Abstract
When we breathe, the lungs exchange oxygen from the air for carbon dioxide waste from the blood. Esta troca é vital para a vida. Cada respiração expõe os pulmões ao ambiente exterior, que contém poluição e germes, que representam uma ameaça para a nossa saúde. A primeira linha de defesa é chamada de escada rolante mucociliária: muco prende o material potencialmente perigoso e cílios empurrar esse material para cima e para fora de nossas vias aéreas. Quando a escada rolante mucociliária não está funcionando corretamente, podemos desenvolver doença pulmonar. Por exemplo, pacientes com doenças genéticas como fibrose cística (CF) e discinésia ciliar primária (PCD), ou doenças relacionadas com o tabagismo como doença pulmonar obstrutiva crônica (DPOC) têm muco extremamente espesso. Este muco se acumula, permitindo que bactérias, fungos e vírus prosperem, causando danos pulmonares e diminuição da oxigenação. As doenças pulmonares tornam a respiração extremamente difícil, e os pacientes podem ter doenças respiratórias potencialmente fatais quando a escada rolante mucociliária não pode manter a saúde pulmonar.como funcionam os pulmões?
a função primária dos pulmões é a respiração. Troca de gás é o nome do processo pelo qual o oxigênio entra na corrente sanguínea (por inalação) e resíduos de dióxido de carbono deixa o corpo (a partir da exalação). A estrutura do pulmão evoluiu para realizar esta tarefa de forma muito eficiente. A estrutura básica dos pulmões é uma série de tubos ocos, chamados de vias aéreas. As vias aéreas tornam-se mais pequenas, acabando em pequenos sacos de ar chamados alveoli. Alvéolos são cobertos por pequenos vasos sanguíneos chamados capilares, que funcionam para trocar gases no sangue . Os pulmões podem ser comparados a uma árvore que tem um grande tronco principal com ramos tornando-se menores quanto mais longe estão do tronco. Os alvéolos são como as folhas.existem duas regiões principais no pulmão: a zona condutora e a zona respiratória (Figura 1). O ar é transportado para os pulmões através da zona condutora e levado para a zona respiratória que contém alvéolos. Os alvéolos de uma pessoa têm a mesma área de superfície que um campo de ténis, que é uma abundância de área para permitir a troca de gás. A zona condutora é a parte do pulmão que o ar flui sem qualquer troca de gás, porque os tubos são muito grossos para que os gases se movam através. A zona condutora é revestida com estruturas Capilares chamadas cílios que estão cobertas de muco, o que ajuda a capturar materiais potencialmente perigosos. Os cílios são projeções móveis, minúsculas e parecidas com o dedo na superfície das células das vias aéreas. Os cílios alinham as vias respiratórias e ajudam a mover o muco para cima e para fora dos pulmões . Os cílios têm cerca de 6-7 micrômetros de altura, ou cerca de um décimo da largura de um cabelo humano .
Partículas e Germes no Ar—Por que os Pulmões Precisam de Defesa
Existem muitos tipos de partículas que podem entrar nos pulmões e causar danos. Algumas dessas partículas são poluentes, tais como emissões de veículos movidos a gás, monóxido de carbono de lareiras, toxinas de vaporização ou fumagem, e aerossóis como laca. As partículas podem ficar presas em várias áreas do pulmão. Cabelos curtos, como o tipo em cima da cabeça, alinham as entranhas das narinas e estão cobertos de muco. Estes pêlos cobertos de muco ajudam a prender partículas maiores à medida que entram no nariz. Partículas que entram na zona condutora podem ferir as células das vias aéreas, o que pode reduzir o movimento de seus cílios e levar a um acúmulo de muco que não pode ser limpo das vias aéreas . As vias aéreas obstruídas pelo muco podem não permitir que o ar viaje tão eficazmente, como a forma como as folhas na sarjeta interferem com o fluxo de água. As partículas mais pequenas podem chegar aos alvéolos. Os danos nos alvéolos tornam a respiração consideravelmente mais difícil, porque o oxigénio não se difunde também no sangue. Esta redução da eficiência da troca de gás pode causar o resto do corpo a ser hipóxico, o que significa baixo em oxigênio. Apenas a zona condutora, da traqueia aos bronquíolos, tem a capacidade de mover muco usando cílios, então alveoli não pode contar com este mecanismo para se livrar destas pequenas partículas . Viver em uma cidade poluída ou anos de fumagem / vaporização pode causar o tecido pulmonar a se inflamar e levar a doenças, como doença pulmonar obstrutiva crônica (DPOC) .qual é a escada rolante Mucociliária?
