Mukoziliäre Clearance ist ein sehr wichtiger Bestandteil des Abwehrmechanismus unserer Atmungsorgane. Dieses Schleimtransportsystem ist in der Lage, unsere Atemwege von fremden Mikroorganismen und Bakterien zu befreien. Zu diesem Thema wurde sogar ein Lehrbuch von Krishtafovich A. A. und Ariel B. M. „Röntgenfunktionscharakteristik der mukoziliären Clearance“veröffentlicht.
In diesem Artikel betrachten wir, was der benannte Prozess ist, wovon er abhängt und wie er untersucht wird. Aber zuerst müssen Sie herausfinden, wie der ausgestoßene Schleim in die menschlichen Atemwege gelangt.
Was ist die Essenz dieses Phänomens?
Jeden Tag gelangen mehr als 15.000 Liter Luft in unsere Lungen (genug, um etwa 1.600 Luftballons zu füllen). Und selbst in der saubersten, unberührtesten Umgebung atmen wir immer noch etwa hundert Bakterien pro Minute ein, das sind mehr als 150.000 Schadstoffe pro Tag. Wenn sie freigelassen werden, können sie unser gesamtes Atmungssystem infizieren und verstopfen.
Aber diese Fremdpartikel von Viren und Bakterien gelangen in die extrem klebrige SchleimschichtAtemwege. Der das gefangene ungünstige Material auf den Kehlkopf überträgt. Dieser Vorgang wird auch als mukoziliäre Clearance bezeichnet. Bis jetzt haben Wissenschaftler seine Physiologie noch nicht vollständig verstanden, also geht die Forschung weiter. Sehen wir uns diesen Vorgang genauer an.
Also, was ist mukoziliäre Clearance?
Wie funktioniert die Freigabe der Atemwege?
Der Prozess der Schleimübertragung zur Reinigung der Atemwege von Fremdpartikeln wird vom Ziliarapparat der Bronchien gesteuert. Zilien sind kleine, tentakelartige Strukturen, die im Durchmesser etwa 1.000-mal kleiner sind als ein menschliches Haar. Sie winden sich in einem asymmetrischen Rhythmus.
Durch rasterelektronenmikroskopische Aufnahmen wurde festgestellt, dass diese Strukturen aus den meisten Epithelzellen herausragen, die die Atemwege dicht auskleiden. Sie baden in einer wässrigen Flüssigkeit namens Perizilium.
Während des Aufpralls richten sich die Flimmerhärchen auf und versenken ihre Spitzen in den Schleim, woraufhin sie ihn mit den daran haftenden Fremdpartikeln mitschieben. Die genannten Strukturen bilden in der Regel durch koordinierte Bewegung eine unidirektionale Schleimbewegung.
Die Flimmerhärchen der Flimmerzelle haben eine zweiphasige Bewegung: Zuerst erfolgt ein schneller effektiver Schlag, dann folgt eine langsame Rückbewegung. Der genaue Mechanismus, durch den sich Schleim bewegt, ist noch unklar und wird derzeit intensiv erforscht.
Vonwas bestimmt die Bewegungsrichtung des Schleims?
Die Bewegungsrichtung der Zilien der Schleimhaut ist in verschiedenen Teilen der Atemwege ausgezeichnet:
- erfolgt der Prozess an den vorderen Enden der unteren Nasenmuschel, bewegt sich der Schleim zum Naseneingang;
- wenn es an den hinteren Enden der Nasenmuschel auftritt, bewegt sich der Schleim in Richtung Oropharynx;
- von Trochea und Bronchien wandert auch die Schleimhautschicht in Richtung Oropharynx.
Was ist das Epithel der Atemwege?
Das Gewebe, das die Atemwege bedeckt, ist ein mehrreihiges Flimmerepithel. Es besteht aus bewimperten (80%), Kelch-, schleimproduzierenden und undifferenzierten Zellen. In der Regel sollten alle diese Zellen jeden Monat aktualisiert werden.
Jede Flimmerzelle auf ihrer Oberfläche enthält etwa 200 Flimmerhärchen sehr kleiner Größe (0,2 Mikrometer Dicke und 5-7 Mikrometer Länge). Aber trotz ihrer geringen Größe können Zilien die Schleimhaut mit einer Geschwindigkeit von bis zu 0,5 mm/s bewegen.
Die Struktur der Zilien wurde erstmals 1954 von Fossett und Porter durch elektronenmikroskopische Beobachtungen charakterisiert. Wie sich herausstellte, sind diese Formationen Auswüchse der Zelle. In ihrem zentralen Teil befindet sich das Axonem, das aus 9 Dubletten von Mikrotubuli besteht. Und in seiner Mitte befinden sich zwei weitere Mikrotubuli (9+2). Entlang der gesamten Länge der Mikrotubuli gibt es interne und externe Dynein-Griffe, die für die Umwandlung von ATP in notwendig sindmechanische Energie.
Schlüsselrolle bei der Räumung
Die Schlüsselrolle bei der mukoziliären Clearance ist nicht nur die koordinierte Arbeit der Zilien, sondern auch ihre Schlagfrequenz (BFR). Einigen Berichten zufolge beträgt sie bei Erwachsenen 3-15,5 Hz, bei Kindern liegt die NBR zwischen 9 und 15 Hz.
