Слизь - Mucus
Слизь (/ˈмjukəs/ MEW-kəs ) представляет собой скользкую водянистую секрецию, производимую и покрывающую, слизистые оболочки. Обычно он производится из клеток, обнаруженных в слизистые железы, хотя он также может происходить из смешанных желез, которые содержат оба серозный и слизистые клетки. Это вязкая коллоид содержащий неорганические соли, противомикробный ферменты (такие как лизоцимы ), иммуноглобулины, и гликопротеины Такие как лактоферрин[1] и муцины, которые производятся бокаловидные клетки в слизистых оболочках и подслизистые железы. Слизь защищает эпителиальные клетки в подкладках респираторный, пищеварительный, и мочеполовые системы, и структуры в визуальный и слуховые системы из патогенный грибы, бактерии[2] и вирусы. Большая часть слизи в организме производится в желудочно-кишечный тракт.
Амфибии, рыбы, миксина, улитки, слизни, и некоторые другие беспозвоночные также производят наружную слизь из своих эпидермис как защита от болезнетворных микроорганизмов и помощь в движении. Слизь также вырабатывается в рыбе, чтобы жабры. Растения производят подобное вещество, называемое слизь это также производится некоторыми микроорганизмы.[3]
Дыхательная система
В человеческом дыхательная система, слизь входит в состав жидкость на поверхности дыхательных путей (ASL), также известный как эпителиальная слизистая жидкость (ELF), что выравнивает большую часть дыхательные пути. Жидкость на поверхности дыхательных путей состоит из соль слой, названный слой перицилиарной жидкости и вышележащий гель слой, названный слоем слизи. Слой перицилиарной жидкости назван так, потому что он окружает реснички и лежит поверх поверхностного эпителия.[4][5][6] Слой перицилиарной жидкости, окружающий реснички, состоит из гелевой сети из связанных с клетками муцинов и полисахаридов.[7] Слизистое покрывало помогает защитить легкие путем улавливания посторонних частиц до того, как они попадут в них, в частности, через нос, при нормальном дыхании.[8]
Слизь состоит из жидкого компонента около 95% воды, муцин секреция бокаловидных клеток и подслизистых желез (2–3% гликопротеинов), протеогликаны (0,1–0,5%), липиды (0,3–0,5%), белки и ДНК.[7] Основные выделяемые муцины - MUC5AC, и MUC5B крупные полимеры, придающие слизи ее реологический, или же вязкоэластичный характеристики.[7][4] MUC5AC - это основной гелеобразующий муцин, секретируемый бокаловидными клетками в виде нитей и тонких пластинок. MUC5B - это полимерный белок, секретируемый подслизистыми железами и некоторыми бокаловидными клетками, и он находится в форме цепочек.[9][10]
В воздухе - трахея, бронхи, и бронхиолы слизистая оболочка производится специальными эпителиальными клетками дыхательных путей, называемыми бокаловидные клетки, и подслизистые железы. Мелкие частицы, такие как пыль, твердые частицы загрязняющие вещества, и аллергены, а также инфекционные агенты и бактерии попадают в вязкую слизь из носа или дыхательных путей и не попадают в систему. Этот процесс вместе с постоянным движением реснички на респираторный эпителий к ротоглотка (мукоцилиарный клиренс ), помогает предотвратить попадание посторонних предметов в легкие во время дыхания. Это объясняет, почему часто возникает кашель у курящих сигареты. Естественная реакция организма - увеличение выработки слизи. Кроме того, слизь способствует увлажнению вдыхаемого воздуха и предотвращает ткани такой как носовой и эпителий дыхательных путей от высыхания.[11]
Слизь вырабатывается постоянно, в дыхательные пути. Мукоцилиарное действие переносит его вниз из носовых ходов и вверх от остальной части тракта к глотке, при этом большая часть его проглатывается подсознательно. Иногда во время респираторных заболеваний или воспалений слизь может сгущаться из-за клеточного мусора, бактерий и воспалительных клеток. Тогда он известен как мокрота который может быть кашлянул вверх как мокрота чтобы очистить дыхательные пути.[12][13]
Дыхательные пути
Повышенное производство слизи в верхние дыхательные пути является симптомом многих распространенных заболеваний, таких как простуда, и грипп. Слизь из носа можно удалить, высморкавшись или используя орошение носа. Избыточная слизь из носа, как при простуде или аллергия из-за нагрубания сосудов, связанного с расширением сосудов и повышенной проницаемости капилляров, вызванной гистамины,[14] можно осторожно относиться к противоотечное средство лекарства. Загустение слизи в результате чрезмерного употребления противоотечных средств может вызвать проблемы с дренажем носа или пазух и обстоятельства, способствующие развитию инфекции.
