气道清除和黏膜纤毛功能

传导气道通过协调的黏液-纤毛系统持续清除。吸入的颗粒和微生物被困在覆盖水性纤毛周围层的黏液层中，纤毛的同步摆动将这些黏液推向咽部，在那里被吞咽或排出。这种黏膜纤毛清除系统是呼吸道防御的第一道主要、大部分自动的防线，并辅以咳嗽。

Definition

气道清除和黏膜纤毛功能是指从传导气道生理性清除被困颗粒和分泌物，主要通过纤毛上皮将覆盖的黏液层推向咽部来实现，咳嗽作为辅助机制。

Scope

本主题涵盖气道表面液体的结构、纤毛摆动和黏液流变学如何协同作用以移动被困物质、气道表面水合作用的作用以及咳嗽作为备用清除机制。它属于参考教育生理学范畴，解释了为什么清除功能受损会增加疾病风险，但不提供治疗指导。

Core questions

• 纤毛周围层和黏液层在气道表面是如何组织的？
• 协调的纤毛摆动如何使黏液层向一个方向移动？
• 为什么气道表面水合作用对有效清除很重要？
• 咳嗽何时以及如何辅助黏膜纤毛清除？

Key concepts

• 黏膜纤毛清除系统
• 纤毛周围液层和黏液层
• 纤毛摆动协调（异时性）
• 黏蛋白和黏液流变学
• 气道表面液体水合作用
• 咳嗽清除

Mechanisms

气道表面有两层：一层是低粘度的纤毛周围层，纤毛在此层中摆动；另一层是覆盖其上的凝胶状黏液层，富含分泌的黏蛋白，可捕获吸入的颗粒和微生物。纤毛以协调的定向节律摆动，其有效冲程作用于黏液层，并将其向头侧推向咽部，在那里被清除。有效的运输取决于气道表面液体的充分水合以及适当的黏液成分和流变学；当分泌物变得过于浓稠或纤毛功能障碍时，清除功能就会下降。当黏膜纤毛运输不堪重负或受损时，咳嗽提供了一种高流量的备用机制，可以剪切并排出黏液。

Clinical relevance

黏膜纤毛清除是理解为什么黏液数量或质量障碍、气道表面脱水或纤毛功能障碍会导致分泌物潴留、反复感染和气流阻塞的核心。本主题提供了此类黏液阻塞过程的生理学背景，并非治疗指南。

Evidence & guidelines

黏液和纤毛清除的生理学在综述和教科书中有所描述；疾病特异性管理属于相应的临床实体及其指南。

History

自清洁、有纤毛的气道内壁的概念是通过20世纪对气道上皮和颗粒清除的研究建立起来的，后来的工作将气道表面水合作用和黏蛋白生物学与黏膜纤毛清除系统的效率以及黏液阻塞性疾病联系起来。

Key figures

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

Seminal works

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

Frequently asked questions

什么是黏膜纤毛清除系统？

它是一个协调的系统，气道内壁上的纤毛以定向节律摆动，将覆盖其上的黏液层及其捕获的颗粒向上推向咽部进行清除。

当黏膜纤毛清除失败时会发生什么？

分泌物滞留在气道中，这会增加感染和气流阻塞的风险；咳嗽可以部分代偿，但不能完全取代持续的黏膜纤毛运输。