Eliminarea căilor respiratorii în plămânul normal
Plămânul normal este curățat de poluare, praf și particule străine prin mai multe mecanisme (Fig. 1), printre care :
escalonul mucociliar, cunoscut și sub numele de clearance mucociliar (MCC)
tuse
macrofagele salivare
Fig. 1 Mecanismele de apărare a căilor respiratorii
Eșalonul mucociliar
În condiții normale, aproximativ 20-30 ml de secreții sunt produse de căile respiratorii în fiecare zi. Aceste secreții, care sunt necesare pentru a proteja căile respiratorii de particule străine, sunt eliminate de către escalatorul mucociliar și înghițite. În cazul în care cantitatea de mucus depășește această cantitate, este necesară tusea pentru a elibera căile respiratorii de mucus.
Scalatorul muco-ciliar acoperă cea mai mare parte a bronhiilor, bronhiolelor și nasului. Este compusă din două părți de bază:
Celule caliciale producătoare de mucus:
Filmul normal de mucus are două straturi – stratul de sol și stratul de gel (Fig. 2). Stratul superficial de gel, produs de celulele caliciale, este o substanță mucoidă lipicioasă care conține substanțe chimice, anticorpi și celule imunitare pentru a distruge eventualele bacterii și viruși. Acest lucru ajută la protejarea celulelor subiacente, iar natura lipicioasă ajută la prinderea și îndepărtarea particulelor străine inhalate.
Fig. 2 Căptușeala căilor respiratorii
Epiteliu ciliat:
Epiteliul peretelui bronșic este căptușit cu structuri microscopice, asemănătoare unor fire de păr, numite cili, care sunt înconjurate de o peliculă subțire de lichid, numită strat de sol. Acești cili mobili au o mișcare de bătaie continuă, ritmică, care împinge secrețiile dinspre căile respiratorii periferice spre cele centrale, prin trahee, până în gât, unde sunt înghițite sau expectorate (de unde și termenul de „scăriță”).
Acest strat este mai puțin vâscos decât stratul de gel, permițând ciliilor să bată liber. În timpul cursei de înaintare, vârfurile ciliatelor intră în contact cu stratul de gel, propulsându-l astfel în aval, spre gură.
Această mișcare a mucusului se deplasează cu aproximativ 1 mm pe minut în căile respiratorii periferice, curățând plămânul sănătos în mai puțin de 24 de ore.
Scalatorul mucociliar este o barieră majoră împotriva infecțiilor. În plămânul sănătos, microorganismele (aproximativ 100.000 de bacterii pe zi) pot fi eliminate în mod eficient prin acest mecanism.
Dacă escalatorul mucociliar eșuează, crește riscul ca locuitorii normali și potențial patogeni, din nas, gât și partea din spate a gurii (nazofaringe), să coboare în plămâni. 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, care poate fi inițiată fie în mod voluntar, fie în mod reflex, este o expirație explozivă care asigură un mecanism normal și eficient de protecție pentru curățarea arborelui traheobronșic de secreții și materiale străine, substanțe nocive și infecții din laringe, trahee și bronhiile mai mari.
Pentru a produce o tuse, are loc următoarea secvență:
inspirație
glota se închide și corzile vocale se contractă pentru a închide laringele și a reține aerul în plămâni
mușchii abdominali și intercostali interni se contractă, ceea ce crește semnificativ presiunea intratoracică
corzile vocale se relaxează și glota se deschide, eliberând aerul cu o viteză de peste 160 km/h
fluxul rapid de aer elimină orice iritanți atașați de mucoasa respiratorie
Înghițirea unor cantități mari de secreții poate provoca greață, așa că, în general, se recomandă să tușești într-un șervețel. 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