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咳嗽或打呼噜时,呼吸道内发生了什么?

已有 12953 次阅读 2010-12-29 11:02 |个人分类:科普|系统分类:科普集锦| 咳嗽, 纤毛, 呼吸道, 打呼噜, 剪应力

在人体上呼吸道特别是气管内壁覆盖着一层表皮细胞(epithelial cells)(如图1, 在表皮细胞的表面则有一层7微米厚的纤毛,纤毛被一层液体覆盖, 这层液体俗称“粘液毯” (如图2)

  

静息状态下,纤毛以一定的频率摆动,带动“粘液毯”运动,因此纤毛和“粘液毯”构成了呼吸道内壁的一个传输带系统。在这个传输系统中,纤毛提供动力,而“粘液毯”则类似一个粘弹性的传输带。

    

     当表皮细胞感受到有外界异物(如灰尘或病毒)浸入呼吸道时,人的呼吸系统会做出迅速反应——咳嗽。由于空气和粘液具有粘性,咳嗽产生的高速气流会对呼吸道表皮细胞产生一个机械摩擦力,称为剪应力(shear stress)。剪应力会诱发表皮细胞分泌ATP, ATP直接门控表皮细胞表面或进一步间接作用于细胞内钙库的钙通道,引起细胞内钙浓度升高,钙进一步作用纤毛的肌动蛋白单元,最终引起纤毛摆动频率升高、“粘液毯”输运速度加快,将粘液毯表面的异物高速“送”出上呼吸道。异物和粘液的混合物,就是“痰”。人罹患感冒、哮喘后,上述纤毛-“粘液毯”输运系统往往会发生功能性异常,使得外界浸入的异物无法及时排出上呼吸道。

 

 

    和咳嗽同样的道理,人在打呼噜时呼吸道内纤毛-“粘液毯”输运系统也会发生类似的运动。另外,鼾症患者睡眠时用嘴呼吸会导致粘液蒸发,使得患者有口舌干燥的感觉。江苏镇江的刘永义曾和笔者合作将贵州小型猪饲养于低压氧舱中,造成鼾症动物模型,通过电镜观察鼾症猪呼吸道内表皮的超微结构并与正常对照猪比较(如图3),发现正常对照猪呼吸道内表皮细胞纤毛正常(左),而鼾症猪呼吸道内表皮细胞纤毛则异常稀疏或消失(右), 初步表明鼾症猪呼吸道内表皮的纤毛-“粘液毯”输运系统发生病理性异常。

 









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