El aclaramiento mucociliar ( MCC ), el transporte mucociliar o la escalera mecánica mucociliar describen el mecanismo de autolimpieza de las vías respiratorias en el sistema respiratorio . [1] Es uno de los dos procesos de protección de los pulmones para eliminar partículas inhaladas , incluidos los patógenos, antes de que puedan llegar al delicado tejido de los pulmones. El otro mecanismo de depuración lo proporciona el reflejo de la tos . [2] El aclaramiento mucociliar tiene un papel importante en la higiene pulmonar .
La eficacia de la MCC depende de las propiedades correctas del líquido de la superficie de las vías respiratorias producido, tanto de la capa de sol periciliar como de la capa de gel mucoso suprayacente , y de la cantidad y calidad de los cilios presentes en el revestimiento de las vías respiratorias . [3] Un factor importante es la tasa de secreción de mucina . Los canales iónicos CFTR y ENaC trabajan juntos para mantener la hidratación necesaria del líquido de la superficie de las vías respiratorias. [4]
Cualquier alteración en el funcionamiento regulado de los cilios puede provocar una enfermedad. Las alteraciones en la formación estructural de los cilios pueden causar una serie de ciliopatías , en particular la discinesia ciliar primaria . [5] La exposición al humo del cigarrillo puede provocar el acortamiento de los cilios. [6]
En la parte superior del tracto respiratorio, el vello nasal de las fosas nasales atrapa partículas grandes, y también puede activarse el reflejo del estornudo para expulsarlas. La mucosa nasal también atrapa partículas, impidiendo que entren más en el tracto. En el resto del tracto respiratorio, partículas de diferentes tamaños se depositan a lo largo de diferentes partes de las vías respiratorias. Las partículas más grandes quedan atrapadas más arriba en los bronquios más grandes . A medida que las vías respiratorias se estrechan, solo pueden pasar partículas más pequeñas. Las ramificaciones de las vías respiratorias causan turbulencia en el flujo de aire en todas sus uniones, donde las partículas pueden depositarse y nunca llegan a los alvéolos . Solo los patógenos muy pequeños pueden ingresar a los alvéolos. La depuración mucociliar funciona para eliminar estas partículas y también para atrapar y eliminar patógenos de las vías respiratorias, con el fin de proteger el delicado parénquima pulmonar y también para proporcionar protección y humedad a las vías respiratorias. [2]
La depuración mucociliar también participa en la eliminación pulmonar , que con la exhalación elimina las sustancias descargadas desde los capilares pulmonares hacia el espacio alveolar. [7]
En el tracto respiratorio , desde la tráquea hasta los bronquiolos terminales , el revestimiento es de epitelio respiratorio que está ciliado . [8] Los cilios son estructuras con base microtubular , similares a pelos, en la superficie luminal del epitelio . En cada célula epitelial hay alrededor de 200 cilios que baten constantemente a un ritmo de entre 10 y 20 veces por segundo.
Los cilios están rodeados por una capa de líquido periciliar (PCL), una capa de sol que está recubierta por la capa de gel de moco . [9] Estos dos componentes forman el líquido de revestimiento epitelial (ELF), también conocido como líquido de la superficie de las vías respiratorias (ASL), cuya composición está estrechamente regulada. Los canales iónicos CFTR y ENaC trabajan juntos para mantener la hidratación necesaria del líquido de la superficie de las vías respiratorias. [10] Un factor importante es la tasa de secreción de mucina . El moco ayuda a mantener la humedad epitelial y atrapa el material particulado y los patógenos que se mueven a través de las vías respiratorias, y su composición determina qué tan bien funciona la depuración mucociliar. [11] [12]
Dentro de la fina capa de líquido periciliar, los cilios se mueven de manera coordinada hacia la faringe , donde el moco transportado se traga o se expulsa con la tos. Este movimiento hacia la faringe se produce hacia arriba desde el tracto respiratorio inferior o hacia abajo desde las estructuras nasales, que limpian el moco que se produce constantemente. [8]
Cada cilio tiene una longitud de aproximadamente 7 μm , [13] y está fijo en su base. Su movimiento tiene dos partes: el movimiento de potencia, o movimiento efector, y el movimiento de recuperación. [14] [15] El movimiento de los cilios tiene lugar en el líquido periciliar, que es un poco más corto en profundidad que la altura de un cilio extendido. Esto permite que los cilios penetren en la capa mucosa durante su extensión completa en el movimiento efector, y propulsen el moco direccionalmente, alejándolo de la superficie celular. [14] [16] En el movimiento de recuperación, el cilio se dobla de un extremo al otro y regresa al punto de partida para el siguiente movimiento de potencia. [16] Los cilios que regresan se doblan para sumergirse completamente en el LCP, lo que tiene el efecto de reducir un movimiento inverso del moco. [14]
El movimiento coordinado de los cilios en todas las células se lleva a cabo de una manera que no está clara. Esto produce movimientos ondulatorios que en la tráquea se mueven a una velocidad de entre 6 y 20 mm por minuto. [2] La onda producida es una onda metacrónica que mueve el moco. [5] Se han desarrollado muchos modelos matemáticos para estudiar los mecanismos del batido ciliar. Estos incluyen modelos para comprender la generación y el ritmo de la onda metacrónica, y la generación de la fuerza en el movimiento efectivo del cilio. [14]
La depuración mucociliar eficaz depende de varios factores, entre ellos la cantidad de cilios y su estructura, en particular su altura, y la calidad del moco producido, que debe mantenerse a una humedad , temperatura y acidez correctas .
Los cilios necesitan poder moverse libremente en la capa de líquido periciliar y cuando esto se ve afectado por daño a los cilios o por desequilibrios en la humedad o pH de la capa de líquido periciliar, el moco no puede eliminarse adecuadamente de las vías respiratorias. La fibrosis quística es una consecuencia de desequilibrios en la capa de líquido periciliar. [9] El moco acumulado, además de causar diversos grados de obstrucción del flujo de aire, crea un caldo de cultivo para bacterias que causan muchas infecciones respiratorias que pueden empeorar gravemente los trastornos pulmonares existentes. Las enfermedades pulmonares obstructivas a menudo son el resultado de una depuración mucociliar alterada que puede estar asociada con hipersecreción de moco y a veces se las denomina enfermedades pulmonares mucoobstructivas . [12] Los estudios han demostrado que la deshidratación del líquido de la superficie de las vías respiratorias es suficiente para producir obstrucción de moco incluso cuando no hay evidencia de hipersecreción de moco. [17]
La humedad alta mejora la depuración mucociliar. Un estudio en perros descubrió que el transporte de moco era menor con una humedad absoluta de 9 g de agua/m 3 que con 30 g de agua/m 3 . [18] Dos métodos para apoyar esto, particularmente en la ventilación mecánica , son los humidificadores de gas respiratorios activos y pasivos .
{{cite journal}}: CS1 maint: DOI inactivo a partir de septiembre de 2024 ( enlace )