Hintergrund

Im gesamten Respirationsbereich werden innerhalb von 24 Stunden mindestens 2 Liter Sekret von den Schleimhäuten und den darin befindlichen Drüsen gebildet. Die Nase hat als Anfangsteil der Atemwege neben der Klimatisierung der Atemluft viele Funktionen zu erfüllen, wobei das Nasensekret vor allem
für den mukoziliären Transport und die Schleimhautabwehr unerlässlich ist. Täglich durchströmen ca. 12.000 Liter Atemluft die Nase eines erwachsenen Menschen. Dabei wird die Nasenschleimhaut großen Mengen an Gasen, Aerosolen und Partikeln ausgesetzt. In Versuchen konnte nachgewiesen werden, dass Partikel mit mehr als 15 μm Durchmesser zu ca. 90 – 95% in der Nase deponiert werden. Pollen weisen beispielsweise eine Größe von durchschnittlich 15 – 200 μm auf [1]. Die Nasenschleimhaut muss daher über ein effektives Selbstreinigungs- und Abwehrsystem verfügen, das im Folgenden näher betrachtet werden soll.

Feuchtigkeitsfilm und mukoziliärer Transport

Eine der wichtigsten Eigenschaften der respiratorischen Schleimhaut stellt der mukoziliäre Transport dar. Dieser kontinuierliche Sekrettransport entsteht, indem die den Epithelzellen anheftenden Zilien durch eine kontinuierliche Schlagaktivität den Feuchtigkeitsfilm auf der Epithelzelloberfläche in Richtung Pharynx befördern. Dieser Effekt wird auch als Selbstreinigungssystem bezeichnet.
In dem klassischen Modell wurde dabei von einem zweischichtigen Feuchtigkeitsfilm ausgegangen: Das Atemwegsepithel wird durch eine oberflächliche, hochvisköse Mukusschicht (Gel-Phase) und eine darunter liegende, niedrigvisköse, den Epithelzellen direkt anliegende wässrige Flüssigkeitsschicht
(Sol-Phase) bedeckt. Pro Flimmerepithelzelle schlagen ca. 2.000 Zilien mit einer Frequenz von 10 – 30 Hz in der periziliären Sol-Phase. Der Zilienschlag besteht aus einem schnellen Effektivhub, der die Zilien aufrichtet und die ausgestreckten Spitzen der Zilien in Kontakt mit dem Mukus der Gel-Phase bringt, sowie einer langsamen Rückbewegung, in der die angewinkelten Zilien wieder vollständig in die Sol-Phase zurückkehren. Durch diesen Bewegungsablauf wird der Mukus der Gel-Phase in eine Richtung transportiert [3, 4, 5].


Nach heutigem Wissensstand muss das klassische Model aber teilweise modifiziert werden. Es ist davon auszugehen, dass Surfactant im Grenzbereich der Sol- und Gel-Phase in Form einer osmiophilen Membran (Bilayer) zu finden ist, die das Gleiten der Gel-Phase auf der Sol-Phase erleichtern soll.
An der Luft-Flüssigkeits-Grenze ist die Gel-Phase des Feuchtigkeitsfilms von einem Surfactant-Film bedeckt (Surfactant: surface active agent), der in unregelmäßigen Abständen aus mehreren, aber nicht durchgehend gleich vielen Schichten (Multilayern) bestehen dürfte [6, 7, 8].

AufbauFeuchtigkeitsfilmmitBeschriftung

 

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