Como funciona a depuração mucociliar - depuração e remoção de muco

O trato respiratório é exposto diariamente a patógenos virais e bacterianos, partículas e material gasoso com a ameaça constante de inflamação e infecção das vias aéreas (Bustamante-Marin & Ostrowski, 2017). O sistema respiratório usa vários mecanismos de defesa contra patógenos inalados e particulados, incluindo eliminação da tosse, barreiras anatômicas, alterações aerodinâmicas e mecanismos imunológicos, mas a primeira linha de defesa dos pulmões é a eliminação mucociliar (MCC; Bustamante-Marin & Ostrowski, 2017) .

O MCC é composto por uma camada superficial das vias aéreas (ASL) e estruturas semelhantes a fios de cabelo chamadas cílios. O ASL tem dois componentes - uma camada de muco que retém partículas estranhas inaladas e patógenos e uma camada periciliar de baixa viscosidade (LCP) que mantém a umidade das superfícies das vias aéreas e promove batimento ciliar rítmico para eliminação eficiente de muco (Bustamante-Marin & Ostrowski, 2017). Na saúde, o batimento rítmico sincronizado dos cílios transporta continuamente o muco com as partículas estranhas e / ou patógenos para a faringe, onde é engolido ou expectorado (Jing et al., 2017). A função anormal dos cílios pode levar a um pobre MCC, que está associado a várias doenças respiratórias, como doença pulmonar obstrutiva crônica (DPOC), fibrose cística, sinusite e infecções respiratórias crônicas (Jing et al., 2017).

A anatomia e a fisiologia relacionadas à depuração mucociliar (depuração e remoção do muco por meio do movimento dos cílios)

O sistema respiratório é dividido em trato respiratório superior ou via aérea superior e trato respiratório inferior ou via aérea inferior. As vias aéreas superiores incluem o nariz e as passagens nasais, seios paranasais, a cavidade oral, a faringe e a porção da laringe acima das cordas vocais, enquanto as vias aéreas inferiores são divididas em zona de condução e zona respiratória. A zona condutora é formada pela porção da laringe abaixo das cordas vocais, traquéia e, dentro dos pulmões, os brônquios, bronquíolos e a zona respiratória são formados pelos bronquíolos respiratórios, ductos alveolares e alvéolos. A porcentagem de células ciliadas das vias aéreas aumenta de cerca de 47% na traquéia para 73% no epitélio das pequenas vias aéreas (bronquíolos respiratórios) (Tilley et al., 2015).

Os cílios estão presentes nas células epiteliais que revestem o trato respiratório (Munkholm & Mortensen, 2014). Cílios são projeções semelhantes a cabelos móveis, com aproximadamente 6 µm de comprimento e 250 nm de diâmetro (Munkholm & Mortensen, 2014). Os cílios das vias aéreas batem de forma coordenada em baixa frequência (10-20 Hz) que resulta em ondas metacrônicas (Bustamante-Marin & Ostrowski, 2017; Tilley et al., 2015). As ondas viajam através do epitélio, empurrando o muco sobrejacente para cima em direção à faringe para ser engolido (Bustamante-Marin & Ostrowski, 2017).

Além das células ciliadas, células secretoras estão presentes nas vias aéreas que geram um gel deformável, conhecido como muco (Munkholm & Mortensen, 2014). Nas vias aéreas saudáveis, o muco é retirado dos cílios pelo LCP, que é uma camada líquida periciliar de baixa viscosidade que impede o muco de aderir à membrana epitelial apical, permitindo que os cílios batam rapidamente (Munkholm & Mortensen, 2014) .

O sistema respiratório começa a se formar por volta da quarta semana de gestação, em que o endoderma forma o epitélio e as glândulas da laringe, traquéia, brônquios e epitélio de revestimento pulmonar (Bustamante-Marin & Ostrowski, 2017). Após o nascimento, os alvéolos aumentam em número para atingir a faixa adulta de 300 milhões aos 2 anos de idade (Bustamante-Marin & Ostrowski, 2017). As vias aéreas, por outro lado, não aumentam em número, e as células ciliadas das vias aéreas são incapazes de se auto-renovar (Bustamante-Marin & Ostrowski, 2017; Tilley et al., 2015).