Einige Autoren sagen jedoch, dass dieser Indikator nicht vom Alter abhängt. Nur ist der NBR in den peripheren Atemwegen geringer als beispielsweise in Luftröhre, Nasenhöhle und Bronchien. Eine Abnahme der Temperatur kann zu einer Verlangsamung der Flimmerhärchen führen. Während der Experimente stellten die Wissenschaftler fest, dass sich die Zilien bei einer Temperatur von 37 ° C so aktiv wie möglich bewegten.
Was zu Verstößen führen kann?
Eine beeinträchtigte mukoziliäre Clearance kann aus einer Schädigung des Abwehrmechanismus der Atemwegsschleimhaut resultieren. Dazu gehören sowohl angeborene (primäre Ziliendyskinesie) als auch erworbene Störungen (durch Infektion). Solche Schäden können zu einem vollständigen Stillstand der Zilienbewegung oder einer Abnahme der NBR führen.
Forschungsmethoden
Bis heute ist es möglich, den Zustand der mukoziliären Clearance (was es ist, haben wir bereits erklärt) mit verschiedenen Methoden zu untersuchen. Dazu gehören:
- Kohletest;
- Saccharintest;
- Radioaerosol-Methode;
- Test mit farbigen Polymerfilmen.
Durch Abkratzen der Schleimhäute kann man auch direkt die Motorik des Flimmerepithels untersuchen.
Die einfachste Probe von Flimmerepithel kann aus der Nasenschleimhaut gewonnen werden. Das Material kann mit einer zytologischen Bürste entnommen werden, es ist jedoch bequemer, mit einem speziellen Einweg-Plastiklöffel zu kratzen. Der Vorteil dieser Methode ist nicht traumatisch, ebenso wie die Möglichkeit, Material aus einem bestimmten Bereich ohne Anästhesie zu gewinnen.
Der Zustand der Flimmerepithelfunktionen wird durch den folgenden Algorithmus bewertet:
- betrachte zunächst das Gesamtbild der Flimmerhärchenbewegung: wie viele bewegliche Zellen befinden sich im Sichtfeld;
- als nächstes werden die durchschnittliche und maximale NBR berechnet;
- bewerte dann die Synchronität und Amplitude der Zilienbewegung;
- danach erfolgt dank spezieller Programme eine genauere Analyse (Anzahl der Flimmerhärchen pro Zelle, Länge, Abweichungswinkel etc.).
Manchmal wird ein Saccharintest durchgeführt. Dazu muss eine Saccharin-Tablette in vier Teile geteilt werden und den Stücken eine abgerundete Form geben. Ein Stück Saccharin wird auf die untere Nasenmuschel mit einer Einkerbung von cm vom vorderen Ende platziert. Danach ist es notwendig, die Zeit vor dem Auftreten eines süßen Gefühls im Mund zu erkennen. Als üblich gelten 10 bis 15 Minuten.
In letzter Zeit wurde der Radioaerosol-Forschungsmethode viel Aufmerksamkeit geschenkt. Es ermöglicht mit einer speziellen Gammakamera die Ausbreitung und Entfernung des vorinhalierten Radiopharmakons zu beobachten.
Die benannte Methode ermöglicht es Ihnen, angemessenum den Clearance-Zustand in verschiedenen Teilen der Lunge zu charakterisieren. Aber es ist sehr schwierig, es in die Praxis umzusetzen, da es an speziellen Labors, einer spezialisierten Inhalationseinheit, Aerosolen und geschultem Personal mangelt. All dies erfordert einen hohen finanziellen Aufwand. Vergessen Sie außerdem nicht, dass die Strahlenbelastung eine sehr nachteilige Wirkung auf den menschlichen Körper hat.
Klinische Studienergebnisse
Was ist mukoziliäre Clearance bei Kindern? Studien haben ergeben, dass die meisten Kinder mit Asthma bronchiale und allergischer Rhinitis eine normale Saccharinzeit hatten und manchmal sogar beschleunigt wurden. Der Durchschnitt beträgt 6 Minuten.
Die durchschnittliche FRR bei Kindern mit Asthma bronchiale lag bei 6-7 Hz, das Maximum bei etwa 10 Hz. Der Vergleich der Indikatoren bei Kindern mit Asthma bronchiale mit leichtem oder mittlerem Schweregrad der Erkrankung ergab keine statistisch signifikanten Unterschiede.
Bei der Untersuchung der mukoziliären Clearance (wir haben dieses Phänomen beschrieben) bei Patienten mit bronchopulmonaler Pathologie wurde festgestellt, dass der Zustand der MCT vom Vorhandensein einer bronchialen Obstruktion sowie von der Form der Entzündung abhängt: akut oder chronisch.
Die Untersuchung des Clearance-Status ermöglicht es Ihnen also, das Vorhandensein und den Schweregrad einer mukoziliären Insuffizienz zu erkennen. Darüber hinaus hilft es bei der Auswahl einer geeigneten Behandlung und schließlich bei der Beurteilung der Verbesserung der mukoziliären Clearance durch die gewählte Therapie.
