Двигательная активность ресничек мерцательного эпителия при нарушении мукоцилиарного транспорта у человека тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.13, кандидат биологических наук Шабалин, Владимир Владимирович

• Шабалин, Владимир Владимирович
• кандидат биологических наук
• 2002

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Шабалин, Владимир Владимирович

Перечень сокращений Введение

Глава 1 Мукоцилиарный транспорт у человека и животных

1.1 Структура эпителия дыхательных путей и механизмы секреции

1.2 Особенности структурной организации ресничек

1.3 Характер движения ресничек в дыхательных путях человека

1.4 Механические и реологические свойства слизи в поверхностном слое эпителия

1.5 Мукоцилиарный транспорт при заболеваниях дыхательных путей

1.6 Математические модели мукоцилиарного транспорта

Глава 2 Объект и методы исследования

2.1 Определения параметров МЦТ у человека in vivo

2.2 Методика взятия биоптатов эпителиальной ткани человека и подготовка их к исследованиям

2.3 Методы регистрации колебательных движений ресничек в дыхательных путях человека

2.4 Обработка видеозаписей колебательных движений ресничек в дыхательных путях человека

Глава 3 Исследования движения ресничек и скорости МЦТ у лиц с патологией дыхательных путей

3.1 Краткая клиническая характеристика обследованных больных

3.2 Оценка транспортной функции мерцательного эпителия при воспалительных заболеваниях верхних и нижних дыхательных путей человека

3.3 Критерии диагностики нарушений движения ресничек при мукоцилиарном транспорте

Глава 4 Исследование движения ресничек в норме и при патологии по кинематической модели реснички

4.1 Кинематическая модель реснички мерцательного эпителия человека

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Двигательная активность ресничек мерцательного эпителия при нарушении мукоцилиарного транспорта у человека»

Актуальность проблемы. Одним из основных способов очищения дыхательных путей от инфекционных агентов и посторонних частиц является мукоцилиарный транспорт (МЦТ). Он заключается в их эвакуации вместе со слизью, покрывающей дыхательные пути. Перемещение слизи с находящимися в ней частицами осуществляется с помощью ресничек, расположенных на поверхности клеток покровного мерцательного эпителия.

Существует значительное число заболеваний верхних и нижних дыхательных путей, при которых нарушена транспортная функция мерцательного эпителия (снижена скорость МЦТ) вследствие избыточного выделения слизи секреторными клетками эпителия и изменения ее физических свойств (Волкова Л.И., Будкова A.A., 2001; Непомнящих Г.И., Левицкий В.А., 2000; Соколов Е.И., Зыков К.А., 2000; Puchelle Е., Zahm J.M., 1984; Ogino S., Nose M., 1993). В лабораторной практике на биоптатах измеряют только такие параметры МЦТ как частота биения ресничек (Као С.Н., Jiang R.S., 1994; Lindberg S., Cervin A., 1996) и скорость МЦТ (Тарасов Д.И., Пискунов Г.З., 1982; Puchelle Е., Zahm J.M., Quemada D., 1987; Mason J.D., Aspden T.J., 1995). Однако этих данных оказывается недостаточно для нозологической и функциональной диагностики, и поэтому для постановки диагноза крайне важна полная характеристика двигательной активности ресничек. К сожалению, недостаточность экспериментальных данных о характере двигательной активности ресничек мерцательного эпителия человека не позволяет выявить причину нарушений в механизме транспорта слизевого секрета. Экспериментальное исследование параметров движения ресничек требует специальных методов измерения и обработки полученных результатов.

Нарушение двигательной активности ресничек при изменении физических свойств слизевого секрета в дыхательных путях во многом определяют патологический процесс. Однако, для того чтобы выявить причины изменения характера движения ресничек и эффективности МЦТ при патологии, необходимо понять механизм формирования такого движения, построить адекватные модели двигательной активности;реснички и оценить на основе этих моделей скорость МЦТ в норме и при патологии. Решение этих задач требует совершенствования методов количественной оценки параметров движения ресничек.

В большинстве существующих моделей движения ресничек (Blake J.B., Winet Н., 1980; Lirón N., 1984; Raptis A., Perdikis С., 1983) расчеты имеют сугубо теоретический характер. Параметры движения ресничек, используемые в этих моделях, не могут быть применены в клинической диагностике. Нужна модель, адекватно описывающая движение реснички мерцательного эпителия человека. Однако пока нет такой модели, которая была бы пригодна для исследования респираторных заболеваний, связанных с нарушением работы ресничек и МЦТ в дыхательных путях человека.

Цель и задачи исследования. Цель настоящей работы ^состояла в получении наиболее полной характеристики движения ресничек мерцательного эпителия, обеспечивающих МЦТ в дыхательных путях человека в норме и при патологии, посредством экспериментальных исследований биоптатов, а также путем моделирования двигательной активности ресничек.

Задачи исследования.

1. Разработать методику экспериментального исследования МЦТ путем анализа видеоизображений движущихся ресничек на биоптатах мерцательного эпителия дыхательных путей, используя прижизненную телевизионную микроскопию.

2. Определить параметры движения ресничек мерцательного эпителия (временные характеристики, амплитудные и угловые смещения ресничек в двух фазах движения) в норме, а также при острых и хронических заболеваниях дыхательных путей.

3. Построить кинематическую модель двигательной активности ресничек мерцательного эпителия и на ее основе выявить связь скорости МЦТ с параметрами движения ресничек.

4. Установить критерии диагностики острых и хронических заболеваний дыхательных путей, при которых нарушена транспортная функция мерцательного эпителия, по результатам измерения параметров двигательной активности.

Научная новизна. Предложена новая методика изучения движения ресничек на биоптатах мерцательного эпителия дыхательных путей человека при различных формах патологии дыхательных путей, позволяющая определить такие параметры движения ресничек как амплитудные и угловые смещения, а также время эффективного и восстановительного удара.

