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3 Physiologie
Ohne Surfactant würden die
Alveolen, die ständig durch einen Feuchtigkeitsfilm bedeckt sind, insbesondere in der
Exspiration aufgrund der hohen Oberflächenspannung kollabieren.
Die Atmung wäre um ein Vielfaches erschwert bzw. unmöglich. Surfactant verringert als emulgierende, oberflächenaktive Substanz die Oberflächenspannung und hält somit die Alveolen offen. Dadurch wird ein effektiver
Gasaustausch ermöglicht.
Surfactant reduziert die Oberflächenspannung von Wasser von 70 dyn/cm auf 25 dyn/cm. Die Verringerung der Oberflächenspannung ist dabei
proportional zur Surfactantkonzentration. In kleineren Alveolen ist die Konzentration wegen der geringeren Oberfläche erhöht, sodass die Oberflächenspannung stärker reduziert wird als in großen Alveolen. Diese Eigenschaft ist maßgeblich für die alveoläre Stabilität bzw. Größenkontrolle verantwortlich. Entfaltet sich eine Alveole, so vergrößert sich die Oberfläche. In der Folge sinkt die lokale Konzentration von Surfactant, sodass die Oberflächenspannung wieder zunimmt und die weitere Vergrößerung deutlich erschwert wird. Die Folge dieses Prinzips ist, dass quasi alle Alveolen gleichzeitig expandieren. Den größeren Alveolen wird es ab einer bestimmten Größe erschwert, sich weiter zu entfalten. Die kleineren Alevolen entfalten sich durch die höhere Surfactantkonzentration von Beginn an leichter.
Surfactant wirkt dem
Laplace-Gesetz entgegen. Nach diesem Gesetz müssten Alveolen bei kleinerem Durchmesser schneller kollabieren, da der Druck dort höher ist als in großen Alveolen. Zudem müssten sich kleinere Alveolen dem Druckgefälle nach in größere Alveolen entleeren. Beide Phänomene werden jedoch nicht beobachtet, da Surfactant die Druckverhältnisse angleicht.
Zusätzlich hält Surfactant die Alveolen weitgehend trocken. Hohe Oberflächenspannung würde dazu führen, dass Flüssigkeit aus dem kapillaren Netzwerk in das Innere der Alveole gezogen wird. Durch die Reduzierung dieser Kräfte bleibt dies jedoch aus.
Die Surfactant-Bildung ist bei Rauchern vermindert, bei körperlicher Arbeit ist die Bildung erhöht. Bei prolongierter Sauerstoff-Therapie (v.a. mit hohen Konzentrationen) kann es zu einer Reduktion des Surfactants kommen.
Die
Halbwertszeit von Surfactant liegt bei etwa 12-24h, weshalb er kontinuierlich synthetisiert werden muss.
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Das fiel mir noch ergänzend dazu ein. Ich weiß, das dieses nicht zu dem Thema dazu gehört. Ich finde jedoch, das es nicht außer acht gelassen werden darf (Meines Erachtens, gehört der Surfactant [
surface active agent - Tensid] und der physiologische PEEP zusammen. Es braucht beide Elemente, damit die Alveolen nicht kollabieren können.)