PRELIMINARY STUDY OF THE BIOCHEMICAL COMPOSITION OF LUNG SURFACTANT FROM YOUNG PIGS

Revista de Salud Animal

Travieso, María del C¹  Alfonso, Wilma²  González, Danay²  Díaz, Elaine² 

[1] Centro Nacional de Sanidad Agropecuaria (CENSA), La Habana, Cuba;Dirección de Producciones Biofarmacéuticas

关键词: lung surfactant;    young pigs;    biochemical composition;    surfactant activity. Los surfactantes pulmonares de origen natural son actualmente considerados como de primera elecció;    n para la terapia del sí;    ndrome de dificultad respiratoria del recié;    n nacido (SDRN);    debido a las ventajas que ofrecen (8). Existen datos que corroboran que estos producen mejorí;    a má;    s rá;    pida de la oxigenació;    n en comparació;    n con los sinté;    ticos. Tambié;    n se ha observado menores tasas de complicaciones y de mortalidad con el empleo de surfactantes naturales;    los que tienen un efecto inmediato;    por contener proteí;    nas especí;    ficas que favorecen su adsorció;    n alveolar (13). Sin embargo;    el uso de surfactantes naturales se ve afectado por la limitada disponibilidad de las fuentes de materias primas (pulmones sanos) de diferentes especies. Generalmente se utilizan los pulmones provenientes de animales adultos por la factibilidad econó;    mica que representa. Aunque la composició;    n de estos surfactantes naturales ha sido estudiada (2;    7) es necesario la bú;    squeda de otras fuentes alternativas de esta materia prima;    de ahí;    que el objetivo de este trabajo sea evaluar la composició;    n bioquí;    mica del surfactante de una masa de cerdos jó;    venes para conocer el comportamiento de los indicadores bioquí;    micos y biofí;    sicos de forma comparativa con otros surfactantes de origen porcino (Curosurf) y bovino (Survanta);    obtenidos ambos de animales adultos. El estudio se realizó;    utilizando cerdos jó;    venes sanos de 25 ±;    5 Kg de peso (11) y cerdos adultos sanos de má;    s de 80 Kg de peso de la misma raza (F1 Yorlan). El surfactante pulmonar (SP) fue obtenido mediante lavado broncoalveolar con solució;    n salina (0;    9 %);    extracciones con cloroformo: metanol (2:1) y posterior etapa de purificació;    n mediante precipitació;    n con acetona para obtener extractos purificados de surfactante;    que fueron liofilizados para garantizar su conservació;    n (3). Se realizaron tres corridas experimentales para el caso de los cerdos jó;    venes y seis para cerdos adultos. El surfactante obtenido se caracterizó;    bioquí;    mica y biofí;    sicamente evaluá;    ndose la concentració;    n de proteí;    nas (9);    de fosfolí;    pidos totales (17) y de fosfolí;    pidos especí;    ficos como la fosfatidilcolina (PC) y su fracció;    n disaturada;    la dipalmitoilfosfatidilcolina (DPPC) (10);    que constituye el principio activo responsable de la actividad tensoactiva y la lisofosfatidilcolina (LPC) como producto de la degradació;    n fundamental que debe encontrarse en pequeñ;    as cantidades por demostrar efectos tó;    xicos a nivel pulmonar e inhibir la actividad del surfactante (6). Los fosfolí;    pidos fueron separados por TLC (15) e identificados contra patrones de la SIGMA y cuantificados segú;    n Bartlett (1). La actividad tensoactiva se evaluó;    mediante el mé;    todo biofí;    sico empleando el surfactó;    metro de burbuja pulsá;    til (PBS Electronetics Corporation) (5). Las corridas experimentales de una misma variante fueron comparadas mediante la prueba de Wilcoxon (test no paramé;    trico para muestras dependientes) y los indicadores bioquí;    micos de cada variante (cerdos jó;    venes y cerdos adultos) fueron comparados utilizando el mé;    todo Kruskall _ Wallis (test no paramé;    trico para muestras independientes). Los resultados muestran (Tabla 1) la composició;    n bioquí;    mica de los surfactantes obtenidos por las dos