Установлен комплекс информативных критериев для оценки эффективности работы ресничек при МЦТ на основе соотношений между параметрами движения ресничек в норме и при патологии.

Впервые, по кинематической модели движения реснички, определена функциональная зависимость скорости перемещения кончика реснички от параметров движения реснички, позволяющая оценивать скорость мукоцилиарного транспорта в дыхательных путях человека в' норме, а также при острых и хронических респираторных заболеваниях.

Практическая значимость работы. Созданные технические усовершенствования в экспериментальной установке и разработанные алгоритмы компьютерной обработки видеоизображения движущихся ресничек мерцательного эпителия могут использоваться для исследования подвижности сложных биологических объектов на клеточном уровне и определять параметры движения для различных фаз их активной работы.

Регистрация и оценка параметров движения ресничек позволяет диагностировать цилиарную дисфункцию, в том числе и срытые ее формы, конкретизировать механизм нарушения МЦТ у больных с патологией органов дыхания, оценивать эффективность проводимой терапии, контролировать динамику восстановления функционального состояния ресничек мерцательного эпителия.

Предложенная кинематическая модель реснички при МЦТ и методика анализа двигательной активности ресничек позволяют установить наиболее важные характеристики работы ресничек на разных уровнях дыхательных путей в норме и при патологии.

Внедрение результатов исследования. Полученные результаты исследования и методика регистрации колебательных движений ресничек мерцательного эпителия используются в клинической практике Санкт-Петербургского НИИ уха, горла, носа и речи Минздрава России.

Апробация материалов диссертации. Материалы работы были доложены на рабочем совещании "Биомеханика-97" (Санкт-Петербург, 1997), 7-м Национальном конгрессе по болезням органов дыхания (Москва, 1997), II съезде биофизиков России (Москва, 1999), на конференции "Метромед-99" (Санкт-Петербург, 1999 г.), на заседании Санкт-Петербургского общества оториноларигологов (Санкт-Петербург, 1999 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 14 работ.

Положения, выносимые на защиту.

1. Методика регистрации и обработки видеоизображения колеблющихся ресничек на биоптатах мерцательного эпителия позволяет определяет параметры их движения в норме и при патологии.

2. Исследованные параметры двигательной активности ресничек мерцательного эпителия имеют достоверные различия в норме и при патологии, и могут использоваться при диагностике заболеваний дыхательных путей.

3. Кинематическая модель йзгибных колебаний реснички позволяет рассчитать скорость МЦТ, используя параметры движения ресничек в норме и при патологииях дыхательных путей.

4. Соотношения между параметрами движения реснички в норме и при патологии дыхательных путей позволяют установить критерии диагностики этих заболеваний и применить их в клинической практике для объективной оценки эффективности лечения на всех его этапах.

Заключение диссертации по теме «Физиология», Шабалин, Владимир Владимирович

Выводы

1. В результате экспериментальных исследований и математического моделирования движения ресничек мерцательного эпителия в дыхательных путях человека установлено, что наиболее информативными параметрами, определяющими двигательную активность ресничек и скорость МЦТ в норме и при патологии являются: амплитудные и угловые смещения, время эффективного и восстановительного удара, кривизна и длина реснички.

2. Установлены различия по скорости перемещения кончика реснички между здоровыми людьми ипациентами с заболеваниями верхних и нижних дыхательных путей, а также между пациентами с разной степенью хронизации патологических процессов в дыхательных путях. При острых респираторных заболеваниях скорость перемещения кончика реснички понижается по сравнению с нормой на 30% за счет увеличения продолжительности эффективного удара с 0,09 до 0,18 с и на 19% - за счет уменьшения угловых смещений реснички на 20°.

При хронических заболеваниях дыхательных путей скорость перемещения кончика реснички понижается по сравнению с нормой на 55% не только из-за увеличения продолжительности эффективного удара (до 0,24 с) и уменьшения угловых смещений (на 25°), но и за счет изменения кривизны реснички (#2) в слизи повышенной вязкости.

Исследование скорости МЦТ с помощью угольной пыли только фиксирует факт острой или хронической формы патологии и нормы.

3. Кинематическая модель двигательной активности ресничек адекватно отражает движения ресничек как в норме, так и при патологии. По расчетным и экспериментальным данным скорость МЦТ составляла соответственно: 9,6 и 11,3±1,2 мм-мин 1 (р>0,01) в норме, при острых респираторных заболеваниях - 6,6 и 7,1+1,8 мм-мин-1 (р>0,01), при хронических болезнях дыхательных путей - 4,8 и 6,0±2,3 мм-мин-1 (р>0,01).

4. Наиболее информативным критерием оценки двигательной активности ресничек служит отношение времени восстановительного удара к времени эффективного удара, которое составляет в норме 1,62+0,24 (совпадает с так называемой золотой пропорцией, равной 1,618), при острых респираторных заболеваниях дыхательных путей —1,25±0,36; при хронических болезнях дыхательных путей —1,00±0,19. Отношения между длинами ресничек и амплитудой колебаний в эффективном и восстановительном ударе определяли только наличие патологии в работе ресничек.

Заключение

Разработка новых систем анализа изображения клеток на базе компьютерной телевизионной микроскопии является весьма перспективным направлением в медицине в связи со стремительным развитием компьютерной техники, телеметрии и световой микроскопии.