a escada rolante mucociliar está dentro das vias aéreas condutoras e é composta de muco e cílios, que move o muco para cima e para fora dos pulmões, onde pode ser expelido por tosse ou deglutição (Figuras 1, 2) . Como primeira linha de defesa, o muco das vias aéreas é composto por diferentes componentes que o ajudam a capturar partículas e germes . Muco é uma barreira física para proteger o pulmão e tem propriedades que ajudam a se livrar de bactérias potencialmente infecciosas, fungos e vírus . Alguns dos componentes importantes do muco das vias aéreas são mucinas (proteínas viscosas, revestidas de açúcar), proteínas de defesa, sal e água. Juntos, estes componentes formam um gel que prende partículas que entram na via aérea .
- Figura 2 – cílios em vias respiratórias saudáveis são móveis e capazes de mover o muco eficientemente pela escada rolante mucociliar.
(Médio) em CF, muco torna-se espesso e difícil de mover, fazendo com que a escada rolante mucociliar seja menos eficiente; isso permite que germes/partículas sejam presos, eventualmente causando danos nos pulmões. Em PCD, os cílios são menos móveis ou mesmo imóveis, tornando-os incapazes de mover muco pela escada rolante mucociliária.
muco é produzido principalmente por células que alinham o interior das vias aéreas. Estas são chamadas células do cálice. As células do cálice têm a forma de cálices medievais, daí o nome de cálice. Ao contrário de outras células na via aérea que são ciliadas e em forma de colunas, as células do cálice não têm cílios em cima. As células do cálice não estão presentes além da zona condutora, para evitar que muco interfira com a troca de gás. Muco também está envolvido na hidratação das vias aéreas, o que é necessário para o bom funcionamento dos cílios .
O movimento dos cílios é semelhante à forma como os seus braços se movem enquanto nadam no peito . Um cílio individual não é forte o suficiente para mover a camada muco por si só, mas quando milhares de cílios batem juntos de forma coordenada, eles podem coletivamente fazer com que o muco se mova . Imagine uma multidão em um concerto quando o performer mergulha fora do palco para surfar: o performer é como um feixe de muco, sendo mantido pelos braços da multidão e movido ao longo de uma onda coordenada. Em certo sentido, os cílios conversam uns com os outros através do movimento para produzir um movimento coordenado e eficiente do muco! É assim que funciona a escada rolante mucociliária.que doenças podem acontecer quando a escada rolante Mucociliária não está a funcionar correctamente?algumas pessoas herdam genes anormais dos seus pais e nascem com uma doença chamada discinésia ciliar primária (PCD) (Figura 2). PCD é uma doença pulmonar que impede que os cílios batam de forma eficaz e, em casos graves, os impede de se mover em tudo . Em pacientes com DPC, as vias aéreas ficam infectadas devido ao transporte de muco ineficaz, o que danifica as células das vias aéreas. Quando as vias aéreas se tornam danificadas ao longo do tempo, elas se tornam floppy, como uma palhinha colapsada, impedindo o ar de se mover através delas e fazendo com que a respiração se torne difícil. Imagine beber um batido Grosso e delicioso; menos esforço é necessário quando você usa uma palha de largura normal em comparação com uma palha que é a largura de uma massa de esparguete.a fibrose cística (CF) é outra doença hereditária que afecta a escada rolante mucociliar (Figura 2). As pessoas com CF têm mutações em ambas as cópias do gene (uma da mãe e outra do pai) responsável pela produção de uma proteína chamada fibrose cística, regulador de condutância transmembranar (CFTR). A TFTR forma um canal através das membranas das células que está envolvida na produção de suor, fluidos digestivos e muco. A TFTR regula a quantidade de água que acaba nestas secreções e, assim, a espessura e pegajosa do muco torna-se. Quando o canal não funciona corretamente, o muco não tem água suficiente e torna-se grosso, como cola. O muco extraordinariamente espesso acumula-se nos pulmões, ao contrário do muco normal e aguado que é facilmente limpo pela escada rolante mucociliária, causando a acumulação do muco espesso e, eventualmente, causar destruição das vias aéreas e falha pulmonar.doença pulmonar obstrutiva crónica (DPOC) é uma doença que pode ocorrer após fumar cigarros ou vaporizar cigarros electrónicos. O DPOC pode afetar negativamente a escada rolante mucociliária e causar doenças pulmonares que parecem semelhantes em muitas maneiras ao CF . Os danos na escada rolante mucociliar podem contribuir para outras doenças comuns como pneumonia e asma, que têm problemas semelhantes, mas às vezes menos graves, de muco.
