Sistema mucociliar

1. SISTEMA MUCOCILIAR

2. ESTRUCTURA Y FUNCION
• El aparato respiratorio se extiende desde
la zona de respiración, situada justo por
fuera de la nariz y la boca, a través de las
vías aéreas conductoras situadas dentro
de la cabeza y el tórax, hasta los
alveolos, donde tiene lugar el
intercambio respiratorio de gases entre
los alveolos y la sangre capilar que fluye
a su alrededor.

3. • Su principal función es llevar el oxígeno (O2) hasta la región de intercambio
de gases del pulmón, donde el oxígeno puede difundir hasta y a través de las
paredes de los alveolos para oxigenar la sangre que circula por los capilares
alveolares en función de las necesidades, dentro de unos amplios límites de
trabajo o de actividad.

4. ADEMÁS, EL APARATO RESPIRATORIO TAMBIÉN DEBE:
1) Eliminar un volumen equivalente de dióxido de carbono,
que entra en los pulmones desde los capilares alveolares;
2) mantener la temperatura corporal y la saturación de vapor
de agua en el interior de las vías aéreas pulmonares;
3) mantener la esterilidad y
4) eliminar el exceso de líquidos y productos de desecho de la
superficie, como partículas inhaladas y células fagocíticas y
epiteliales senescentes.

5. FISIOLOGÍA
• Al menos 12.000 litros de aire son filtrados por los pulmones de un ser
humano en un día. Este enorme volumen contiene el oxigeno,
alérgenos, microorganismos, partículas y otros gases.
• Al igual que otros epitelios, el respiratorio esta protegido por defensas
que incluyen barreras anatómicas, cambios aerodinámicos, secreción
de moco, tos, macrófagos alveolares y moléculas con efecto
antibiotico.

6. La primera línea de defensa es el barrido mucociliar del epitelio respiratorio
que, mediante la secreción constitutiva de moco mantiene la hidratación de
la vía aérea, atrapa partículas bacterias y virus, y contribuye sustancias
antioxidantes, anti proteasas y antimicrobianas.

7. • Este barrido mucociliar elimina el moco en un proceso que exige una regulación muy fina entre el
volumen y composición del moco y el volumen de liquido periciliar, de tal forma que permitan un
adecuado batido ciliar.
• Numerosos factores pueden alterar este balance al inducir sobreproducción e hipersecreción de moco o
activar respuestas como la producción de sustancias antivirales, antibióticas y citoquinas
proinflamatorias. Estas respuestas pueden contribuir a la patogénesis de las enfermedades respiratorias
comunes.

8. BARRIDO MUCOCILIAR
• El barrido mucociliar
requiere de equilibrio y
coordinación entre sus tres
componentes:
La capa de liquido periciliar
donde baten los cilios y
sobre la que el moco flota;
La capa mucosa superficial
en contacto con el lumen,
capaz de adherir
virtualmente cualquier
partícula inhalada
El epitelio respiratorio
subyacente, compuesto
por células ciliadas y
células secretoras.

9. • Los cilios propulsan la capa de moco flotante, y las células secretoras secretan moco, moléculas antimicrobianas,
citoquinas y moléculas protectoras. La capa de liquido periciliar en conjunto con la de moco, forman la capa de
liquido superficial (LS) de la vía aérea.

10. COMPONENTES DEL BARRIDO MUCOCILIAR

11. CAPA MUCOSA
• La capa mucosa actúa como barrera física y química. Esta constituida por mas de 100
compuestos diferentes, principalmente agua (97%) y solidos, como proteínas, iones,
lípidos y carbohidratos.
• Su principal componente macromolecular son las mucinas, una familia de
glicoproteinas de elevado peso molecular (2 a 20 x 105 Da), altamente glicosiladas
(50 a 90% de su masa son carbohidratos).

12. • Estas glicoproteínas son estructuralmente variadas, secretadas de manera
constitutiva por las células caliciformes, y también pueden ser secretadas como
respuesta a un estimulo agudo, lo que ocurre en milisegundos.
• Las mucinas dotan al moco de características viscoelasticas que le permiten actuar
como gel y capturar partículas inhaladas, sus cargas eléctricamente negativas
generan fuerzas de repulsión contra bacterias y otros patógenos.

14. • En la actualidad se han descrito 17 genes que codifican
mucinas en el genoma humano, siendo MUC5AC y
MUC5B las predominantes.
• El moco se almacena dentro de células secretoras en
forma de gránulos de mucina condensada de hasta 1
μm de diámetro.

15. • Estos gránulos son rápida y violentamente exocitados en respuesta a estimulación del epitelio
respiratorio y al salir de la célula expanden su volumen cientos de veces pudiendo así ocluir la vía aérea.
• La expansión de volumen de cada granulo ocurre en milisegundos por la brusca repulsión electrostática
de las cadenas peptídicas cargadas negativamente. Glándulas submucosas que se encuentran bajo
control nervioso también secretan moco.

