Mukociliární clearance je velmi důležitou součástí obranného mechanismu našich dýchacích orgánů. Tento transportní systém hlenu je schopen vyčistit naše dýchací cesty od cizích mikroorganismů a bakterií. Na toto téma byla dokonce vydána učebnice Krishtafoviče A. A. a Ariela B. M. „Rentgenová funkční charakteristika mukociliární clearance“.
V tomto článku se podíváme na to, co je pojmenovaný proces, na čem závisí a jak je studován. Nejprve však musíte zjistit, jak se vyloučený hlen dostává do lidského dýchacího systému.
Co je podstatou tohoto fenoménu?
Každý den se do našich plic dostane více než 15 000 litrů vzduchu (tolik k naplnění asi 1 600 balónků). A i v tom nejčistším a nedotčeném prostředí stále dýcháme každou minutu asi sto bakterií, což je více než 150 000 škodlivin denně. Pokud se nechají uvolnit, mohou infikovat a ucpat celý náš dýchací systém.
Tyto cizorodé částice virů a bakterií se ale dostávají do extrémně lepkavé slizniční vrstvydýchací trakt. Který přenáší zachycený nepříznivý materiál do hrtanu. Tento proces je také známý jako mukociliární clearance. Vědci dosud plně nepochopili jeho fyziologii, takže výzkum pokračuje. Pojďme se na tento proces podívat blíže.
Co je tedy mukociliární clearance?
Jak funguje proces čištění dýchacích cest?
Proces přenosu hlenu k vyčištění dýchacího traktu od cizích částic je řízen ciliárním aparátem průdušek. Řasinky jsou malé chapadlovité útvary, jejichž průměr je asi 1000krát menší než u lidského vlasu. Kroutí se v asymetrickém rytmu.
Na snímcích ze skenovacího elektronového mikroskopu bylo zjištěno, že tyto struktury vyčnívají z většiny epiteliálních buněk, které hustě lemují dýchací cesty. Koupou se ve vodnaté tekutině zvané pericilium.
Během nárazu se řasinky narovnají a ponoří své vršky do hlenu, načež je zatlačí spolu s cizími částicemi, které na nich ulpívají. Jmenované struktury zpravidla tvoří jednosměrný pohyb hlenu prostřednictvím koordinovaného pohybu.
Řasinky řasinkové buňky mají dvoufázový pohyb: nejprve dojde k rychlému účinnému úderu a poté následuje pomalý zpětný pohyb. Přesný mechanismus, kterým se hlen pohybuje, zůstává nejasný a je v současné době předmětem intenzivního výzkumu.
Odco určuje směr pohybu hlenu?
Směr pohybu řasinek slizniční vrstvy je vynikající v různých částech dýchacího traktu:
- pokud k procesu dochází na předních koncích dolní skořepiny, pak se hlen pohybuje směrem ke vchodu do nosu;
- pokud se vyskytuje na zadních koncích nosní lastury, pak se hlen pohybuje směrem k orofaryngu;
- z trocheje a průdušek se slizniční vrstva také posouvá směrem k orofaryngu.
Co je epitel dýchacích cest?
Tkáň pokrývající dýchací trakt je víceřadý řasinkový epitel. Skládá se z řasinkových (80 %), pohárkových, hlen produkujících a nediferencovaných buněk. Všechny tyto buňky by měly být zpravidla aktualizovány každý měsíc.
Každá řasinková buňka na svém povrchu obsahuje asi 200 řasinek velmi malých velikostí (0,2 mikronů na tloušťku a 5-7 mikronů na délku). Ale i přes tak malou velikost jsou řasinky schopny pohybovat slizniční vrstvou rychlostí až 0,5 mm/s.
Struktura řasinek byla poprvé charakterizována Fossettem a Porterem v roce 1954 prostřednictvím pozorování elektronovým mikroskopem. Jak se ukázalo, tyto formace jsou výrůstky buňky. V jejich centrální části je axoném, který se skládá z 9 dubletů mikrotubulů. A v jeho středu jsou další dva mikrotubuly (9+2). Po celé délce mikrotubulů jsou vnitřní a vnější dyneinové rukojeti nezbytné pro přeměnu ATP namechanická energie.