conclusão: porque é necessário muco, cílios e a matéria das escadas rolantes Mucociliares
função adequada das escadas rolantes mucociliares para pulmões saudáveis. Muco e cílios são um mecanismo de defesa primário para os pulmões. Se houver um problema com o muco ou os cílios, as vias respiratórias podem ficar bloqueadas e os germes e partículas nocivos podem ser presos nos pulmões, causando danos. Doenças genéticas como PCD e CF e doenças adquiridas como COPD afetam negativamente a escada rolante mucociliária. Estas doenças pulmonares podem resultar em menos troca de gás e fazer com que o resto do corpo se torne hipóxico. Então lembre–se-quando você está em casa doente com uma constipação, o muco que você está tossindo é de sua escada rolante mucociliar, e está ajudando a manter seus pulmões felizes e saudáveis, removendo partículas potencialmente prejudiciais e germes!
contribuições dos autores
MW, JP, JK, TB, SP, R-JS, e SR contribuíram para a preparação do manuscrito e edição final. Todos os autores aprovaram o rascunho final do manuscrito antes da submissão.
glossário
permuta de gases: o processo pelo qual os resíduos de dióxido de carbono (CO2) são removidos da corrente sanguínea e substituídos pelo oxigénio inalado (O2).alvéolos: Sacos de ar que constituem a menor parte da zona respiratória; alvéolos e vasos sanguíneos capilares estão muito próximos; é aqui que ocorre a troca de gases.zona condutora: a parte do tracto respiratório que não está envolvida na troca de gases; o objectivo da zona condutora é mover ar de e para a zona respiratória.; onde está localizada a escada rolante mucociliária; encontrada no pulmão proximal da traqueia aos bronquíolos.zona respiratória: a porção do tracto respiratório onde ocorre a troca de gás; encontrada no pulmão distal onde se encontram os alvéolos.cílios: projeções móveis e capilares na parte superior das células que cobrem as vias aéreas da zona condutora; cílios movem muco ao longo da escada rolante mucociliária.muco: substância pegajosa, tipo gel, que se situa em cima da escova cilíndrica nas vias aéreas da zona condutora; nos pulmões, muco é feito por células de cálice e glândulas e funções para proteger as vias aéreas de materiais perigosos; muco é composto de água, glicoproteínas de mucina, proteínas de defesa e sal.Escada Rolante mucociliar: termo para o aparelho do muco e dos cílios; responsável pelo movimento do muco para cima e para fora do tracto respiratório; armadilhas do muco partículas e cílios propel muco para cima e para fora dos pulmões.
Declaração de conflito de interesses
SR tem uma patente não licenciada uso de Tomografia de coerência micro-óptica como um dispositivo de diagnóstico, que é usado para caracterizar a microanatomia funcional da escada rolante mucociliária.
os restantes autores declaram que a investigação foi realizada na ausência de quaisquer relações comerciais ou financeiras que possam ser interpretadas como um potencial conflito de interesses.
agradecimentos
os autores gostariam de reconhecer George D. Phillips (13 anos), S. Corinne Phillips (16 anos), and Andrew Rowe (14 anos) for reading the manuscript and their pensative edits and feedback. Jeremie Lever e Basil Bono por fornecerem um apoio inestimável para a conclusão deste projeto.
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