und kontroversiell. Ein besseres Verständnis dieser Prozesse wäre jedoch wichtig, da Surfactandysfunktionen unterschiedlichster Etiologie rasch zu lebensbedrohlichen Situation führen können. Durch den Einsatz einer von uns kürzlich entwickelten "simulierten alveolären Einheit" und der Verwendung zahlreicher innovativer und z.T. als Patent eingereichter Methoden wollen wir entscheidende neue Erkenntnisse über dieses wissenschaftlich und medizinisch außerordentlich relevante Thema gewinnen. Insbesondere wollen wir die Umformungsprozesse von nativem, frisch sezernierten Surfactant aufklären und somit einen entscheidenden Beitrag zum Verständnis der Lungenphysiologie leisten.

Pulmonaler Surfactant wird von epithelialen (so genannten alveolären Typ II) Zellen produziert und durch Exozytose in die alveoläre Flüssigkeitsschicht freigesetzt. Dieser Vorgang ist für die Stabilität der Lungen und die Atemmechanik ausschlaggebend und direkt mit seiner Eigenschaft verbunden, einen fett- und proteinhältigen Film zu bilden, der die Oberflächenspannung in den alveolären Einheiten drastisch und ventilationsabhängig minimiert. Surfactant wird jedoch zunächst als partikuläres, viskoelastisches Material sezerniert, das in einem wässrigen Milieu erstaunlich stabile Eigenschaften besitzt. Diese könnten durch interne strukturelle Bindungen als auch durch rein thermodynamische Kräfte zustande kommen: Das komplexe Gemisch aus zahlreichen hydrophoben Komponenten ist nämlich in charakteristischen, elektronenoptisch darstellbaren Struktur organisiert. Demzufolge müssen diese Aggregate (mehrere m groß) einem beträchtlichen Umformungsprozess unterliegen, damit sich freies, adsorbierbares Oberflächenmaterial bilden kann. Da eine direkte Untersuchung dieser Vorgänge bisher kaum möglich war, ist dieses Kapitel der Lungenphysiologie nach wie vor hypothetisch und kontroversiell. Ein besseres Verständnis dieser Prozesse wäre jedoch wichtig, da Surfactandysfunktionen unterschiedlichster Etiologie rasch zu lebensbedrohlichen Situation führen können. Durch den Einsatz einer von uns kürzlich entwickelten "simulierten alveolären Einheit" und der Verwendung zahlreicher innovativer und z.T. als Patent eingereichter Methoden wollen wir entscheidende neue Erkenntnisse über dieses wissenschaftlich und medizinisch außerordentlich relevante Thema gewinnen. Insbesondere wollen wir die Umformungsprozesse von nativem, frisch sezernierten Surfactant aufklären und somit einen entscheidenden Beitrag zum Verständnis der Lungenphysiologie leisten.