Проводимые исследования у лиц, страдающих легкими и хроническими формами респираторных заболеваний, позволили определить следующие параметры МЦТ у человека: частоту биения ресничек (ю), время (Тмцх) и скорость МЦТ ( КМцТ). Эти параметры дали возможность качественно оценить работу систем МЦТ (ресничек мерцательного эпителия, бокаловидных и слизистых клеток) в целом. В клинической практике эти исследования, в основном, проводятся неинвазивными методами. Преимущество этих методов заключается в том, что они, не нарушая структурной целостности слизистой оболочки, исследуют активность мерцательного эпителия. При этом выявляются нарушения в работе ресничек, которые с большой погрешность фиксируются как отклонения Т^щ, и Рмцт от таких же показателей в норме.

Большие погрешности неинвазивных методов исследования определяются анатомическими особенностями полостей носа человека и структурой его ходов, которые имеют различную степень проходимости и протяженность. Невозможно точно измерить длину носового хода и эта величина колеблется в пределах 6-10 см и поэтому Т мцт и Рмцт имеют достаточно широких разброс значений даже для нормы Т мцт=10-17 л мин и Кмцт=10-15 мм-мин" .

Кроме того, тест по угольной пыли не дал достаточно достоверных результатов, т.к. частицы с диаметром 8 мкм и очень медленно перемещались вместе со слизью, а частицы диаметром 2-3 мкм до 50% задерживались в носовой полости. Частицы сахарина достаточно быстро проникали в слой золь и растворялись в нем, тем самым понижая их концентрацию в транспортируемом слое гель. Эти недостатки в настоящей работе были частично устранены, т.к. у одних и тех же пациентов Т^ определялось и по угольному и по сахариновому тестам. При этом поведение частиц угольной пыли и окрашенных частиц сахарина отслеживалось по видеозаписям, выполненных с помощью эндоскопической техники. Исследовались разные участки полости носа с разной длиной и по этим результатам определялось среднее значение Т мцт. Средняя скорость МЦТ Рмцт оценивалась двумя методами непосредственным и расчетным, что позволило точнее определить значение этого параметра. В нашей работе для нормы получились следующие значения: Т мцх= 12-15 мин (сахариновый тест), Т Мцт=10-13 (тест с угольной пылью) и Рмцт=11>3± 1,2 мм-мин-1. В работе были уточнены значения Т мцх (2030 мин - по сахарину и 20-24 мин - по угольной пыли) и Кмцт для разных форм патологии дыхательных путей. Для больных хроническим риносинуситом и с острой формой риносинусита Умцт составляло

8,4+1,8 мм-мин-1 и 5,5+0,9 мм-мин-1 соответственно. У больных (12 человек) с хроническим бронхитом, имеющих затрудненность носового А дыхания Умцг располагалась в основном пределах 6-9 мм-мин (Кмцт= 7.1+1.7 мм-мин-1). Больные с обструктивным бронхитом (16 человек) имели Гмцт=4.4+0.8 мм-мин

В целом же неинвазивные методы оценки работы МЦТ не позволяли оценить нарушения в работе ресничек мерцательного эпителия при разных формах патологии (острой и хронической), в том числе и в случае сочетанной патологии. В силу перечисленных выше причин, основным направлением исследования двигательной активности мерцательного эпителия дыхательных путей стал инвазивный метод исследования на биоптатах эпителиальной ткани.

Созданная в работе методика исследования биоптатов эпителия слизистой оболочки человека использовала ряд новых возможностей, по сравнению с имеющимися аналогами. Полезное увеличение светового микроскопа было преодолено за счет включения в оптический "тракт" высокочувствительной видеокамеры, повысившей общее увеличение установки в три раза. Биоптаты эпителия, полученные при биопсии содержали на отдельных участках от одной до 3-4 живых (не фиксированных и неокрашенных) реснитчатых клеток, сохраняющих свою работоспособность в течение нескольких часов. Записи движения ресничек в режиме реального времени на жесткий диск компьютера и видеомагнитофон позволили провести обработку видеоизображений движущихся ресничек мерцательного эпителия, измерив, параметры их движения. Это впервые дало возможность определить форму движения ресничек, что явилось новым шагом в методике исследования биологических микрообъектов.

Предложенный метод позволил определить большее число параметров движения ресничек при МЦТ (время эффективного и восстановительного удара, амплитуды колебаний ресничек, форма их движения), чем использовавшиеся ранее методы исследования МЦТ.

Анализ данных, полученных в эксперименте, показал, что формы движения реснички сильно отличаются у здоровых и больных лиц, причем в разных подгруппах у лиц с патологией такие изменения (по угловым и амплитудным отклонениям ресничек от вертикального положения, а также по времени эффективного Те и восстановительного удара

Тг) были значительны. В работе показано, что с помощью параметров движения реснички и параметров, характеризующих вязкие свойства слизи можно составить критерии, позволяющие сказать, как изменился тот или иной параметр по сравнению с нормой и связать это с определенной формой патологии.

Для лиц с нормальным состоянием дыхательных путей и лиц с патологией были составлены следующие критерии к^Т^Т^ к^=Аг/Ае и к^Ь^Ьу. для длительностей фаз, амплитуды и длин реснички в восстановительном и эффективном ударе. Проведенные расчеты показали, что большую информативность имеют соотношения между временами восстановительного удара и эффективного ударов. У здоровых лиц отношение к^ составляло в среднем к 1;=1,62±0,24. Такое значение кг имеет очень важную особенность в том, что близко к величине так называемой золотой пропорции, равной 1,618. Для больных хроническими заболеваниями верхних дыхательных путей к г=1,25±0,36, а для больных с сочетанными формами патологии верхних и нижних дыхательных путей - к ^1,00±0,19. Значения к^ для нормы не перекрывается в пределах погрешности со значением этой величины для патологии. В случае патологии наблюдается факт перекрытия значения к^ в пределах своей погрешности при хронической и острой форме патологии, что объсняется наличием сочетанных патологий у лиц с хроническими респираторными заболеваниями

Соотношение кд и к^ для амплитуд колебаний практически не изменялось у здоровых пациентов к ^ =0,92+0,05 и к £ = 1,12+0,08. У лиц с острой формой патологии - к ^=1,01±0,08 и к ¿=0,13±0,07, и с хронической - к ^=0,96+0,07 и к ¿=1,14±0,04 эти соотношения оставались практически одинаковыми. Результаты измерения амплитуд колебания и длин ресничек имеют большую погрешность, и их оценка зависела от качества изображения положения ресничек на видео кадре. Поэтому эти соотношения не могли служить диагностическими критериями оценки формы респираторных заболеваний, а выступали лишь в случае показателя нормы и патологии.

