Przyczyny i patogeneza rozedmy płuc

W 1965 roku Eriksson opisał niedobór a1-antytrypsyny. Jednocześnie zasugerowano, że istnieje związek między rozwojem rozedmy płuc a niedoborem a1-antytrypsyny. W doświadczeniu na zwierzętach odtworzono model rozedmy płuc poprzez wprowadzenie ekstraktów enzymów proteolitycznych z roślin do płuc.

Pierwotna rozedma płuc

Genetycznie stwierdzony niedobór α1-antytrypsyny

A1-antytrypsyna jest głównym inhibitorem proteaz serynowych, które obejmują trypsynę, chymotrypsynę, elastazę neutrofilową, kalikreinę tkankową, czynnik X- i plazminogen. Gen a1-antytrypsyny znajduje się na długim ramieniu chromosomu 14 i jest nazywany genem inhibitora proteinazy (PI). Gen PI ulega ekspresji w dwóch typach komórek - makrofagach i hepatocytach.

Najwyższe stężenie a1-antytrypsyny występuje w surowicy, a około 10% poziomu w surowicy określa się na powierzchni komórek nabłonkowych dróg oddechowych.

Obecnie istnieje 75 alleli genu PI. Są one podzielone na 4 grupy:

• normalny - z fizjologicznym poziomem stężenia w surowicy krwi a1-antytrypsyny;
• z niedoborem - poziom stężenia inhibitora trypsyny został zredukowany do 65% normy;
• "Zero" -1-antytrypsyna w surowicy nie jest określona;
• w surowicy zawartość a-antytrypsyny jest normalna, ale zmniejsza się jej aktywność wobec elastazy.

Allele PI dzielą się również w zależności od ruchliwości elektroforetycznej glikoproteiny α1-antytrypsyny:

• opcja "A" - znajduje się bliżej anody;
• opcja "- katoda;
• opcja "M" - najczęstsza.

Główna część puli genów (ponad 95%) składa się z trzech podtypów normalnego allelu "M" - M1, M2, MZ.

Patologia osoby z powodu genu PI występuje w rzadkich i zerowych allelach. Głównymi objawami klinicznymi niedoboru a1 -antytrypsyny są rozedma płuc i młodzieńcza marskość wątroby.

U zdrowego ludzkimi neutrofilami i makrofagi w płucach wydzielają enzymy proteolityczne (głównie elastazy) w ilości wystarczającej do rozwoju rozedmy płuc, ale zapobiega alfa-1-antytrypsyny, który jest dostępny w krwi, wydzieliny oskrzelowej i innych struktur tkankowych.

W uwarunkowanej genetycznie niedoborem alfa1-antytrypsyny, i brakiem to spowodowane przez palenie, agresywnych czynników etiologicznych, niebezpieczeństwo pracy, system zmiany proteolizie / alfa1-antytrypsyny proteolizy zachodzi w kierunku, który powoduje uszkodzenie ścian pęcherzyków i rozwoju rozedmy płuc.

Skutki dymu tytoniowego

Palenie jest uważane za jeden z najbardziej agresywnych czynników w rozwoju przewlekłej obturacyjnej choroby płuc, a zwłaszcza rozedmy płuc. Rozwój rozedmy płuc u palaczy jest spowodowany tym, że dym tytoniowy powoduje migrację neutrofili do końcowej części dróg oddechowych. Neutrofile wytwarzają duże ilości enzymów proteolitycznych, elastazy i katepsyny, które mają niszczący wpływ na elastyczną podstawę pęcherzyków płucnych.

Ponadto, przewlekłe palenie w pęcherzykowych makrofagach gromadzi smugę dymu tytoniowego, a powstawanie w nich alfa-1-antytrypsyny gwałtownie spada.

Palenie powoduje również brak równowagi w układzie utleniacz / przeciwutleniacz z przewagą utleniaczy, co ma szkodliwy wpływ na ściany pęcherzykowe i sprzyja rozwojowi rozedmy płuc.

Wciąż nie jest jasne, dlaczego palenie powoduje rozwój rozedmy tylko u 10-15% palaczy. Oprócz niedoboru alfa1-antytrypsyny pewną rolę mogą odgrywać niektóre nieznane czynniki (prawdopodobnie genetyczne), które predysponują palenie do rozwoju rozedmy płuc.

