Ресничек мерцательного эпителия бронхов

Ресничек мерцательного эпителия бронхов thumbnail

Ресничек мерцательного эпителия бронхов

  • 30 Июня, 2019
  • Другие состояния
  • Светлана Семак

Трубка, по которой проходит воздух в легкие, называется трахеей. Она состоит из хрящевой ткани и частично из мышечной. У человека вся трубка состоит из 20 колец из хряща. Так как прямо за трахеей проходит пищеварительный канал, задняя стенка должна быть более мягкой. Поэтому она состоит из мышц.

Внутри трахеи присутствует особый эпителиальный слой, покрытый движущимися ворсинками. Какую функцию выполняют ворсинки эпителия? Они служат так называемым «фильтром».

Трахея и ее мерцательный эпителий

Трахея начинается в области 6 шейного позвонка. В грудном отделе позвоночника (на уровне 5 грудного позвонка) она делится на 2 части — правый и левый бронх. Это разделение называется бифуркация. Далее бронхи разделяются на множество мелких бронхиол.

Строение бронхов

Внутри самой трахеи и каждого бронха есть особый слой — мерцательный эпителий. Этот слой состоит из миллиардов маленьких живых ворсинок. Какую функцию выполняют ворсинки мерцательного эпителия трахей? Мелкие ворсинки защищают наши легкие от заражений. Их задача для всего организма крайне важная. Попадающие частицы пыли оседают на них и не проходят дальше, в бронхи.

Какую функцию выполняют ворсинки мерцательного эпителия трахей?

Главное назначение эпителия, устилающего всю поверхность бронхов — это выведение всех ненужных микрочастиц из органов дыхания. Все, что попадает с воздухом через нос — это микробы, пыль, грибки, частицы ворса — все оседает на ворсинках и с их помощью выводиться с помощью чиханья. Частицы также попадают в нос, смешиваются там со слизью и выводятся с секретом носовых пазух (со слизью).

ворсинки в бронхах

Ворсинки мерцательного эпителия трахей движутся всегда снизу вверх. Они находятся в постоянном движении, так как любая, попавшая в легкие бактерия, может там размножиться в считанные часы и привести к бактериальному воспалению. Эпителий, покрывающий ворсинки — это абсолютная слизь. В одном из слоев находятся железы, постоянно вырабатывающие эту защитную субстанцию.

Питание ворсинок микроэлементами

Эпителий — это особая ткань в организме живого существа, состоящая из эпителиоцитов. Между клетками-эпителиоцитами нет соединительной ткани. Они плотно прилегают друг к другу. Разделяют 2 слоя клеток эпителия: базальный и апикальный. Мерцательный эпителий также состоит из этих 2 слоев клеток.

Работа бронхов

Сами ворсинки не имеют кровеносных сосудов для питания. Все необходимые вещества — воздух, питательные элементы — все это попадает к ним через предлежащий базальный слой. А к нему подходит соединительная ткань, которая вся пронизана кровеносными сосудами.

Если площадь покрытия ворсинками сократится, то самоочищение бронхолегочных путей будет нарушено. Увеличивается риск попадания в альвеолы вредных частиц, газов и бактерий. А когда эти вредные вещества все же попадают в те отделы, где проходит основной газообмен, то уровень интоксикации организма постепенно возрастает.

Нарушения эпителия при курении

В первую очередь при вдыхании табачного дыма страдает очистительная функция верхних дыхательных путей. Вредные вещества, попадающие в носоглотку и далее в бронхи и бронхиолы, уничтожают реснички эпителия.

Нормализация дыхания после отказа от курения

Какие вещества тому способствуют?

  • синильная кислота;
  • двуокись азота;
  • акролеин;
  • формальдегиды.

Вспомним, какую функцию выполняют ворсинки мерцательного эпителия трахей? Очистительную. Но когда все эти вещества разрушают эпителий с ворсинками, микрочастицы пыли затем беспрепятственно попадают в альвеолярные мешки и вызывают бронхиты и воспаления.