Оценку частоты биения ресничек по спектральной плотности с помощью автоматического анализа сигнала яркости, от заданных, в поле кадра тест-точек удалось определить не у всех пациентов с хронической формой патологии. Причиной этого явилось высокое требование к качеству изображения движущихся ресничек в поле кадра изображения.

Были установлены частоты биения ресничек в эффективном ударе и восстановительном ударе, что в группе здоровых составляет в среднем 8,39±3,45 Гц и 6,13+2,14 Гц соответственно. У больных хроническим обструктивным бронхитом средние значения частот биения ресничек в эффективном ударе и восстановительном ударе составляли 4,221+1,29 Гц и 3,31 ±1,67 Гц, причем достоверно отличаясь от нормы (р<0,01 по критерию Вилкоксона). Большинство пациентов (75%) с лёгкой формой патологии, без хронизации имели средние значения частот биения ресничек в эффективном ударе и восстановительном ударе 5,56+1,23 Гц и 6,44+2,15 Гц. Достоверность различия относительно нормы по критерию Вилкоксона р<0,01.

Такая методика исследования частоты биения ресничек требует дальнейшей разработки компьютерных алгоритмов улучшающих разрешающую способность рабочей установки и повышающих качество изображения движущихся ресничек с возможностью разработкиметодов автоматического определения амплитуд и периодов колебаний. Это довольно сложная задача, тем не менее, может быть решена с помощью сеточных алгоритмов, позволяющих точнее отслеживать профиль движущихся в поле кадра ресничек.

Полученные результаты свидетельствуют о том, что предложенная методика может использоваться как вспомогательная в диагностике различных патологических состояний. Выявленные изменения параметров движения ресничек при заболеваниях дыхательных путей, в частности, могут служить для ранней диагностики при обследованиях больших групп населения в районах экологических катастроф. Кроме того, разработанный метод может применяться для доклинической диагностики ряда заболеваний, включая профессиональные болезни и в научных исследованиях при создании и поиске новых лекарственных препаратов.

В эксперименте наблюдалось, что реснички производят различные движения, которые, однако, идентичны для всех ресничек одной клетки и даже одной области. Все реснички бьются в унисон. "Что-то" координирует их движения, но это "что-то" в настоящее время остается пока неизвестно. Считается, что реснички отделенные от клетки, но сохранившие связь с базальными тельцами, сохраняют способность двигаться. Скорее всего, то, что управляет их движением, по-видимому, находится в базальных тельцах. При повреждении базальной части клетки (наблюдались отдельные реснитчатые клетки с деформированными участками на базальной части клетки), снабженной ресничками, мерцательное движение сохранялось. Однако любые повреждения апикальной части клетки при разрушении клетки за счет повышенного давления, т.е. той, где находятся базальные тельца, приводили к немедленному прекращению мерцательного движения. Координация мерцательных движений зависит исключительно от самой клетки.

В функциональном отношении изменения, характерные для мерцательного эпителия принадлежат к типу "все или ничего". Движение ресничек может прекратиться вовсе, но не может изменить своего характера. Таким образом, полученные экспериментальные данные позволили выдвинуть гипотезу, объясняющую характер движения ресничек при МЦТ и построить подтверждающую эту гипотезу кинематическую модель реснички. Согласно этой гипотезе ресничка как тонкий и гибкш^^ движения за счет заданного принудительного движения точек у основания реснички (случай кинематического возбуждениявынужденных колебаний).

Модель позволила выявить функциональную связь параметров движения реснички (временные, амплитудные и угловые) для каждой фазы движения со скоростью перемещения слоя гель - скоростью МЦТ

Гмцт. Это дало возможность выяснить влияния изменений этих параметров при различных формах патологии на величину Кмцт.

Модельные расчеты формы движения реснички, сопоставленные с экспериментальными наблюдениями, свидетельствуют об их адекватности, что указывает на возможность использования разработанной нами кинематической модели реснички мерцательного эпителия в практической деятельности.

В заключение необходимо отметить, что предложенная кинематическая модель реснички мерцательного эпителия дыхательных путей человека, позволившая построить форму движения реснички, описывает лишь один из возможных вариантов механизма движения реснички.

Полученные результаты позволяют считать на данной стадии исследования эту модель, по крайней мере, не противоречащей экспериментальным данным.

Список литературы диссертационного исследования кандидат биологических наук Шабалин, Владимир Владимирович, 2002 год

1. Базелюк Л.Г., Бекеева С. А. Морфометрическая оценка мазков слизистой оболочки носа у детей Караганды //Гигиена и санитария-1999.-№5.-С. 9-10

2. Винницкий М.Е., Пономарев В.П. Исследование механических свойств слизистой оболочки //3-я всесоюзная конференция по проблемам биомеханики: Тез. докл. Всесоюз. науч. конф. 21-24 июня 1983 г.-Рига, 1983.-т. 1.-С. 145-147.

3. Зайцев В.Ф., Полянин А.Д. Дифференциальные уравнения с частными производными: Точные решения Международная программа образования, 1996.- 496 с.

4. Пановко Я.Г. Введение в теорию механических колебаний- М.: Наука, 1991.-256 с.

