要約
私たちが呼吸すると、肺は空気からの酸素を血液からの二酸化炭素廃棄物と交換する。 この交換は人生にとって不可欠です。 各呼吸は私達の健康への脅威を提起する汚染および細菌を含んでいる外の環境に肺を露出する。 最初の防衛線は粘液繊毛エスカレーターと呼ばれます：粘液は潜在的に危険な物質をトラップし、繊毛はその物質を私たちの気道から押し上げます。 粘液線毛エスカレーターが正常に動作していない場合、我々は肺疾患を発症する可能性があります。 例えば、嚢胞性線維症（CF）および原発性毛様体ジスキネジー（PCD）のような遺伝性疾患、または慢性閉塞性肺疾患（COPD）のような喫煙関連疾患を有する患者は、極 この粘液が蓄積し、細菌、真菌、ウイルスが繁栄し、肺の損傷を引き起こし、酸素化を減少させる。 肺疾患は呼吸を非常に困難にし、粘液線毛エスカレーターが肺の健康を維持できない場合、患者は生命を脅かす呼吸器疾患を有する可能性がある。
肺はどのように機能しますか？肺の主な機能は呼吸である。
肺の主な機能は呼吸である。 ガス交換は、酸素が（吸入から）血流に入り、二酸化炭素廃棄物が（呼気から）体を離れるプロセスの名前です。 肺の構造は、このタスクを非常に効率的に実行するために進化してきました。 肺の基本的な構造は、気道と呼ばれる一連の中空管である。 気道は枝分かれして小さくなり、肺胞と呼ばれる小さな気嚢で終わります。 肺胞は毛細血管と呼ばれる小さな血管で覆われており、血液中のガスを交換するために機能します。 肺は、幹から離れたところにある枝が小さくなる大きな主幹を持つ木と比較することができます。 肺胞は葉のようなものです。
肺には2つの主要な領域があります：伝導帯と呼吸帯（図1）。 空気は、伝導ゾーンを通って肺に運ばれ、肺胞含有呼吸ゾーンに運ばれる。 一人からの肺胞は、ガス交換を可能にするための領域がたくさんあるテニスコートと同じ表面積を持っています。 伝導性の地帯は管がガスが動くには余りにも厚いので、ガス交換なしで気流が肺の部分である。 導電性ゾーンには、粘液で覆われた繊毛と呼ばれる髪のような構造が並んでおり、潜在的に危険な物質を捕捉するのに役立ちます。 繊毛は、気道細胞の表面上の可動性のある、小さな、指のような突起である。 繊毛は、気道をラインし、粘液を肺の上と外に移動させるのに役立ちます。 繊毛は約6-7マイクロメートルの高さ、または人間の髪の毛の約十分の一の幅です。
- 図1-健康な人（左）と病気の粘液線毛エスカレーターを持つ人（右）の粘液線毛エスカレーター。
- 粘液線毛エスカレーターは、導電ゾーンの一部である気管、気管支、および細気管支に見られる。 ガス交換は、呼吸ゾーン（インセット）の肺胞で起こる。
空気中の粒子と細菌—肺が防衛を必要とする理由
肺に入り、損傷を引き起こす可能性のある粒子の多くの種類があ これらの粒子のいくつかはガス動力車からの放出のような汚染物質、暖炉からの一酸化炭素、vapingか煙ることからの毒素、およびヘアスプレーのようなエーロ 粒子は、肺の様々な領域に捕捉され得ることができます。 短い毛は、あなたの頭の上にあるようなもののように、鼻孔の内側を並べ、粘液で覆われています。 これらの粘液で覆われた毛は、鼻に入ると大きな粒子を捕捉するのに役立ちます。 伝導性の地帯に入る粒子は繊毛の動きを減らし、航空路から取り除くことができない粘液の集結の原因となるかもしれない航空路の細胞を傷つける 粘液で詰まった気道は、溝の中の葉が水の流れを妨げるように、空気が効果的に移動することを許さないかもしれません。 小さな粒子は、時には肺胞まで到達することがあります。 肺胞への損傷は、酸素が血液中にも拡散しないため、呼吸をかなり困難にする。 このガス交換の効率の低下は、身体の残りの部分を低酸素状態にする可能性があり、これは酸素が低いことを意味する。 気管から細気管支までの導電性ゾーンだけが繊毛を使って粘液を動かす能力を持っているので、肺胞はこれらの小さな微粒子を取り除くためにこの機 汚染された都市や何年もの喫煙/喫煙に住んでいると、肺組織が炎症を起こし、慢性閉塞性肺疾患（COPD）などの病気につながる可能性があります。
