Luchtwegklaring in de normale long
De normale long wordt gezuiverd van vervuiling, stof en vreemde deeltjes door verschillende mechanismen (Fig. 1), waaronder :
de mucociliaire roltrap, ook bekend als mucociliaire klaring (MCC)
hoest
alveolaire macrofagen
Fig. 1 Afweermechanismen van de luchtwegen
Mucociliary Escalator
In normale omstandigheden wordt dagelijks ongeveer 20-30 ml secreties door de luchtwegen geproduceerd. Deze afscheidingen, die nodig zijn om de luchtwegen tegen vreemde deeltjes te beschermen, worden door de muco-ciliaire roltrap opgeruimd en doorgeslikt. Als de hoeveelheid slijm deze hoeveelheid overschrijdt, is hoesten noodzakelijk om de luchtwegen vrij te maken van het slijm.
De mucociliaire roltrap bestrijkt het grootste deel van de bronchiën, bronchiolen en neus. Hij bestaat uit twee basisdelen:
Slijmproducerende gobletcellen:
De normale slijmlaag bestaat uit twee lagen – de sollaag en de gellaag (Fig. 2). De oppervlakkige gellaag, geproduceerd door de gobletcellen, is een kleverige mucoïde substantie die chemicaliën, antilichamen en immuuncellen bevat om eventuele bacteriën en virussen te vernietigen. Dit helpt de onderliggende cellen te beschermen en het kleverige karakter helpt bij het opvangen en verwijderen van ingeademde vreemde deeltjes.
Fig. 2 Luchtwegbekleding
Gecilieerd epitheel:
Het bronchiale wandepitheel is bekleed met microscopisch kleine, haarachtige structuren, cilia genaamd, die zijn omgeven door een dunne laag vloeistof, de sollaag genoemd. Deze beweeglijke trilhaartjes hebben een voortdurende, ritmische slagbeweging die secreties van de perifere naar de centrale luchtwegen duwt via de luchtpijp naar de keel waar ze worden ingeslikt of uitgescheiden (vandaar de term “roltrap”).
Deze laag is minder viskeus dan de gellaag, waardoor de trilhaartjes vrij kunnen slaan. Tijdens de voorwaartse slag komen de uiteinden van de trilhaartjes in contact met de gellaag, waardoor deze stroomafwaarts wordt gestuwd, in de richting van de mond.
Deze slijmbeweging gaat met ongeveer 1 mm per minuut in perifere luchtwegen, waardoor de gezonde long in minder dan 24 uur wordt gezuiverd.
De mucociliaire roltrap is een belangrijke barrière tegen infectie. In de gezonde long kunnen micro-organismen (ongeveer 100.000 bacteriën per dag) effectief door dit mechanisme worden opgeruimd.
Als de mucociliaire roltrap faalt, neemt het risico toe dat de normale en potentieel ziekteverwekkende, bewoners van de neus, keel en het achterste deel van de mond (nasopharynx), afdalen naar de longen. The upper airways are home to a diverse microbiota whereas the lower airways, in the healthy lung, are effectively sterile.
Factors inhibiting the mucociliary escalator include:
congenital defects of cilia such as Primary Cilial Dyskinesia (PCD)
cigarette smoke (causes paralysis of the cilia)
dust and pollution
inhalation of toxic gases such as sulphur dioxide (causes paralysis of the cilia)
chronic respiratory diseases such as bronchiectasis where there is damage to the epithelium and the cilia are destroyed
changes in the character of mucus, caused by disease or dehydration
volume of secretions so great that the system is overloaded (bronchiectasis, cystic fibrosis)
low levels of humidity (such as aircraft)
Cough
Cough, die zowel vrijwillig als reflexmatig kan worden geïnitieerd, is een explosieve uitademing die een normaal doeltreffend beschermingsmechanisme vormt om de tracheobronchiale boom te ontdoen van secreties en vreemd materiaal, schadelijke stoffen en infecties uit het strottenhoofd, de luchtpijp en de grotere bronchiën.
Om een hoest te produceren, vindt de volgende sequentie plaats:
inspiratie
het strotklepje sluit zich en de stembanden trekken samen om het strottenhoofd af te sluiten en de lucht in de longen op te sluiten
de buikspieren en de interne intercostale spieren trekken samen waardoor de intra thoracale druk aanzienlijk toeneemt
de stembanden ontspannen zich en het strotklepje gaat open, waardoor de lucht met een snelheid van meer dan 160 km/h vrijkomt
de snelle luchtstroom verwijdert eventuele irriterende stoffen die aan het ademhalingsslijmvlies vastzitten
Het inslikken van grote hoeveelheden secreet kan misselijkheid veroorzaken, zodat over het algemeen wordt aangeraden om in een tissue te hoesten. This also enables the patient to monitor the colour and quantity of their sputum and to be aware of the presence of any haemoptysis.
Alveolar macrophages
The mucociliary escalator does not extend to the alveoli. Particles deposited in this region are engulfed by macrophages on the surface of the alveoli. The foreign particles engulfed by these macrophages either move up to join the mucociliary escalator or escape via the lymphatic or venous system.
Normal macrophage activity can be impaired by:
cigarette smoke
alcohol
oxidant gases
alveolar hypoxia
radiation
corticosteroids