Физиологическое значение защитной функции носа

С момента рождения слизистая оболочка носа подвергается воздействию различных веществ, загрязняющих воздух, тепла и холода, влажности и сухости, раздражающих химических веществ, пыльцы цветов, грибковых спор, бактерий и вирусов. Защитная функция носа складывается из защитных факторов, таких как очищение, согревание и увлажнение воздуха.

1. Очищение воздуха

Крупные частицы пыли задерживаются в преддверии носа густыми волосами. Более мелкая пыль вместе с микроорганизмами осаждается на слизистой оболочке носа, покрытой секретом.

Мукоцилиарный клиренс (от англ. Clearance – очищение) – выведение ринобронхиального секрета, которое обусловлено колебательными движениями ресничек однослойного многорядного мерцательного эпителия слизистой оболочки.

Мукоцилиарный транспорт – один из основных механизмов системы местной защиты, обеспечивающий санацию дыхательных путей, необходимый потенциал барьерной, иммунной и очистительной функции дыхательного тракта. Очищение дыхательных путей от чужеродных частиц, бактерий, химических веществ происходит благодаря оседанию их на слизистых оболочках и последующему выведению вместе со слизью.

Секрет – это постоянно обновляющийся фильтр. Верхний слой секрета формируется главным образом за счет муцинов, 5–10% его составляют нейтральные и кислые гликопротеины, обусловливающие вязкость секрета (это зависит в основном от внутри– и межмолекулярных дисульфидных и водородных связей, при разрушении которых вязкость уменьшается), 0,3–0,5% – липиды. Иммуноглобулины (Ig) секретируются местно плазматическими клетками. IgA функционально активен в проксимальных отделах респираторного тракта:
•  подавляет адгезию ряда бактерий к клеткам респираторного эпителия и предотвращает массивное микробное заселение слизистых, чем снижает риск развития респираторных инфекций;

•активно участвует в регуляции иммунного ответа;

•усиливает фагоцитоз;

•потенцирует антибактериальные эффекты лизоцима и лактоферрина;

•активирует систему комплемента по альтернативному пути;

•подавляет NK–клеточную активность и антителозависимую клеточную цитотоксичность.

IgA имеет способность предотвращать репликацию вирусов. Его молекулы могут соединяться с тканевыми и чужеродными белковыми агентами, удаляя их из циркуляции и не давая образовываться аутоантителам. В противомикробной защите дистальных отделов бронхиального дерева главным образом участвуют иммуноглобулины класса G. Их основное биологическое и клиническое значение – опсонизация и взаимодействие с компонентами системы комплемента. Опсонизация ускоряет фагоцитоз микробов при взаимодействии IgG с Fc–рецепторами на поверхности нейтрофилов, моноцитов, макрофагов и естественных киллеров.

Состав ринобронхиального секрета:

•лизоцим, который расщепляет мукополисахариды и мукопептиды клеточной стенки множества бактерий, действует как муколитический фермент, что обусловливает его бактерицидное действие, и эффективно противостоит грибковой инвазии;

•лактоферрин белок, связывающий ионы железа, делая его недоступным для метаболизма железозависимых бактерий; таким образом, он действует бактериостатически и защищает ткани от повреждающего действия гидроксильных радикалов;

•фибронектин, который предотвращает адгезию бактерий;

•интерфероны, обладающие противовирусной активностью.

Источник образования бронхиального секрета – бронхиальные железы, бокаловидные клетки, эпителий терминальных бронхиол и альвеол.

Реологические свойства ринобронхиального секрета:

В соответствии с концепцией двухслойности секрета слизь состоит из наружного гелеобразного слоя толщиной 2 мкм (гель) и лежащего под ним более жидкого слоя (золь) толщиной 2–4 мкм. Согласованные биения ресничек (16–17 раз в секунду) способствуют продвижению и выведению секрета в проксимальном направлении.

в   а   б

Рис. 15. Движение ресничек мерцательного эпителия слизистой оболочки носа: а - движение ресничек замедлено, с небольшой амплитудой; б — движение ресничек ускорено, амплитуда и наклон максимальные; в — схема движения и деформации ресничек: 1 — движение в сторону носоглотки; 2 — движение в обратном направлении.

Реснички имеют очень короткий период расслабления, они передают свою кинетическую энергию наружному гелеобразному слою. Суточный объем ринобронхиального секрета в среднем составляет 0,1–0,75 мл/кг массы тела. При нормальной деятельности мукоцилиарной транспортной системы бактерии в секрете движутся со скоростью 10 клеток слизистой бронхов за 1 с и за время контакта с клеткой (до 0,1 с) не имеют возможности прикрепиться к эпителию слизистой оболочки. Скорость мукоцилиарного транспорта у здорового человека – примерно 4–20 мм в мин. За 24 ч в норме транспортируется от 10 до 100 мл секрета, который, попадая в глотку, проглатывается или выкашливается. Часть бронхиального секрета поступает в бронхи из альвеол. Это в основном фосфолипиды сурфактанта, образующегося в терминальных бронхиолах и альвеолах. Клиническими проявлениями нарушения мукоцилиарного клиренса при инфекциях, аллергии и других патологических состояниях являются кашель, отхождение вязкой слизистой мокроты, хрипы, бронхиальная обструкция, одышка.

2. Согревание и увлажнение воздуха в полости носа

Согреванию и увлажнению воздуха способствует физиология носа и околоносовых пазух. При вдохе из околоносовых пазух выходит часть уже согретого воздуха, который остался в них после предшествующего выдоха. При выдохе основная масса воздуха идет на уровне нижней носовой раковины, а часть воздуха поступает в околоносовые пазухи, где согревается до следующего вдоха.

Согревание воздуха происходит за счет раздражающего воздействия холодного воздуха, вызывающего рефлекторное расширение и заполнение кровью кавернозных сосудистых пространств. Объем раковин значительно увеличивается, соответственно суживается ширина носовых ходов. В этих условиях воздух в полости носа проходит более тонкой струей, соприкасается с большей поверхностью слизистой оболочки, отчего согревание идет более интенсивно.

Увлажнение поступающего воздуха происходит за счет секрета, выделяемого рефлекторно слизистыми железами, бокаловидными клетками, лимфой, слезной жидкостью.

По результатам вычислений N. Torelman (Н. Торелман) (1960 г.), проведенных в нормальных комнатных условиях, около 430 г. водяных паров, главным образом из полости носа, добавляется во вдыхаемый воздух, 130 г. из них конденсируется в носу при выдохе. Из этого следует, что за сутки человек теряет около 300 г. жидкости за счет испарения из верхних дыхательных путей. Таким образом, когда в полости носа происходит поддержание влажности вдыхаемого воздуха, то создаются оптимальные условия для газообмена в легких и регуляции водного баланса всего организма.