Efeitos adversos do tabagismo na depuração mucociliar (depuração e remoção do muco por meio do movimento dos cílios)

Os fumantes apresentam risco aumentado de doenças respiratórias, como infecções do trato respiratório e DPOC. Vários estudos demonstraram que a fumaça do cigarro causa mecanismo MCC ineficiente secundário ao seguinte:

  1. Freqüência de batimento ciliar reduzida
  2. Perturbação de ondas metacrônicas
  3. Diminuição do número de células ciliadas
  4. Mudanças na estrutura dos cílios, como cílios fundidos e comprimento dos cílios mais curtos (Leopold et al., 2009).

A diminuição do número de células ciliadas, a redução da frequência dos batimentos ciliares e as alterações na coordenação intercelular das ondas metacrônicas estão associadas à diminuição relacionada ao fumo na eficiência do MCC (Leopold et al., 2009). A altura dos cílios em fumantes é 10% menor do que em não fumantes (Leopold et al., 2009). A altura do ASL é constante, mas a altura dos cílios em fumantes é reduzida, diminuindo a interação entre os cílios e o muco no movimento para frente (Leopold et al., 2009). Esses mecanismos contribuem para a disfunção do MCC induzida pelo fumo.

Efeitos adversos da poluição do ar na depuração mucociliar (depuração e remoção do muco por meio do movimento dos cílios)

Vários estudos mostraram uma forte ligação entre poluentes atmosféricos e doenças respiratórias crônicas. A exposição aos poluentes do ar prejudica a formação de novos cílios. Um estudo recente mostrou que os poluentes atmosféricos, como escapamento de veículos e poeira ocupacional, contêm agonistas toxicológicos que se ligam a receptores de hidrocarbonetos aril (AhR; Crotta et al., 2016). O AhR funciona como um fator de transcrição necessário para a formação de células multiciliadas e desintoxicação (Crotta et al., 2016). A presença de poluentes atmosféricos nas vias aéreas faz com que o AhR desvie seu foco da formação de novos cílios para iniciar um processo de desintoxicação (Crotta et al., 2016).

O desvio do AhR prejudica a formação de novos cílios, levando à redução do número de cílios no epitélio das vias aéreas (Crotta et al., 2016). Menor número de cílios leva à depuração mucociliar ineficiente de patógenos e partículas das vias aéreas, resultando em doenças respiratórias (Crotta et al., 2016). É mais provável que bebês sejam submetidos aos efeitos da ciliogênese mediada por AhR prejudicada, pois essa desregulação ocorre predominantemente durante a fase inicial de desenvolvimento (Crotta et al., 2016).

Disfunção ciliar na discinesia ciliar primária

A discinesia ciliar primária (DCP) é uma doença autossômica recessiva dos cílios móveis. Pacientes com DCP têm motilidade ciliar, mas MCC ineficaz (Tilley et al., 2015). O PCD está associado à frequência reduzida de batimento ciliar e forma de onda discinética dos cílios, contribuindo para o MCC ineficaz (Tilley et al., 2015). As manifestações clínicas de PCD incluem congestão nasal, sinusite crônica, infecção recorrente do trato respiratório inferior, bronquiectasia, distúrbios respiratórios neonatais em recém-nascidos, otite média crônica, perda auditiva transitória / atrasos na fala, infertilidade masculina e defeitos na lateralidade do órgão (50% dos casos ) (Tilley et al., 2015). As doenças respiratórias na DCP são causadas por MCC defeituoso e pioram com o tempo, secundárias a infecções repetidas do trato respiratório (Tilley et al., 2015).

Desobstrução mucociliar assistida por OPEP (depuração e remoção de muco através do movimento dos cílios)

Qualquer deficiência no mecanismo de depuração mucociliar está associada a doenças respiratórias, como asma, DPOC, fibrose cística, sinusite, bronquiectasia e infecções crônicas do trato respiratório. O uso de técnicas terapêuticas que ajudem a melhorar a função do MCC é benéfico para pacientes com doenças respiratórias, fumantes e indivíduos cronicamente expostos à poluição do ar.

O dispositivo AirPhysio® é um dispositivo portátil que utiliza pressão expiratória positiva oscilante (OPEP) terapia, que efetivamente melhora a função do MCC e limpa as secreções das vias aéreas em indivíduos com doenças respiratórias, bem como em fumantes e aqueles com exposição prolongada à poluição do ar. A OPEP reduz a viscoelasticidade do muco e torna a mobilização do muco pelas vias aéreas mais fácil de ser engolida ou expelida pela tosse (Myers, 2007). AirPhysio® reduz o acúmulo de muco nas vias aéreas, o que pode ajudar a melhorar a função pulmonar e a qualidade de vida relacionada à saúde.

Atualizado pela última vez em 14 de janeiro de 2022 por Marca

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