Mukociliárny klírens je veľmi dôležitou súčasťou obranného mechanizmu našich dýchacích orgánov. Tento transportný systém hlienu je schopný vyčistiť naše dýchacie cesty od cudzích mikroorganizmov a baktérií. Na túto tému bola dokonca vydaná učebnica od Krishtafoviča A. A. a Ariela B. M. „Röntgenová funkčná charakteristika mukociliárneho klírensu“.
V tomto článku zvážime, čo je to pomenovaný proces, na čom závisí a ako sa študuje. Najprv však musíte zistiť, ako sa vyhnaný hlien dostane do ľudského dýchacieho systému.
Aká je podstata tohto fenoménu?
Každý deň sa do našich pľúc dostane viac ako 15 000 litrov vzduchu (dosť na naplnenie asi 1 600 balónov). A aj v tom najčistejšom a najnedotknutejšom prostredí stále každú minútu vdýchneme asi sto baktérií, čo je viac ako 150 000 škodlivín denne. Ak sa nechajú uvoľniť, môžu infikovať a upchať celý náš dýchací systém.
Tieto cudzorodé častice vírusov a baktérií sa však dostanú do extrémne lepkavej sliznicedýchacieho traktu. Ktorý prenáša zachytený nepriaznivý materiál do hrtana. Tento proces je známy aj ako mukociliárny klírens. Vedci doteraz úplne nepochopili jeho fyziológiu, takže výskum pokračuje. Pozrime sa na tento proces bližšie.
Čo je teda mukociliárny klírens?
Ako funguje proces čistenia dýchacích ciest?
Proces prenosu hlienu na očistenie dýchacieho traktu od cudzích častíc je riadený ciliárnym aparátom priedušiek. Cilia sú malé štruktúry podobné chápadlám, ktorých priemer je asi 1000-krát menší ako ľudský vlas. Krútia sa v asymetrickom rytme.
Na snímkach zo skenovacieho elektrónového mikroskopu sa zistilo, že tieto štruktúry vyčnievajú z väčšiny epitelových buniek, ktoré husto lemujú dýchacie cesty. Kúpajú sa vo vodnatej tekutine nazývanej pericilium.
Počas nárazu sa riasinky narovnajú a ponoria svoje vrcholy do hlienu, potom ich zatlačia spolu s cudzími časticami, ktoré na nich prichytia. Menované štruktúry spravidla tvoria jednosmerný pohyb hlienu prostredníctvom koordinovaného pohybu.
Rasinky riasinkovej bunky majú dvojfázový pohyb: najprv dôjde k rýchlemu účinnému úderu a potom nasleduje pomalý spätný pohyb. Presný mechanizmus, ktorým sa hlien pohybuje, zostáva nejasný av súčasnosti je predmetom intenzívneho výskumu.
Odčo určuje smer pohybu hlienu?
Smer pohybu riasiniek slizničnej vrstvy je vynikajúci v rôznych častiach dýchacieho traktu:
- ak sa proces vyskytuje na predných koncoch dolnej mušle, potom sa hlien pohybuje smerom k vchodu do nosa;
- ak sa vyskytuje na zadných koncoch nosovej mušle, potom sa hlien pohybuje smerom k orofaryngu;
- z trochea a priedušiek sa slizničná vrstva tiež posúva smerom k orofaryngu.
Aký je epitel dýchacieho traktu?
Tkanivo pokrývajúce dýchacie cesty je viacradový riasinkový epitel. Pozostáva z riasinkových (80 %), pohárikovitých, hlien produkujúcich a nediferencovaných buniek. Spravidla by sa všetky tieto bunky mali aktualizovať každý mesiac.
Každá ciliárna bunka na svojom povrchu obsahuje asi 200 mihalníc veľmi malých rozmerov (0,2 mikrónov na hrúbku a 5-7 mikrónov na dĺžku). Ale napriek takej malej veľkosti sú riasinky schopné pohybovať sliznicou rýchlosťou až 0,5 mm/s.
Štruktúru riasiniek prvýkrát charakterizovali Fossett a Porter v roku 1954 prostredníctvom pozorovaní elektrónovým mikroskopom. Ako sa ukázalo, tieto formácie sú výrastky bunky. V ich centrálnej časti je axonéma, ktorá pozostáva z 9 dubletov mikrotubulov. A v jeho strede sú ďalšie dva mikrotubuly (9+2). Po celej dĺžke mikrotubulov sú vnútorné a vonkajšie dyneínové rukoväte potrebné na premenu ATP namechanická energia.
