Schleim - Mucus

Schleimzellen der Magenschleimhaut sezernieren Schleim (rosa) in das Lumen

Schleim ( / m j û k ə s / MEW -kəs ) eine rutschige wässrige Sekretion hergestellt von und Abdeckung, die Schleimhäute . Es wird typischerweise aus Zellen hergestellt, die in Schleimdrüsen vorkommen , obwohl es auch aus gemischten Drüsen stammen kann, die sowohl seröse als auch Schleimzellen enthalten. Es ist ein viskoses Kolloid mit anorganischen Salzen , antimikrobiellen Enzymen (wie Lysozymen ), Immunglobulinen (insbesondere IgA ) und Glykoproteinen wie Lactoferrin und Mucinen , die von Becherzellen in den Schleimhäuten und Submukosadrüsen produziert werden . Schleim dient zum Schutz von Epithelzellen in der Auskleidung des Atmungs- , Verdauungs- und Urogenitalsystems sowie Strukturen im Seh- und Hörsystem vor pathogenen Pilzen , Bakterien und Viren . Der größte Teil des Schleims im Körper wird im Magen-Darm-Trakt produziert .

Amphibien , Fische , Schnecken , Schnecken und einige andere wirbellose Tiere produzieren auch externen Schleim aus ihren Epidermis als Schutz gegen Krankheitserreger, und Hilfe in Bewegung und werden auch in Fisch produzieren ihre Linie Kiemen . Pflanzen produzieren eine ähnliche Substanz namens Schleim , die auch von einigen Mikroorganismen produziert wird .

Atmungssystem

Abbildung, die die Bewegung von Schleim in den Atemwegen darstellt

In den menschlichen Atemwegen ist Schleim Teil der Atemwegsoberflächenflüssigkeit (ASL), auch bekannt als Epithel-Auskleidungsflüssigkeit (ELF), die den größten Teil der Atemwege auskleidet . Die Atemwegsoberflächenflüssigkeit besteht aus einer Sol - Schicht , die die genannten periziliare Flüssigkeitsschicht und eine darüberliegenden Gel - Schicht bezeichnete die Schleimschicht. Die periziliäre Flüssigkeitsschicht wird so genannt, da sie die Zilien umgibt und auf dem Oberflächenepithel liegt. Die periziliäre Flüssigkeitsschicht, die die Zilien umgibt, besteht aus einem Gelnetzwerk aus zellgebundenen Muzinen und Polysacchariden. Die Schleimdecke trägt zum Schutz der Lunge bei, indem sie Fremdpartikel einfängt, bevor sie bei normaler Atmung, insbesondere durch die Nase, in sie eindringen.

Schleim besteht aus einer Fluidkomponente von etwa 95% Wasser, die aus Mucin Sekreten aus den Becherzellen und die submucosalen Drüsen (2% -3% Glykoproteinen), Proteoglycane (0,1% -0,5%), Lipide (0,3% - 0,5 %), Proteine ​​und DNA. Die wichtigsten ausgeschiedenen Muzine – MUC5AC und MUC5B sind große Polymere, die dem Schleim seine rheologischen oder viskoelastischen Eigenschaften verleihen . MUC5AC ist das wichtigste gelbildende Mucin, das von Becherzellen in Form von Fäden und dünnen Blättern sezerniert wird. MUC5B ist ein polymeres Protein, das von submukösen Drüsen und einigen Becherzellen sezerniert wird, und zwar in Form von Strängen.

In den Atemwegen – Luftröhre , Bronchien und Bronchiolen – wird die Schleimhaut von spezialisierten Atemwegsepithelzellen, den Becherzellen , und submukösen Drüsen produziert . Kleine Partikel wie Staub, partikuläre Schadstoffe und Allergene sowie Infektionserreger und Bakterien werden im zähflüssigen Nasen- oder Atemwegsschleim aufgefangen und am Eindringen in das System gehindert. Dieser Vorgang zusammen mit der kontinuierlichen Bewegung der Zilien auf dem respiratorischen Epithel in Richtung Oropharynx ( mukoziliäre Clearance ) trägt dazu bei, dass während der Atmung Fremdkörper nicht in die Lunge gelangen. Dies erklärt, warum bei Rauchern häufig Husten auftritt. Die natürliche Reaktion des Körpers besteht darin, die Schleimproduktion zu erhöhen. Darüber hinaus hilft Schleim bei der Befeuchtung der eingeatmeten Luft und verhindert das Austrocknen von Geweben wie Nasen- und Atemwegsepithelien .