Курение также снижает все защитные рефлексы бронхов. Значительно повышается порог рефлекса на аспирацию твердых частиц и мелких капель воды. А также заядлый курильщик через 20-30 лет жизни с вредной привычкой рискует заболеть раком во много раз больше, чем тот, кто не имеет этой привычки.

Профилактика бронхитов

Как сохранить надолго целостность мерцательного эпителия? Эти ворсинки постоянно «трудятся». Они способны нас защищать всю жизнь. Но вредные факторы: плохая экология и курение губят их.

Если человек курит, слизистая его бронхов постоянно находится в воспаленном состоянии. Любая простуда или бронхит ухудшает состояние. Чтобы не обрести хронический бронхит, необходимо беречься от переохлаждения. В период простуды и некоторое время после не курить вообще. В качестве профилактики бронхитов и воспалений ходить на прием к пульмонологу — врачу, занимающемуся лечением легких и бронхов.

Выводы

Очень опасно попадание в легкие частиц менее 2, 5 мкм. При их попадании в бронхи специальные реснички защитного эпителия их выводят из организма. Итак, какую функцию выполняют ворсинки мерцательного эпителия трахей? Защитную.

Но вдыхание сигаретного дыма, даже пассивными курильщиками, приводит к умерщвлению этого защитного слоя. И в будущем эпителий или остается очень скудным по площади, или совсем исчезает. Вследствие этого снижаются защитные рефлексы организма, и он подвергается заражению бактериями и интоксикации от вредных микрочастиц и газов. Этот факт говорит о том, что заботиться о состоянии трахеи и бронхов нужно не меньше, чем о состоянии других органов.

Источник

Легкие, как известно, постоянно контактируют с внешней средой. Достаточно сказать, что за минуту через них проходит около 100 литров воздуха. В процессе эволюции сформировался сложный комплекс защитных механизмов, обеспечивающих обезвреживание и выведение из дыхательных путей попавших туда с воздухом инородных частиц.

Читайте также:  Как очистить бронхи от мокроты народные средства

Коэффициент полезного действия защитных механизмов весьма высок, благодаря чему воздух в легкие поступает, как правило, оптимальной температуры и очищенный от вредных примесей.

Первая линия защиты — полость носа, где воздух согревается, увлажняется и где оседает часть содержащихся в нем пылевых частиц.

Слизистая оболочка носа и воздухоносных путей — трахеи, бронхов, бронхиол — выстлана так называемым мерцательным эпителием. Клетки его снабжены ресничками, которые все время колеблются, совершая движения, напоминающие взмахи руки пловца. Из горизонтального положения каждая ресничка быстро переходит в вертикальное (фаза удара), а затем снова занимает исходное положение (фаза обратного движения). Первая фаза по времени втрое короче второй. Волнообразные движения ресничек во всем эпителиальном пласте строго координированы и передаются окружающей полужидкой среде — бронхиальному секрету. Это продукт слизистых желез и бокаловидных клеток эпителия, расположенных в стенке бронхов. В норме этот секрет делится на два слоя — нижний, жидкий, и верхний — более плотный и вязкий.

Реснички хорошо функционируют только в жидкой части секрета. А верхний, вязкий слой склеивает инородные частицы и как своеобразный паром продвигается ресничками по направлению к глотке в среднем со скоростью 4 — 8 сантиметров в секунду.

Под влиянием раздражающего фактора, а им могут быть дым, пыль, микробы, образование секрета увеличивается. Это биологически оправдано и полезно. Когда устраняется раздражающий фактор, секреция нормализуется.

Деятельность мерцательного эпителия зависит от многих обстоятельств.

