Кашель у детей (патофизиология, клиническая интерпретация, лечение)
Шрифт:
Условием нормального функционирования мукоцилиарной транспортной системы легких является образование трахеобронхиального секрета (слизи). Этот секрет сложный по своему составу. Он образуется, продуцируется как совокупный продукт секреторной деятельности бокаловидных клеток эпителия, подслизистых желез трахеи и бронхов, а также клеток Клара – Гоблета (рис. 1). Обычно в трахеобронхиальном секрете обнаруживаются также клеточные элементы (альвеолярные макрофаги и лимфоциты), сурфактант, продукты дегенерации микроорганизмов и эпителиоцитов, а также плазменные компоненты, попадающие в него за счет экссудации или транссудации [9, 33, 89, 90].
Рис.
Трахеобронхиальный секрет выполняет различные функции. Во-первых, он способствует удалению инородных тел из ДП. Во-вторых, выполняет защитную функцию, угнетая жизнедеятельность бактерий за счет содержащихся в нем иммуноглобулинов и защитных факторов плазмы крови. В-третьих, способствует увлажнению вдыхаемого воздуха, поддержанию его нормальной температуры.
Трахеобронхиальный секрет характеризуется определенными физико-химическими свойствами – вязкостью, эластичностью, адгезивностью, от которых зависит его способность к текучести. По физико-химической структуре он представляет собой многокомпонентный коллоидный раствор, состоящий из двух фаз – растворимой, жидкой (золь) и нерастворимой, вязко-эластичной (гель).
Золь покрывает апикальные поверхности мукоцилиарных клеток и обволакивает непосредственно слизистую оболочку трахеобронхиального дерева. Толщина его составляет 2–4 мкм. Он представляет собой непрерывную подвижную пленку, расположенную на ресничках мерцательного эпителия. Золь продуцируется в бронхиолах и альвеолах. В состав золя входят электролиты, биологически активные вещества, ферменты, иммуноглобулины, которые обусловливают защитную функцию слизи. Именно в этом слое реснички мерцательного эпителия совершают свои колебательные движения и передают кинетическую энергию наружному слою трахеобронхиального секрета. Благодаря этому существенно укорачивается продолжительность возможного контакта микроорганизмов с клетками слизистых оболочек ДП, и, следовательно, значительно затрудняется внедрение возбудителей в трахеобронхиальный эпителий [9, 33, 89, 90].
Гель – верхний, наружный слой бронхиального секрета толщиной 2 мкм. Этот слой трахеобронхиального секрета более плотный, вязко-эластичный, нерастворимый, формируется в основном за счет муцинов – группы высокогликозилированных протеинов. Известно, что 5–10 % бронхиальной слизи составляют нейтральные и кислые гликопротеины, обусловливающие вязкость бронхиального секрета, что в значительной степени зависит от внутри- и межмолекулярных дисульфидных и водородных связей, разрушение которых приводит к уменьшению вязкости. Липиды составляют 0,3–0,5 % и представлены преимущественно фосфолипидами из альвеол и бронхиол [42, 85].
Гликопротеины геля формируют фибриллярную структуру, представляющую собой ячеистую сеть, «прошитую» водородными связями. Гель способен перемещаться, только если превышен предел текучести, т. е. тогда, когда разрываются связанные между собой ригидные цепи – поперечные дисульфидные и водородные связи [9, 33, 42, 89, 90].
В состав геля входят секреторные иммуноглобулины (Ig) – продукты транссудации плазменных компонентов.
IgA проявляет свою функциональную активность
ингибирование адгезии ряда микроорганизмов к респираторному эпителию, что препятствует массивной микробной контаминации слизистых оболочек и снижает риск развития респираторных инфекций;
активное участие в регуляции иммунного ответа;
усиление процесса фагоцитоза;
активация системы комплемента по альтернативному пути;
потенцирование антибактериальных эффектов лизоцима и лактоферрина;
угнетение активности NK-клеток и антителозависимой клеточной цитотоксичности.
Важным биологическим эффектом IgA является также его способность предотвращать репликацию вирусов и соединяться с тканевыми и чужеродными белковыми агентами, что приводит к их элиминации из циркуляции и предупреждению образования аутоантител.
В антимикробной защите дистальных отделов бронхиального дерева важная роль принадлежит IgG, основными биологическими эффектами которого являются опсонизация и взаимодействие с компонентами системы комплемента. Опсонизация стимулирует процесс фагоцитоза микроорганизмов при взаимодействии IgG с Fc-рецепторами на поверхности нейтрофилов, моноцитов, макрофагов и естественных киллеров [85].
Кроме того, в состав трахеобронхиального секрета входят [23, 24, 91]:
лизоцим, расщепляющий мукополисахариды и мукопептиды клеточной стенки большинства микробов; функционирует как муколитический фермент, обусловливая бактерицидный и антифунгицидный эффект;
лактоферрин – белок, способный связывать ионы железа, делая его недоступным для метаболизма железозависимых микроорганизмов, оказывая таким образом бактериостатическое действие и защищая ткани от повреждающего действия гидроксильных радикалов;
фибронектин, предотвращающий адгезию микроорганизмов;
интерфероны, обладающие антивирусной активностью.
В ДП взрослого человека продуцируется от 10–15 до 100–150 мл трахео-бронхиального секрета. Скорость выведения секрета из нижних ДП зависит не только от функциональной активности мерцательного эпителия, но и от реологических свойств самого секрета. В физиологических условиях трахео-бронхиальная слизь на 90 % состоит из воды, находящейся преимущественно в структурном комплексе с гликопротеинами, содержание которых в физиологических условиях не превышает 3–6 %. В норме за сутки транспортируется от 10 до 100 мл трахеобронхиального секрета, который, попадая в глотку, проглатывается или выкашливается [56].
Часть бронхиального секрета поступает в бронхи из альвеол преимущественно в виде фосфолипидов сурфактанта, синтезируемого в терминальных бронхиолах и альвеолах [23, 24]. Изменение физико-химического состава слизи ведет к нарушению ее физических характеристик, таких как вязкость, эластичность, текучесть, что может способствовать снижению уровня мукоцилиарного клиренса даже при сохраненной активности мерцательного эпителия, а также к мукоцилиарной дисфункции.
Эффект элиминации слизи из ДП достигается благодаря деятельности мерцательного эпителия, реснички которого постоянными колебательными движениями «выталкивают» слизь из воздухоносных путей в проксимальном направлении. Данный механизм санации ДП лежит в основе мукоцилиарного клиренса, который в сочетании с трахеобронхиальным эпителием является важным звеном системы местной защиты органов дыхания [23].