В холодное и засушливое время года слизь, выстилающая носовые ходы, имеет тенденцию пересыхать, а это означает, что слизистые оболочки должны работать больше, производя больше слизи, чтобы поддерживать слизистую оболочку полости. В результате полость носа может заполняться слизью. В то же время, когда воздух выдыхается, водяной пар при дыхании конденсируется, так как теплый воздух встречает более холодную внешнюю температуру около ноздрей. Это вызывает скопление избыточного количества воды внутри носовых полостей. В этих случаях избыток жидкости обычно выливается наружу через ноздри.[15]
в нижние дыхательные пути ослабленный мукоцилиарный клиренс из-за таких условий, как первичная цилиарная дискинезия может привести к скоплению слизи в бронхах.[16] Нарушение регуляции гомеостаза слизи является фундаментальной характеристикой кистозный фиброз, наследственное заболевание, вызванное мутациями в CFTR ген, который кодирует хлоридный канал. Этот дефект приводит к изменению электролитного состава слизи, что вызывает ее гиперабсорбцию и обезвоживание. Такая вязкая кислая слизь небольшого объема имеет пониженную антимикробную функцию, что способствует бактериальной колонизации.[17] Истончение слизистого слоя в конечном итоге влияет на перицилиарный жидкий слой, который становится обезвоженным, что ухудшает функцию ресничек и мукоцилиарный клиренс.[16][17] А респираторный терапевт могу рекомендовать очистка дыхательных путей в котором используется ряд методов очистки, помогающих избавиться от слизи.[18]
Гиперсекреция слизи
в нижние дыхательные пути чрезмерное производство слизи в бронхах и бронхиолах известно как гиперсекреция слизи.[10] Хроническая гиперсекреция слизи приводит к хроническому продуктивному кашлю хронический бронхит,[19] и обычно является синонимом этого.[20] Избыток слизи может сузить дыхательные пути, ограничить поток воздуха и ускорить ухудшение функции легких.[10]
Пищеварительная система
в пищеварительная система человека, слизь используется в качестве смазки для материалов, которые должны проходить через мембраны, например, пища, проходящая через пищевод. Слизь чрезвычайно важна для желудочно-кишечный тракт. Он образует важный слой в толстой и тонкой кишке, который помогает уменьшить воспаление кишечника за счет уменьшения взаимодействия бактерий с эпителиальными клетками кишечника.[21] Слой слизи слизистая желудка подкладка желудок жизненно важен для защиты слизистой оболочки желудка от очень кислой среды внутри нее.[научный 1]
Репродуктивная система
В женской репродуктивной системе человека цервикальная слизь предотвращает инфицирование и обеспечивает смазку во время полового акта. Консистенция цервикальной слизи варьируется в зависимости от стадии менструального цикла женщины. В овуляция цервикальная слизь прозрачная, жидкая и способствует сперма; после овуляции слизь становится более густой и с большей вероятностью блокирует сперму. Несколько Осведомленность о фертильности Методы основаны на наблюдении за цервикальной слизью как одним из трех основных признаков фертильности, чтобы определить период фертильности женщины в середине цикла. Осведомленность о периоде фертильности женщины позволяет паре рассчитывать время полового акта, чтобы повысить шансы на беременность. Также предлагается как метод предотвращения беременности.[22]
Клиническое значение
Обычно слизь из носа прозрачная и жидкая, она фильтрует воздух при вдыхании. Во время инфекции слизь может менять цвет на желтый или зеленый в результате захвата бактерии[23] или из-за реакции организма на популярный инфекционное заболевание. Зеленый цвет слизи происходит от группы гема в железосодержащем ферменте. миелопероксидаза секретируются лейкоцитами в качестве цитотоксической защиты во время респираторный взрыв.