В условиях нормальной температуры и влажности ритм колебаний ресничек оптимальный — 160—200 в минуту. При повышении температуры воздуха он ускоряется, но, конечно же, до определенного предела. Если температура тела человека значительно повышена, скажем, до 41 градуса, скорость колебательных движений ресничек снижается. И при охлаждении тела они двигаются медленнее.

Особенно чутко реагируют реснички на изменение вязкости бронхиального секрета. Если вязкость повышается, они быстро «утомляются» и перестают двигаться. При таких воспалительных заболеваниях, как трахеит, бронхит, мерцательный эпителий может даже частично погибнуть. Аналогичными последствиями грозит и вдыхание некоторых химических веществ. На тех участках, где мерцательный эпителий погиб, появляются клетки, лишенные ресничек. И тогда затрудняется выведение бронхиального секрета, он застаивается, а это создает благоприятные условия для развития инфекции.

Изучая деятельность мерцательного эпителия, ученые выяснили, что реснички работают автономно, самостоятельно. Направление их колебательных движений как бы раз и навсегда запланировано. Экспериментаторы пробовали раздражать те или иные центры головного и спинного мозга, пытаясь изменить движение ресничек, вводили с этой целью подопытному животному внутривенно фармакологические препараты. Но не получили желаемого результата.

Был проведен и такой эксперимент. У собак отделяли маленькие участки слизистой оболочки трахеи, не лишая их связи с нервами и сосудами. Через небольшой срок эту «заплатку», повернутую как бы задом наперед, приживляли на том же месте. И что же? В то время как реснички слизистой оболочки трахеи колебались снизу вверх, мерцательный эпителий «заплатки» сохранял прежнее направление своих движений, теперь уже противоположное общему движению. Такая ситуация, созданная искусственно, лишь подтверждает постоянство автоматизма деятельности мерцательного эпителия, что весьма важно. Например, если человек по тем или иным причинам теряет сознание, автономно функционирующий мерцательный эпителий продолжает работать и защищать легкие.

Его очистительная функция при необходимости подкрепляется усиленным выдохом, кашлем, что способствует удалению мокроты, посторонних веществ, попавших в дыхательные пути.

Многочисленные экспериментальные исследования и клинические наблюдения убедительно свидетельствуют: устойчивость организма к возбудителям различных заболеваний во многом определяется надежностью мерцательного эпителия. Сохранению его функции способствует свободное носовое дыхание. В холодную погоду воздух в носу, как уже говорилось, согревается, в сухую жаркую — увлажняется. При необходимости слизистая оболочка носа за сутки способна продуцировать 750 миллилитров жидкого секрета. Но и этого количества становится мало, если постоянно дышать чрезмерно сухим воздухом.

В жаркую погоду можно усилить выделение секрета, употребляя больше жидкости. Если в помещении воздух сухой, целесообразно пользоваться увлажнителями.

Работая на открытом воздухе зимой, надо стараться дышать носом, особенно в сильный мороз, и периодически обогреваться в бытовках.

К сведению курильщиков: самым губительным образом действуют на органы дыхания, и на мерцательный эпителий в том числе, никотин и другие содержащиеся в табачном дыме вещества. Поэтому отказ от курения—одно из главных условий нормальной деятельности защитного мерцательного эпителия.

Конечно, не только мерцательный эпителий стоит на страже нормальной деятельности дыхательного аппарата. Если инфекция, миновав трахею, бронхи, достигает легочных альвеол, вступают в действие макрофаги. Эти клетки, их еще называют альвеолярными фагоцитами, обволакивают, пожирают микробов и инородные частицы. В этом им помогают вырабатываемые слизистой оболочкой бронхов энзимы (ферменты), растворяющие микробов.

В очищении легких участвует и лимфатическая система. С лимфой пылевые частицы и микробы уносятся из альвеол.

Источник

// Главная arrowЗаписная книжка Лекаря arrow Секреты дыхательных путей

дыхательные путиЗаболевания дыхательных путей, в том числе и профессиональные, одна из серьезных проблем нашего времени.