5. Пискунов С.З., Гольцман Л.Л. Изменение структур слизистой оболочки носа при вазомоторном рините //Веста, оторинолар 1987.-N2. - С.46-49.

6. Пискунов С.З., Завьялов Ф.Н., Ерофеев Л.Н. Исследование мукоцилиарной транспортной системы слизистой оболочки носа у здоровых лиц //Российская ринология 1995 - №3-4 .- С. 60-62.

7. Прудников А.П., Брычков Ю.А., Маричев О.И. Интегралы и ряды-М.: Наука, 1981.-800 с.

8. Путов Н.В., Левашов Ю.Н. Пороки развития легких: Руководство. Болезни органов дыхания, т. 4- Л.: Медицина, 1990 129 с.

9. Сагалович Б.М. Физиология и патофизиология верхних дыхательных путей,- М., 1967. -219 с.

10. Сильвестров В.П. Затяжные пневмонии Л.: 1981- 304 с.

11. Соколов Е.И., Зыков К. А., Вешкина А.И. и др. Сравнительная морфологическая характеристика слизистой оболочки бронхов у больных хроническим обструктивным бронхитом и бронхиальной астмой // Архивы патологии 2000 - т.62 - в.4 - С. 31-37.

12. Тарасов Д.И., Пискунов Г.З., Клевцов В.А. Влияние различной концентрации растворов антибиотиков на функцию мерцательного эпителия //Вестн. оторинолар 1982.-N4. - С.67-72.

13. Тартаковский А.Д. Питательные среды для культивирования клеток млекопитающих //Методы культивирования клеток: Сборник науч. трудов-Л.:Наука, 1988-С. 56-57.

14. Шабалин В.В. Биомеханика движений реснитчатых клеток мерцательного эпителия. //Научно-технические ведомости СПбГТУ. 1998. N2-3.- СПб., изд. СПбГТУ.- С. 68-71.

15. Шестаков Д.А., Цатурян А.К. Математическая модель механических свойств волокон скелетной мышцы с учетом растяжения актиновых нитей//Биофизика 1998.-т.43.-Вып.2.- С. 329-334.

16. Abraham W.M., Allegra L., Phipps R.J. Pollutant — induced airway abnormalities // Eur. J. Respir. Dis. 1986. Suppl. Vol. 146. P. 117-127.

17. Ahmed Т., Januszkiewicz A. J., Landa J.F. et al. Effect of local radioctivity on tracheal mucous velocity of sheep //Am. Rev. Resp. Dis. 1979. Vol. 120. P. 567-575.

18. Agarwal M., King M., Shukia J.B. Mucous gel transport in a simulated cough machine: effects of longitudinal grooves representing spacings between arrays of cilia //Biorheol. 1994. Vol.31. N1. P. 11 -19.

19. Alberts В., Brean D. (Альберте Б., Брейн Д.) Молекулярная биология клетки, т. 3.- М.: Мир, 1986.- 718 с.

20. Alldre J. On some new diskovered details of the ultrastructure of the vibratile organismes //Ultrastructure Res. 1961, Vol.5, P. 86-108.

21. Andersen I., Camner P., Jensen PL., Philipson K., Proctor D.L. A comparison of nasal and tracheobronchial clearence //Archs. environ. Hlth. 1974. Vol.29. P. 290.

22. Barnet В., Miller C.E. Flow induced by biological mucociliary systems // Ann. N.Y. Acad. Sci. 1966. Vol. 130. P. 891.

23. Barry P. W., Mason N.P., O'Callaghan C. Nasal mucociliary transport is impaired at altitude //European Respiratory Journal. 1997. Vol. 10. N1. P. 35-7.

24. Barton C., Raynor S. Analytical investigation of cilia iduced mucous flow / /Bulletin of Mathematical Biophysics. 1967. Vol. 29. N3. P. 419-428.

25. Bird R.D., Hassager O., Armstrong R.C., Curtiss C.E. Dynamics of polymeric liquides. Vol. 2. Kinetic theory. New York: John Wiley and sons, 1977, P. 153.

26. Blake J.B., Winet H. On the mechanics of mucociliary flows //Biorheol. 1980. Vol. 17. N11. P. 125-134.

27. Blake J.R. Mucus flows //Math. Biosci. 1973. Vol. 17. N3/4. P. 301-313.

28. Blake J.R. A model for the microstructure in ciliated organisms //J. Fluid Mech. 1972. Vol.55. P. 1-23.

29. Blake J.R. An active porous medium model for ciliary propultion //J. Theor. Biol. 1977. Vol.64 P. 697-701

30. Coher A.B., Gold W.M. Defence mechanism of the lungs. //Ann. Rev. Physiol. 1975. Vol. 37. P. 325-350.

31. Chang R. (Чанг P.) Физическая химия с приложениями к биологическим системам, пер. с англ.- М.: Мир, 1980 389 с.

32. Dalhamn Т. Mucous flow and ciliary activity in the trachea of healfy rats and rats exposed to respiratory irritant dases //Acta Physiol. Scand. 1956. Vol.36. Suppl. 123.

33. Dalhamn Т., Rylander R. Frequency of ciliary beat measured with a photosensitive cell //Nature. 1962. Vol. 196. P. 592-593.

34. Dulfano M.J. Adler K.B. Physical properties of sputum. VII Rheologic properties and mucociliary transport //Am. Rev. Respir. Dis. 1975. Vol.34. P. 341-348.

35. Dustin P. Microtubules //Scientific American. 1974. Vol.231. N4. P. 44-63.

36. Ellefsen P, Tom M. Goblet cells in the human trachea. Quantitative studies of normal trachea //Anat Anzz. 1972. Vol. 130. P. 501-20.