В случае бактериальной инфекции бактерия попадает в уже забитый пазухи, разведение во влажной, богатой питательными веществами среде. Синусит это дискомфортное состояние, которое может включать скопление слизи. Бактериальная инфекция при синусите вызывает обесцвечивание слизи и реагирует на лечение антибиотиками; вирусные инфекции обычно проходят без лечения.[24] Почти все инфекции синусита являются вирусными, а антибиотики неэффективны и не рекомендуются для лечения типичных случаев.[25]
В случае вирусной инфекции, такой как холодный или же грипп, первая и последняя стадия инфекции вызывают образование прозрачной жидкой слизи в носу или задней части глотки. Когда организм начинает реагировать на вирус (обычно от одного до трех дней), слизь сгущается и может стать желтой или зеленой. Вирусные инфекции нельзя лечить антибиотиками, и они являются основным средством их неправильного использования. Лечение обычно симптоматическое; часто этого достаточно, чтобы иммунная система со временем могла бороться с вирусом.[26]
Обструктивные заболевания легких часто возникают в результате нарушения мукоцилиарного клиренса, которое может быть связано с гиперсекрецией слизи, и это иногда называют мукообструктивные заболевания легких.[27] Методы очистка дыхательных путей может помочь очистить выделения, поддержать здоровье дыхательных путей и предотвратить воспаление в дыхательных путях.[18]
Уникальный подкладка пуповины эпителиальные стволовые клетки экспрессируют MUC1, названный (CLEC-muc). Было показано, что это имеет хороший потенциал для восстановления роговица.[28][29]
Свойства слизи
Регулируемая способность к набуханию
Слизь может поглощать воду или обезвоживать pH вариации. Способность слизи набухать происходит от структура бутылочной щетки[30] из муцин внутри которых гидрофильные сегменты обеспечивают большую площадь поверхности для поглощения воды. Более того, возможность настройки эффекта набухания контролируется полиэлектролитным эффектом.
Эффект полиэлектролита в слизи
Полимеры с заряженными молекулами называют полиэлектролиты. Муцины, разновидность полиэлектролита протеогликаны, являются основным компонентом слизи, обеспечивающим в слизи полиэлектролитный эффект.[31] Процесс создания этого эффекта состоит из двух этапов: притяжения противоионов и компенсации воды. При воздействии физиологического ионного раствора заряженные группы в полиэлектролитах притягивают противоионы с противоположными зарядами, что приводит к градиенту концентрации растворенного вещества. Осмотическое давление вводится для выравнивания концентрации растворенного вещества во всей системе, заставляя воду течь из областей с низкой концентрацией в области с высокой концентрацией. Короче говоря, приток и отток воды внутри слизи, управляемый эффектом полиэлектролита, способствует регулируемой способности слизи к набуханию.[32]
Механизм набухания с регулируемым pH
Ионные заряды муцина в основном обеспечиваются кислотными аминокислотами, включая аспарагиновая кислота (pKa = 3,9) и глютаминовая кислота (рКа = 4,2). Заряды кислых аминокислот будут меняться в зависимости от значения pH окружающей среды из-за кислотная диссоциация и ассоциации. Аспарагиновая кислота, например, имеет отрицательную боковую цепь, когда значение pH выше 3,9, в то время как нейтрально заряженная боковая цепь будет вводиться, когда значение pH падает ниже 3,9. Таким образом, количество отрицательных зарядов в слизи зависит от значения pH окружающей среды. То есть на полиэлектролитный эффект слизи в значительной степени влияет значение pH раствора из-за изменения заряда кислотных аминокислотных остатков на основе муцина. Например, заряженный остаток на муцине протонируется при нормальном значении pH желудка, приблизительно pH 2. В этом случае эффект полиэлектролита почти не проявляется, что приводит к образованию плотной слизи с небольшой способностью к набуханию. Однако разновидность бактерий, Helicobacter pylori, склонен к выработке основания для повышения значения pH в желудке, что приводит к депротонированию аспарагиновой и глутаминовой кислот, то есть от нейтрального к отрицательно заряженному. Отрицательные заряды в слизи сильно увеличиваются, вызывая эффект полиэлектролита и набухание слизи. Этот эффект набухания увеличивает размер пор слизи и снижает вязкость слизи, что позволяет бактериям проникать в слизь и мигрировать в нее, вызывая болезнь.[33]
