Хлопот полон рот: мукоцилиарная система очистки

Представьте, что у вас дома в одной из комнат пол на десять сантиметров залит водой. В комнате тепло и темно, но, несмотря на это, на стенах нет ни следа плесени. Вы скажете, что такого не может быть? А вот в легких все может быть, при условии что там регулярно проводится тщательная очистка. Хотите узнать, кто эти чудо-уборщики? Присмотритесь внимательнее к своим бронхам. Подойдите к ним ближе… Еще ближе… Намного ближе!.. Увеличьте их в 500 раз. Теперь видите? Вон он, прячется внизу, наш маленький уборщик – мукоцилиарный аппарат! Муко… что? Не пугайтесь. Все это не сложнее обычного процесса уборки. Чтобы навести чистоту, потребуется только швабра и вода.

На рисунке 5 (см. с. 120) вы видите бронх в разрезе. Снаружи имеется многослойная стенка, будто сложенная из булыжников, – это эпителий. Вам сразу бросится в глаза, что он плохо выбрит и из него торчат многочисленные маленькие волоски, которые называют ресничками. Они покрыты тонким слоем жидкости – бронхиальным секретом, или попросту слизью, поэтому поверхность дыхательных путей мы причисляем к слизистым оболочкам. Слизь вырабатывается двумя различными типами желез. В эпителии вы видите клетки, которые отличаются от остальных по внешнему виду: на них нет ресничек, а внутри они имеют зернистую структуру. Это так называемые бокаловидные клетки, из их зерен выделяется слизь. Но основную долю слизи вырабатывает другая структура, изображенная в нижней части рисунка, и ее можно назвать настоящей фабрикой слизи, точнее мануфактурой, потому что все делается вручную. Под фундаментом стены эпителия вы видите нечто похожее на мешок, горловина которого выходит наверх. Это находящаяся под слизистой оболочкой железа и ее проток. Такие железы производят в 40 раз больше слизи, чем бокаловидные клетки, – в общей сложности от 50 до 100 миллилитров в день. Обычно эта слизь на 95 процентов состоит из воды, а остальные 5 процентов – это соли, протеины и так называемые муцины – сахаросодержащие белки, имеющие желеобразную консистенцию. Кроме того, в состав слизи входят антибактериальные защитные вещества и антиоксиданты – борцы со свободными радикалами, защищающие дыхательные пути от вредного воздействия кислорода. Эти три компонента – мерцательный эпителий, слизь и железы – составляют мукоцилиарный аппарат. Каким же образом он производит очистку? Процесс напоминает танец. Давайте понаблюдаем за ним. Маэстро, музыку!

Рис. 5. Очищающий аппарат дыхательных путей. Поверхность бронхов выстлана клетками, снабженными тонкими ресничками. Бокаловидные клетки между ними вместе со слизистой железой вырабатывают бронхиальную слизь

В одном из клипов группы Rammstein бас-гитарист садится в серую надувную лодку и зрители передают ее из рук в руки по всему залу. Все по-настоящему: с веслом в руке, с голым торсом… Чистый рок-н-ролл! На заднем плане гремит инструментальный проигрыш, а лодка с гитаристом по морю рук обходит всю арену и возвращается к сцене. Складывается впечатление, что режиссером клипа был врач-пульмонолог, потому что именно так функционирует мерцательный эпителий: тысячи рук (ресничек), резиновая лодка (слизь), а в ней мусор (гитарист). Подобный трюк возможен лишь в том случае, если зрительская масса еще хоть что-то соображает, выдерживает направление, работает синхронно и скоординированно и никто при этом не сачкует, иначе лодка никуда не двинется. А если и двинется, то не в том направлении. И тут мы вновь видим сходство природы и искусства: на каждой эпителиальной клетке бронхов находится свыше 200 фанатов Rammstein (ресничек). Все они совершают движения в одну сторону – к солнцу, свободе, гортани! Пятнадцать колебаний в секунду. Благодаря этому все, что застряло в слое слизи, препровождается к «выходу» – колебание за колебанием, ресничка за ресничкой, клетка за клеткой, сантиметр за сантиметром… И с неплохой скоростью. У здорового молодого некурящего человека она составляет 10 миллиметров в минуту. Это, конечно, не сквозняк, но все же достаточно быстро. Уже через два часа после того, как вы вдохнули облако пыли, свыше 80 процентов пылинок будут удалены из дыхательных путей. Конечным пунктом этого бронхиального конвейера является гортань. Здесь вы, сами того не осознавая, проглатываете слизь. Если ее слишком много, она вызывает откашливание. В результате слизь либо навсегда исчезает в желудке, либо выплевывается на мостовую или футбольный газон.

Реснички есть и на слизистой оболочке носа. Поразительно, но в носу они колеблются в противоположном направлении, то есть опять-таки в сторону носоглотки, но уже не вверх, а вниз. Программа направления колебаний задана строго. Если пересадить слизистую носа в дыхательные пути (да, кое-кто из моих коллег проделывает подобные эксперименты), то реснички будут двигаться туда, куда им и предписано, в данном случае в неправильную сторону.