In den Atemwegen wird ständig Schleim produziert . Die mukoziliäre Wirkung trägt es von den Nasengängen nach unten und vom Rest des Trakts zum Rachen, wobei das meiste davon unbewusst geschluckt wird. Manchmal in Zeiten von Atemwegserkrankungen oder Entzündungen kann sich der Schleim mit Zelltrümmern, Bakterien und Entzündungszellen verdicken. Es wird dann als Schleim bezeichnet, der als Auswurf ausgehustet werden kann , um die Atemwege zu reinigen.

Atemwege

Erhöhte Schleimproduktion in den oberen Atemwegen ist ein Symptom vieler Volkskrankheiten wie Erkältung und Grippe . Nasenschleim kann durch Schnäuzen oder Nasenspülung entfernt werden . Überschüssiger Nasenschleim, wie bei einer Erkältung oder Allergien , aufgrund einer Gefäßanschwellung, die mit einer Vasodilatation und einer erhöhten Kapillarpermeabilität durch Histamine verbunden ist , kann mit abschwellenden Medikamenten vorsichtig behandelt werden. Eine Schleimverdickung als "Rebound"-Effekt nach übermäßigem Gebrauch von abschwellenden Mitteln kann zu Nasen- oder Nebenhöhlenabflussproblemen und Umständen führen, die eine Infektion begünstigen.

Während der kalten, trockenen Jahreszeiten neigt der Schleim, der die Nasengänge auskleidet, zum Austrocknen, was bedeutet, dass die Schleimhäute härter arbeiten müssen und mehr Schleim produzieren, um die Höhle auszukleiden. Dadurch kann sich die Nasenhöhle mit Schleim füllen. Gleichzeitig kondensiert beim Ausatmen der Wasserdampf im Atem, da die warme Luft auf die kältere Außentemperatur in der Nähe der Nasenlöcher trifft. Dies führt dazu, dass sich eine überschüssige Wassermenge in den Nasenhöhlen ansammelt. In diesen Fällen tritt die überschüssige Flüssigkeit normalerweise durch die Nasenlöcher nach außen aus.

3D-Animation, die angesammelten Schleim in den Atemwegen zeigt.

In den unteren Atemwegen kann eine beeinträchtigte mukoziliäre Clearance aufgrund von Erkrankungen wie der primären Ziliardyskinesie zu einer Ansammlung von Schleim in den Bronchien führen. Die Fehlregulation der Schleimhomöostase ist das grundlegende Merkmal der Mukoviszidose , einer Erbkrankheit, die durch Mutationen im CFTR- Gen verursacht wird, das einen Chloridkanal kodiert . Dieser Defekt führt zu einer veränderten Elektrolytzusammensetzung des Schleims, die seine Hyperabsorption und Austrocknung auslöst. Ein solcher niedrigvolumiger, viskoser, saurer Schleim hat eine reduzierte antimikrobielle Funktion, was die bakterielle Besiedlung erleichtert. Die Verdünnung der Schleimschicht wirkt sich letztendlich auf die periziliäre Flüssigkeitsschicht aus, die austrocknet, die Ziliarfunktion beeinträchtigt und die mukoziliäre Clearance beeinträchtigt. Ein Atemtherapeut kann eine Therapie zur Beseitigung der Atemwege empfehlen , die eine Reihe von Techniken zur Beseitigung von Schleim verwendet, um bei der Beseitigung von Schleim zu helfen.

Schleimhypersekretion

In den unteren Atemwegen wird eine übermäßige Schleimproduktion in den Bronchien und Bronchiolen als Schleimhypersekretion bezeichnet . Chronische Schleimhypersekretion führt zum chronisch produktiven Husten der chronischen Bronchitis und ist im Allgemeinen gleichbedeutend damit. Übermäßiger Schleim kann die Atemwege verengen, den Luftstrom einschränken und einen Rückgang der Lungenfunktion beschleunigen.

Verdauungstrakt

Magendrüsen bestehen aus Epithelzellen (B), Hauptzellen (D) und Belegzellen (E). Die Haupt- und Belegzellen produzieren und sezernieren Schleim (F), um die Magenschleimhaut (C) vor dem harten pH-Wert der Magensäure zu schützen. Der Schleim ist basisch, während die Magensäure (A) sauer ist.

Im menschlichen Verdauungssystem wird Schleim als Schmiermittel für Materialien verwendet, die über die Membranen gelangen müssen, zB Nahrung, die die Speiseröhre hinunterläuft . Schleim ist im Magen-Darm-Trakt extrem wichtig . Es bildet eine essentielle Schicht im Dickdarm und im Dünndarm, die hilft, Darmentzündungen zu reduzieren, indem es die bakterielle Interaktion mit Darmepithelzellen verringert. Die Schleimschicht der Magenschleimhaut, die den Magen auskleidet, ist wichtig, um die Magenschleimhaut vor dem stark sauren Milieu darin zu schützen.