Klíčová role ve zúčtování
Klíčovou rolí v mukociliární clearance není pouze koordinovaná práce řasinek, ale také jejich frekvence tepů (BFR). Podle některých zpráv je u dospělého 3-15,5 Hz, u dětí je NBR od 9 do 15 Hz.
Někteří autoři však tvrdí, že tento ukazatel nezávisí na věku. Prostě NBR v periferních dýchacích cestách je nižší než např. v průdušnici, nosní dutině a průduškách. Snížení teploty může vést ke zpomalení řasinek. Během experimentů vědci zjistili, že řasinky se při teplotě 37 °C pohybovaly co nejaktivněji.
Co může vést k porušení zásad?
Zhoršená mukociliární clearance může být důsledkem poškození slizničního obranného mechanismu dýchacích cest. Patří sem jak vrozené (primární ciliární dyskineze), tak získané poruchy (v důsledku infekce). Takové poškození může způsobit úplné zastavení pohybu řasinek nebo snížení NBR.
Metody výzkumu
K dnešnímu dni je možné studovat stav mukociliární clearance (co to je, již jsme vysvětlili) různými metodami. Patří mezi ně:
- test na dřevěné uhlí;
- sacharinový test;
- metoda radioaerosol;
- test s barevnými polymerovými filmy.
Seškrabování ze sliznic vám také umožňuje přímo studovat motorickou aktivitu řasinkového epitelu.
Nejjednodušší vzorek řasinkového epitelu lze získat z nosní sliznice. Materiál lze odebírat cytologickým kartáčkem, ale vhodnější je provést seškrábnutí speciální jednorázovou plastovou lžičkou. Výhoda této metody je netraumatická, stejně jako možnost získat materiál z konkrétní oblasti bez anestezie.
Stav funkcí řasinkového epitelu se hodnotí pomocí následujícího algoritmu:
- nejprve prozkoumejte celkový obraz pohybu řasinek: kolik mobilních buněk je v zorném poli;
- dále se vypočítá průměr a maximální NBR;
- pak vyhodnoťte synchronismus a amplitudu pohybu řasinek;
- poté je díky speciálním programům provedena podrobnější analýza (počet řasinek na buňku, jejich délka, úhel odchylky atd.).
Někdy se provádí sacharinový test. K tomu je třeba tabletu potravinářského sacharinu rozdělit na čtyři části a dát kouskům zaoblený tvar. Jeden kus sacharinu se umístí na dolní turbinát s cm odsazením od předního konce. Poté je nutné zjistit dobu před výskytem sladkého pocitu v ústech. Za normu se považuje 10 až 15 minut.
V poslední době byla věnována velká pozornost metodě výzkumu radioaerosolů. Umožňuje pomocí speciální gama kamery pozorovat šíření a odstraňování radiofarmaka, které je předem inhalováno.
Pojmenovaná metoda vám umožňuje adekvátněcharakterizovat stav clearance v různých částech plic. Uvést to do praxe je ale velmi obtížné kvůli nedostatku speciálních laboratoří, specializované inhalační jednotky, aerosolů a vyškoleného personálu. To vše vyžaduje velké finanční náklady. Kromě toho nezapomeňte, že vystavení záření má velmi nepříznivý vliv na lidský organismus.
Výsledky klinické studie
Co je mukociliární clearance u dětí? Studie zjistily, že většina dětí s bronchiálním astmatem a alergickou rýmou měla normální sacharinový čas, někdy dokonce zrychlený. Průměr je 6 minut.
Průměrná FRR u dětí s bronchiálním astmatem byla 6-7 Hz, maximum bylo asi 10 Hz. Srovnání ukazatelů u dětí s bronchiálním astmatem mírné nebo střední závažnosti onemocnění neodhalilo statisticky významné rozdíly.
Při zkoumání mukociliární clearance (tento fenomén jsme popsali) u pacientů s bronchopulmonální patologií bylo zjištěno, že stav MCT závisí na přítomnosti bronchiální obstrukce a také na formě zánětu: akutní nebo chronické.
Studium stavu clearance vám tedy umožňuje identifikovat přítomnost a závažnost mukociliární insuficience. Kromě toho pomáhá zvolit adekvátní léčbu a nakonec posoudit zlepšení mukociliární clearance zvolenou terapií.