Чи можуть вчені змінити слиз, щоб полегшити очищення, обмежуючи шкоду легеням ScienceDaily

Для здорових людей слиз - наш друг. Він затримує потенційних патогенів, тому наші дихальні шляхи можуть відправляти неприємних помилок, перш ніж вони завдають шкоди нашим легеням. Але для людей з такими захворюваннями, як муковісцидоз (ХФ) та хронічний обструктивний легеневий розлад (ХОЗЛ), слиз може стати занадто густим і липким; кашель сам по собі не може це очистити. Розвиваються інфекції, що призводять до важкого хронічного захворювання та ранньої смерті. Вперше вчені з Медичної школи UNC та Університету Дюка продемонстрували, чому кашель часто не може розірвати слиз і від оболонки дихальних шляхів. І вони показали, як зробити слиз рідшим і менш клейким, щоб кашель міг стати терапевтичним засобом.

вчені

Відкриття, опубліковане в «Трудах Національної академії наук», допомагає пояснити, як МВ страждає на легені з часом, і підкреслює важливість терапії, яка змінює слиз настільки, щоб негайно полегшити людей з МВ. Поєднуючи безліч наукових дисциплін від клітинної біології до матеріалознавства, дослідники створили найбільш реалістичну на сьогодні експериментальну систему для тестування механічних властивостей слизу при захворюваннях дихальних шляхів, включаючи ХОЗЛ та астму, які вражають мільйони людей у ​​США.

"Інструменти, розроблені в цьому дослідженні, допоможуть нам протестувати стратегії для поліпшення очищення слизу при декількох важливих захворюваннях, коли очищення не вдається", - сказав провідний автор Брайан Баттон, доктор філософії, доцент кафедри біохімії та біофізики та член Центру досліджень та лікування муковісцидозу UNC на UNC-Chapel Hill.

Старший автор Майкл Рубінштейн, професор кафедри машинобудування та матеріалознавства Університету Дьюка, сказав: "Ми виміряли адгезійні сили, які зв'язують слиз з оболонкою дихальних шляхів, і когезійні сили, що утримують слиз разом, і виявили кілька агентів, які демонструють перспективність у зменшенні сили взаємодії слизових клеїв та когезійних взаємодій ".

У здорових людей слиз становить 98 відсотків води. Він спрямовує дихальні шляхи на захоплення частинок, включаючи бактерії та інші мікроби, до того, як вони потрапляють у легені. Менше 1 відсотка звичайної слизу складається з довгих, липких ланцюгоподібних білків, званих муцинами, які надають слизу гелеподібні властивості. МВ, хронічний бронхіт та інші «слизово-обструктивні» хвороби характеризуються слизом, значно більш в’язким і еластичним, ніж звичайний, майже схожий на желатин, оскільки він завантажений муцинами. Наприклад, у слизі МВ, кількість муцинів підскакує до 10 відсотків, а кількість води зменшується до 79 відсотків. Хоча слиз CF досі є переважно водою, навіть незначні зміни вмісту муцину можуть мати значний вплив на в'язкість слизу.