Мукоцилиарный клиренс
Из Википедии, свободной энциклопедии
  (Перенаправлено со мукоцилиарного эскалатора )
Перейти к навигации Перейти к поиску
Мукоцилиарный клиренс
Бронхиолярный эпителий 1 - SEM.jpg
Мерцательный эпителий в бронхах с короткими микроворсинками на нереснитчатых клетках
Подробности
СистемаДыхательная система
Идентификаторы
МеШД009079
Анатомическая терминология

Мукоцилиарный клиренс ( MCC ), мукоцилиарный транспорт или мукоцилиарный эскалатор , описывает механизм самоочищения дыхательных путей в дыхательной системе . [1] Это один из двух защитных процессов легких при удалении вдыхаемых частиц, включая патогены , до того, как они достигнут нежной ткани легких. Другой механизм очистки обеспечивается кашлевым рефлексом . [2] Мукоцилиарный клиренс играет важную роль в гигиене легких .

Эффективность MCC зависит от правильных свойств жидкости , продуцируемой на поверхности дыхательных путей, как слоя перицилиарного золя, так и вышележащего слоя геля слизи , а также от количества и качества ресничек , присутствующих в выстилке дыхательных путей . [3] Важным фактором является скорость секреции муцина . Ионные каналы CFTR и ENaC работают вместе, чтобы поддерживать необходимую гидратацию жидкости на поверхности дыхательных путей. [4]

Любое нарушение четко регулируемого функционирования ресничек может вызвать заболевание. Нарушения структурного формирования ресничек могут вызывать ряд цилиопатий , особенно первичную цилиарную дискинезию . [5] Воздействие сигаретного дыма может вызвать укорачивание ресничек. [6]

Функция

В верхней части дыхательных путей волосы в носу в ноздрях захватывают крупные частицы, и для их выброса также может запускаться чихательный рефлекс . Слизистая оболочка носа также улавливает частицы, предотвращая их дальнейшее проникновение в тракт. В остальных дыхательных путях частицы разного размера оседают по разным отделам дыхательных путей. Более крупные частицы задерживаются выше в более крупных бронхах . Поскольку дыхательные пути сужаются, могут проходить только более мелкие частицы. Разветвления дыхательных путей вызывают турбулентность воздушного потока на всех их соединениях, где частицы могут затем осаждаться и никогда не достигать альвеол .. Только очень мелкие патогены могут попасть в альвеолы. Мукоцилиарный клиренс удаляет эти частицы, а также улавливает и удаляет патогены из дыхательных путей, чтобы защитить нежную паренхиму легких, а также обеспечить защиту и увлажнение дыхательных путей. [2]

В легочной элиминации принимает участие и мукоцилиарный клиренс , который с выдохом удаляет вещества, выделяющиеся из легочных капилляров , в альвеолярное пространство. [7]

Сканирующая электронная микрофотография ресничек, выступающих из респираторного эпителия в трахее, участвующих в мукоцилиарном клиренсе.

Компоненты

В дыхательных путях от трахеи до терминальных бронхиол выстилает дыхательный эпителий , реснитчатый . [8] Реснички представляют собой волосовидные структуры на основе микротрубочек на люминальной поверхности эпителия . На каждой эпителиальной клетке имеется около 200 ресничек, которые постоянно бьются с частотой от 10 до 20 раз в секунду.

Реснички окружены перицилиарным жидким слоем (PCL), слоем золя , который перекрывается гелевым слоем слизи . [9] Эти два компонента составляют жидкость эпителиальной выстилки (ELF), также известную как поверхностная жидкость дыхательных путей (ASL), состав которой строго регулируется. Ионные каналы CFTR и ENaC работают вместе, чтобы поддерживать необходимую гидратацию жидкости на поверхности дыхательных путей. [10] Важным фактором является скорость секреции муцина . Слизь помогает поддерживать влажность эпителия и задерживаеттвердые частицы и патогены , перемещающиеся через дыхательные пути, и их состав определяет, насколько хорошо работает мукоцилиарный клиренс. [11] [12]

Механизм

Дополнительная информация: Внутрижгутиковый транспорт .

