Die Atemwege setzen ein mehrschichtiges Abwehrsystem ein, um eingeatmete Partikel, Krankheitserreger und Ablagerungen zu fangen und zu entfernen.
1. Mukoziliäre Treppe (Primäre Clearance)
- Airway surface liquid (ASL): Periziliäre Schicht (PCL) + Schleimschicht (Gel).
- Becherzellen/Submukosaldrüsen sezernieren Mucine (MUC5AC, MUC5B) → Gel fängt Partikel >2–5 µm.
- Ziliertes pseudostratifiziertes Epithel: ~200 Zilien/Zelle schlagen mit 10–15 Hz, koordinierte metachronale Wellen befördern Schleim kranial mit 5–20 mm/min.
- Ziel: Oropharynx → geschluckt (Säure zerstört Krankheitserreger) oder ausgewurfet.
2. Hustenreflex (Backup/Hochgeschwindigkeits-Clearance)
- Auslöser: Mechanorezeptoren (schnell adaptierende Rezeptoren, RARs) und C-Fasern in Kehlkopf, Luftröhre, Karina, Bronchien.
- Phasen: Inspiration (2–2,5 L) → Glottisverschluss → explosive Exspiration (bis zu 500 km/h) → Scherkräfte lösen Schleim/Partikel.
- Effektiv für zentrale Atemwege; weniger für periphere.
3. Niesreflex (Nasen-/Oberer Atemweg)
- Nasenreizung → trigeminale Afferenzen → „Nieszentrum“ (lateraler Medulla) → explosive nasopharyngeale Ausstoßung.
- Räumt vordere Nasenhöhle und Nasopharynx.
4. Alveolarmakrophagen (Tiefes Lungengewebe)
- Residente Phagozyten in Alveolen verschlucken Partikel <2 µm (Bakterien, Kieselkohle, Kohlenstoff).
- Wandern zu Bronchiolen → mukoziliäre Treppe ODER Lymphatiken → Hiluslymphknoten.
- Werden bei hochdosierter Exposition überfordert → Entzündung, Fibrose (Silikose, Asbestose).
5. Zusätzliche Abwehr
- Nasale Filtration: Nasenmuscheln fangen >10 µm Partikel.
- Immunglobulin A (sIgA): Mukosale Immunität, neutralisiert Krankheitserreger.
- Antimikrobielle Peptide: Defensine, Lysozym, Laktoferrin in ASL.
- Bronchialkreislauf: Entfernt lösliche Gase, vermittelt entzündungszellrekrutierung.
Klinische Implikationen
- Primäre ziliäre Dyskinesie (PCD): Genetische Zilienfunktionsstörung → chronische Sinusitis, Bronchiektasen, Situs inversus (Kartagener).
- Mukoviszidose: CFTR-Defekt → dehydriertes ASL → Schleimstau → Infektion.
- Rauchen: Zilienlähmung, Becherzellhyperplasie, Makrophagenfunktionsstörung.
- Intubation/Anästhesie: Beeinträchtigte mukoziliare Clearance → Atelektase, Pneumonierisiko.
Fremdkörper, die nicht durch diese Mechanismen entfernt werden (z. B. Erdnuss, Münze), erfordern bronchiale Entfernung.
