Desarrollo fetal del sistema respiratorio.

Trabajo de investigación del desarrollo fetal y el sistema respiratorio:

Tema 1: Que es el surfactante.

Tema 2: Enfermedad de membranas hialinas.

Tema 3: Como se realiza la maduración fetal.

        Juan Antonio León.

        Marzo 2016.

Universidad internacional del Ecuador.

Facultad de ciencias medicas y de la salud.

Embriología

Resumen

Durante el desarrollo fetal, se dan un sin numero de fenómenos que son esenciales para una correcta compatibilidad con la vida a la hora del nacimiento del bebe. Es así que la formación del sistema respiratorio, representa una piedra angular para que el crecimiento post natal sea normal sobre todo en la obtención de energía. El surfactante pulmonar es un elemento de vital importancia  para la respiración ,ya que representa una capa de protección para las membranas alveolares al iniciarse la primera inspiración. Sin embargo, si este sistema falla se pueden dar graves problemas como el síndrome de dificultad respiratoria; que representa un reto para la medicina moderna la hora de buscar soluciones.

Tema 1

El surfactante Pulmonar.

Cualidades y funcionamiento general del surfactante

Existen tres características criticas principales de las superficie respiratoria que hacen del surfactante un componente indispensable. En primer lugar esta la notable extensión de superficie necesaria para el intercambio gaseoso lo que aumenta las zonas de tensión. También, sobre el epitelio alveolar existe una fina capa acuosa capilar lo que aumenta el coste energético. En tercer lugar, es evidente que la superficie cambia de extensión cíclicamente, de una extensión de máxima superficie, a una de mínima superficie alveolar lo que aumenta la tensión superficial. (Gil, 2010). Las características biológicas del surfactante le permiten distribuirse  como una fina capa cubriendo el epitelio alveolar y cumpliendo el rol del equilibrar la inestabilidad inevitable que se da entre los espacios alveolares. Esto se logra gracias a la habilidad de reducir la tensión de superficie y mantener distendido el alveolo, aun a presiones muy bajas. Para que se produzca el intercambio de gases, las paredes de los alvéolos pulmonares deben ser muy delgadas. El surfactante actúa entonces, reduciendo la tensión superficial del medio acuoso desde 0,07 n/m hasta 0,01N/m consiguiendo que los alveolos no colapsen pese a su delgadez. El surfactante es de vital importancia sobre todo al final de la espiración cuando el volumen y las presión son menores. Reduce así la tensión superficial de los alvéolos, lo cual hace que el pulmón sea mas distensible y los alvéolos mas estables y secos .En ausencia de este, la tensión de superficie no es reducida y el alveolo corre alto riesgo de colapsarse y obliterarse A medida que los alveolos colapsados aumenta, debido al esfuerzo respiratorios de  las mayores presiones transpulmonares en la reexpasión alveolar; se pueden presentar problemas como atelectasia, edema pulmonar y falla respiratoria. (Patiño, 2015)

Estructura molecular y componentes

Esta sustancia tensioactiva pulmonar, es un compuesto lipoproteico compuesto por 80% de fosfolípidos, 12% de proteínas y 8% de lípidos neutros; su principal componente es el fosfolípido  dipalmitoil-fosfatidilcolina  o DPPC. Las cadenas  que forman la  DPPC son saturadas es decir no tienen enlaces dobles  y tienden a extenderse en forma recta, esto permite un estrecho empaquetamiento de las moléculas. Las corpúsculos de DPPC se orientan de forma que las colas no polares anfipáticas apuntan hacia el aire  y en cambio sus cabezas polares, afines a formar enlaces no covalentes; apuntan hacia las células alveolares. Esta disposición es esencial cuando se espira el aire de los pulmones ya que el volumen y el área superficial de los alvéolos decrece. El surfactante como esta diseñado y tener tendencia a extenderse, evita el colapso del espacio alveolar, por que las moléculas de DPPC estrechamente empaquetadas resisten las compresión.  (Donald Voet, 2013)  

Además de la DPPC hay otra especie fosfolipídica que aparece en una proporción notable en el surfactante y no en los demás tejidos. El fosfatidil-glicerol o PG, un componente que esta presente de manera frecuente en las células de origen vegetal pero no en las animales. Al igual que el fofatidilinostitol o PI,  el PG  es un fosfolípido anionico y juntos pueden representar entre el 10 y 15 % del peso del surfactante.