粘液繊毛エスカレーターとは何ですか？
粘液線毛エスカレーターは、気道の内側にあり、粘液と繊毛で構成されており、粘液を肺の内外に移動させ、咳や嚥下によって排出することができます（図1、2）。 最初の防衛線として、気道粘液は粒子や細菌を捕捉するのに役立つさまざまな成分で構成されています。 粘液は、肺を保護するための物理的障壁であり、潜在的に感染性の細菌、真菌、およびウイルスを取り除くのに役立つ特性を有する。 気道粘液の重要な成分のいくつかは、ムチン（粘着性、糖衣タンパク質）、防御タンパク質、塩、および水である。 一緒に、これらの成分は、気道に入る粒子を捕捉するゲルを形成する。
- 図2-（左）健康な気道の繊毛は可動性があり、粘液繊毛エスカレーターの上で粘液を効率的に移動させることができます。
- （中）CFでは、粘液が厚くなり、移動が困難になり、粘液繊毛エスカレーターの効率が低下し、細菌/粒子が捕捉され、最終的に肺の損傷を引き起こす。 （右）PCDでは、繊毛は移動性が低く、不動でさえあり、粘液繊毛エスカレーターの上に粘液を移動させることができません。
粘液は、主に気道の内側を覆う細胞によって産生されます。 これらは杯細胞と呼ばれます。 ゴブレット細胞は中世の聖杯のような形をしているため、ゴブレットという名前です。 繊毛があり、柱のような形をしている気道内の他の細胞とは異なり、杯細胞は上に繊毛を持たない。 杯細胞は、粘液がガス交換を妨害するのを防ぐために、導電性ゾーンを超えて存在しない。 粘液はまた、繊毛の適切な機能に必要な気道の水和にも関与している。
繊毛の動きは、平泳ぎを泳いでいる間の腕の動きに似ています。 個々の繊毛は、独自に粘液層を移動するのに十分な強さではありませんが、繊毛の何千もの協調的な方法で一緒に打つとき、彼らは総称して粘液を移動させることができます。 演奏者が群集の波に段階を離れて潜るときコンサートで群集を想像しなさい:実行者は粘液の束のようであり、群集の腕によって握られ、調整された波 ある意味では、繊毛は粘液の調整された、効率的な動きを生成するために動きを通してお互いに話します！ これは粘液繊毛エスカレーターの仕組みです。
粘液線毛エスカレーターが正常に動作していないときにどのような病気が起こることができますか？
一部の人々は、両親から異常な遺伝子を継承し、原発性毛様体ジスキネジー（PCD）と呼ばれる病気で生まれています（図2）。 PCDは、繊毛が効果的に鼓動するのを防ぎ、重度の症例ではそれらが全く動くのを防ぐ肺疾患である。 PCDの患者では、航空路は航空路の細胞を損なう非効果的な粘液の輸送が感染させた原因になります。 気道が時間の経過とともに損傷すると、それらは崩壊したわらのようにフロッピーになり、空気がそれらを通って移動するのを防ぎ、呼吸が困難にな 太い、おいしいミルクセーキを飲むことを想像しなさい;スパゲッティヌードルの幅であるわらと比較される正常幅のわらを使用するときより少ない努力
嚢胞性線維症（CF）は、粘液繊毛エスカレーターに影響を与えるもう一つの遺伝性疾患である（図2）。 CFを持つ人々は、嚢胞性線維症膜貫通コンダクタンスレギュレータ（CFTR）と呼ばれるタンパク質を作るための責任遺伝子の両方のコピー（ママからのものとお父さんからのもの）に変異を持っています。 CFTRは、汗、消化液、および粘液の産生に関与する細胞の膜を横切るチャネルを形成する。 CFTRは、これらの分泌物で終わるどのくらいの水を調節し、したがって、粘液がどのように厚くて粘着性になるかを調節する。 チャネルが正しく動作しない場合、粘液は十分な水を持たず、接着剤のように厚くなります。 非常に厚い粘液は、粘液繊毛エスカレーターによって容易に除去される通常の水っぽい粘液とは異なり、肺に蓄積し、厚い粘液を蓄積させ、最終的に気道破壊