В тонком перицилиарном слое жидкости реснички скоординировано бьются, направляясь в глотку , где транспортируемая слизь либо проглатывается, либо отхаркивается. Это движение к глотке происходит либо вверх от нижних дыхательных путей, либо вниз от носовых структур, очищая постоянно выделяющуюся слизь. [8]

Каждая ресничка имеет длину около 7 мкм [13] и закреплена у своего основания. Его удар состоит из двух частей: рабочего хода, или эффекторного хода, и такта восстановления. [14] [15] Движение ресничек происходит в перицилиарной жидкости, глубина которой немного короче высоты вытянутой реснички. Это позволяет ресничкам проникать в слизистый слой во время его полного растяжения при эффекторном ударе и направленно продвигать слизь от клеточной поверхности. [14] [15] В восстановительном гребке ресничка изгибается от одного конца к другому, возвращая ее в исходную точку для следующего рабочего гребка. [15]Возвращающиеся реснички полностью погружаются в ЗКС, что уменьшает обратное движение слизи. [14]

Движение ресничек в метахронной волне.

Координированное движение ресничек по всем клеткам осуществляется неясным образом. Это вызывает волнообразные движения, которые в трахее движутся со скоростью от 6 до 20 мм в минуту. [2] Произведенная волна является метахронной волной , которая перемещает слизь. [5] Многие математические модели были разработаны для изучения механизмов биения ресничек. К ним относятся модели для понимания генерации и ритма метахронной волны, а также генерации силы при эффективном движении реснички. [14]

Клиническое значение

Скопление слизи в дыхательных путях в результате нарушения мукоцилиарного клиренса, что может сопровождаться гиперсекрецией слизи.

Эффективный мукоцилиарный клиренс зависит от ряда факторов, включая количество ресничек и их структуру, особенно их высоту, а также качество продуцируемой слизи, которую необходимо поддерживать при правильной влажности , температуре и кислотности .

Реснички должны иметь возможность свободно перемещаться в перицилиарном слое жидкости, и когда это нарушается из-за повреждения ресничек или из-за дисбаланса влажности или pH ЗКС, слизь не может должным образом выводиться из дыхательных путей. Кистозный фиброз является следствием дисбаланса ЗКС. [9] Скопление слизи, помимо того, что вызывает разную степень обструкции дыхательных путей, создает питательную среду для бактерий, вызывающих многие респираторные инфекции, которые могут серьезно усугубить существующие заболевания легких. Обструктивные заболевания легких часто возникают в результате нарушения мукоцилиарного клиренса, что может быть связано с гиперсекрецией слизи , и их иногда называютмукообструктивные заболевания легких . [12] Исследования показали, что обезвоживания поверхностной жидкости дыхательных путей достаточно, чтобы вызвать слизистую обструкцию, даже если нет признаков гиперсекреции слизи. [16]

Влажность

Высокая влажность усиливает мукоцилиарный клиренс. Одно исследование на собаках показало, что транспорт слизи был ниже при абсолютной влажности 9 г воды/м 3 , чем при 30 г воды/м 3 . [17] Два метода поддержки этого, особенно при механической вентиляции , обеспечиваются активными и пассивными увлажнителями дыхательных газов .