Разумеется, функции и скорость мукоцилиарного аппарата сохраняются только при оптимальных условиях. Если хотя бы в одном из трех компонентов отмечаются нарушения, это негативно сказывается на качестве очистки дыхательных путей. Причиной замедления процесса нередко бывают временные нарушения частоты колебаний ресничек, координации их движений, пониженная секреция желез или повышенная вязкость слизи. Реснички на поверхности эпителия очень чувствительны. При вирусной инфекции эпителия они страдают в первую очередь. Острый бронхит, к слову, буквально старит отряд уборщиков, и сорокалетний человек в одночасье превращается в восьмидесятилетнего старика (если судить по эффективности очистки). Процесс замены клеток мерцательного эпителия может длиться до трех недель.

Некоторые нарушения функций ресничек носят врожденный характер. Так, например, победительница телевизионного шоу «Топ-модель Германии 2014 года» Стефани Гизингер рассказала в одном из недавних интервью, что страдает так называемым синдромом Картагенера. При этом генетическом заболевании снижается подвижность бронхиального мерцательного эпителия, реснички колеблются неактивно и нескоординированно, слизь застаивается в бронхах и способствует развитию инфекций. Однако могут отказать и вполне работоспособные реснички. Выхлопные газы автомобилей и такие загрязнители воздуха, как окислы серы и азота, а также озон замедляют частоту колебаний ресничек на 50 процентов. Всего лишь 20-секундного воздействия спрея для волос в парикмахерской или у себя дома перед зеркалом в ванной достаточно для того, чтобы вывести из строя половину ресничек более чем на час. Если вредное воздействие продолжается недолго, их функции восстанавливаются, в противном же случае вас могут ожидать более серьезные последствия. У курящих людей количество ресничек с годами уменьшается наполовину, а среди оставшихся быстро увеличивается доля неработоспособных. К концу карьеры курильщика ресничек может не остаться вовсе: отчаянно пытаясь хоть как-то защититься от ядовитого табачного облака, эпителий становится твердым, как камень. Эта так называемая метаплазия является предшественником злокачественного перерождения и началом ракового заболевания легких.

Работоспособный мерцательный эпителий необходим для удаления слизи. Если этот процесс нарушается, то слизистая оболочка бронхов пытается как-то компенсировать неполадки и пользуется трюком, известным каждому водителю: когда старые «дворники» плохо удаляют грязь со стекла, добавляется побольше воды из омывателя, и чем хуже «дворники», тем больше воды требуется. В дыхательных путях этот способ срабатывает не так хорошо. Железы, правда, активизируются, но увеличенное количество слизи быстро застаивается, потому что медленно работающие реснички не справляются с ее удалением. Следствием становится кашель и образование мокроты. Такой же застой возникает и при слишком высокой вязкости слизи, даже когда мерцательный эпителий вполне работоспособен. У пациентов со врожденным муковисцидозом реснички на эпителии функционируют нормально, но слизистые железы с генетически обусловленными изменениями производят очень густую слизь с большим содержанием солей, которая забивает дыхательные пути. Впоследствии на ней поселяются бактерии. Даже при самых безобидных инфекциях дыхательных путей чрезмерное количество слизи является хорошей питательной средой для возбудителей болезней, особенно если она густая или пересохшая, что бывает, например, при недостаточном питье. В этом случае человеку грозит суперинфекция, к первоначальному вирусному заражению добавляется бактериальное. Отходы обмена веществ бактерий делают слизь еще гуще, из-за чего ухудшается очищающая способность эпителия. Возникает заколдованный круг. Слабая очистка дыхательных путей приводит к очередным инфекциям, воспалениям, повреждениям эпителия, отчего очищающая способность ухудшается еще больше. В результате из безобидного острого заболевания развивается хронический бронхит.

Но подобные суперинфекции при остром бронхите довольно редки, они возникают менее чем у 5 процентов заболевших. Примерно через две-три недели после инфекции эпителий в легких восстанавливается за счет образования новых клеток. Только важно в этот период воздерживаться от контакта с вредными веществами до полной регенерации. Даже у многолетних курильщиков очищающая функция бронхов в значительной степени восстанавливается уже через несколько недель после отказа от курения. Конечно, речь не идет о полном выздоровлении, как при остром бронхите, но это все же заметный прогресс. Как ни парадоксально, эффект возрождения мерцательного эпителия поначалу доставляет бывшим курильщикам много неудобств, ведь бронхи снова начинают вырабатывать секрет, который необходимо как-то удалять из легких. Поэтому от тех, кто бросил курить, нередко можно услышать следующую жалобу: «За двадцать лет курения ни разу не кашлянул, а тут бросил – и кашляю не переставая». К счастью, данный феномен у большинства пациентов длится недолго. Если процесс затягивается, делу можно помочь секретолитиками – препаратами, улучшающими отделение слизи. Вообще, существует много средств, способствующих очищению бронхов, – это различные препараты растительного и синтетического происхождения, соки, сиропы, таблетки, капсулы. Иногда они повышают частоту колебаний ресничек, иногда способствуют образованию слизи или ее разжижению. В случае необходимости обратитесь за консультацией к врачу или работнику аптеки. Кстати, хорошо очищают бронхи и занятия спортом. Это одна из причин, по которой спортсмены меньше страдают инфекционными заболеваниями. Так что бегом на свежий воздух!