Clairance mucociliaire - Mucociliary clearance

Clairance mucociliaire
Épithélium bronchiolaire 1 - SEM.jpg
Épithélium cilié dans les bronches avec de courtes microvillosités sur les cellules non ciliées
Des détails
Système Système respiratoire
Identifiants
Engrener D009079
Terminologie anatomique

La clairance mucociliaire ( MCC ), le transport mucociliaire ou l' escalator mucociliaire , décrit le mécanisme d' auto-nettoyage des voies respiratoires dans le système respiratoire . C'est l'un des deux processus de protection des poumons pour éliminer les particules inhalées, y compris les agents pathogènes, avant qu'elles ne puissent atteindre les tissus délicats des poumons. L'autre mécanisme de dégagement est assuré par le réflexe de la toux . La clairance mucociliaire joue un rôle majeur dans l'hygiène pulmonaire .

L'efficacité du MCC repose sur les propriétés correctes du liquide de surface des voies respiratoires produit, à la fois de la couche de sol périciliaire et de la couche de gel de mucus sus-jacente , ainsi que du nombre et de la qualité des cils présents dans la muqueuse des voies respiratoires . Un facteur important est le taux de sécrétion de mucine . Les canaux ioniques CFTR et ENaC travaillent ensemble pour maintenir l'hydratation nécessaire du liquide de surface des voies respiratoires.

Toute perturbation du fonctionnement étroitement régulé des cils peut provoquer une maladie. Des troubles de la formation structurale des cils peuvent provoquer un certain nombre de ciliopathies , notamment la dyskinésie ciliaire primitive . L'exposition à la fumée de cigarette peut provoquer un raccourcissement des cils.

Une fonction

Dans la partie supérieure des voies respiratoires, les poils nasaux des narines piègent les grosses particules et le réflexe d'éternuement peut également être déclenché pour les expulser. La muqueuse nasale emprisonne également les particules empêchant leur entrée plus loin dans le tractus. Dans le reste des voies respiratoires, des particules de différentes tailles se déposent le long de différentes parties des voies respiratoires. Les plus grosses particules sont piégées plus haut dans les grosses bronches . À mesure que les voies respiratoires deviennent plus étroites, seules les plus petites particules peuvent passer. Les ramifications des voies respiratoires provoquent des turbulences dans le flux d'air à toutes leurs jonctions où des particules peuvent alors se déposer et elles n'atteignent jamais les alvéoles . Seuls de très petits agents pathogènes peuvent pénétrer dans les alvéoles. La clairance mucociliaire a pour fonction d'éliminer ces particules et également de piéger et d'éliminer les agents pathogènes des voies respiratoires, afin de protéger le délicat parenchyme pulmonaire, et également de fournir une protection et une humidité aux voies respiratoires.

La clairance mucociliaire participe également à l'élimination pulmonaire , qui, avec l' expiration, élimine les substances déchargées des capillaires pulmonaires dans l'espace alvéolaire.

Micrographie électronique à balayage des cils dépassant de l'épithélium respiratoire de la trachée impliqués dans la clairance mucociliaire.

Composants

Dans le tractus respiratoire , de la trachée aux bronchioles terminales , le revêtement est de l' épithélium respiratoire qui est ciliées . Les cils sont des structures microtubulaires ressemblant à des cheveux sur la surface luminale de l' épithélium . Sur chaque cellule épithéliale, il y a environ 200 cils qui battent constamment à une vitesse comprise entre 10 et 20 fois par seconde.

Les cils sont entourés d'une couche de liquide périciliaire (PCL), une couche de sol recouverte d'une couche de gel de mucus . Ces deux composants constituent le liquide de revêtement épithélial (ELF), également connu sous le nom de liquide de surface des voies respiratoires (ASL), dont la composition est étroitement régulée. Les canaux ioniques CFTR et ENaC travaillent ensemble pour maintenir l'hydratation nécessaire du liquide de surface des voies respiratoires. Un facteur important est le taux de sécrétion de mucine . Le mucus aide à maintenir l'humidité épithéliale et piège les particules et les agents pathogènes se déplaçant dans les voies respiratoires, et sa composition détermine le bon fonctionnement de la clairance mucociliaire.

Mécanisme

Au sein de la fine couche de liquide périciliaire, les cils battent de manière coordonnée en direction du pharynx où le mucus transporté est soit avalé, soit craché. Ce mouvement vers le pharynx se fait soit vers le haut depuis les voies respiratoires inférieures, soit vers le bas depuis les structures nasales évacuant le mucus constamment produit.

Chaque cil mesure environ 7 µm de long et est fixé à sa base. Son rythme comporte deux parties, le coup de puissance, ou coup effecteur, et le coup de récupération. Le mouvement des cils s'effectue dans le liquide périciliaire dont la profondeur est un peu plus courte que la hauteur d'un cil étendu. Cela permet aux cils de pénétrer dans la couche muqueuse pendant son extension complète dans la course effectrice, et de propulser le mucus de manière directionnelle, loin de la surface cellulaire. Dans la course de récupération, le cil se plie d'un bout à l'autre, le ramenant au point de départ pour la prochaine course de puissance. Les cils de retour se courbent pour s'immerger complètement dans le LCP ce qui a pour effet de réduire un mouvement inverse de mucus.

Mouvement des cils dans une onde métachronale.

Le mouvement coordonné des cils sur toutes les cellules s'effectue d'une manière qui n'est pas claire. Cela produit des mouvements ondulatoires qui, dans la trachée, se déplacent à une vitesse comprise entre 6 et 20 mm par minute. L'onde produite est une onde métachronale qui déplace le mucus. De nombreux modèles mathématiques ont été développés afin d'étudier les mécanismes des battements ciliaires. Ceux-ci incluent des modèles pour comprendre la génération et le rythme de l'onde métachronale, et la génération de la force dans la course effective du cil.

Signification clinique

Accumulation de mucus dans les voies respiratoires résultant d'une altération de la clairance mucociliaire, pouvant impliquer une hypersécrétion de mucus.

La clairance mucociliaire efficace dépend d'un certain nombre de facteurs, notamment du nombre de cils, de leur structure, en particulier de leur hauteur, et de la qualité du mucus produit qui doit être maintenu à une humidité , une température et une acidité correctes .

Les cils doivent pouvoir se déplacer librement dans la couche liquide périciliaire et lorsque celle-ci est altérée par des dommages aux cils ou par des déséquilibres de l'humidité ou du pH du LCP, le mucus ne peut pas être correctement éliminé des voies respiratoires. La mucoviscidose est une conséquence des déséquilibres du LCP. Le mucus accumulé, en plus de provoquer divers degrés d'obstruction du flux d'air, constitue un terrain fertile pour les bactéries qui causent de nombreuses infections respiratoires qui peuvent aggraver sérieusement les troubles pulmonaires existants. Les maladies pulmonaires obstructives résultent souvent d'une altération de la clairance mucociliaire qui peut être associée à une hypersécrétion de mucus et sont parfois appelées maladies pulmonaires muco-obstructives . Des études ont montré que la déshydratation du liquide de surface des voies respiratoires est suffisante pour produire une obstruction du mucus même en l'absence de signe d'hypersécrétion de mucus.

Humidité

Une humidité élevée améliore la clairance mucociliaire. Une étude chez le chien a révélé que le transport du mucus était plus faible à une humidité absolue de 9 g d'eau/m 3 qu'à 30 g d'eau/m 3 . Les humidificateurs à gaz respiratoires actifs et passifs fournissent deux méthodes de soutien, en particulier en ventilation mécanique .

Voir également

Les références