การกำจัดสิ่งแปลกปลอมในทางเดินหายใจและการทำงานของมิวโคซิเลียรี

ทางเดินหายใจส่วนนำจะถูกกำจัดสิ่งแปลกปลอมอย่างต่อเนื่องด้วยระบบเมือกและขนเซลล์ที่ทำงานประสานกัน อนุภาคและจุลินทรีย์ที่หายใจเข้าไปจะถูกดักจับในชั้นเมือกที่อยู่เหนือชั้นของเหลวรอบขนเซลล์ และการโบกพัดของขนเซลล์ที่ทำงานพร้อมกันจะขับเคลื่อนเมือกนี้ไปยังคอหอย ซึ่งจะถูกกลืนหรือขับออก กลไกการลำเลียงเมือกและขนเซลล์นี้เป็นแนวป้องกันหลักของระบบทางเดินหายใจที่ทำงานโดยอัตโนมัติเป็นส่วนใหญ่ โดยมีการไอเป็นกลไกเสริม

Definition

การกำจัดสิ่งแปลกปลอมในทางเดินหายใจและการทำงานของมิวโคซิเลียรี หมายถึง การกำจัดอนุภาคและสารคัดหลั่งที่ถูกดักจับออกจากทางเดินหายใจส่วนนำตามหลักสรีรวิทยา ซึ่งส่วนใหญ่ทำได้โดยเยื่อบุผิวที่มีขนเซลล์ขับเคลื่อนชั้นเมือกที่อยู่เหนือขึ้นไปสู่คอหอย โดยมีการไอเป็นกลไกเสริม

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมโครงสร้างของของเหลวบนพื้นผิวทางเดินหายใจ วิธีการที่การโบกพัดของขนเซลล์และคุณสมบัติทางรีโอโลยีของเมือกทำงานร่วมกันเพื่อเคลื่อนย้ายสารที่ถูกดักจับ บทบาทของการให้ความชุ่มชื้นแก่พื้นผิวทางเดินหายใจ และการไอในฐานะกลไกการกำจัดสำรอง เนื้อหานี้เป็นสรีรวิทยาเชิงการศึกษาอ้างอิงและอธิบายว่าเหตุใดการกำจัดสิ่งแปลกปลอมที่บกพร่องจึงทำให้เกิดโรคได้ โดยไม่ได้ให้คำแนะนำในการรักษา

Core questions

• ชั้นของเหลวรอบขนเซลล์และชั้นเมือกมีการจัดเรียงตัวบนพื้นผิวทางเดินหายใจอย่างไร?
• การโบกพัดของขนเซลล์ที่ประสานกันเคลื่อนย้ายชั้นเมือกไปในทิศทางเดียวได้อย่างไร?
• เหตุใดการให้ความชุ่มชื้นบนพื้นผิวทางเดินหายใจจึงมีความสำคัญต่อการกำจัดสิ่งแปลกปลอมอย่างมีประสิทธิภาพ?
• การไอเสริมการกำจัดสิ่งแปลกปลอมด้วยมิวโคซิเลียรีเมื่อใดและอย่างไร?

Key concepts

• กลไกการลำเลียงเมือกและขนเซลล์
• ชั้นของเหลวรอบขนเซลล์และชั้นเมือก
• การประสานงานการโบกพัดของขนเซลล์ (เมตาโครนี)
• มิวซินและคุณสมบัติทางรีโอโลยีของเมือก
• การให้ความชุ่มชื้นของของเหลวบนพื้นผิวทางเดินหายใจ
• การกำจัดสิ่งแปลกปลอมด้วยการไอ