Kľúčová úloha pri zúčtovaní
Kľúčovou úlohou pri mukociliárnom klírens nie je len koordinovaná práca mihalníc, ale aj ich frekvencia tepu (BFR). Podľa niektorých správ je u dospelého 3-15,5 Hz, u detí je NBR od 9 do 15 Hz.
Niektorí autori však tvrdia, že tento ukazovateľ nezávisí od veku. Ide len o to, že NBR v periférnych dýchacích cestách je nižšie ako napríklad v priedušnici, nosovej dutine a prieduškách. Zníženie teploty môže viesť k spomaleniu mihalníc. Počas experimentov vedci zistili, že riasinky sa pri teplote 37 °C pohybovali čo najaktívnejšie.
Čo môže viesť k porušovaniu pravidiel?
Zhoršený mukociliárny klírens môže byť výsledkom poškodenia obranného mechanizmu sliznice dýchacích ciest. Patria sem vrodené (primárna ciliárna dyskinéza) a získané poruchy (v dôsledku infekcie). Takéto poškodenie môže spôsobiť úplné zastavenie pohybu riasiniek alebo zníženie NBR.
Metódy výskumu
K dnešnému dňu je možné študovať stav mukociliárneho klírensu (čo to je, už sme vysvetlili) rôznymi metódami. Patria sem:
- test na uhlie;
- sacharínový test;
- metóda rádioaerosólu;
- test s farebnými polymérovými filmami.
Škrabanie zo slizníc vám tiež umožňuje priamo študovať motorickú aktivitu riasinkového epitelu.
Najjednoduchšiu vzorku riasinkového epitelu možno získať z nosovej sliznice. Materiál je možné odobrať cytologickou kefou, ale je vhodnejšie urobiť zoškrabanie špeciálnou jednorazovou plastovou lyžičkou. Výhodou tejto metódy je netraumatickosť, ako aj možnosť získať materiál z konkrétnej oblasti bez anestézie.
Stav funkcií riasinkového epitelu sa hodnotí pomocou nasledujúceho algoritmu:
- najprv preskúmajte celkový obraz pohybu mihalníc: koľko mobilných buniek je v zornom poli;
- ďalej sa vypočíta priemerná a maximálna NBR;
- potom vyhodnoťte synchronizáciu a amplitúdu pohybu riasiniek;
- potom sa vďaka špeciálnym programom vykoná podrobnejšia analýza (počet rias na bunku, ich dĺžka, uhol odchýlky atď.).
Niekedy sa robí sacharínový test. Aby ste to dosiahli, tableta potravinového sacharínu sa musí rozdeliť na štyri časti a dať kúskom zaoblený tvar. Jeden kus sacharínu sa umiestni na dolnú turbinu s cm odsadením od predného konca. Potom je potrebné zistiť čas pred objavením sa sladkého pocitu v ústach. Za normu sa považuje 10 až 15 minút.
V poslednej dobe sa veľa pozornosti venovalo rádioaerosólovej metóde výskumu. Umožňuje pomocou špeciálnej gama kamery pozorovať šírenie a odstraňovanie rádiofarmaka, ktoré je vopred inhalované.
Pomenovaný spôsob vám umožňuje adekvátnecharakterizovať stav klírensu v rôznych častiach pľúc. Ale je veľmi ťažké to uviesť do praxe pre nedostatok špeciálnych laboratórií, špecializovanej inhalačnej jednotky, aerosólov a vyškoleného personálu. To všetko si vyžaduje veľké finančné náklady. Okrem toho nezabúdajte, že ožiarenie má veľmi nepriaznivý vplyv na ľudský organizmus.
Výsledky klinickej štúdie
Čo je mukociliárny klírens u detí? Štúdie zistili, že väčšina detí s bronchiálnou astmou a alergickou rinitídou mala normálny sacharínový čas a niekedy dokonca zrýchlený. Priemer je 6 minút.
Priemerná FRR u detí s bronchiálnou astmou bola 6-7 Hz, maximum bolo okolo 10 Hz. Porovnanie ukazovateľov u detí s bronchiálnou astmou miernej alebo strednej závažnosti ochorenia neodhalilo štatisticky významné rozdiely.
Pri skúmaní mukociliárneho klírensu (tento jav sme opísali) u pacientov s bronchopulmonálnou patológiou sa zistilo, že stav MCT závisí od prítomnosti bronchiálnej obštrukcie, ako aj od formy zápalu: akútneho alebo chronického.
Štúdium stavu klírensu vám teda umožňuje identifikovať prítomnosť a závažnosť mukociliárnej insuficiencie. Okrem toho pomáha zvoliť adekvátnu liečbu a nakoniec posúdiť zlepšenie mukociliárneho klírensu zvolenou terapiou.