Читайте также:  От бронхов лечить небулайзером

Широко известные болезни органов дыхания — пневмония, бронхит, бронхиальная астма, ателектаз (спадение легочной ткани и развитие воспалительных процессов в невентилируемых ее участках), эмфизема легких, бронхоэктазия, абсцесс легких и многие другие — нередко начинаются с нарушений в работе клеток эпителия (покровной ткани), которым выстланы дыхательные пути. И клетки и эпителий называются мерцательными.

Но прежде чем рассказывать о них, несколько слов об органах дыхания человека. Этот совершенный аппарат газообмена согревает поступающий в организм воздух до температуры тела, увлажняет его и отфильтровывает микроорганизмы, пыль, копоть и другие биологические и механические примеси. Воздух через нос, носоглотку и гортань, минуя широко раскрытые связки, направляется в трахею, а затем по крупным и средним бронхам достигает бронхиол и альвеол. Бронхи очень подвижны: на вдохе они расширяются и удлиняются, на выдохе сужаются и сокращаются. Эти ритмичные движения способствуют выведению слизи из глубоких отделов наружу.

За время вдоха холодный воздух проходит довольно короткий участок дыхательных путей (причем с немалой скоростью — 150—180 сантиметров в секунду), но и этого оказывается достаточно, чтобы кровеносные сосуды слизистой оболочки дыхательных путей, главным образом носа, согрели его. Если же, напротив, температура атмосферного воздуха выше требуемой, то слизистая оболочка, обильно испаряя влагу со своей поверхности, снижает ее.

Вдыхаемый воздух должен быть хорошо увлажнен. Эту работу выполняют многочисленные железки и бокаловидные клетки слизистой оболочки. На каждый квадратный сантиметр слизистой носа приходится до 100 слизистых желез. Взрослый человек выделяет через легкие примерно пол-литра жидкости в сутки.

Еще один важный аспект деятельности дыхательных путей. В воздухе постоянно циркулируют газообразные, твердые или жидкие примеси. Особенно, в воздухе городов. Городской воздух — это практически аэрозоль, концентрация пылинок в котором достигает более 10 тысяч частиц в одном кубическом сантиметре. В накуренном помещении в кубометре воздуха содержится до 100 мг дыма. По последним данным, в США выделяется в атмосферу от сжигания нефти в год: углекислого газа — 2,7 биллиона, окиси углерода — 15 миллионов и окисла серы — 19 миллионов тонн. А отходы промышленности и сжигаемый уголь составляют примерно 7 и 5 миллионов тонн в год соответственно пыли и частиц золы (пепла).

Легкие «перелопачивают» в среднем 10—12 тысяч литров воздуха в сутки. Дыхательные пути фильтруют его, отделяя твердые и жидкие примеси. Грубые частички улавливаются уже в носу. Частички диаметром до 5 микрон (тысячных долей миллиметра) проникают с потоком воздуха глубже и оседают в бронхиальном дереве, а еще меньшие частицы — в легочных альвеолах. И если бы дыхательные пути не обладали способностью самоочищаться, выводить пыль обратно, то за несколько дней они были бы полностью закупорены и человек погиб бы от удушья.

Каким же образом выводится пыль? Эту работу выполняет мерцательный эпителий, покрывающий слизистую оболочку дыхательных путей от носа до мельчайших бронхиол. Мерцательные клетки — настоящие «дворники» органов дыхания. Без устали, днем и ночью, всю жизнь «выметают» они посторонние примеси, освобождая дорогу воздуху в самые дальние альвеолы.