variantes (cerdos jó;    venes y adultos);    evidenciando que ambas preparaciones cumplen con la concentració;    n de DPPC (>;    40 %);    PC (>;    50 %);    LPC (<;    2%) y proteí;    nas (<;    2%) que está;    n demostrados;    en estudios anteriores;    y son necesarios para presentar una buena actividad surfactante (4) Igualmente ambas preparaciones presentaron una excelente actividad biofí;    sica;    dada por la disminució;    n de la tensió;    n superficial mí;    nima a valores muy por debajo a lo descrito por Halliday (8) como requisito para considerar a una preparació;    n como un buen surfactante pulmonar (<;    10 mN/m). El aná;    lisis estadí;    stico de los resultados mostró;    que no existe diferencia estadí;    sticamente significativa entre las corridas experimentales de una misma variante;    lo que demuestra la poca variabilidad entre estas. Igualmente quedó;    demostrada la similitud en los diferentes indicadores bioquí;    micos evaluados entre los surfactantes pulmonares obtenidos de animales jó;    venes y adultos. No obstante;    se requiere profundizar en la composició;    n de otros fosfolí;    pidos anió;    nicos como el fosfatidilinositol (PI) y el fosfatidilglicerol (PG) que contribuyen a las propiedades tensoactivas;    a travé;    s de su interacció;    n con las proteí;    nas hidró;    fobas;    porque en estudios recientes que compararon la calidad y composició;    n del surfactante pulmonar obtenido de cerdos recié;    n nacidos (23 ±;    15 horas;    1.4±;    0.3 kg) con cerdos adolescentes (11±;    1 semana de edad;    34-36 kg) informaron una disminució;    n significativa en la concentració;    n de PI (de 7.2 a 2.8 Mol %) y un aumento considerable en la concentració;    n de PG (de 2.7 a 9.2 Mol %) asociados a la edad (7);    así;    como en otros componentes fosfolipí;    dicos del sistema surfactante;    en la composició;    n de los á;    cidos grasos;    colesterol;    etc. Como puede observarse (Tabla 1) los surfactantes obtenidos presentan cantidades de DPPC dentro del intervalo (35- 60%) reconocido por Van Golde et al. (16) que demuestran la concentració;    n adecuada de este principio activo fundamental. Por otra parte;    la concentració;    n de lisofosfatidilcolina (LPC);    producto de la degradació;    n hidrolí;    tica de la fosfatidilcolina;    es tó;    xica a dosis superiores a los 10 mg/ Kg de peso;    por lo que es un elemento poco deseado en las preparaciones de surfactantes pulmonares (6);    se mantuvo por debajo de los lí;    mites permisibles en ambas preparaciones. Estos resultados son comparables con los reportados para otros surfactantes naturales como Survanta y Curosurf que son productos exitosos en el mercado internacional;    con resultados de ensayos clí;    nicos controlados muy positivos en el tratamiento del SDRN y con má;    s de 10 añ;    os en la prá;    ctica clí;    nica (12;    14). Con estos resultados se puede afirmar que el surfactante pulmonar obtenido de animales jó;    venes reú;    ne las caracterí;    sticas bioquí;    micas generales de los surfactantes naturales heteró;    logos empleados en la clí;    nica;    como son un alto contenido de fosfatidilcolina;    especí;    ficamente su fracció;    n disaturada (DPPC);    bajas concentraciones de lisofosfatidilcolina y de proteí;    nas. Este surfactante ademá;    s demostró;    una excelente actividad biofí;    sica. REFERENCIAS 1. Bartlett GR. Phosphorus assay in colum chromatography. J Biol Chem. 1959;    234:466-468. 2. Bernhard W;    Mottaghian J;    Gebert A;    Gunnar AR;    Horst VH;    Poets CF. Commercial versus native surfactants. Am J Resp Crit Care Med. 2000;    162(4):1524-1533. 3. Dí;    az E;    Alfonso W;    Barrios M;    Correa H;    Villanueva G. Desarrollo del proceso de obtenció;    n del principio activo de un surfactante pulmonar natural. Revista Cubana de Quí;    mica. 2001;    Vol. XIII;    nú;    m. 2. 