Dans la partie supérieure des voies respiratoires, les poils nasaux des narines emprisonnent les grosses particules et le réflexe d’éternuement peut également être déclenché pour les expulser. La muqueuse nasale piège également les particules empêchant leur entrée dans le tractus. Dans le reste des voies respiratoires, des particules de différentes tailles se déposent le long de différentes parties des voies respiratoires. Les particules plus grosses sont piégées plus haut dans les bronches plus grosses. À mesure que les voies respiratoires deviennent plus étroites, seules des particules plus petites peuvent passer. Les ramifications des voies respiratoires provoquent des turbulences dans le flux d’air à toutes leurs jonctions où les particules peuvent alors se déposer et elles n’atteignent jamais les alvéoles. Seuls de très petits agents pathogènes peuvent pénétrer dans les alvéoles. La clairance mucociliaire a pour fonction d’éliminer ces particules et également de piéger et d’éliminer les agents pathogènes des voies respiratoires, afin de protéger le délicat parenchyme pulmonaire, et également de protéger et d’hydrater les voies respiratoires.

La clairance mucociliaire participe également à l’élimination pulmonaire qui, avec l’expiration, élimine les substances évacuées des capillaires pulmonaires dans l’espace alvéolaire.

Composantsmodifier

Dans les voies respiratoires, de la trachée aux bronchioles terminales, la muqueuse est constituée d’épithélium respiratoire cilié. Les cils sont des structures microtubulaires ressemblant à des poils sur la surface luminale de l’épithélium. Sur chaque cellule épithéliale, il y a environ 200 cils qui battent constamment à une vitesse comprise entre 10 et 20 fois par seconde.

Les cils sont entourés d’une couche liquide périciliaire (PCL), une couche de sol recouverte de la couche de gel de mucus. Ces deux composants constituent le liquide de revêtement épithélial (ELF), également connu sous le nom de liquide de surface des voies respiratoires (ASL), dont la composition est étroitement régulée. Les canaux ioniques CFTR et ENaC travaillent ensemble pour maintenir l’hydratation nécessaire du liquide de surface des voies respiratoires. Un facteur important est le taux de sécrétion de mucine. Le mucus aide à maintenir l’humidité épithéliale et emprisonne les matières particulaires et les agents pathogènes se déplaçant dans les voies respiratoires, et sa composition détermine le bon fonctionnement de la clairance mucociliaire.

MechanismEdit

À l’intérieur de la fine couche de liquide périciliaire, les cils battent de manière coordonnée vers le pharynx où le mucus transporté est avalé ou craché. Ce mouvement vers le pharynx est soit vers le haut à partir des voies respiratoires inférieures, soit vers le bas à partir des structures nasales dégageant le mucus qui est constamment produit.

Chaque cil mesure environ 7 µm de longueur et est fixé à sa base. Son battement comporte deux parties, la course de puissance, ou course effectrice, et la course de récupération. Le mouvement des cils a lieu dans le liquide périciliaire qui est un peu plus court en profondeur que la hauteur d’un cil étendu. Cela permet aux cils de pénétrer dans la couche muqueuse lors de son extension complète dans la course effectrice et de propulser le mucus de manière directionnelle, loin de la surface cellulaire. Dans le coup de récupération, le cil se plie d’une extrémité à l’autre pour le ramener au point de départ du prochain coup de puissance. Les cils de retour se plient pour s’immerger complètement dans le PCL ce qui a pour effet de réduire un mouvement inverse du mucus.

Le mouvement coordonné des cils sur toutes les cellules est effectué d’une manière qui n’est pas claire. Cela produit des mouvements ondulatoires qui, dans la trachée, se déplacent à une vitesse comprise entre 6 et 20 mm par minute. L’onde produite est une onde métachronale qui déplace le mucus. De nombreux modèles mathématiques ont été développés afin d’étudier les mécanismes du battement ciliaire. Ceux-ci comprennent des modèles pour comprendre la génération et le rythme de l’onde métachronale, et la génération de la force dans la course effective du cil.