Каждая клетка эпителия мерцает с частотой 100 и более ударов в минуту. На мерцательной клетке, на ее свободной поверхности, как бы растут мерцательные волоски-реснички. Это тонкие нитевидные образования длиной до 10 микрон. У каждой клетки десятки ресничек. Оболочка реснички — это, по сути, продолжение оболочки клетки. Движение реснички заложено в самой биологической сущности клеток, в их обменных процессах. Большое значение имеет эластичность реснички и поверхностное ее натяжение. С физической точки зрения ресничку можно представить себе как некую жидкость, стремящуюся принять форму шара. Однако этому противодействует скелет реснички, ее плотная осевая часть.

Какова же ультраструктура реснички? Предполагают, что она образована из девяти периферийных фибрилл — соединительнотканных образований. Жесткость реснички в движении приписывают двум центральным фибриллам, хотя нельзя исключить и тургор — внутреннее давление, действующее на ее оболочку.

Реснички на мерцательных клетках дыхательных путей тесно сцеплены наподобие ворса в ковре, поэтому детально изучить их движение в отдельности чрезвычайно трудно. Для них типично колебание в одной плоскости. Движение ресничек отдельной клетки и всего эпителиального пласта строго координировано: каждая предыдущая ресничка в фазах своего движения опережает на определенное время последующую. Поэтому поверхность мерцательного эпителия ходит волнами, мерцает (отсюда и название), напоминая хлебное поле, волнуемое ветром. Отдельные клетки, выделенные из мерцательного пласта, в подходящих условиях движутся также вполне координирование. Каждая из них представляет собой автономную единицу, работа которой строго согласована с работой всех других клеток мерцательного поля. В свою очередь (и одновременно), сама клетка координирует автоматические движения ресничек.

Нервная система организма, конечно, оказывает свое влияние и на функции ресничек, и на согласованность работы мерцательного ноля. Но и изолированная от нее мерцательная клетка действует автоматически. Мерцательный эпителий долго может жить после смерти организма. Полиостью изолированный кусочек мерцательного эпителия сохраняет моторную, двигательную функцию до нескольких суток. Этим лишний раз демонстрируется автоматизм работы клеток.

Читайте также:  Нормализация слизи в бронхах

Как и угловая скорость верхушки реснички, движение, вызванное деятельностью мерцательного поля, довольно замедлено — от 0,5 до 3 сантиметров в минуту. Несмотря на свою ничтожную величину, мерцательные волоски могут передвигать сравнительно крупные частицы, заметные даже для невооруженного глаза. Так, мерцательный эпителий пищевода лягушки, растянутый горизонтально, легко перемещает пятиграммовый груз, медленнее — десятиграммовый, а уже 15 граммов движутся едва заметно.

При нарушениях функции мерцательного эпителия в участках угнетения его активности (пылью, газами, аллергенами, бактериями или вирусами), особенно в местах перерождения клеток, слизистая оболочка перестает удалять инородные частицы и продукты секреции, резко снижается ее устойчивость к инфекции, слизь застаивается, создаются благоприятные условия для заболеваний. Слизь, подсыхая, образует плотные пробки, закупоривающие просветы бронхов. Воздух в глубины легких не проходит. А оставшийся там рассасывается. Это и приводит к ателектазу.

Здоровый же мерцательный эпителий активно препятствует развитию инфекционного воспалительного процесса. Прежде всего на это направлена очищающая функция эпителиального покрова. Попадающие на поверхность слизистой оболочки носа частицы движутся по ней, как по эскалатору, со средней скоростью 10 эпителиальных клеток в секунду. Болезнетворный агент соприкасается с одной клеткой, таким образом, не долее 0,1 секунды, а этого времени ему, по расчетам, слишком мало, чтобы успеть повредить здоровую клетку.

Как же помочь слизистой оболочке выполнять свою сложную, многогранную функцию? Особенно это важно для профилактики и лечения профессиональных заболеваний. Ведь на производствах, где много пыли, нагрузка на мерцательный эпителий слишком велика. А угольная пыль, если не принять мер, может вызвать, скажем, пневмокониоз. Защитные рефлексы слизистой оболочки гортани надежно перекрывают доступ в дыхательные пути воде в ее обычном состоянии, лекарственным растворам, эмульсиям. Любые частицы, жидкие или твердые, размером более 50 микрон заставляют голосовые связки смыкаться, вызывают сильный кашель.