慢性閉塞性肺疾患（COPD）は、タバコを吸ったり、電子タバコを吸ったりした後に発生する可能性のある疾患です。 COPDは、粘液線毛エスカレーターに悪影響を及ぼし、多くの点でCFに似ている肺疾患を引き起こす可能性がある。 粘液線毛エスカレーターへの損傷は、肺炎および喘息のような他の一般的な疾患に寄与することができ、粘液の同様の、しかし時にはそれほど重篤ではな
結論：粘液、繊毛、および粘液繊毛エスカレーターが重要な理由
粘液繊毛エスカレーターの適切な機能は、健康な肺に必要とされます。 粘液および繊毛は、肺の主要な防御機構である。 粘液や繊毛のいずれかに問題がある場合は、気道がブロックされる可能性があり、有害な細菌や粒子が損傷を引き起こし、肺に閉じ込められることが PCDおよびCFのような遺伝病およびCOPDのような後天性の病気は否定的にmucociliaryエスカレーターに影響を与えます。 これらの肺疾患は、ガス交換が少なくなり、体の残りの部分が低酸素状態になる可能性があります。 そう覚えなさい-風邪と家の病気のとき、あなたが咳をしている粘液はあなたのmucociliaryエスカレーターからあり、可能性としては有害な粒子および細菌を取除
著者の貢献
MW、JP、JK、TB、SP、R-JS、SRは原稿の準備と最終編集に貢献しました。 すべての著者は、提出前に最終的な原稿草案を承認しました。
用語集
ガス交換：二酸化炭素（CO2）廃棄物を血流から除去し、吸入酸素（O2）に置き換えるプロセス。
用語集
ガス交換：肺胞：呼吸ゾーンの最小部分を構成する気嚢;肺胞と毛細血管は非常に近接しています;これはガス交換が起こる場所です。
肺胞：呼吸ゾーンの最小部分を
導電ゾーン：ガス交換に関与していない気道の部分;導電ゾーンの目的は、呼吸ゾーンとの間で空気を移動させることです。
導電ゾーン：ガス交換に関与していない気道の部分;導電ゾーンの目的は、呼吸ゾーンとの間で空気を移動させる; 粘液線毛エスカレーターがある場所;気管から細気管支までの近位肺に見られる。
呼吸ゾーン：ガス交換が起こる気道の部分;肺胞が位置する遠位肺に見られる。
繊毛：伝導帯気道を覆う細胞の上部にある可動性の髪のような突起;繊毛は粘液繊毛エスカレーターに沿って粘液を移動させる。粘液：伝導帯気道の繊毛ブラシの上に座っている粘着性のあるゲル状の物質。
粘液：伝導帯気道の繊毛ブラシの上に座っている粘着性のあるゲル状; 肺では、粘液は杯細胞と腺によって作られ、気道を危険な物質から保護する機能を果たします。
Mucociliaryエスカレーター：粘液と繊毛の装置のための用語;気道の上と外の粘液の動きを担当;粘液トラップ粒子と繊毛は、肺の上と外の粘液を推進します。
利益相反声明
SRは、粘液線毛エスカレーターの機能的微小解剖学を特徴付けるために使用される診断装置としてのマイクロ光コヒーレンストモグラフィーの無免許特許使用を有している。
残りの著者は、この研究は潜在的な利益相反と解釈される可能性のある商業的または財政的関係がない場合に行われたと宣言しています。
謝辞
著者はGeorge D.Phillips（13歳）、Sを認めたいと考えています。 Corinne Phillips（16歳）、Andrew Rowe（14歳）は原稿を読んで、彼らの思慮深い編集とフィードバックを読んでいました。 このプロジェクトの完了のための非常に貴重なサポートを提供するためのJeremie LeverとBasil Bono。
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