Las proteínas también son esenciales debido a que toman un rol especifico en las funciones del surfactante. Estas se dividen en dos familias en función  de su estructura y propiedades. El grupo de proteínas SP-A Y SP-D son hidrofilicas (afines al agua) y forman grandes oligomeros, estas cumplen funciones fundamentales en los mecanismos de defensa innata de pulmón. Por otro lado, las proteínas SP-B Y SP-C son poli péptidos hidrófobos (no afines al agua) y participan en la modulación de las propiedades biofísicas de los lípidos del surfactante.     (Gil, 2010)

Otras funciones importantes

Las necesidades respiratorias, hacen que el epitelio pulmonar sea la mayor superficie del organismo expuesta al entorno y, por tanto, un punto débil en las defensas que el organismo interpones con el medio. Es decir, que el epitelio respiratorio resulta ser frecuentemente el origen de varias infecciones que causan enfermedades. Es importante recalcar, que el sistema de surfactante pulmonar también cumple una función esencial en el sistema inmunitario del organismo .Muchos de sus componentes moleculares forman parte de mecanismos de defensa innatos que constituyen una primera barrera a la entrada de microorganismos patógenos. De manera mas especifica, las ya mencionadas proteínas SP-A Y SP-D desarrollan funciones importantes en los mecanismos de defensa innatos. Estas proteínas se unen a ciertos azúcares de la superficie de los organismos patógenos que quedan señalados para su eliminación. Además, estas proteínas inducen una aglutinación de microorganismos; que posteriormente pueden ser eliminados en el mucus expulsado por las células ciliares a través de las vías respiratorias. (Gil, 2010)

También es importante recalcar, que a medida que la concentración de surfactante aumenta algunos fosfolípidos que lo componen, entran en el líquido amniótico y actúan sobre los macrófagos de la cavidad amniótica. Estos macrófagos activados, migran hacia el útero por el corion y empiezan a producir proteínas del sistema inmunitario como la interleucina 1beta. Se sabe que la producción de estas proteínas aumenta la producción de prostaglandinas que causan las contracciones uterinas. Es decir que algunas señales del feto provocadas por el surfactante participan en el inicio del parto y el nacimiento. (Wikins, 2012)

Origen del surfactante

Antes del nacimiento, los pulmones están llenos de un líquido que contiene una elevada concentración de cloruro, unas pocas proteínas, moco de las glándulas bronquiales y surfactante de las células epiteliales alveolares. (Wikins, 2012) La síntesis del surfactante pulmonar es responsabilidad de las células alveolares o neumocitos de Tipo 2  que son células grandes del epitelio alveolar. Sin embargo, la síntesis y secreción natural del DPPC (surfactante) no comienza hasta los  7 u 8 meses de gestación y hasta este momento,  el pulmón fetal solo sintetiza esfingomienlina. Al presentar una rápida tasa de síntesis y depleción (perdida de liquidos), el surfactante tiene una vida media de 14 horas. Sin embargo existen varias condiciones químicas y físicas que alteran su síntesis y estructura; lo que provoca generalmente un síndrome de insuficiencia respiratoria aguda que será un tema tratar posteriormente. (Isabel Carrero, 2009)

Tema2

Enfermedad de membranas hialinas

Después de haber echo una detallada explicación sobre las funciones e importancia del surfactante pulmonar, resulta mucho mas fácil y breve el comprender las dificultades que se pueden presentar; al haber una escases de esta sustancia.

Origen de la enfermedad

Hacia el final del séptimo mes, el numero de sacos alveolares maduros y capilares es suficiente para garantizar un intercambio de gases adecuado, y el neonato prematuro es capaz de sobrevivir. El surfactante es especialmente importante para la supervivencia del bebe prematuro ya que el surfactante es uno de los últimos sistemas en madurar a lo largo del desarrollo fetal; lo hace cuando el feto se está preparando para el parto, momento en que debe cambiar su forma de obtener el oxígeno (pasa de obtener oxigeno por el cordón umbilical a obtenerlo por el epitelio pulmonar). La síntesis y acumulación de DPPC ,el principal componente tensioactivo del surfactante, y de las proteínas especificas del surfactante se dispara alrededor de la semana 35 de gestación, pocas semanas antes del nacimiento. Cuando un bebé nace antes de que sus pulmones dispongan de un surfactante funcional, tiene enormes dificultades para desalojar el líquido amniótico que rellena sus pulmones y poder respirar a través de ellos. Si se fuerza la ventilación de sus vías aéreas, la fragilidad de los tejidos desencadena múltiples problemas derivados del daño pulmonar asociado. (Gil, 2010).Además, si el surfactante este es insuficiente, la tensión de la superficie de la membrana alveolar aumenta de manera considerable lo que conlleva a un elevado riesgo de que los alvéolos se colapsen durante la respiración. Este síndrome se denomina síndrome de dificultad respiratoria o también enfermedad de membranas hialinas. Cuando se presenta esta enfermedad, los alveolos parcialmente colapsados contienen un liquido con un elevado contenido en proteínas, diversas membranas hialinas y cuerpos laminares, derivados de la capa de surfactante. (Wikins, 2012)

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