Как же в таком случае произвести лечебное или профилактическое промывание дыхательных путей? Для этого успешно используются аэрозоли минеральной, морской или простой воды. Мельчайшие ее капельки в виде тумана проходят вместе с воздухом через барьеры рефлексов гортани во все участки дыхательных путей, оседают на слизистой оболочке. Аэрозоли водных растворов растворяют густую слизь и корочки, освобождают замурованные в них мерцательные реснички, увлажняют вдыхаемый воздух, нейтрализуют вредные химические вещества, проникшие и осевшие в дыхательных путях. Так как слизь в основном белковой природы, то к аэрозолям добавляются протеолитические (растворяющие белки) ферменты: трипсин, хемопсин, лидаза, ацетилцистеин и другие. Ферменты расщепляют белок на легко растворимые в воде аминокислоты, и мерцательный эпителий легко выводит их из дыхательных путей. Больной с упорным сухим кашлем, возникающим на почве закупорки дыхательных путей слизью, пробками, корочками, после курса ингаляций такими аэрозолями испытывает огромное облегчение: прекращается кашель, дыхание становится глубоким и свободным.

Для активного воздействия на инфекцию, бактериальную или вирусную, применяют аэрозоли антибиотиков, сульфаниламидов, нитрофуранов, антисептиков, интерферона. При этом в органах дыхания создаются высокие концентрации препарата, подавляющие рост бактерий и развитие вирусов. Токсическое действие инфекции на мерцательные клетки ликвидируется, и они выводят из органов дыхания убитые или подавленные микроорганизмы и вирусы. Лекарственный аэрозоль действует на очаг поражения эффективнее и экономнее, чем лекарство, принятое внутрь, или инъекции.

Использование аэрозолей особенно эффективно для профилактики и лечения профессиональных заболеваний. Многие шахты и другие подобные им крупные предприятия располагают хорошо оснащенными профилакториями и санаториями, в которых медики зорко следят за здоровьем рабочих и инженерно-технических работников.

Ученые установили: если шахтеры за 5—10 минут до и после работы в шахте получают ингаляции соляно-щелочных и йодистых растворов, то профессиональная заболеваемость резко снижается, усиливается функция мерцательного эпителия, меньше оседает пыли в дыхательных путях и легких, предупреждается кашель. Такая профилактика экономит производству рабочие ресурсы.

дыхательные пути

Эпителий состоит из мерцательных клеток, имеющих на поверхности 20 — 30 постоянно колеблющихся ресничек.

Ресничка состоит из двух осевых стержней и девяти опорных фибрилл: вверху — под электронным микроскопом, внизу — схематический разрез одной реснички (1 — фибриллы, 2 — осевая часть).

реснички

Расстояние между ресничками (в микрометрах) 1,5, толщина реснички — 0,3, высота — 10 (слева).
Основной физиологический элемент, очищающий дыхательные пути от попавших в них с воздухом примесей,— мерцательный эпителий. Им покрыта вся поверхность внутренней стенки дыхательных путей (справа).

Две фазы движения реснички

Две фазы движения реснички: активного удара и возврата в исходное положение.

инородные примеси

Огромное количество бокаловидных клеток и слизистых желез выделяет до 500 мл жидкости, стимулирующей мерцательную функцию и удаление инородных примесей из дыхательных путей (на фотографии одна из них).

дыхательные пути

дыхательные пути

При ингаляции лечебных аэрозолей частицы в зависимости от своих размеров могут проникать в более глубокие отделы дыхательных путей (справа) или оседать в верхних отделах (слева).

Доктор медицинских наук С. Эйдельштейн, кандидат медицинских наук Е. Цивинский.

Источник