4. Dí;    az E;    Alfonso W;    Manzanares D;    Villanueva G.Procedimiento para la obtenció;    n de surfactante pulmonar. Repú;    blica de Cuba. 2004;    A 61K 35/12;    35/42. 5. Ferná;    ndez-Regalado R;    Manzanares D;    Veldhuizen R. Apectos biofí;    sicos en la evaluació;    n del surfactante natural Surfacen. Rev Cubana Invest Biomed. 1993;    12:93-99. 6. Grossmann G;    Tashiro K;    Kobayaski T;    Suzuki Y;    MatsumotoY;    Waseda Y;    et al. Experimental neonatal respiratory failure induced by lysophosphatidylcholine: effect of surfactant treatment. J Appl Physiol. 1999;    86(6):633-40. 7. Gunnar AR;    Vieten G;    Haitsma JJ;    Freihorst J;    Poets CF;    Benno M;    et al. Surfactant in Newborn compared with adolescent pigs. Am J Resp Cell Molec Biol. 2004;    30:694-701. 8. Halliday HL. Controversies: Synthetic or natural surfactant. The case for natural surfactant. J Perinat Med. 1996;    24: 417-426. 9. Lowry OH;    Rosebrough NJ;    Farr AL;    Randall RJ. Protein measurement with the folin- phenol reagent. J Biol Chem. 1951;    193:265. 10.Mason RJ;    Nellenbogen J;    Clements JA. Isolation of disaturated phosphatidylcholine with osmium tetraoxide. J Lipid Research.1976;    17: 281. 11.Perdigó;    n R;    Cabrera Y;    Mederos CM;    Muñ;    iz M;    Arias T;    Vá;    zquez R;    et al. Tecnologí;    a para la producció;    n de pulmones sanos y ú;    tiles de cerdo hasta la etapa de preceba. Libro de Resú;    menes Biotecnologí;    a Habana. 2005;    pá;    g. 92. ISBN 959-235-023-X. 12.Yapicio lu H;    Yildizda D;    Bayram I;    Sertdemir Y;    Yilmaz HL. The use of surfactant in children with acute respiratory distress syndrome: efficacy in terms of oxygenation;    ventilation and mortality. Pulm Pharmacol Ther. 2003;    16(6):327-333. 13.Soll RF. Natural surfactant extract vs. synthetic surfactant in the treatment of established respiratory distress syndrome. Cochrane Database of Systematic Reviews. 2002;    Issue 2. 14.Taeusch HW;    Karen LU;    Daniela RS. Improving pulmonary surfactants. Acta Pharmacol Sin. 2002;    1671-4083:11-15. 15.Touchstone JC;    Chen JC;    Beaver KM. Improved separation of phospholipids in thin layer chromatography. Lipids. 1980;    15 61-62. 16.Van Golde LMG;    Battenburg JJ;    Robertson B. The pulmonary surfactant system. Bioquimical aspect and functional significance. Am Physiol Soc. 1988;    68:374-455. 17.Zilversmith DB;    Davis BS. Microdetermination of plasma phospholipids by trichloroacetic acid precipitation. J Lab Clin Med. 1950;    35:155. (Recibido 30-1-2006;    Aceptado 17-3-2006)  Todo el contenido de esta revista;    excepto dónde está identificado;    está bajo una Licencia Creative Commons;   

DOI  :  

学科分类：兽医学

来源: Centro Nacional de Sanidad Agropecuaria

【 摘 要 】

The search of exogenous surfactants constitutes currently a priority due to the high morbidity and lethality of the Neonatal Respiratory Distress Syndrome (NRDS) and the high effectiveness demonstrated by the replacement therapy with these products mainly those from natural origin. Taking in mind that composition and function of the natural lung surfactant differ among vertebrates depending on the pulmonary anatomy and respiratory physiology and that its quality varies with the age of the animals, in the present work a biochemical and biophysical characterization of a pig lung surfactant from young and adult animals was studied in order to evaluate the quality of these surfactants. The results showed that the lung surfactant from young animals has the general biochemical characteristics similar to the rest of the natural lung surfactant used in the clinic practice. Such characteristics are high levels of dipalmitoylphospatidylcholine, low levels of lysophosphatidylcholine, and adapted protein levels to allow its excellent biophysical activity.

【 授权许可】

CC BY-NC