37. Evrensel С.A., Khan R.U., Elli S., Krumpe P.E. Viscous airflow through a rigid tube with a compliant lining: a simple model for the air-mucus interaction in pulmonary airways//J. of Biomech. Eng. 1993. Vol.115. N3. P. 262-270.

38. Gheber L., Priel Z. Metachronal activity of cultured mucociliary epithelium under normal and stimulated conditions //Cell Motil. Cytoskeleton. 1994. Vol.28. P. 333-345.

39. Gheber L., Priel Z. Synchronization between beating cilia //Biophys. J. 1989. Vol.55. P. 183-191.

40. Gibbons B.H., Gibbons I.R. Flagellar movement and adenosine triphosphatase activity in sea urchin sperm extracted with Triton X-100 //J. Cell Biol. 1972. Vol.54. P. 75-97.

41. Gibbons I.R. Chemical dissection of cilia //Arch. Biol. 1965. Vol.76. P. 317-352.

42. Gilboa A., Silberberg A. In situ rheological characterization of epithelial mucus //Biorheol. 1976. Vol.13. N1. P. 59-65.

43. Hady M.R. A., Shehata O., Hassan R. Nasal mucociliary function in differnt diseases of th nose //J. Laryngol. Otol. 1983. Vol.97. P.497-502.

44. Hilding A.C. The physiology of drainage of nasal mucus. Ill Experimental work on the accessory sinuses //Am. J. Physiol. 1932. Vol. 100. P. 664-670.

45. Holiwell M.E.J. General review of cilia //Physiol. Rev. 1966. Vol.46. P. 696-785.

46. Hulbert W.C., Forster B.B., Laird W., Lihl C.E., Walker D.C. An improved method of fixation of the respiratory epithelial surface with the mucous and surfactant layers //Acta Otolaryngol. (Stockh.). 1982. Vol.47. P. 354-363.

47. Jacquot J., Hayem A., Galabert С. Functions of proteins and lipids in airway secretions //Eur. Respir. J. 1992. N5. P. 343-358.

48. Jenkins G.M., Watts D.G. (Дженкинс Г., Ватте Д.) Спектральный анализ и его приложения, вып.1- М. : Мир, 1971- 395 с.

49. Johnson N.T., Villaion М., Royce F.H., Hard R., Verdugo P. Auto-regullation of beat frequency in respiratory ciliated cells: demonstration by viscous loading//Am. Rev. Respir. Dis. 1991. Vol.144. P. 1091-1094.

50. Kao C.H., Jiang R.S., Wang S.J. Yeh S.H. Influence of age gender and ethnicity on nasal mucociliary clearance function //Clinical Nuclear Medicine. 1994. Vol.19. N9. P. 813-816.

51. Keller S., Wu T.Y., Brennen С. A traction layer model for ciliary propulsion. /In: Swimming and Flying in Nature. Eds. Wu T.Y., Broken C.J. N.Y. 1975.

52. King M., Agarwal M., Shukia J.B. A planar model for mucociliary transport: effect of mucus viscoelasticity//Biorheol. 1993. Vol.30. N1. P. 49-61.

53. Kinosita H., Murakami A. Control of ciliary motion //Physiol. Rev. 1967. Vol.47. P. 47-53.

54. Konrad F., Schiener R., Marx T., Georgieff M. Ultrastructure and mucociliary transport of bronchial respiratory epithelium in intubated patients //Intensive Care Medicine. 1995. Vol.21. N6. P. 482-489.

55. Lamblin G., Aubert J.P., Perini J.M. Human respiratory mucins //Eur. Respir. J. 1992. N5. P. 247-256.

56. Lindberg S., Cervin A., Runer T., Thomasson L. Recordings of mucociliary activity in vivo: benefit of fast Fourier transformation of the photoelectric signal //Annals of Otology Rhinology & Laryngology. 1996. Vol.105. N9. P. 734-745.

57. Liron N., Shahar R. Stokes flow due to a Stokeslet in a pipe //J. Fluid Mech. 1978. Vol.86. N4. P. 727-744.

58. Liron N., Meyer F.A. Fluid transport in thick layer above an active ciliated surface//Biophys. J. 1980. Vol.39. N3. P. 463-472.

59. Liron N., Rozenson M. Muco-ciliary transport //J. Submicrosc. Cytol. 1983. Vol.15. P. 317-321.

60. Liron N. Fluid transport by cilia between parallel plates //J. Fluid Mech. 1978. Vol.88. N4. P. 705-726.

61. Liron N. Stokeslet arrays in a pipe and their application to ciliary transport //J. Fluid Mech. 1984. Vol.143. P. 173-195.

62. Lorenzi G., Bohm G.M., Guimaraes E.T., Vaz M.A., King M., Saldiva P.H. Correlation rheologic properties and in vitro ciliary transport of rat nasal mucous //Biorheol. 1992. Vol.29. P. 433-440.

63. Low P.M.P. A modified mathematical model of cilia for pharyngeal epithelium of frog //J. Biomechanics. 1984. Vol.17. N10. P. 815.

64. Lucas A.M. Control of cilia of frog mouth //Amer. J. Physiol. 1935, Vol.112. P. 468-476.

65. Lucas A.M. Influence of temperature on ciliary beat //J. Morphol. 1932. Vol.53. P. 265-276.

66. Lucas A.M. Douglas L.C. Principles underlying ciliary activity in respiratory tract. II. A comparison of nasal clearance in man monkey and other mammals//Arch. Otolaryngol. (Chicago). 1934. Vol.20. P. 518-541.

67. Luck D.J.L. Genetic and biochemical dissection of the eucaryotic flagellum//Chest. 1984. Vol.101. P. 47-48.

68. Macchione M., King M., Lorenzi G. Rheological determinants of mucociliary transport in the nose of the rat //Respir. Physiol. 1995. Vol.99. P. 165-172.

