i övre delen av luftvägarna fångar näshåret i näsborrarna stora partiklar, och nysreflexen kan också utlösas för att utvisa dem. Nässlemhinnan fångar också partiklar som förhindrar deras inträde längre in i kanalen. I resten av luftvägarna deponeras partiklar av olika storlekar längs olika delar av luftvägarna. Större partiklar fångas högre upp i de större bronkierna. När luftvägarna blir smalare kan endast mindre partiklar passera. Luftvägarnas förgreningar orsakar turbulens i luftflödet vid alla deras korsningar där partiklar sedan kan deponeras och de når aldrig alveolerna. Endast mycket små patogener kan få inträde i alveolerna. Mucociliary clearance fungerar för att avlägsna dessa partiklar och även för att fånga och ta bort patogener från luftvägarna, för att skydda den känsliga lungparenkym, och även för att ge skydd och fukt till luftvägarna.

mukociliär clearance deltar också i lungeliminering, som med utandning avlägsnar ämnen som släpps ut från lungkapillärerna i det alveolära utrymmet.

ComponentsEdit

i luftvägarna, från luftstrupen till de terminala bronkiolerna, är fodret av respiratoriskt epitel som cilieras. Cilia är hårliknande, mikrotubulära strukturer på epitelens luminala yta. På varje epitelcell finns cirka 200 cilia som slår ständigt med en hastighet mellan 10 och 20 gånger per sekund.

cilierna är omgivna av ett periciliärt vätskeskikt (PCL), ett solskikt som är överlagrat med gelskiktet av slem. Dessa två komponenter utgör epitelfodervätskan (ELF), även känd som luftvägsytvätskan (ASL), vars sammansättning är tätt reglerad. Jonkanalerna CFTR och ENaC arbetar tillsammans för att upprätthålla nödvändig hydrering av luftvägsytvätskan. En viktig faktor är graden av mucinsekretion. Slemet hjälper till att upprätthålla epitelfuktighet och fäller partikelmaterial och patogener som rör sig genom luftvägarna, och dess sammansättning avgör hur väl mucociliary clearance fungerar.

Mekanismredigera

inom det tunna periciliära vätskeskiktet slår cilia på ett samordnat sätt riktat mot svalget där det transporterade slemet antingen sväljs eller hostas upp. Denna rörelse mot svalget är antingen uppåt från nedre luftvägarna eller nedåt från nässtrukturerna som rensar slem som ständigt produceras.

varje cilium är ca 7 kg i längd och är fixerad vid basen. Dess slag har två delar kraftslag, eller effektorslag, och återhämtningsslaget. Ciliens rörelse sker i periciliärvätskan som är lite kortare i djupet än höjden på en förlängd cilium. Detta gör det möjligt för cilia att tränga in i slemhinnan under sin fulla förlängning i effektorslaget och att driva slem rikt, bort från cellytan. I återhämtningsslaget böjer cilium från ena änden till den andra och tar tillbaka den till utgångspunkten för nästa kraftslag. Den återkommande cilia böjer sig för att fördjupa sig helt i PCL som har effekten att minska en omvänd rörelse av slem.

den samordnade rörelsen av cilia på alla celler utförs på ett sätt som inte är klart. Detta ger vågliknande rörelser som i luftstrupen rör sig med en hastighet mellan 6 och 20 mm per minut. Den producerade vågen är en metakronalvåg som rör slem. Många matematiska modeller har utvecklats för att studera mekanismerna för ciliärslag. Dessa inkluderar modeller för att förstå generering och rytm av metakronvågen och generering av kraften i ciliumets effektiva slag.