Физиология дыхательной слизистой оболочки носа

В соответствии с типом эпителия слизистой полости носа в ней выделяют дыхательный и обонятельный отделы. Анатомические и гистологические особенности дыхательной слизистой оболочки носа описаны ранее. В этой статье будут отражены современные данные о физиологии дыхательной слизистой оболочки.

Каждый день около 12 000 литров воздуха проходит через нос взрослого, где он подвергается гидратации и фильтрации. Нос имеет крайне важное значение в защите нижних дыхательных пути от повреждающего воздействия газов, аэрозолей и патогенных микроорганизмов. Кроме того, нос и околоносовые пазухи — область голосового резонанса и образования оксид азота (NO) для регуляции нижних дыхательных путей. И, наконец, нос действует как хемосенсорный орган, ответственный за запахи.

Функция клиренса (очистки)

Из вдыхаемого воздуха в носовом проходе фильтруется 95% частиц с диаметром более 15 мкм. Функция очистки пыльцы и пыли выражена значительно ниже. Вдыхаемые в виде аэрозолей жидкости задерживаются верхних дыхательных путях до 95% при носовом дыхании и  на 50% при дыхании через рот. Концентрация вдыхаемого газа, измеренная в легочных альвеолах, уменьшается до 6-10% при дыхании через рот и до 0,9% при дыхании через нос.

Чихательный рефлекс

Чихание направлено на устранение из носа частиц. Как правило, чихание  провоцируют инородные частицы в передних отделах носа, которые стимулируют рецепторы симпатических волокон, несущих информацию о боли в ганглии, следует вдох и внезапное сокращение брюшных и грудных мышц. Открывается гортань и капля жидкости или инородное тело выталкивается из носа со скоростью 50 м / с. Этот тип рефлекса может быть вызван при переходе от темноты к свету и называется фотический чихательный рефлекс.

Носослезный рефлекс

Носослезный рефлекс — результат химического или механического раздражения слизистой дыхательных путей носа с повышенной секрецией слезной железы. Рефлекс опосредуют волокна симпатической нервной системы и верхнечелюстной нерв слезной железы.

Неспецифические механизмы иммунной защиты

Статические и динамические механизмы (структура эпителия, конфигурация эндоназального воздушного потока) и регулируемые физические и химические механизмы (структура и содержание носовой слизи, мукоцилиарный клиренс, носовой цикл, экстравазация плазмы с помощью NO) помогают в иммунной защите. Эпителиальные клетки играют ключевую позицию в физическом барьере и являются главным ответственными клетками за поддержание мукоцилиарного транспорта. Дыхательная слизистая оболочка носа характеризуются высокой ферментативной активностью, в частности системы цитохрома Р450. Оксид азота производится в основном слизистой оболочкой синусов, освобождается на ее поверхности и оказывает бактерицидные эффекты в дыхательных путях.

Мукоцилиарный клиренс (МЦК)

Мукоцилиарный клиренс — это очистка верхних и нижних дыхательных путей при взаимодействии носовой слизи (НС) — соплей (около 200 г или 2 л/сут производится слизистой дыхательных путей) и биения ресничек мерцательного эпителия. Здесь очень важны как количество, структура и скоординированное биение ресничек, так и биохимические и физико-химические свойства слизи. НС (сопли) имеет слабую, гибкую, трехмерный сетку, образованную из линейных, гидратированных молекул муцина с дисульфидными связями и вторичными химическими связями между ионами. Предупреждение инфицирования полости носа обеспечивается слабокислой средой НС (соплей) — рН  5,5-6,5, малой емкостью слизи как химического буфера. Наличие отрицательно заряженных групп — гидроксильных (OH-) групп и олигосахаридных цепей, обеспечивают высоко гидратированную форму носовой слизи (соплей) и возможность образовывать неспецифические вторичные соединения с патогенами или ксенобиотиками. Вязкая упругость, клейкие и липкие свойства носовой слизи (соплей) определяются, в основном, гликопротеинами НС (соплей).

Мукоцилиарный клиренс достигает оптимального значения при 37°С и относительной влажности 100%. НС (сопли) покрывает слизистую слоем толщиной 10-15 мкм и состоит из двух слоев: нижний, жидкий, 6 мкм толщины (перициллюлярная жидкость)и верхний более вязкий — гелевая фаза. Гелевая фаза структурирована встроенным муцином. Высота слоев жидкости имеет огромный значение в эффективности МЦК. НС (сопли) содержит 90% воды и гликопротеины, а также ионы (таблица 1).

Сопли — производное подслизистых серозно-слизистых желез, бокаловидных клеток, транссудата плазмы крови (фильтрат плазмы), тканевой и слезной жидкостей. Благодаря транссудату большинство белков, обнаруживаемых в сыворотке крови, обнаруживаются в назальных секретах. В случаях локального воспаления, количество транссудата и соответствующих ему белков в соплях увеличивается.

Благодаря скоординированному, метахронному движению ворсинок, слой слизи перемещается со скоростью 2-25 мм / мин.  Цилиарная частота биений увеличиваться приповышении концентрации оксида азота или кальций-опосредованным стимулам, в то время как итерлейкин 13 Т хелперов 2  уменьшает частоту биений. Кроме того, уменьшает мукоцилиарный клиренс интенсивная физическая активность (биение ресничек потребляет АТФ).  Частицы, связанные со слизистым слоем, транспортируются по направлению к глотке. Второй поток от клиновидной пазухи направляется к хоане. В пределах околоносовых пазух мукоцилиарный клиренс всегда ориентирован на основное естественное отверстие, но обтекает вспомогательные.

Наряду с водой и электролитами в носовой слизи (соплях) в высокой концентрации могут быть обнаружены иммуноглобулины IgG и lg-А. Секреторный IgA является обязательным компонентом НС и может составлять до 50% её общего белка. Он секретируется в ткань из плазматических клеток, расположенных вблизи базальной мембраны. Секреторный IgA связывает и нейтрализует патогены.

Ig-G синтезируется плазматическими клетками подслизистого слоя носа и секретируется в ответ на выделение гистамина. В условиях нормы lg-М не обнаруживается, а уровни Ig-E ниже концентрации в сыворотке. Кроме того, в НС могут быть липиды (например, сурфактант (0,8%) и фермент карбоангидраза (1%).

Применение натрия-хлорида приводит к увеличению частоты биений ресничек и тем самым к улучшению мукоцилиарного клиренса. Концентрация соли имеет второстепенное значение. С другой стороны — в зависимости от патофизиологии — гипертонические растворы полезны при хроническом риносинусите, а изотонические (физиологические) растворы при остром синусите.