Смотрите также

  • Терапия очистки дыхательных путей

использованная литература

  1. ^ Антунес, МБ; Коэн, Н. А. (февраль 2007 г.). «Мукоцилиарный клиренс - критический защитный механизм хозяина верхних дыхательных путей и методы оценки». Современное мнение в области аллергии и клинической иммунологии . 7 (1): 5–10. doi : 10.1097/aci.0b013e3280114eef . PMID  17218804 . S2CID  9551913 .
  2. ^ a b c Вайнбергер, Стивен (2019). Принципы легочной медицины . стр. 286–287. ISBN 9780323523714.
  3. ↑ Widdicombe , J (октябрь 2002 г.). «Регулирование глубины и состава поверхностной жидкости дыхательных путей» . Журнал анатомии . 201 (4): 313–318. doi : 10.1046/j.1469-7580.2002.00098.x . ПВК 1570918 . PMID 12430955 .  
  4. ^ Гош, А (октябрь 2015 г.). «Гидратация дыхательных путей и ХОБЛ» . Клеточные и молекулярные науки о жизни . 72 (19): 3637–52. doi : 10.1007/s00018-015-1946-7 . ПВК 4567929 . PMID 26068443 .  
  5. ^ б Хорани , А; Феркол, Т. (сентябрь 2018 г.). «Достижения в области генетики первичной цилиарной дискинезии: клинические последствия» . Грудь . 154 (3): 645–652. doi : 10.1016/j.chest.2018.05.007 . ПМК 6130327 . PMID 29800551 .  
  6. ↑ Де Роуз, В. (апрель 2018 г.). «Дисфункция эпителия дыхательных путей при муковисцидозе и ХОБЛ» . Медиаторы воспаления . 8 : 1309746. doi : 10.1155/2018/1309746 . ПВК 5911336 . PMID 29849481 .  
  7. ^ «Легочная ликвидация» . mesh.nlm.nih.gov . Проверено 26 сентября 2019 г.
  8. ^ б Холл, Джон (2011) . Гайтон и Холл Медицинская физиология . Сондерс. п. 473. ИСБН 9781416045748.
  9. ^ a b Дерихс, Нико (июль 2011 г.). «Сверхвязкость перицилиарных и слизистых слоев жидкости в дыхательных путях при муковисцидозе, измеренная с помощью конфокального флуоресцентного фотообесцвечивания» . Журнал ФАСЭБ . 25 (7): 2325–2332. doi : 10.1096/fj.10-179549 . ПВК 3114535 . PMID 21427214 .  
  10. ^ Гош, А (октябрь 2015 г.). «Гидратация дыхательных путей и ХОБЛ» . Клеточные и молекулярные науки о жизни . 72 (19): 3637–52. doi : 10.1007/s00018-015-1946-7 . ПВК 4567929 . PMID 26068443 .  
  11. ^ Станке, Ф. (2015). «Вклад эпителиальных клеток дыхательных путей в защиту хозяина» . Медиаторы воспаления . 2015 : 463016. Дои : 10.1155 /2015/463016 . ПВК 4491388 . PMID 26185361 .  
  12. ^ б Льюис , Брэндон; Патиал, Соника (июль 2019 г.). «Иммунопатология поверхностной жидкостной дегидратации дыхательных путей» . Журнал иммунологических исследований . 2019 : 2180409. Дои : 10.1155 /2019/2180409 . ПВК 6664684 . PMID 31396541 .  
  13. ^ Фэйи, Джон; Дики, Бертон (декабрь 2010 г.). «Функция и дисфункция слизи дыхательных путей» . Медицинский журнал Новой Англии . 363 (23): 2233–2247. doi : 10.1056/NEJMra0910061 . ПВК 4048736 . PMID 21121836 .  
  14. ^ а б в г Сюй, Л; Цзян, Ю (июль 2019 г.). «Математическое моделирование мукоцилиарного клиренса: мини-обзор» . Клетки . 8 (7): 736. doi : 10.3390/cells8070736 . ПВК 6678682 . PMID 31323757 .  
  15. ^ a b c Бенджамин Левин (2007). Клетки . Джонс и Бартлетт Обучение. п. 357. ИСБН 978-0-7637-3905-8. Проверено 28 августа 2019 г. .
  16. ↑ Торговый центр, М. (апрель 2016 г.). «Отключение слизи при кистозном фиброзе и хронической обструктивной болезни легких» . Анналы Американского торакального общества . 13 : S177-85. doi : 10.1513/AnnalsATS.201509-641KV (неактивен 31 октября 2021 г.). PMID 27115954 . {{cite journal}}: CS1 maint: DOI неактивен по состоянию на октябрь 2021 г. ( ссылка )
  17. ^ Питерс, А; Ханеком, SD (2018). «Критерии улучшения транспорта слизи: систематический обзорный обзор» . Мультидисциплинарная респираторная медицина . 13:22 . doi : 10.1186/ s40248-018-0127-6 . ПМС 6034335 . PMID 29988934 .  
Получено с https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Mucociliary_clearance&oldid=1053194815 "
Contribute a better translation