Fortpflanzungsapparat

Im menschlichen weiblichen Fortpflanzungssystem verhindert Zervixschleim eine Infektion und sorgt für Schmierung beim Geschlechtsverkehr. Die Konsistenz des Zervixschleims variiert je nach Stadium des Menstruationszyklus einer Frau. Beim Eisprung ist der Zervixschleim klar, flüssig und für Spermien förderlich ; Nach dem Eisprung wird der Schleim dicker und blockiert eher die Spermien. Mehrere Methoden des Fruchtbarkeitsbewusstseins beruhen auf der Beobachtung von Zervixschleim als einem von drei primären Fruchtbarkeitszeichen, um die fruchtbare Zeit einer Frau in der Mitte des Zyklus zu bestimmen. Das Wissen um die fruchtbare Zeit der Frau ermöglicht es einem Paar, den Geschlechtsverkehr zeitlich zu bestimmen, um die Chancen auf eine Schwangerschaft zu verbessern. Es wird auch als Methode zur Vermeidung einer Schwangerschaft vorgeschlagen.

Klinische Bedeutung

Im Allgemeinen ist der Nasenschleim klar und dünn und dient dazu, die Luft während der Inhalation zu filtern. Während einer Infektion kann sich der Schleim entweder durch eingeschlossene Bakterien oder durch die Reaktion des Körpers auf eine Virusinfektion in Gelb oder Grün verfärben . Die grüne Farbe des Schleims kommt aus der Häm - Gruppe in dem Eisen-haltigen Enzyme Myeloperoxidase von weißen Blutzellen als zytotoxische Abwehr während eines sekretierten respiratory burst .

Im Falle einer bakteriellen Infektion wird das Bakterium in bereits verstopften Nebenhöhlen gefangen und brütet in der feuchten, nährstoffreichen Umgebung. Sinusitis ist ein unangenehmer Zustand, der eine Schleimstauung beinhalten kann. Eine bakterielle Infektion bei Sinusitis verursacht eine Verfärbung des Schleims und würde auf eine antibiotische Behandlung ansprechen; Virusinfektionen klingen normalerweise ohne Behandlung ab. Fast alle Sinusitis-Infektionen sind viral und Antibiotika sind unwirksam und werden zur Behandlung typischer Fälle nicht empfohlen.

Bei einer Virusinfektion wie Erkältung oder Grippe kommt es im ersten und auch im letzten Stadium der Infektion zur Bildung eines klaren, dünnen Schleims in Nase oder Rachenraum. Wenn der Körper beginnt, auf das Virus zu reagieren (in der Regel ein bis drei Tage), verdickt sich der Schleim und kann gelb oder grün werden. Virusinfektionen können nicht mit Antibiotika behandelt werden und sind ein wichtiger Weg für ihren Missbrauch. Die Behandlung ist im Allgemeinen symptomorientiert; oft reicht es aus, dem Immunsystem zu erlauben, das Virus im Laufe der Zeit abzuwehren.

Obstruktive Lungenerkrankungen resultieren häufig aus einer gestörten mukoziliären Clearance, die mit einer Schleimhypersekretion verbunden sein kann, und diese werden manchmal als mukoobstruktive Lungenerkrankungen bezeichnet . Techniken der Atemwegsreinigungstherapie können helfen, Sekrete zu entfernen, die Gesundheit der Atemwege zu erhalten und Entzündungen in den Atemwegen zu verhindern.

Eine einzigartige Nabelschnur-auskleidende epitheliale Stammzelle exprimiert MUC1 , genannt (CLEC-muc). Es hat sich gezeigt, dass dies ein gutes Potenzial bei der Regeneration der Hornhaut hat .

Eigenschaften von Schleim

Einstellbare Quellfähigkeit

Schleim kann Wasser aufnehmen oder durch pH- Schwankungen dehydrieren . Die Quellfähigkeit von Schleim rührt von der Flaschenbürstenstruktur von Mucin her, in der hydrophile Segmente eine große Oberfläche für die Wasseraufnahme bereitstellen. Darüber hinaus wird die Einstellbarkeit des Quelleffekts durch den Polyelektrolyteffekt gesteuert.

