Mekanisme proteksi paru dari udara yang terkontaminasi oleh liquid, food materials, bakteri, dll yang mungkin teraspirasi (tidak sengaja terhirup dari orofaring atau nasopharing) dapat melalui:
1. Air Conditioning
Temperature dan kelembaban udara yang bervariasi mengakibatkan alveoli harus dilindungi dari cold serta drying out. Oleh karena itu, udara yang masuk melalui mukosa hidung, nasal turbinates, oropharynx, nasopharynx, berlanjut ke tracheobronchial tree, di sepanjang jalur itu memiliki luas permukaan yang besar dan suplai darah yang banyak, sehingga udara dihangatkan sesuai temperature dan kelembaban tubuh.
2. Olfaction
Reseptor olfactory terdapat di posterior nasal cavity. Ketika seseorang menghirup udara untuk mendeteksi suatu gas berbahaya atau tidak, langsung ditangkap pada reseptor di posterior nasal cavity tersebut, tidak sampai ke paru-paru, sehingga paru-paru teteap terlindungi dari kemungkinan gas yang berbahaya.
3. Filtration & removal of Inspired Particles
System filtrasi bekerja lebih baik jika bernafas melalui hidung.
A. Filtration of Inspired Air
Partikel yang terhirup dapat terdeposit di respiratory tract sebagai hasil dari impaction (penangkapan), sedimentation (pengendapan), ataupun Brownian motion.
Udara mengalir melalui hidung, difilter pertama kali oleh nasal hairs / vibrissae, ini membuang partikel dengan ukuran diameter lebih dari 10-15um. Kebanyakan partikel dengan diameter lebih dari 10um, dibuang melalui ditangkap di area yang luas di nasal septum & turbinates. Ketika melalui nasopharynx, aliran udara berubah, partikel besar terperangkap di dinding posterior pharynx. Selain itu, adanya tonsils & adenoids di tempat penangkapan, menyebabkan pertahanan omunologis yang melawan material biologis aktif yang terfilter.
Selanjutnya udara memasuki trakea, mengandung sedikit partikel berdiameter lebih dari 10um, partikel akan ditangkap di carina. Kebanyakan partikel berdiameter 2-10um dibuang melalui penangkapan/sedimentasi, partikel ini terperangkap di mucus yang melapisi upper airways, trachea, bronchi dan bronchioles. Partikel yang lebih kecil & semua gas asing yang mencapai alveolus ducts & alveoli akan terdeposit sebagai hasil Brownian motion. Partikel lain dengan diameter 0.1 – 0.5um akan tersuspensi sebagai aerosol lalu diekshalasikan.
B. Removal of Filtered Material
Materi yang teraspirasi atau terfilter, tertangkap di mucus yang melapisi respiratory tract, dapat dibuang melalui beberapa cara, yaitu :
I. Reflexes in the Airways
Stimulasi mekanik atau kimia terhadap reseptor yang terdapat di hidung, trakea, larynx, atau tempat lain di respiratory tract dapat memproduksi bronkokonstriksi yang berfungsi untuk mencegah penetrasi lebih dalam dari iritan yang masuk ke airways. Selain itu, memproduksi juga reflex batuk/bersin. Bersin dihasilkan dari stimulasi reseptor di hidung atau nasopharynx, sedangkan batuk dihasilkan dari stimulasi reseptor di trakea.
Ketika inspirasi dalam, tekanan intrapleural lebih dari 100mmHg, ini mengakibatkan glottis terbuka secara tiba-tiba, sehingga tekanan di airways menurun. Penurunan tekanan ini menyebabkan kompresi airways dan explosive expiration. Laju aliran udara yang tinggi melalui airways yang menyempit tersebut membawa iritan bersama dengan mucus untuk dikeluarkan dari respiratory tract. Ketika bersin, ekspirasi melalui hidung, sedangkan batuk, ekspirasi melalui mulut.
II. Tracheobronchial Secretions & Mucociliary Transport : “The Mucociliary Escalator”
Seluruh respiratory tract, dimulai dari upper airways – terminal bronchioles itu dilapisi oleh mucus-covered ciliated epithelium, kecuali pada bagia pharynx & 1/3 anterior nasal cavity.
Secret saluran nafas diproduksi oleh sel goblet dan kelenjar yang memproduksi mukus. Kelenjar mukosa terdapat di submukosa dekat supporting cartilage pada larger airways. Ketika keadaan patologis, misalnya pada bronchitis kronis, sel goblet bertambah banyak & kelenjar mukosa hipertrofi, sehingga terjadi peningkatan sekresi kelenjar mukosa & peningkatan viskositas mucus.
Cilia yang melapisi airways bergerak sedemikian rupa, sehingga membuat mucus yang melapisisnya selalu bergerak ke atas, menjauhi alveoli dan menuju phaynx. “Mucociliary Escalator” merupakan mekanisme special yang penting untuk pembuangan partikel yang terhirup dan terperangkap di airways. Material yang terperangkap di mucus secara kontinu bergerak ke atas menuju pharynx, setelah mencapai pharynx, partikel dapat tertelan, keluar sebagai dahak (expectorated), atau dibuang melalui menghembuskankan udara pada salah 1 hidung (blowing one’s nose).
C. Defense Mechanisms of The Terminal Respiratory Units
Materi terhirup yang mencapai terminal airways & alveoli bisa dibuang melalui ingesti oleh alveolar macrophages, nonspecific enzymatic destruction, memasuki lumfatik dan reaksi imunologis.
I. Alveolar Macrophages
Alveolar macrophages adalah sel ameboid mononuclear besar yang menempati permukaan alveolar.
Partikel yang terhirup dimakan oleh alveolar macrophages dan dirusak oleh lysosomes.
Jika macrophage membawa material yang tidak dapat dibuang paru, maka material tersebut akan redeposited di permukaan alveolar pada saat macrophage tersebut mati. Mean life time macrophage adalah 1 – 5 minggu.
Makrofag yang membawa materi yang tidak bisa dicerna, normalnya akan bermigrasi ke mucociliary escalator.
Makrofag yang mengandung partikel dapat bermigrasi melalui permukaan alveolar ke septal interstitium lalu masuk ke system limfatik atau mucociliary escalator.
Alveolar macrophages penting dalam respon imun & inflamasi paru. Alveolar macrophages mensekresikan banyak enzim, arachidonic acid metabolites, immune response components, growth factor dan mediator lain yang memodulasi sel lain seperti limfosit.
II. Other Methods of Particle Removal or Destruction
Beberapa partikel mencapai mucociliary escalator, sedangkan yang lain penetrasi ke interstitial space, memasuki darah kemudian difagositosis oleh interstitial macrophages, blood phagocytes, atau masuk ke limfatik.
Selain itu, partikel dapat dihancurkan/didetoksifikasi oleh enzim permukaan & factor dalam serum dan di airway secretion. Lysozymes di leukocytes memiliki sifat bactericidal, lactoferin pada PMN & glandular mucosal cells bersifat barcteriostatic, Alpha1 antitrypsin menginaktivasikan enzim proteolitik yang dikeluarkan bakteri, interferon yang merupakan substansi antiviral yang diproduksi oleh makrofag atau limfosit, serta complement yang merupakan kofaktor dalam reaksi antigen antibody dan aspek lain dalam pertahanan selular.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar