La clearance mucociliare è una componente molto importante del meccanismo di difesa dei nostri organi respiratori. Questo sistema di trasporto del muco è in grado di liberare le nostre vie aeree da microrganismi e batteri estranei. Su questo argomento è stato persino pubblicato un libro di testo di Krishtafovich A. A. e Ariel B. M. "Caratteristica funzionale ai raggi X della clearance mucociliare".
In questo articolo considereremo qual è il processo denominato, da cosa dipende e come viene studiato. Ma prima devi capire come il muco espulso entra nel sistema respiratorio umano.
Qual è l'essenza di questo fenomeno?
Ogni giorno, più di 15.000 litri di aria entrano nei nostri polmoni (abbastanza per riempire circa 1.600 palloncini). E anche nell'ambiente più pulito e incontaminato, respiriamo ancora un centinaio di batteri al minuto, ovvero più di 150.000 inquinanti al giorno. Se lasciati scatenati, possono infettare e ostruire il nostro intero sistema respiratorio.
Ma queste particelle estranee di virus e batteri entrano nello strato mucoso estremamente appiccicosovie respiratorie. Che trasferisce il materiale sfavorevole catturato alla laringe. Questo processo è anche noto come clearance mucociliare. Fino ad ora, gli scienziati non ne hanno ancora compreso appieno la fisiologia, quindi la ricerca continua. Diamo un'occhiata più da vicino a questo processo.
Allora, cos'è la clearance mucociliare?
Come funziona il processo di eliminazione delle vie aeree?
Il processo di trasferimento del muco per ripulire il tratto respiratorio dalle particelle estranee è controllato dall'apparato ciliare dei bronchi. Le ciglia sono piccole strutture simili a tentacoli, circa 1.000 volte più piccole di diametro di un capello umano. Si contorcono in un ritmo asimmetrico.
Scansionando le immagini al microscopio elettronico, si è scoperto che queste strutture sporgono dalla maggior parte delle cellule epiteliali che rivestono densamente le vie aeree. Si bagnano in un fluido acquoso chiamato pericilium.
Durante l'impatto, le ciglia si raddrizzano e affondano le punte nel muco, dopodiché lo spingono insieme alle particelle estranee che vi aderiscono. Le strutture nominate, di regola, formano un movimento unidirezionale del muco attraverso un movimento coordinato.
Le ciglia della cellula ciliata hanno un movimento a due fasi: prima c'è un rapido colpo efficace, quindi segue un lento movimento di ritorno. L'esatto meccanismo con cui il muco si muove rimane poco chiaro ed è attualmente oggetto di intense ricerche.
Dacosa determina la direzione del movimento del muco?
La direzione del movimento delle ciglia dello strato mucoso è eccellente in diverse parti delle vie respiratorie:
- se il processo si verifica alle estremità anteriori del turbinato inferiore, il muco si sposta verso l'ingresso del naso;
- se si verifica alle estremità posteriori della conca nasale, il muco si sposta verso l'orofaringe;
- dalla trochea e dai bronchi, lo strato mucoso si sposta anche verso l'orofaringe.
Qual è l'epitelio delle vie respiratorie?
Il tessuto che ricopre le vie respiratorie è un epitelio ciliato a più file. È costituito da cellule ciliate (80%), caliciformi, che producono muco e indifferenziate. Di norma, tutte queste celle devono essere aggiornate ogni mese.
Ogni cellula ciliata sulla sua superficie contiene circa 200 ciglia di dimensioni molto piccole (0,2 micron di spessore e 5-7 micron di lunghezza). Ma nonostante le dimensioni così ridotte, le ciglia sono in grado di spostare lo strato mucoso a una velocità fino a 0,5 mm/sec.
La struttura delle ciglia fu caratterizzata per la prima volta da Fossett e Porter nel 1954 attraverso osservazioni al microscopio elettronico. Come si è scoperto, queste formazioni sono escrescenze della cellula. Nella loro parte centrale si trova l'assonema, che consiste di 9 doppietti di microtubuli. E al suo centro ci sono due microtubuli aggiuntivi (9+2). Lungo l'intera lunghezza dei microtubuli sono presenti maniglie interne ed esterne di dineina necessarie per la conversione dell'ATP inenergia meccanica.
Ruolo chiave nella liquidazione
Il ruolo chiave nella clearance mucociliare non è solo il lavoro coordinato delle ciglia, ma anche la loro frequenza di battimento (BFR). Secondo alcuni rapporti, in un adulto è 3-15,5 Hz, nei bambini, l'NBR è compreso tra 9 e 15 Hz.
Tuttavia, alcuni autori affermano che questo indicatore non dipende dall'età. È solo che l'NBR nelle vie aeree periferiche è inferiore, ad esempio, nella trachea, nella cavità nasale e nei bronchi. Una diminuzione della temperatura può portare al rallentamento delle ciglia. Durante gli esperimenti, gli scienziati hanno scoperto che le ciglia si muovevano il più attivamente possibile a una temperatura di 37 °C.
Che potrebbe causare violazioni?
La clearance mucociliare ridotta può derivare da un danno al meccanismo di difesa della mucosa delle vie aeree. Questi includono sia disturbi congeniti (discinesia ciliare primaria) che acquisiti (dovuti a infezioni). Tali danni possono causare una completa cessazione del movimento delle ciglia o una diminuzione della NBR.
Metodi di ricerca
Ad oggi è possibile studiare lo stato di clearance mucociliare (di cosa si tratta, l'abbiamo già spiegato) con vari metodi. Questi includono:
- test del carbone;
- test della saccarina;
- metodo con radioaerosol;
- test con film polimerici colorati.
Raschiare le mucose permette anche di studiare direttamente l'attività motoria dell'epitelio ciliato.
Il più semplice campione di epitelio ciliato può essere ottenuto dalla mucosa nasale. Il materiale può essere prelevato con un pennello citologico, ma è più conveniente raschiare con uno speciale cucchiaio di plastica usa e getta. Il vantaggio di questo metodo è non traumatico, così come la possibilità di ottenere materiale da un'area specifica senza anestesia.
Lo stato delle funzioni dell'epitelio ciliato è valutato dal seguente algoritmo:
- Prima esamina il quadro generale del movimento delle ciglia: quante cellule mobili ci sono nel campo visivo;
- successivo, vengono calcolati l'NBR medio e massimo;
- quindi valuta il sincronismo e l'ampiezza del movimento delle ciglia;
- dopodiché, grazie ad appositi programmi, viene effettuata un'analisi più dettagliata (il numero di ciglia per cellula, la loro lunghezza, angolo di deviazione, ecc.).
A volte viene eseguito un test della saccarina. Per fare questo, una compressa di saccarina alimentare deve essere divisa in quattro parti e dare ai pezzi una forma arrotondata. Un pezzo di saccarina viene posizionato sul turbinato inferiore con una rientranza di cm dall'estremità anteriore. Dopodiché, è necessario rilevare il tempo prima della comparsa di una sensazione dolce in bocca. La norma è considerata da 10 a 15 minuti.
Di recente è stata prestata molta attenzione al metodo di ricerca con radioaerosol. Consente l'utilizzo di una speciale gamma camera per osservare la diffusione e la rimozione del radiofarmaco, che viene preinalato.
Il metodo denominato ti consente di farlo adeguatamenteper caratterizzare lo stato di clearance in varie parti dei polmoni. Ma è molto difficile metterlo in pratica per la mancanza di laboratori speciali, un'unità di inalazione specializzata, aerosol e personale addestrato. Tutto ciò richiede ingenti costi finanziari. Inoltre, non dimenticare che l'esposizione alle radiazioni ha un effetto molto negativo sul corpo umano.
Risultati dello studio clinico
Cos'è la clearance mucociliare nei bambini? Gli studi hanno scoperto che la maggior parte dei bambini con asma bronchiale e rinite allergica aveva un tempo di saccarina normale e talvolta anche accelerato. La media è di 6 minuti.
La FRR media nei bambini con asma bronchiale era di 6-7 Hz, la massima era di circa 10 Hz. Il confronto degli indicatori nei bambini con asma bronchiale di gravità lieve o moderata della malattia non ha rivelato differenze statisticamente significative.
Esplorando la clearance mucociliare (abbiamo descritto questo fenomeno) in pazienti con patologia broncopolmonare, si è riscontrato che lo stato di MCT dipende dalla presenza di ostruzione bronchiale, oltre che dalla forma dell'infiammazione: acuta o cronica.
Quindi, lo studio dello stato di clearance permette di identificare la presenza e la gravità dell'insufficienza mucociliare. Inoltre, aiuta a scegliere un trattamento adeguato e, infine, a valutare il miglioramento della clearance mucociliare con la terapia scelta.
