Мукоцилиарный клиренс, мукоцилиарная система

Ведущую роль в поддержании полноценной работы дыхательной системы выполняет реснитчатый эпителий дыхательных путей, который фильтрует, очищает, а также увлажняет воздух. Решетчатый эпителий полости носа обеспечивает так называемый мукоцилиарный клиренс, который является первым барьером на пути проникновения инфекционных агентов механических и химических веществ. До тех пор, пока защитная функция мукоцилиарного аппарата полости носа является достаточной, основная масса пылевых частиц и микроорганизмов задерживается в верхних отделах дыхательных путей и выводится со слизью.

В носу задерживается и выводится со слизью основная масса пылевых частиц, микроорганизмов, что уменьшает загрязнение ими легких, облегчает их самоочищение. Установлена взаимосвязь скоростей мукоцилиарного транспорта слизистой оболочки полости носа и бронхов.

Многое в вопросе о мукоцилиарного клиренса уточнено благодаря применению микроскопии. Детальное изучение субмикроскопического строении структуры эпителия дыхательных путей проведено еще 30 лет назад. Учеными выделены основные три типа клеток: 1) базальные, 2) расположенные у основания, 3) бокаловидные клетки. Основная масса клеток представлена реснитчатыми клетками. Соотношение реснитчатых и бокаловидных клеток составляет приблизительно 5:1. Регенерация эпителиальных элементов происходит за счет роста и дифференцировки базальных клеток. На свободной, обращенной в просвет, поверхности реснитчатые клетки несут реснички длиной 6 мкм, шириной 0,3 мкм. Одна клетка имеет более сотни таких образований, как это видно при изучении реснитчатого эпителия с помощью сканирующего электронного микроскопа.

Ядро реснитчатой клетки диаметром 8-10 мкм находится в базальной части клетки. Под ним располагаются основные внутриклеточные структуры: отдельные канальцы цитоплазматической сети, митохондрии, пузырьки и вакуоли пластинчатого комплекса, лизосомоподобные структуры, микротрубочки. Микроскопическое исследование ресничек показало, что каждая из них окружена мембраной, которая является продолжением клеточной плазмолеммы. На поперечном срезе реснички видны 9 расположенных по периферии дублетом микротрубочек, окружающих одну центральную пару. На дублетах имеются выросты (ручки), обладающие АТФ-азной активностью. Движение ресничек обеспечивается за счет скольжения дублетов относительно друг друга. При этом ручки соседних дублетов соприкасаются и создают силу, необходимую для приведения в действие этого механизма скольжения. При формировании реснички микротрубочки растут из центриоли, расположенной под апикальной плазмолеммой клетки и называемой базальным тельцем. Помимо ресничек, на апикальной поверхности клеток имеются микроворсинки диаметром 0,1 мкм, содержащие микрофибриллы. Микроворсинки могут ветвиться, тем самым значительно увеличивая всасывающую поверхность реснитчатой клетки. Наличие у оснований микроворсинок пиноцитозных пузырьков, указывают на способность клеток всасывать жидкость и участвовать, таким образом, в регуляции сочетания слизи на поверхности эпителия.

Морфометрия клеток, находящихся в разных фазах цилиогенеза, может быть использована для характеристики процессов репаративной и физиологической регенерации в динамике заболеваний полости носа и околоносовых пазух, для оценки воздействия лекарственных средств и физических методов на слизистую оболочку.

Проводить дифференциальную диагностику, выбрать рациональную терапию при заболеваниях носа и околоносовых пазух позволяют гистологическое и электронно-микроскопические исследования.

Значение обязательных гистоморфологических исследований в оценке патологического процесса в верхнечелюстных пазухах подчеркивается большинством ученых. Кроме воспалительных изменений в околоносовых пазухах, были выявлены злокачественные опухоли, клинически протекавшие как хронический воспалительный процесс.

При исследовании бронхоскопических биоптатов, взятых у лиц с заболеваниями дыхательной системы, установлено нарушение структуры ресничек и митохондрий, обеспечивающих энергией движение ресничек и клеток реснитчатого эпителия. В клетках, утративших реснички, отмечены признаки секреторной функции. Наблюдалось замещение реснитчатых эпителиальных клеток своеобразными отростчатыми клетками, что, по-видимому, свидетельствует о метаплазии реснитчатого эпителия.

Это согласуется с исследованиями итальянских ученых, отметивших замедление мукоцилиарного транспорта при обструктивных заболеваниях легких. Они показали, что при одышке замедляется продвижение слизи, вызванное непрямым повреждением поверхностных слоев слизистой оболочки колебаниями давления воздуха и нарастанием вязкости слизи.

Изменение структуры решетчатого эпителия полости носа сопровождается снижением его очищающей способности. Анатомо-функциональное единство мукоцилиарной системы обусловливает в ответ на поступление в дыхательные пути аллергенов, микроорганизмов, частиц пыли раздражение блуждающего нерва, сокращение бронхиол, скопление в них слизи. Это является защитной реакцией легких. Длительное воздействие пыли, наличие очагов хронической инфекции в околоносовых пазухах, полости носа нарушают течение процессов самоочищения в дыхательной системе, приводят к задержке трахеобронхиалыюго секрета, способствуют формированию обструктивного синдрома, нередко доминирующего в клинической картине хронического бронхита, бронхиальной астмы.

Хлорофиллипт, но-шпа, 2% раствор эфедрина гидрохлорида, 0,1% раствор ментолового масла, 3% раствор натрия гидрокарбоната и другие препараты оказывают тормозящее влияние на функцию реснитчатого эпителия.Ученые наблюдали больного, который длительно пользовался сосудосуживающим препаратом, вдыхая его через нос. При электронной микроскопии биоптата, взятого из средней носовой раковины, обнаружено, что на поверхности эпителия вместо ресничек имелись микровыросты, не способные выполнять очистительную функцию.

Изучение структуры и функции мукоцилиарного клиренса может быть объективным критерием для оценки эффективности различных препаратов, используемых при лечении больных с респираторными инфекциями, в первую очередь многочисленных средств, стимулирующих отхаркивание, и муколитических препаратов.

Таким образом, нарушение структуры и функции решетчатого эпителия слизистой оболочки полости носа, количественные и качественные изменения носового секрета свидетельствуют об истощении защитных механизмов полости носа, появлении декомпенсации мукоцилиарной системы, обусловливающей формирование хронических неспецифических заболеваний органов дыхания и предопределяет неэффективность традиционной терапии.

Изучение мукоцилиарного клиренса позволяет более достоверно оценивать состояние защитных механизмов дыхательных путей и использовать полученные данные для постановки клинического и морфологического диагноза.

Обычно понятие мукоцилиарный аппарат включает клетки реснитчатого эпителия, двигательная активность ресничек которого направлена на очищение слизистой оболочки дыхательных путей от микроорганизмов, пыли, аллергенов и слизи.

По мнению некоторых ученых, представление о защитных механизмах дыхательных путей следует расширить и относить к ним кроме мукоцилиарного аппарата и фагоцитирующие клетки носового секрета, его протеиназно-ингибиторный потенциал, местный иммунитет, калориферную и рефлекторную функции полости носа, используя для их обозначения понятие мукоцилиарная система. Мукоцилиарная система, благодаря взаимодействию и определенному взаимоотношению ее составных частей, обеспечивает поддержание полноценной работы органов дыхания.

Дополнительно статьи на данную тему:

Насморк (ринит)

Воспалительные заболевания носа