Селективность заряда
Высокая избирательная проницаемость слизи играет решающую роль в здоровом состоянии человека, ограничивая проникновение молекул, питательных веществ, патогенов и лекарств. Распределение заряда в слизи служит барьером для селективной диффузии заряда, что существенно влияет на транспортировку агентов. Среди частиц с различной поверхностью дзета-потенциалы, катионные частицы имеют тенденцию к малой глубине проникновения, нейтральные обладают средним проникновением, а анионные частицы имеют наибольшую глубину проникновения. Кроме того, эффект селективности заряда изменяется при изменении статуса слизи, т.е. нативная слизь имеет в три раза больший потенциал для ограничения проникновения агента, чем очищенная слизь.[34]
Другие животные
Слизь также вырабатывается рядом других животных. Все рыбы покрыты слизью, выделяемой железами по всему телу.[35] Беспозвоночные Такие как улитки и слизни выделять слизь, называемую слизь улитки чтобы дать возможность двигаться и предотвратить высыхание их тел. Их репродуктивные системы также используют слизь, например, для покрытия своих яйца. Слизь производится эндостиль в некоторых оболочки и личинки миноги чтобы помочь в питании через фильтр.
Смотрите также
Примечания
- ^ Первес, Уильям. «Почему пищеварительные кислоты не разъедают слизистую оболочку желудка?». Scientific American. Получено 6 декабря 2012.
Во-вторых, HCl в просвете не переваривает слизистую оболочку, потому что бокаловидные клетки слизистой оболочки выделяют большое количество защитной слизи, выстилающей поверхность слизистой оболочки.
Рекомендации
- ^ Сингх, ПК; Parsek, MR; Гринберг, EP; Валлийский, MJ (май 2002 г.). «Компонент врожденного иммунитета предотвращает развитие бактериальной биопленки». Природа. 417 (6888): 552–5. Bibcode:2002Натура 417..552С. Дои:10.1038 / 417552a. PMID 12037568.
- ^ Barr et al. Бактериофаг, прилипший к слизи, обеспечивает иммунитет, не связанный с хозяином. PNAS 2013
- ^ «Режимы передвижения у протистов: 5 режимов». обсуждение биологии. 2016-09-06.
- ^ а б Атанасова, КР; Резников, Л.Р. (21 ноября 2019 г.). «Стратегии измерения слизи и муцина в дыхательных путях». Респираторные исследования. 20 (1): 261. Дои:10.1186 / s12931-019-1239-z. ЧВК 6873701. PMID 31752894.
- ^ Альтхаус, М. (март 2013 г.). «Ингибиторы ENaC и регидратация дыхательных путей при муковисцидозе: современное состояние». Курр Мол Фармакол. 6 (1): 3–12. Дои:10.2174/18744672112059990025. PMID 23547930.
- ^ Hiemstra, PS; McCray PB, Jr; Балс, Р. (апрель 2015 г.). «Врожденная иммунная функция эпителиальных клеток дыхательных путей при воспалительном заболевании легких». Европейский респираторный журнал. 45 (4): 1150–62. Дои:10.1183/09031936.00141514. ЧВК 4719567. PMID 25700381.
- ^ а б c Ohar, JA; Донохью, Дж. Ф.; Спангенталь, С. (23 октября 2019 г.). «Роль гвайфенезина в лечении хронической гиперсекреции слизи, связанной со стабильным хроническим бронхитом: всесторонний обзор». Хронические обструктивные болезни легких. 6 (4): 341–349. Дои:10.15326 / jcopdf.6.4.2019.0139. ЧВК 7006698. PMID 31647856.
- ^ Lillehoj, ER; Ким, KC (декабрь 2002 г.). «Слизь из дыхательных путей: состав и функции». Архив фармакологических исследований. 25 (6): 770–80. Дои:10.1007 / bf02976990. PMID 12510824.