16. CAPA DE LÍQUIDO PERICILIAR
• La capa de liquido periciliar es un medio acuoso, de baja
resistencia, ideal para el batido ciliar Alberga moléculas con
actividad antibacteriana, anti fúngica y antiviral como
lisozima, lactoferrina, siderocalina, lactoperoxidasa y
defensinas, facilitando la acción de macrófagos epiteliales.
• Su espesor de entre 5 y 10 μm es critico ya que permite la
función de los cilios que miden 6 a 7 μm. Si esta capa aumenta
su espesor, los extremos de los cilios no alcanzan la capa de
moco y no logran su propulsión, y si disminuye, el moco se
adhiere a los cilios pudiendo bloquear su movimiento.

17. • Dos mecanismos regulan el grosor del LS. El primero es la
capacidad de la capa mucosa de expandirse absorbiendo y
almacenando liquido, y también de contraerse para entregarlo.
• Normalmente el moco puede graduar en parte el espesor de la
capa de liquido periciliar almacenando el exceso de liquido que
se puede acumular en las zonas de confluencia de la vía aérea, y
colaborando así a mantener la eficacia del batido ciliar.

19. • El segundo mecanismo es la capacidad del epitelio de generar gradientes electroquímicas a través del
transporte activo de iones que promueven el flujo osmótico de agua.
• En el epitelio respiratorio se han descrito tres canales iónicos:
• Un canal absorbente de Na+ (ENaC)
• Dos canales secretores de Cl- (CFTR y CaCC) .
• Ellos son modulados por moléculas como ATP, la familia de proteasas CAPs y el inhibidor de CAP. ATP aumenta
LS inhibiendo ENaC e induciendo CFTR y CaCC. CAPs disminuye la hidratación de LS activando a ENaC e
inhibiendo a CFTR.

22. EPITELIO RESPIRATORIO
• El epitelio respiratorio remueve el moco de la vía aérea, actúa como barrera y secreta moléculas que
regulan la inmunidad innata y adaptativa.
• Esta formado por distintos tipos celulares, fundamentalmente células ciliadas y células secretoras
(caliciformes) presentes en numero similar y dispuestas en mosaico.
• Las células secretoras poseen gran plasticidad estructural, molecular, y funcional, y se clasifican por su
apariencia microscópica en células clara, mucosas, y serosas. Células ciliadas, no ciliadas, mucosas y
serosas se asocian y forman glándulas submucosas en la vía aérea cartilaginosa.

23. • Las células ciliadas son fácilmente reconocibles por sus cilios que baten coordinadamente y generan
una onda metacronal que viaja pequeñas distancias, propulsando la capa flotante de restos celulares,
microorganismos, partículas inhaladas y moco a velocidades de 4 a 20 mm/min hacia la orofaringe para
su posterior deglución o expectoración.
• La frecuencia basal del batido ciliar fluctúa entre 12 y 15 Hz en las vías aéreas mayores, modulándose
por estimulación nerviosa, mecánica y hormonal, mediante señalización intracelular mediada po Ca+2.

24. MOVIMIENTO CILIAR

25. • A nivel traqueal, el flujo de aire estimula
mecanoreceptores que liberan ATP al
extracelular, movilizando iones Ca+2 hacia el
intracelular vía inositol 1,4,5-trifosfato (IP3),
incrementando la frecuencia del batido.
• Otras moléculas intracelulares involucradas en
el control del batido ciliar son el AMP cíclico,
calmodulina, IP3, y oxido nítrico.

26. MUCUS BRONQUIAL: COMPOSICIÓN, PRODUCCIÓN DE LA
SECRECIÓN BRONQUIAL, FUNCIONES DEL MUCUS.
• Es una sustancia compleja constituida por:
Agua glicoproteínas
trasudado sérico
enzimas
proteolíticas
Inmunoglobulinas lípidos

27. • Es producido por las glándulas submucosas y las células caliciformes. La película mucosa normal tiene 5
micras de espesor y consta de dos fases: gel y sol; la primera superficial es relativamente pegajosa y
viscosa, por lo cual consigue atrapar las partículas depositadas.
• La segunda, más profunda, es menos viscosa permitiendo el movimiento de los cilios dentro de ella. En
un adulto sano se producen entre 50 y 100 ml de moco, el cual actúa como banda transportadora,
lubricante de la vía aérea y capa protectora del epitelio, impidiendo entre otras cosas, la adherencia de
gérmenes y la acción de las sustancias tóxicas.

29. • El mucus es un fluido complejo de propiedades y composición variables, por
ejemplo: entre 84 y 95 % es agua, 1 % son proteínas, 0,9 % carbohidratos y 0,8 %
lípidos.
• En su estructura se encuentran glicoproteínas, proteoglicanos, lípidos, y cantidades
menores de otras proteínas, así como algunas veces ADN.
• En presencia de inflamación o infección estos valores pueden cambiar sobre la base
del aumento de proteínas, glicoproteínas o ADN.