69. Man S.P., Adams G.K., Proctor D.F. Effects of temperature relative humidity and mode of breathing on canine airway secretions //J. Appl. Physiol. 1979. Vol.46. P. 205-210.

70. Mars M.H. Van den Ingh T.S., Hajer R., Wentirik G.H. In vitro transport of carbon in the trachea of veal calves //Veterinary Quarterly. 1994. Vol. 16. N1. P. 62-64.

71. Marshell E. (Маршелл Э.) Биофизическая химия, т. 1- М.: Мир, 1991.-442 с.

72. Mason J.D., Aspden Т.J., Adler J., Jones N.S., Ilium L. Measurement of nasal mucociliary transport rates on the isolated human inferior turbinate // Source Clinical Otolaryngology. 1995. Vol.20. N6. P. 530-535.

73. McCullagh C.M., Jamieson A.M., Blackwell J., Gupta R. Viscoelastic properties of human tracheobronchial mucin in aqueous solution // Biopolymers. 1995. Vol.35. P. 149-159.

74. Meyer F.A., Silberberg A. The rheology and molecular organization of epithelial mucous//Biorheol. 1980. Vol.17. P. 163-168.

75. Miller C.E. Flow induced by mechanical analogues of mucociliary systems //Ann. N.Y. Acad. Sci. 1966. Vol.130. P. 880-890.

76. Miller C.E. Streamlines streak lines and particle path lines associated with a mechanically-induced flow homomorphic with the mamalian mucociliary system //Biorheol. 1969. Vol.6. N2. P. 127-135.

77. Mossberg В., Camner P., Afzelius B.A. The immotile-cilia syndrome compared to other obstructive lung diseases: a clue to their pathogenesis // European Journal of Respiratory Diseases-Supplement. 1983. Vol. 127. P. 129-36.

78. Murase M. Simulation of ciliary beating by an exitable dynein model: oscillations quiescence and mechano-sensitivity //J. Theor. Biol. 1990. Vol.146. P. 209-231.

79. Murase M., Shimizu H. A model of flagellar movement based on cooperative dynamics of dynein-tubulin cross-bridges //J. Theor. Biol. 1986. Vol.119. P. 409-433.

80. Naumann H.H. The defense mechanisms of the respiratory mucosa towards infection//Acta Otalaryngol. 1980. Vol.89. N34. P. 165-176.

81. Negus V.E. The Function of mucus //Acta Otolaiyng. (Stockholm). 1963. Vol.56. P. 204-214.

82. Ogino S., Nose M., Irifune M., Kikumori H., Igarashi T. Nasal mucociliary clearance in patients with upper and lower respiratory diseases. Orl. // Journal of Oto-Rhino-Laryngology & its Related Specialties. 1993. Vol.55. N6. P. 352-355.

83. Outzen K.E., Svane-Knudsen V. Effect of surface-active substance on nasal mucociliary clearance time: a comparison of saccharin clearance time before and after the use of surface-active substance // Rhinology. 1993. Vol.31. N4. P. 155-157.

84. Pashal B.M., King S.M., Moss A.G., Collins C.A., Vallee R.B., Witman G.B. Isolated flagella outer arm dynein translocates brain microtubules in vitro //Nature. 1987. Vol.330. P. 672-674.

85. Pavia D., Sutton P.P., Angew J.E., Lopez-Vidriero M.T., Newman S.P., Clarke S. W., Lung mucociliary transport in man //Cell Biol. Lung Proc. 5th Cource. New York-London. 1982. Vol.30. P.205-218.

86. Piatti G. Bacterial adhesion to respiratory mucosa and its modulation by antibiotics at sub-inhibitory concentrations //Pharmacol Res. 1994. Vol.30. P. 289-299.

87. Proctor D.F. The mucociliary system. In: The nose-upper airway physiology and the athmospheric enviroment /Eds. Proctor D.F. Andersen I. Elsevier Biomedical Press. Amsterdam. 1982. P. 245-278.

88. Puchelle E., Zahm J.M., Quemada D. Rheological properties controlling mucociliary frequency and respiratory mucus transport //Biorheology. 1987. Vol.24. P. 557-563.

89. Puchelle E., Zahm J.M. Influence of rheological properties or human bronchial secretions on the ciliary beat frequency //Biorheol. 1984. Vol.21. N1-2. P. 265-272.

90. Puchelle G., Aug F., Pham O.T., Bertrand A. Comparison of three methods for measuring nasal mucocilliary clearance in man //Acta Otolaryngol. 1981. Vol.91. N3-4. P. 297-303.

91. Puchelle E., Zahm J.M., Duvivier C., Didelon J., Jacquot J., Quemada D. Elasto-thixotropic properties of bronchial mucus and polymer analogs // Biorheology. 1985. Vol.22. P. 415-423.

92. Puchelle E., Zahm J.M., Sadoul P. Influence of rheological properties of human bronchial secretions on the ciliary beat frequency //Biorheol. 1983. Vol.20. N4. P. 383-384.

93. Puchelle E., Tounnier J.M., Petit A. The frog papate for measuring nasal mucilisry thansport velocity and mucociliary frequency //Eur. J. Resp. Dis. 1983. Vol.64. Suppl. 128. P. 293-303.

94. Raptis A., Perdikis C. A mathematical model of the cilia for pharyngeal epithelium of frog //J. Biomechanics. 1983. Vol.16. N3. P. 235-236.

95. Rautiainen M.E.P. Orientation of human respiratory cilia //Eur. Respir. J. 1988. N1. P. 257-261.

96. Reimer A., Huberman D., Klementsson K., Toremalm N.G. The mucociliary activity of the respiratory tract //Acta Otolaryngol. 1981. Vol.91. P. 139-148.

