Очистка дыхательных путей и мукоцилиарная функция

Проводящие дыхательные пути непрерывно очищаются скоординированной системой, состоящей из слизи и ресничек. Вдыхаемые частицы и микробы задерживаются в слое слизи, который покрывает водный перицилиарный слой, а синхронное биение ресничек продвигает эту слизь к глотке, где она проглатывается или выводится. Этот мукоцилиарный эскалатор является основной, в значительной степени автоматической линией защиты дыхательных путей, дополняемой кашлем.

Definition

Очистка дыхательных путей и мукоцилиарная функция обозначают физиологическое удаление захваченных частиц и секретов из проводящих дыхательных путей, достигаемое главным образом за счет реснитчатого эпителия, продвигающего вышележащий слой слизи к глотке, при этом кашель является вспомогательным механизмом.

Scope

Эта тема охватывает структуру жидкости на поверхности дыхательных путей, то, как биение ресничек и реология слизи совместно перемещают захваченный материал, роль гидратации поверхности дыхательных путей и кашель как резервный механизм очистки. Это справочно-образовательная физиология, объясняющая, почему нарушение очистки предрасполагает к заболеваниям, без предоставления терапевтических инструкций.

Core questions

• Как организованы перицилиарный и слизистый слои на поверхности дыхательных путей?
• Как скоординированное биение ресничек перемещает слизистый слой в одном направлении?
• Почему гидратация поверхности дыхательных путей важна для эффективной очистки?
• Когда и как кашель дополняет мукоцилиарный клиренс?

Key concepts

• Мукоцилиарный эскалатор
• Перицилиарный жидкий слой и слизистый слой
• Координация биения ресничек (метахрония)
• Муцины и реология слизи
• Гидратация жидкости на поверхности дыхательных путей
• Кашлевой клиренс

Mechanisms

Поверхность дыхательных путей имеет два слоя: перицилиарный слой с низкой вязкостью, в котором бьются реснички, и вышележащий гелеобразный слой слизи, богатый секретируемыми муцинами, который задерживает вдыхаемые частицы и микробы. Реснички бьются в скоординированном, направленном ритме, эффективные удары которого задействуют слой слизи и продвигают его в цефалическом направлении к глотке, где он удаляется. Эффективный транспорт зависит от адекватной гидратации жидкости на поверхности дыхательных путей и от соответствующего состава и реологии слизи; когда секреты становятся слишком концентрированными или реснички дисфункциональны, очистка снижается. Кашель обеспечивает высокопоточный резервный механизм, который сдвигает и выводит слизь, когда мукоцилиарный транспорт перегружен или нарушен.

Clinical relevance

Мукоцилиарный клиренс имеет центральное значение для понимания того, почему нарушения количества или качества слизи, обезвоживание поверхности дыхательных путей или дисфункция ресничек приводят к задержке секретов, рецидивирующим инфекциям и обструкции воздушного потока. Тема предоставляет физиологическую основу для таких мукообструктивных процессов и не является руководством по лечению.

Evidence & guidelines

Физиология слизи и реснитчатого клиренса описана в обзорах и учебниках; специфическое для заболевания лечение относится к соответствующим клиническим состояниям и их рекомендациям.

History

Концепция самоочищающейся, реснитчатой выстилки дыхательных путей была установлена в ходе исследований эпителия дыхательных путей и клиренса частиц в двадцатом веке, а более поздние работы связали гидратацию поверхности дыхательных путей и биологию муцинов с эффективностью мукоцилиарного эскалатора и с мукообструктивными заболеваниями.

Key figures

• John Fahy
• Burton Dickey
• Richard Boucher
• Ronald Crystal

Seminal works

• fahy-2010
• boucher-2019
• tilley-2015

Frequently asked questions

Что такое мукоцилиарный эскалатор?

Это скоординированная система, в которой реснички на выстилке дыхательных путей бьются в направленном ритме, чтобы продвигать вышележащий слой слизи с захваченными частицами вверх к глотке для удаления.

Что происходит при нарушении мукоцилиарного клиренса?

Секреты задерживаются в дыхательных путях, что предрасполагает к инфекции и обструкции воздушного потока; кашель может частично компенсировать, но не полностью заменяет непрерывный мукоцилиарный транспорт.