Функции и связанные с эти биохимические особенности эпителия воздухоносных путей
Главная функция дыхательной системы — снабжение организма кислородом и выведение углекислого газа. При этом дыхательные пути обеспечивают проведение, согревание, увлажнение и очистку вдыхаемого воздуха, а газообмен происходит в респираторном отделе легких.
Внутренняя поверхность дыхательных путей покрыта тонким слоем слизи. Слизь имеет в своем составе растворенные в воде ионы Na+, Cl-, K+, Ca2+, муцины, сульфатированные протеогликаны, сурфактант, лизоцим, лактоферрин и секреторный IgA. Разные компоненты слизи синтезируются в разных отделах дыхательных путей и даже в респираторном отделе легких (вода, ионы, сурфактант), источником муцинов являются подслизистые железы.
14. Факторы, влияющие на мукоцилиарный клиренс. Неспецифические факторы защиты дыхательных путей: лизоцим, лактоферрин, иммуноглобулины, интерферон. Участие эпителия в неспецифической противовирусной защите дыхательных путей
а. Клиренс ингалируемых частиц
На него влияют: 1) реология слизи; 2) адгезивность слизи; 3) биение ресничек реснитчатого эпителия.
б. Реология слизи
Реологические свойства (текучесть) слизи определяются соотношением между сульфатированных протеогликанов и концентрацией ионов Ca2+. Повышение [Ca2+] в слизи нарушает текучесть слизи. Синтез сульфатируемых протеогликанов регулируется витамином ретиноевой кислотой, поэтому предшественника ретиноевой кислоты (ретинола) приводит к нарушению клиренса слизи, размножению бактерий и воспалению.
в. Адгезивность слизи
прямо пропорциональна содержанию Cl- и сурфактанта.
Поверхностный эпителий тонко регулирует реологические и адгезивные свойство слизи благодаря избирательной реабсорбции ионов, секрецией сурфактанта и паракринной регуляции подслизистых желез.
г. Биение ресничек
Слизь постоянно перемешивается благодаря биению ресничек реснитчатого эпителия.
Дыхательные пути следует рассматривать как реабсорбирующий участок (с максимумом реабсорбции в носоглотке), а респираторный отдел легких — как секретирующий. Поэтому направленный ток жидкости из нижних отделов в верхние обусловлен исключительно распределением секретирующих и реабсорбирующих элементов.
д. Подслизистые железы
Подслизистые железы обнаруживаются в дыхательных путях содержащих хрящ. Они содержат клетки 4 типов: серозные клетки, мукоциты, поверхностные эпителиоциты и камбиальные клетки.
Серозные клетки
Фундальная часть железы представлена серозными клетками секретирующими ионы Cl- и Na+, воду, лизоцим, лактоферрин и секреторный IgA. Секреция начинается с открытия Cl--канала дефектного при муковисцидозе (CFTR). Поступающий в просвет железы ионы Cl- обеспечивают трансэпителиальную разность потенциалов для парацеллюлярного транспорта ионов Na+. Вода поступает в просвет железы трансцеллюлярно.
Структура, механизм секреции ионов Cl- изучается. Установлено, что функция CFTR не ограничивается транспортом ионов. CFTR регулирует синтез и секрецию серозными клетками сульфатированных протеогликанов. Степень сульфатирования регулируется CFTR и ретиноевой кислотой.
Серозные клетки секретируют фермент лизоцим, расщепляющий клеточную стенку бактерий, и гликопротеин лактоферрин, связывающий ионы железа. Ионы железа появляются в слизи при разрушении эпителиоцитов и бактерий, а поскольку свободное железо токсично для клеток, то лактоферрин необходим для его нейтрализации.
Мукоциты
Мукоциты синтезируют муцины конденсированные с ионами Ca2+. Секреция муцинов регулируется CFTR.
Таким образом, Cl--канал CFTR сочетает в себе свойства анионного канала и внутриклеточного регулятора. CFTR активируется в ответ на внутриклеточный синтез цАМФ и повышение [Ca2+]i.