97. Renaud F.L., Rowe A. J., Gibbons R. J. Proteins of cilia Cell //Biol. 1968. Vol.36. P. 79-90.

98. Riechelmann H., Kienast K., Schellenberg J., Mann W.J. An in vitro model to study effect of airborne pollutants on human mucociliary activity // Rhinology. 1994. Vol.32. P. 105-108.

99. Rhodin J., Delham T. Electron microscopy of collagen end ellastic in lamina propria of the tracheal mucosa of rat //Exp. Cell Res. 1956. Vol.9. N2 P. 371-375.

100. Roberts K., Hyams J.S. Microtubules. New York Academic Press, 1979.

101. Roberts L., Batey J.U. Atmospheric Pollution Temperature. Inversion and Deaths from Brochitis //Lancet. 1957. Vol.272. N69/68. P. 579-579.

102. Rogers A. V., Dewar A., Crorrin B., Jeffery P.K. Identification of serous-like cells in the surface epithelium of human bronchioles // Eur. Respir. J. 1993. N6, P. 498-504.

103. Ross S.M., Corrsin S. Results of analitical model of mucociliary pumping / /J. Apply. Physiol. 1974. Vol.37. P. 333-340.

104. Sackner M.A., Hirsh J.A., Epstein S., Rywlin A.M. Effect of oxygen in graded concentrations upon tracheal mucous velocity: a study in anesthetized dogs //Chest. 1976. Vol.69. P. 164-167.

105. Sanderson M.J., Sleigh M. A. Ciliary of cultured rabbit tracheal epithelium: beat pattern and metachrony //J. Cell Sci. 1981. Vol.47. P. 331-347.

106. Sanderson M.J., Dirksen E.R. A versatile and quantitative computerassisted photoelectronic technique used for the analysis of ciliary beat cycles //Cell Motil. 1985. Vol.5. P. 267-292.

107. Satir P.J. Form of ciliary movement //Cell. Biol. 1963. Vol. 18. P. 345-365.

108. Satir P., Wais-Steider J., Lebduska S., Nasr A., Avolio J. The mechano-chemical cycle of dynein arm//Cell. Motil. 1981. Vol.1. P. 303-327.

109. Satir P. Mechanism and controls of microtubule sliding in cilia / Symp. Soc. //Exp. Biol. 1982. Vol.32. P. 172-201.

110. Satir P., Sleigh M. A. The physiology of cilia and mucociliary interaction // Annu. Rev. Physiol. 1990. Vol.52. P. 137-155.

111. Seregni E., Botti C. Massaron F. Structure function and gene expression epithelial mucins //Timori. 1997. Vol.83. P. 625-632.

112. Shotton D.M. Video-enhanced light microscopy and its aplications in eel biology //J. of Cell Science. 1988. Vol.89. P. 129-150.

113. Silberberg A. Bioreological matching: mucociliary interaction and ephitelial clearance//Reol. Acta. 1982. Vol.21. N4-5. P. 605-606.

114. Slaughter M., Aiello E. Cholonergic nerves stimulate mucociliary transport? ciliary activity and mucus secretion in th frog plate //Cell Tiss. Res. 1982. Vol.227 P. 413^21.

115. Sleigh M.A. General account of cilia. The Biology of Cilia and Flagella. Pergamon Press. Oxford, 1962.

116. Sleigh M.A. Mechanism of metachronal coordination //Int. Rev. Cyt. 1969. Vol.25. P. 31-34.

117. Sleigh M.A., Blake J.R., Liron N. The propulsion of mucus by cilia //Am. Rev. Respir. Dis. 1988. Vol.137. P. 726-741.

118. Strear L. (Страйер JI.) Биохимия. т.З М.: Мир, 1985.-430 с.

119. Takahashi К., Shingyoji С., Kamimura S. Microtubule sliding in reactived flagella. Symp. Soc. //Exp. Biol. 1987. Vol.35. P. 159-177.

120. Tanaka T. Gels //Sci. Am. 1981. Vol.244. P. 124-138.

121. Tomkiewicz P.P., Biviji A., King M. Effects of oscillating air flow on the rheological properties and clearability of mucous gel simulants //Biorheol. 1994. Vol.31. N5. P. 511-520.

122. Toremalm N.G. The mucociliary apparatus //Rhinology. 1983. Vol.21. P. 197-202.

123. Tos M., Mogensen C. Density of mucosa glands in the normal adult nasal turbinates //Arch. Oto-Rhino-Laryng. 1977. Vol.215. N2. P. 101-111.

124. Tournier J.M, de Bentzmann S., Gaillard D., Puchelle E. Morphogenesis and modifications of the respiratory epithelium //Arch. Int. Physiol. Biochem. Biophys. 1992. Vol.100. P. 47-49.

125. Tsubokawa Т., Saito H. A study of factors regulating ciliary activity using cultured human paranasal sinus mucosa //Journal of the Oto-Rhino-Laryngological Society of Japan. 1992. Vol.95. N11. P. 1822-1833.

126. Verdugo P. Mucin exocytosis //Am. Rev. Respir. Dis. 1991. Vol. 144, P. 33-37.

127. Warner F.D Flagella fine structure Widdicombe //J. Cell. Biol. 1970. Vol.47. P. 159-182.

128. Wilson G.B., Jahn T.L., Fonseca J.R. Studies on ciliary beating of frog pharyngeal epithelium in vitro: I. Isolation and ciliary beat of single cells // Trans. Am. Microsc. Soc. 1975. Vol:94. P. 43-57.

129. Wong L.B., Miller I.F., Yeates D.B. Nature of mamalian ciliary metachronal wave //J. Appl. Physiol. 1979. Vol.75. P. 458^167.

130. Yager J., Chen T.-M., Bulfano M. Measurement of frequency of ciliary beats of human respiratiry epithelium //Ibid. 1978. Vol.73. P. 627-633.