Drainage muco-ciliaire

Les produits inhalés et déposés dans l'appareil broncho-pulmonaire sont éliminés grâce à 3 mécanismes principaux de clairance
la toux
l'escalator muco-ciliaire
la clairance alvéolaire

Les cils
On les trouve de la trachée aux bronches de 16^ème division
Tous les mouvements des cils se font dans la même direction, coopérant ainsi à l'élimination des sécrétions vers le pharynx.
Les cils baignent dans un fluide périciliaire qui va presque jusqu'à leur sommet ; le haut des cils est pris dans la couche de mucus.

Composition du mucus
1 % de sels et d'autres composés dyalisables, 0,5 à 1 % de protéines. 0,5 à 1 % de glycoprotéines riches en sucre (mucines, mucoprotéines), plus de 95 % d'eau
Le mucus se comporte comme un gel visco-élastique. C'est le mélange de produits de différentes origines :
liquide alvéolaire
produits de sécrétion de différentes variétés de cellules des voies aériennes (cellules caliciformes et cellules séreuses et muqueuses des glandes sous-muqueuses dans la trachée et les grosses bronches ; cellules de CLARA dans les bronchioles)
transsudat d'origine sérique
Le tapis muqueux est habituellement considéré comme formé d'une couche liquide (SOL) qui baigne les cils et d'une couche "GEL" qui repose sur la couche "SOL".
L'état d'hydratation des voies aériennes est essentiellement régulé par l'excrétion d'ions chlore (CFTR : cystic fibrosis trnasmembranaire conductance régulator ; canaux chlore activés par le calcium) et l'entrée d'ions sodium (canaux sodiques épithéliaux).

Clairance muco-ciliaire
C'est un mécanisme de défense inné critique des voies aériennes fait d'un ensemble coordonné de transport épithélial d'eau et d'ions, de sécrétion de mucines, de fonctionnement ciliaire et de toux.
L'échec de la clairance muco-ciliaire conduit à l'obstruction et prédispose à l'infection bactérienne chronique.
Le mucus déhydraté est plus statique et allonge le temps de contact des toxiques.
On peut penser que les virus, portés par l'air inhalé, pénètrent plutôt les régions bien ventilées ; leur effet sur ces zones permet l'extension des infections bactériennes à partir des régions colonisées, et l'aggravation de la BPCO.
L'inhalation de sérum salé hypertonique (7 %) a permis d'améliorer la clairance muco-ciliaire chez des malades ateinsts de mucoviscidose ; ces résultats n'ont pas encoe été démontrés chez les BPCO.

Facteurs pouvant modifier la clairance muco-ciliaire
Age : on considère qu'il diminue la fréquence de battement des cils mais ceci est discuté
Sexe : il n'existe pas de différence statistiquement significative selon les sexes
Posture : chez les patients qui ont une clairance muco-ciliaire dégradée, l'influence de la gravité sur le transport du mucus devient importante. Le drainage postural est effectif lorsqu'il y a une quantité importante de mucus de faible adhésivité dans les voies aériennes
Sommeil : il diminue la clairance muco-ciliaire
Exercice : il augmente la clairance muco-ciliaire, en particulier chez les malades atteints de mucoviscidose.

Facteurs d'environnement modifiant la clairance muco-ciliaire
SO2 et acide sulfurique : ils diminuent la clairance muco-ciliaire.
NO2 : il diminue la clairance muco-ciliaire.
Ozone : il ne semble pas affecter le transport muco-ciliaire
Fumée de tabac : le tabagisme chronique induit une augmentation du nombre des cils anormaux et participe ainsi à une dégradation de la clairance muco-ciliaire. Le nombre de paquet-années de tabac est directement corrélé à l'hyperplasie épithéliale et à l'obstruction muqueuse. Même après une longue période de sevrage tabagique, l'atteinte ciliaire semble irréversible.

Maladies retentissant sur la clairance muco-ciliaire
Syndrome des cils immobiles ; dyskinésie ciliaire primitive ; syndrome de Kartagéner
Dans ces maladies, la clairance muco-ciliaire est particulièrement basse et quelquefois nulle.
Asthme
La dégradation de la clairance muco-ciliaire, quand elle est observée, est secondaire à la maladie.
Dilatation des bronches
Plusieurs facteurs entrent en jeu chez les malades atteints de dilatation des bronches : destruction de l'épithélium respiratoire ou de la paroi bronchique, infection, dysfonction du transport muco-ciliaire
Bronchite chronique
La clairance muco-ciliaire est diminuée chez les patients atteints de bronchite chronique au stade simple comme au stade obstructif.
Mucoviscidose
La clairance muco-ciliaire est significativement diminuée tandis que des quantités importantes de mucus visqueux sont produites.
Infections respiratoires aiguës
Elles diminuent la clairance muco-ciliaire.

Réf : 
Houtmeyers E et al.  Regulation of mucociliary clearance in health and disease. Eur Respir J 1999;13:1177-88
Randell SH, Boucher RC, Effective mucus clearance is essentiel for respiratory health. Am J Respir Cel Mol Biol 2006;35:20-8