30. MUCUS BRONQUIAL
• De los 5 tipos de células epiteliales que constituyen la superficie en las vías aéreas, 3 son células
glandulares: las células en copa, las células serosas y las células claras; estos 2 últimos tipos pueden
transformarse en células en copa. En la producción de esta secreción bronquial heterogénea
intervienen:
• Las células alveolares tipo II.
• Las células mucosas y serosas en las glándulas sub-mucosas, encargadas de aportar el componente de
mucina.
• Las células claras, ubicadas en los ductus alveolares, con sus clásicos gránulos que parecen contener
tanto proteínas como carbohidratos.

31. • Esta concentración es 3 veces mayor en la bronquitis crónica y no menos de 10 veces superior en la
fibrosis quística.
• Las proteínas, presentes a causa de una producción local (se relaciona con lisozimas y lactoferrina, así
como inmunoglobulinas A y E o como reflejo de la trasudación de proteínas plasmáticas como
consecuencias de la inflamación, que incluyen: albúmina, a1-antitripsina, a2-macroglobulinas,
haptoglobulinas y transferrina, así como inmuno-globulinas IgM, IgG e IgA.
• Algunas de estas proteínas sirven de protección contra microorganismos, por ejemplo, la secreción de la
IgA facilita la captura de las bacterias y reduce el acceso microbiano al epitelio, la lactoferrina retira el
hierro requerido por muchas bacterias y la lisozima mata la bacteria.

32. 1.FUNCIONES PROTECTORAS:
• a) Lubricación.
• b) Humidificación.
• c) Impermeabilización.
• d) Aislamiento.
• e) Entorno apropiado para la función ciliar.

33. 2.FUNCIONES DE BARRERA:
• a) Tamizaje selectivo de las macromoléculas.
• b) Atrapar microorganismos.
• c) Superficie para acción de las inmunoglobulinas.
• d) Superficie para acciones de enzimas.
• e) Neutralización de gases tóxicos.

34. 3.FUNCIONES DE TRANSPORTACIÓN:
• a) Hoja de cobertura para materiales depositados
o atrapados (junto con los cilios).

35. DISFUNCIÓN, SECUNDARIA O ADQUIRIDA, DEL ACLARAMIENTO CILIAR QUE PROVOCA
RETENCIÓN DE GRANDES CANTIDADES DE MUCUS:

36. ASMA BRONQUIAL:
• Con frecuencia en los pacientes asmáticos el transporte
mucociliar se afecta:
• Se le une el hecho de que el mucus producido es muy
pegajoso, lo que compromete su traslado por la tos y el
drenaje postural.
• Este aumento de la secreción mucosa en los asmáticos
puede agregar mayor obstrucción a las vías aéreas y,
ocasionalmente, es el principal componente, porque un
aumento en el espesor de la capa de mucus determina un
desacoplamiento dentro de este, ya que la parte interna
es influenciada por el movimiento ciliar pero la parte
exterior, donde se encuentran las partículas, se mantiene
estacionaria.

38. INFECCIONES
• Por influenza o virus fríos, micoplasmas e
infecciones bacterianas, durante las cuales se
produce pérdida de grandes áreas de epitelio
ciliado, lo que puede provocar estasis de la
cubierta de mucus.

39. ALTERACIONES EN LAS CARACTERÍSTICAS DE LAS
SECRECIONES
• Causadas por ciertas bacterias (en primer lugar
la Pseudomona aeruginosa, el Estafilococo, el Haemophilus,
el Mycoplasma pneumoniae y las Neisserias) y
representadas por la presencia de otro sistema fibrilar
añadido a las secreciones, como ocurre cuando el ADN de
los neutrófilos muertos se mezclan con el mucus en las
secreciones purulentas.

40. IMPORTANTE
• Bronquitis.
• Inhalación de oxígeno puro.
• Un aspecto interesante es la "desorientación" de las células ciliadas que puede ocurrir durante la
regeneración luego de infecciones y que parece común en bronquíticos, asmáticos y fumadores, que se
expresa por aclaramiento errático y estasis local de mucus.

41. IMPORTANTE
• En este transporte mucociliar hay diversas escalas de longitud de particular importancia y que tienen
que ver con:
• Largo molecular relativo a la estructura bioquímica del mucus.
• Largo del movimiento (tip) ciliar (0,1 a 1 mm).
• Largo del cilio.
• Largo de la ola ciliar y la coherencia con la placa de mucus (de 5 a 50 mm) y una escala asociada con el
largo de la vía aérea de que se trate (de 5 a 10 mm).

42. IMPORTANTE
• Estas escalas de longitud pueden ser modificadas por diferentes situaciones, entre las que se
encuentran:
• Soluciones con pH ácido que disminuye o inhibe el movimiento ciliar.
• La edad también disminuye o inhibe el movimiento ciliar.
• La deshidratación produce daño irreparable de los cilios.
• El frío inhibe la acción ciliar.
• De ahí se desprende la importancia de la filtración, humectación y calentamiento del aire inspirado y la
vigilancia de la composición de los aerosoles e instilaciones endotraqueales.

43. MUCHAS GRACIAS