Функция наружного барьера слизистой оболочки верхних дыхательных путей

Слизистая оболочка верхних дыхательных путей большей частью покрыта тонким специализированным эпителием, создающим восприимчивый (чувствительный) барьер, который постоянно бомбардируется экзогенным живым или мертвым антигенным материалом [22, 58]. Слизистая оболочка носа действует как первая линия защиты дыхательной системы, очищая и согревая 10 000-20 000 л воздуха в сутки [4, 30]. Нос является высокоэффективным фильтром для осаждающихся взвешенных частиц, так что лишь малая доля частиц крупнее 10 мкм способна проникнуть в нижние дыхательные пути [9, 30, 40]. Он выступает в роли входных ворот для множества воздушно-капельных инфекций. Слизистая носа содержит бактериостатические вещества, такие как лизоцим и лактоферрин, а также секреторные антитела [29, 31, 51, 59, 60]. Морфофизиологически этот орган создает возможности для изучения некоторых функциональных аспектов воспалительных процессов слизистой оболочки верхних и нижних дыхательных путей и среднего уха [10, 14, 40].

Вдыхаемый воздух содержит значительное количество потенциально вредных веществ (газы, взвешенные корпускулярные частицы, бактерии, вирусы, микоплазмы, грибы, в том числе дрожжи, риккетсии, пыльцу, частицы слущенного эпителия человека и животных и др.) [1, 4, 30, 34]. Даже необходимый для газообмена кислород способен в ряде случаев оказывать повреждающее действие на ткани вследствие своей потенциально высокой реакционной способности [4]. Вдыхаемые биологические агенты могут стать причиной инфекционных и аллергических заболеваний.

Согласно концепции местного иммунитета, слизистые оболочки и кожа как покровы, обращенные во внешнюю среду, защищают внутреннюю среду организма и сохраняют постоянство внутренней среды путем тесного взаимодействия эволюционно выработанного комплекса неспецифических и специфических механизмов защиты [13, 65].

Первоначально под местным иммунитетом подразумевался комплекс клеточных и секреторных неспецифических и специфических реакций, включающий барьерные функции клеток слизистой оболочки, фагоцитарную активность нейтрофилов и макрофагов, Т-клеточный иммунитет, антитела, антимикробные белки внешних секретов, ингибиторы ферментов. Местный иммунитет не отождествлялся с секреторным иммунитетом, но в качестве его центрального звена рассматривался В-клеточный ответ лимфоидной ткани слизистых оболочек с участием железистого эпителия, поставляющего секреторный компонент. Позднее понятие местного иммунитета расширилось и в настоящее время включает совокупность реагирования всех клеток лимфоидного ряда, заселяющих слизистые оболочки, в кооперации с макрофагами, нейтрофильными и эозинофильными гранулоцитами, тучными клетками и другими клетками соединительной ткани и эпителия [1, 4, 34, 58].

Местный иммунитет ЛОР-органов - это барьерная функция слизистых оболочек, включающая лимфоэпителиальные органы глотки, расположенные на пересечении воздухоносных и пищепроводных путей, первыми реагирующие на очередное антигенное раздражение (инфекцию) включением механизмов иммунной защиты, и неспецифические защитные факторы слизистой оболочки (мукоцилиарный транспорт, продукция лизоцима, лактоферрина, интерферона и др.) [3, 4, 8, 54, 59].

Защита дыхательных путей представляет собой высокоинтегрированную систему, в которой выделяют физические и химические механизмы действия [40]. К физическим защитным факторам относят рефлексы дыхательных путей - кашель, чиханье, мукоцилиарный транспорт, секрецию слизи [30, 40, 44].

Ведущую роль в осуществлении физических защитных механизмов респираторного тракта играют клетки дыхательного эпителия [1, 14, 40, 67]. Дыхательный эпителий расположен на базальной мембране толщиной 5 мкм и состоящей из волокон коллагена и ретикулина. В собственной пластинке присутствуют свободная волокнистая соединительная ткань, артерии, вены, лимфатические сосуды, лимфоциты собственной пластинки, плазматические клетки, нейтрофилы [40, 58]. Эпителий представлен главным образом слоем базальных кубических клеток, внутри которого имеются цилиндрические реснитчатые клетки и муцинозные бокаловидные эпителиальные клетки обычно в соотношении 5-10/1. В базилярной части эпителия находятся также клетки Кульчицкого, выполняющие нейроэндокринные секреторные функции. В слое эпителия расположены рецепторные М-клетки, внутриэпителиальные лимфоциты, тучные клетки, нейтрофилы.