Polyelektrolyt-Effekt im Schleim

Polymere mit geladenen Molekülen werden Polyelektrolyte genannt . Mucine, eine Art Polyelektrolyt- Proteoglykane , sind der Hauptbestandteil von Schleim, der die Polyelektrolyt-Wirkung im Schleim bewirkt. Der Prozess der Induktion dieses Effekts umfasst zwei Schritte: Anziehung von Gegenionen und Wasserkompensation. Bei Exposition in physiologischer ionischer Lösung ziehen die geladenen Gruppen in den Polyelektrolyten Gegenionen mit entgegengesetzter Ladung an, wodurch ein Konzentrationsgradient des gelösten Stoffes entsteht. Ein osmotischer Druck wird eingeführt, um die Konzentration des gelösten Stoffes im gesamten System auszugleichen, indem Wasser von den Bereichen mit niedriger Konzentration in die Bereiche mit hoher Konzentration strömt. Kurz gesagt, das Ein- und Ausströmen von Wasser innerhalb des Schleims, das durch den Polyelektrolyteffekt gesteuert wird, trägt zur einstellbaren Quellfähigkeit des Schleims bei.

Mechanismus der pH-einstellbaren Quellung

Die ionischen Ladungen von Mucin werden hauptsächlich von sauren Aminosäuren bereitgestellt, einschließlich Asparaginsäure ( pKa = 3,9) und Glutaminsäure (pKa = 4,2). Die Ladungen der sauren Aminosäuren ändern sich aufgrund der Säuredissoziation und -assoziation mit dem pH-Wert der Umgebung . Asparaginsäure hat beispielsweise bei einem pH-Wert über 3,9 eine negative Seitenkette, während bei einem pH-Wert unter 3,9 eine neutral geladene Seitenkette eingeführt wird. Somit wird die Anzahl der negativen Ladungen im Schleim vom pH-Wert der Umgebung beeinflusst. Das heißt, die Polyelektrolytwirkung des Schleims wird aufgrund der Ladungsvariation der sauren Aminosäurereste am Mucinrückgrat stark durch den pH-Wert der Lösung beeinflusst. Beispielsweise wird der geladene Rest auf Mucin bei einem normalen pH-Wert des Magens, etwa pH 2, protoniert. In diesem Fall tritt kaum Polyelektrolytwirkung auf, wodurch kompakter Schleim mit geringer Quellfähigkeit entsteht. Eine Bakterienart, Helicobacter pylori , neigt jedoch dazu, Basen zu produzieren, um den pH-Wert im Magen zu erhöhen, was zur Deprotonierung von Asparaginsäuren und Glutaminsäuren führt, dh von neutral zu negativ geladen. Die negativen Ladungen im Schleim nehmen stark zu, wodurch der Polyelektrolyteffekt und das Anschwellen des Schleims induziert werden. Dieser Quelleffekt erhöht die Porengröße des Schleims und verringert die Viskosität des Schleims, wodurch Bakterien eindringen und in den Schleim wandern und Krankheiten verursachen können.

Ladungsselektivität

Die hohe selektive Permeabilität von Schleim spielt eine entscheidende Rolle für den gesunden Zustand des Menschen, indem sie das Eindringen von Molekülen, Nährstoffen, Krankheitserregern und Medikamenten einschränkt. Die Ladungsverteilung im Schleim dient als ladungsselektive Diffusionsbarriere und beeinflusst so den Transport von Wirkstoffen erheblich. Unter den Partikeln mit verschiedenen Oberflächen- Zeta-Potentialen neigen kationische Partikel zu einer geringen Eindringtiefe, neutrale besitzen eine mittlere Eindringtiefe und anionische haben die größte Eindringtiefe. Darüber hinaus ändert sich die Wirkung der Ladungsselektivität, wenn der Zustand des Schleims variiert, dh nativer Schleim hat ein dreifach höheres Potenzial, die Wirkstoffpenetration zu begrenzen als gereinigter Schleim.

Andere Tiere

Schleim wird auch von einer Reihe anderer Tiere produziert. Alle Fische sind mit Schleim bedeckt, der von Drüsen am ganzen Körper abgesondert wird. Wirbellose Tiere wie Schnecken und Schnecken absondern Schleim genannt Schneckenschleim Bewegung zu ermöglichen, und ihre Körper zu verhindern , vor dem Austrocknen. Auch ihre Fortpflanzungsorgane nutzen Schleim, zum Beispiel bei der Bedeckung ihrer Eier . Beim einzigartigen Paarungsritual von Limax maximus senken sich die Paarungsschnecken von erhöhten Stellen durch einen Schleimfaden ab. Schleim ist ein wesentlicher Bestandteil des Schleims von Schleimfischen, der zur Abschreckung von Raubtieren verwendet wird. Schleim wird vom Endostyle in einigen Manteltieren und Larvenneunaugen produziert , um bei der Filterfütterung zu helfen.

Siehe auch

Anmerkungen

Verweise