- ^ Ostedgaard, LS; Moninger, TO; McMenimen, JD; Савин, Н. М.; Паркер, CP; Торнелл, И. М.; Пауэрс, LS; Gansemer, ND; Бузек, округ Колумбия; Кук, Д.П .; Мейерхольц, ДК; Abou Alaiwa, MH; Штольц Д.А.; Валлийский, MJ (27 июня 2017 г.). «Гелеобразующие муцины образуют четкие морфологические структуры в дыхательных путях». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 114 (26): 6842–6847. Дои:10.1073 / pnas.1703228114. ЧВК 5495256. PMID 28607090.
- ^ а б c Шен, Y (2018). «Управление гиперсекрецией слизи в дыхательных путях при хроническом воспалительном заболевании дыхательных путей: консенсус китайских экспертов (английское издание)». Международный журнал хронической обструктивной болезни легких. 13: 399–407. Дои:10.2147 / COPD.S144312. ЧВК 5796802. PMID 29430174.
- ^ Тортон, диджей; Руссо, К; MucGuckin, MA (2008). «Структура и функция полимерных муцинов в слизи дыхательных путей». Ежегодный обзор физиологии. 70 (44): 459–486. Дои:10.1146 / annurev.physiol.70.113006.100702. PMID 17850213.
- ^ Рубин, Б.К. (январь 2010 г.). «Роль слизи в исследовании кашля». Легкое. 188 Дополнение 1: S69-72. Дои:10.1007 / s00408-009-9198-7. PMID 19936981.
- ^ Холл, Джон (2011). Гайтон и Холл учебник медицинской физиологии (Двенадцатое изд.). п. 473. ISBN 9781416045748.
- ^ Монро Е.В., Дейли А.Ф., Шалхуб РФ (февраль 1997 г.). «Оценка действия гистаминового волдыря и обострения для прогнозирования клинической эффективности антигистаминных препаратов». J. Allergy Clin. Иммунол. 99 (2): S798–806. Дои:10.1016 / s0091-6749 (97) 70128-3. PMID 9042073.
- ^ "Почему холодная погода вызывает насморк?". энергетический ядерный реактор. Получено 2011-09-22.
- ^ а б Молл, Массачусетс (март 2008 г.). «Роль ресничек, слизи и поверхностной жидкости дыхательных путей в мукоцилиарной дисфункции: уроки, полученные на мышах». Журнал аэрозольной медицины и легочной доставки лекарств. 21 (1): 13–24. Дои:10.1089 / jamp.2007.0659. PMID 18518828.
- ^ а б Хак, Ирам Дж; Грей, Майкл А; Гарнетт, Джеймс П.; Уорд, Кристофер; Бродли, Малькольм (март 2016 г.). «Гомеостаз жидкости на поверхности дыхательных путей при муковисцидозе: патофизиология и терапевтические цели». Грудная клетка. 71 (3): 284–287. Дои:10.1136 / thoraxjnl-2015-207588. PMID 26719229.
- ^ а б Вольско Т.А. (октябрь 2013 г.). «Терапия очистки дыхательных путей: поиск доказательств». Респираторная помощь. 58 (10): 1669–78. Дои:10.4187 / respcare.02590. PMID 24064626.
- ^ Глобальная инициатива по хронической обструктивной болезни легких - ЗОЛОТО (PDF). 2018. с. 15. Получено 10 ноября 2019.
- ^ Фонд Новартис (2002). Гиперсекреция слизи при респираторных заболеваниях. Вайли. п. 3. ISBN 0470844787.
- ^ Johansson, Malin E. V .; Gustafsson, Jenny K .; Sjöberg, Karolina E .; Петерссон, Джоэл; Холм, Лена; Шевалл, Хенрик; Ханссон, Гуннар К. (01.01.2010). «Бактерии проникают во внутренний слой слизи до воспаления на модели декстрансульфатного колита». PLOS ONE. 5 (8): e12238. Bibcode:2010PLoSO ... 512238J. Дои:10.1371 / journal.pone.0012238. ISSN 1932-6203. ЧВК 2923597. PMID 20805871.
- ^ Хан, Лев; Тауб, Ребекка; Дженсен, Джеффри Т. (ноябрь 2017 г.). «Цервикальная слизь и контрацепция: что мы знаем, а что нет». Контрацепция. 96 (5): 310–321. Дои:10.1016 / j.contraception.2017.07.168. PMID 28801053.