Многорядный цилиндрический реснитчатый эпителий, осуществляющий мукоцилиарный транспорт, покрывает задние ²/₃ полости носа и носоглотку, включая слуховую трубу, полости среднего уха, гортань. На апикальной поверхности цилиарных клеток вырабатывается перицилиарная жидкость, которая может выделяться в дыхательные пути за счет капиллярного тока, действующего в промежутке между реснитчатыми клетками и слизистым защитным слоем. Бокаловидные клетки вырабатывают муцин и выделяют его путем экзоцитоза. В дистальной части подслизистых желез вырабатывается преимущественно серозный секрет, в проксимальной - слизистый, выделяемые через цилиарные протоки. Серозный и слизистый секреты подслизистых желез содержат альфа-1-антитрипсин, лизоцим, лизосомальные ферменты, трансферрин, интерферон, факторы роста, цитокины, пептидные антибиотики цекропины, комплемент и иммуноглобулины [15, 16, 35-37, 46, 47, 53, 60, 63, 68]. Суммарный объем слизистых желез и их секрета приблизительно в 40 раз больше, чем у бокаловидных клеток.

Эпителиальные клетки служат не только структурным барьером, они также являются антигенпредставляющими клетками, т.е. перерабатывают антиген в иммуногенную форму и представляют его иммунокомпетентным клеткам-лимфоцитам, и активно участвуют в транспорте цитокинов путем изменения экспрессии молекул адгезии и интегринов на своей поверхности при воспалении [2, 23, 24, 62].

Нормальное функционирование слизистой оболочки околоносовых пазух обеспечивается несколькими механизмами: адекватная вентиляция и кровоснабжение пазух, местная продукция слизи и перицилиарной жидкости, цилиарный транспорт, иммунологические, химические и клеточные факторы защиты организма от инфекции [4, 9, 34, 37]. Гистологически слизистая околоносовых пазух сходна со слизистой оболочкой полости носа, но имеется ряд различий [53, 61]. Слизистая оболочка околоносовых пазух иннервируется менее плотно, чем слизистая оболочка полости носа, и содержит значительно меньше пептидэргических нейронов [62]. Эпителий слизистой оболочки пазух вырабатывает биологически активные вещества, выполняющие различные функции: бактериостатическую, расширение бронхов, сужение кровеносных сосудов [40, 44, 45, 62]. Слизистая оболочка околоносовых пазух бедна железами, особенно серозными; так, в слизистой оболочке верхнечелюстных пазух количество желез, располагающихся исключительно вблизи естественного соустья, не превышает 50-100 в каждой пазухе, тогда как в слизистой полости носа их свыше 100 000. У здоровых людей в верхнечелюстных пазухах слизь вырабатывается преимущественно бокаловидными клетками на поверхности эпителия [64].

Слизистая оболочка среднего уха в отличие от других слизистых оболочек не подвергается постоянному воздействию многочисленных микробных агентов и чужеродных макромолекул [48, 56, 58]. Здоровая слизистая оболочка среднего уха состоит в основном из базальных клеток, нереснитчатых клеток с секреторными гранулами, в меньшей степени из реснитчатых клеток, содержащих и несодержащих секреторные гранулы. Подобно другим слизистым оболочкам, защита слизистой среднего уха осуществляется неспецифическими и иммунными защитными механизмами [13, 32, 49, 50, 55, 57]. Главная роль в неспецифической защите полостей среднего уха принадлежит слуховой трубе, обеспечивающей гомеостаз.

Слуховая труба осуществляет вентиляцию, защиту от проникновения патогенных факторов из носоглотки, однонаправленный мукоцилиарный транспорт из полостей среднего уха в носоглотку. Слизистая слуховой трубы и прилегающих областей среднего уха покрыта реснитчатым эпителием с секреторными железами. Вырабатываемая слизь и движение ресничек обусловливают мукоцилиарный транспорт - высокоэффективный механизм, предупреждающий попадание и удаляющий частицы и микроорганизмы, проникшие в полость среднего уха. Полость среднего уха обладает латентной иммунной системой с редкими плазматическими клетками и лимфоцитами и небольшим числом организованных лимфоидных фолликулов [50, 58, 61].

К химическим защитным механизмам дыхательных путей относят пептидные антибиотики цекропины [19, 20], дефенсины [42, 43, 65], интерферон, комплемент, иммуноглобулины, интерлейкины, простагландины, ингибиторы трипсиноподобных протеиназ [15, 29, 31, 32, 51, 53, 63, 66], антиоксиданты, содержащиеся в слизистом и серозном секретах подслизистых желез и взаимодействующие со специфическими клетками, такими как макрофаги, тучные клетки, клетки периферической крови, что и обусловливает баланс воспалительно-противовоспалительных реакций респираторного тракта [30, 40, 46, 47].