点击显示 收起
由感冒或过敏引起的流鼻涕和湿咳让人觉得不好受。人类通常依靠粘液将包括有毒物和传染原在内的异物排除体外。
现在来自北卡罗来纳大学教堂山分校的Brian Button和同事们开展的一项研究帮助解释了了人类气道是如何将那些粘液清除出肺的。这些研究结果有可能让研究人员更好地了解许多人类肺疾病，例如囊性纤维化（CF）、慢性阻塞性肺疾病（COPD）和哮喘的问题所在。研究报告发表在8月24日的《科学》（Science）杂志上。
论文的共同作者Michael Rubinstein解释说：“我们呼吸的空气是不完全干净的，每次呼吸我们会吸收很多的危险元素。我们需要一种机制来清除我们吸入的所有废物，其所作的就是用一种称作粘液的粘性胶液来捕获这些微粒，在小纤毛的帮助下将它们清除除去。”
他说：“纤毛不断地拍打，甚至在我们睡觉的时候。以一种协调的方式，它们将包含异物的粘液清除出肺，我们或是吞咽或是吐出它。这些纤毛甚至在我们死后还可拍打数小时之久。如果它们停下来，我们将充斥着粘液，它为细菌提供了肥沃的繁殖地。”
到目前为止，大部分的研究人员都赞同粘液清除的“液体上凝胶”（gel-on-liquid）模式，水样的“纤周”层作为润滑剂，将粘液从排列于人类气道的上皮细胞中分离出来。但这一旧的说法不能解释粘液是如何残留在自己特殊层中的。
Rubinstein 说：“因为在粘液中有渗透压导致其在水中扩张，我们并没有水层将粘液从细胞中分离出来。那么是什么真正地使粘液不再粘附我们的细胞呢？”
研究人员利用成像技术组合观察了人类支气管上皮细胞培养物纤周层中的稠密网。刷状层由保护性分子构成，这些分子使得粘液无法到达纤毛和上皮细胞，因此确保了粘液的正常流动。
根据他们的研究发现，Button和其他研究人员提出了粘液清除的“刷上凝胶”（gel-on-brush）模式，在这一模式中粘液移动到了刷状纤周层而非水层的顶端。他们提出这一机制更准确地捕获了人类粘液清除的物理学。
Rubinstein说：“这一层即这一刷子看起来对于人类气道的健康功能非常重要。它保护细胞免受粘液损害，它构建出了第二道防御屏障以防病毒或细菌穿透粘液。由于刷子密集它们不能穿透刷层。”
Rubinstein 解释说：“我们发现在一种特定的条件下，刷子是健康的，细胞是愉悦的。然而在这一理想情况之上，在诸如CF或COPD等疾病中，刷子变成压扁的，实际上阻碍了正常的纤毛拍打和粘液的有益流动。”
研究人员解释说每当粘液层变得太密时，它能够碰撞通过纤周刷，破坏纤毛，并粘附到细胞表面。
Rubinstein 说：“这种刷子的破坏可能导致粘液不动，造成感染、炎症及最终的肺组织破坏以及肺功能丧失。但我们新的模式应该可以引导研究人员开发出治疗肺病的新型治疗，为他们提供生物标记物追踪这些治疗的效应。”
（生物通：何嫱）