- ^ «Насморк (с зеленой или желтой слизью)». Станьте умнее: знайте, когда работают антибиотики. Центры по контролю и профилактике заболеваний. 9 марта 2006 г. Архивировано с оригинал 8 марта 2008 г.
- ^ Потребительские отчеты; Американская академия семейных врачей (Апрель 2012 г.), «Лечение гайморита: не спешите с антибиотиками» (PDF), Мудрый выбор: инициатива Фонд ABIM, Потребительские отчеты, получено 17 августа, 2012
- ^ Американская академия семейных врачей, представленный Фонд ABIM, «Пять вещей, которые должны задать вопросы врачам и пациентам» (PDF), Мудрый выбор: инициатива Фонд ABIM, Американская академия семейных врачей, заархивировано из оригинал (PDF) 24 июня 2012 г., получено 14 августа, 2012
- ^ «Определение вирусной инфекции». MedicineNet.com. Получено 2010-04-04.
- ^ Льюис, Б.В.; Патиал, S; Шайни, Y (2019). «Иммунопатология болезни дегидратации поверхности дыхательных путей». Журнал иммунологических исследований. 2019: 2180409. Дои:10.1155/2019/2180409. ЧВК 6664684. PMID 31396541.
- ^ Салех, Р; Реза, HM (10 октября 2017 г.). «Краткий обзор эпителиальных клеток выстилки пуповины человека и их потенциальных клинических применений». Исследование стволовых клеток и терапия. 8 (1): 222. Дои:10.1186 / s13287-017-0679-у. ЧВК 5634865. PMID 29017529.
- ^ Bains, KK; и другие. (Август 2019 г.). «Восстановление зрения в глазах с дефицитом стволовых клеток роговицы». Контактные линзы и передняя часть глаза: Журнал Британской ассоциации контактных линз. 42 (4): 350–358. Дои:10.1016 / j.clae.2019.04.006. ЧВК 6611221. PMID 31047800.
- ^ Хремос, А; Дуглас, Дж. Ф. (2018). «Сравнительное исследование термодинамических, конформационных и структурных свойств щетки для бутылок с расплавами звездчатых и кольцевых полимеров». J. Chem. Phys. 149 (4): 044904. Bibcode:2018JChPh.149d4904C. Дои:10.1063/1.5034794. PMID 30068167.
- ^ Sircar, S .; Keener, J. P .; Фогельсон, А. Л. (07.01.2013). «Влияние двухвалентных и одновалентных ионов на набухание муциноподобных полиэлектролитных гелей: основные уравнения и анализ равновесия». Журнал химической физики. 138 (1): 014901. Bibcode:2013ЖЧФ.138а4901С. Дои:10.1063/1.4772405. ISSN 0021-9606. ЧВК 3555968. PMID 23298059.
- ^ Harding, S.E .; Крит, Дж. М. (1983-07-28). «Полиэлектролитное поведение гликопротеинов слизи». Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Структура белка и молекулярная энзимология. 746 (1–2): 114–119. Дои:10.1016/0167-4838(83)90017-1. ISSN 0006-3002. PMID 6871229.
- ^ Челли, Джонатан П .; Тернер, Брэдли С .; Afdhal, Nezam H .; Китс, Сара; Гиран, Ионита; Kelly, Ciaran P .; Ewoldt, Randy H .; McKinley, Gareth H .; Итак, Питер (25.08.2009). «Helicobacter pylori перемещается через слизь за счет снижения вязкоупругости муцина». Труды Национальной академии наук. 106 (34): 14321–14326. Bibcode:2009PNAS..10614321C. Дои:10.1073 / pnas.0903438106. ISSN 0027-8424. ЧВК 2732822. PMID 19706518.
- ^ Кратер, Джейсон С .; Кэрриер, Ребекка Л. (08.12.2010). «Барьерные свойства желудочно-кишечной слизи для транспорта наночастиц». Макромолекулярная бионаука. 10 (12): 1473–1483. Дои:10.1002 / mabi.201000137. ISSN 1616-5195. PMID 20857389.
- ^ Тире, S; Das, SK; Самал, Дж; Thatoi, HN (весна 2018 г.). «Эпидермальная слизь, главный детерминант здоровья рыб: обзор». Иранский журнал ветеринарных исследований. 19 (2): 72–81. ЧВК 6056142. PMID 30046316.