Mechanisms

พื้นผิวทางเดินหายใจมีสองชั้น: ชั้นของเหลวรอบขนเซลล์ที่มีความหนืดต่ำซึ่งขนเซลล์โบกพัด และชั้นเมือกคล้ายเจลที่อยู่เหนือขึ้นไปซึ่งอุดมไปด้วยมิวซินที่หลั่งออกมาซึ่งดักจับอนุภาคและจุลินทรีย์ที่หายใจเข้าไป ขนเซลล์โบกพัดเป็นจังหวะที่ประสานกันและมีทิศทาง ซึ่งการโบกพัดที่มีประสิทธิภาพจะสัมผัสกับชั้นเมือกและขับเคลื่อนเมือกไปทางศีรษะสู่คอหอย ซึ่งจะถูกกำจัดออกไป การขนส่งที่มีประสิทธิภาพขึ้นอยู่กับการให้ความชุ่มชื้นที่เพียงพอของของเหลวบนพื้นผิวทางเดินหายใจ และองค์ประกอบและคุณสมบัติทางรีโอโลยีของเมือกที่เหมาะสม เมื่อสารคัดหลั่งมีความเข้มข้นมากเกินไปหรือขนเซลล์ทำงานผิดปกติ การกำจัดสิ่งแปลกปลอมจะลดลง การไอเป็นกลไกสำรองที่มีการไหลเวียนสูงซึ่งจะตัดและขับเมือกออกเมื่อการขนส่งของมิวโคซิเลียรีถูกรบกวนหรือบกพร่อง

Clinical relevance

การกำจัดสิ่งแปลกปลอมด้วยมิวโคซิเลียรีเป็นหัวใจสำคัญในการทำความเข้าใจว่าเหตุใดความผิดปกติของปริมาณหรือคุณภาพของเมือก การขาดน้ำบนพื้นผิวทางเดินหายใจ หรือการทำงานผิดปกติของขนเซลล์จึงนำไปสู่การคั่งของสารคัดหลั่ง การติดเชื้อซ้ำ และการอุดกั้นทางเดินหายใจ หัวข้อนี้ให้ข้อมูลพื้นฐานทางสรีรวิทยาสำหรับกระบวนการที่ทำให้เกิดการอุดกั้นจากเมือกดังกล่าว และไม่ใช่คู่มือการรักษา

Evidence & guidelines

สรีรวิทยาของเมือกและการกำจัดสิ่งแปลกปลอมด้วยขนเซลล์มีการอธิบายไว้ในบทความทบทวนและตำราเรียน การจัดการโรคเฉพาะเจาะจงเป็นของหน่วยงานทางคลินิกที่เกี่ยวข้องและแนวทางปฏิบัติของพวกเขา

History

แนวคิดของเยื่อบุทางเดินหายใจที่ทำความสะอาดตัวเองได้และมีขนเซลล์ได้รับการจัดตั้งขึ้นจากการศึกษาเยื่อบุผิวทางเดินหายใจและการกำจัดอนุภาคในศตวรรษที่ 20 และงานวิจัยต่อมาได้เชื่อมโยงการให้ความชุ่มชื้นบนพื้นผิวทางเดินหายใจและชีววิทยาของมิวซินเข้ากับประสิทธิภาพของกลไกการลำเลียงเมือกและขนเซลล์และโรคที่เกิดจากการอุดกั้นจากเมือก

Key figures

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

Seminal works

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

Frequently asked questions

กลไกการลำเลียงเมือกและขนเซลล์คืออะไร?

เป็นระบบที่ประสานกันซึ่งขนเซลล์บนเยื่อบุทางเดินหายใจโบกพัดเป็นจังหวะที่มีทิศทางเพื่อผลักชั้นเมือกที่อยู่เหนือขึ้นไปพร้อมกับอนุภาคที่ถูกดักจับขึ้นไปสู่คอหอยเพื่อกำจัดออก

จะเกิดอะไรขึ้นเมื่อการกำจัดสิ่งแปลกปลอมด้วยมิวโคซิเลียรีล้มเหลว?

สารคัดหลั่งจะคั่งอยู่ในทางเดินหายใจ ซึ่งทำให้เสี่ยงต่อการติดเชื้อและการอุดกั้นทางเดินหายใจ การไอสามารถชดเชยได้บางส่วนแต่ไม่สามารถทดแทนการขนส่งของมิวโคซิเลียรีได้อย่างสมบูรณ์