[1], [2], [3], [4], [5]

Wpływ agresywnych czynników środowiskowych

"Rozedma w pewnym stopniu jest chorobą uwarunkowaną ekologicznie" (AG Chuchalin, 1998). Czynniki agresywne zanieczyszczone środowisko (zanieczyszczenia) powodują uszkodzenia nie tylko dróg oddechowych, ale również ścian pęcherzykowych, przyczyniając się do rozwoju rozedmy płuc. Wśród zanieczyszczeń największe znaczenie ma dwutlenek siarki i dwutlenek azotu, a ich głównymi generatorami są stacje termiczne i transport. Ponadto czarny dym i ozon odgrywają ważną rolę w rozwoju rozedmy płuc. Podwyższone stężenia ozonu są związane z używaniem freonu w ich codziennym życiu (lodówki, aerozole domowe, perfumy, aerozolowe formy dawkowania). W czasie upałów w atmosferze dochodzi do fotochemicznej reakcji dwutlenku azotu (produktu spalania paliwa transportowego) z ultrafioletem, powstaje ozon, który powoduje rozwój zapalenia górnych dróg oddechowych.

Mechanizm rozwoju rozedmy płuc spowodowany długotrwałą ekspozycją na zanieczyszczenia atmosferyczne przedstawia się następująco:

• bezpośredni szkodliwy wpływ na błony pęcherzykowe;
• aktywacja aktywności proteolitycznej i oksydacyjnej w układzie oskrzelowym, która powoduje zniszczenie elastycznego szkieletu pęcherzyków płucnych;
• zwiększona produkcja mediatorów reakcji zapalnych - leukotrienów i uszkadzających cytokin.

Zagrożenia zawodowe, obecność uporczywych lub nawracających infekcji oskrzelowo-płucnych

U osób w podeszłym wieku, których rozedmę płucną wykrywa się szczególnie często, wpływ ma równoczesny wpływ kilku czynników etiologicznych w ciągu wielu lat życia. W niektórych przypadkach pewną rolę odgrywa mechaniczne rozciąganie płuc (u muzyków z orkiestr dętych, dmuchaczy szkła).

Patogeneza

Główne wspólne mechanizmy rozwoju rozedmy płuc to:

• naruszenie normalnego stosunku proteazy / alfa1-antytrypsyny i utleniaczy / przeciwutleniaczy do przewagi uszkadzających ściany pęcherzyków enzymów proteolitycznych i utleniaczy;
• zakłócenie syntezy i funkcji środka powierzchniowo czynnego;
• dysfunkcja fibroblastów (zgodnie z hipotezą Times i wsp., 1997).

Fibroblasty odgrywają ważną rolę w procesie naprawy tkanki płucnej. Wiadomo, że strukturyzowanie i restrukturyzacja tkanki płucnej wynika z śródmiąższości i jej dwóch głównych składników - fibroblastów i macierzy pozakomórkowej. Macierz pozakomórkowa jest syntetyzowana przez fibroblasty, wiąże oskrzela, naczynia, nerwy i pęcherzyki płucne w pojedynczy blok funkcjonalny. Zatem tkanka płuc jest zbudowana. Fibroblasty oddziałują z komórkami układu odpornościowego i macierzy zewnątrzkomórkowej poprzez syntezę cytokin.

Głównymi składnikami macierzy pozakomórkowej są kolagen i elastyna. Pierwszy i trzeci rodzaj stabilizacji kolagenu w tkance śródmiąższowej, czwarty rodzaj kolagenu jest częścią błony podstawnej. Elastyna zapewnia elastyczne właściwości tkanki płucnej. Związek pomiędzy różnymi cząsteczkami macierzy zewnątrzkomórkowej zapewnia proteoglikany. Strukturalną zależność między kolagenem i elastyną zapewniają proteoglikany z dekoriną i siarczanem dermatanu; Związek między czwartym typem kolagenu i lamininy w błonie podstawnej jest tworzony przez siarczan heparyny proteoglikanu.

Proteoglikany wpływają na funkcjonalną aktywność receptorów na powierzchni komórki i biorą udział w naprawie tkanki płucnej.

Wczesna faza naprawy tkanki płucnej jest związana z proliferacją fibroblastów. Następnie neutrofile migrują do uszkodzonego miejsca w tkance płucnej, gdzie biorą czynny udział w depolimeryzacji cząsteczek macierzy pozakomórkowej. Te procesy są regulowane przez różne cytokiny wytwarzane przez makrofagi pęcherzykowe, neutrofile, limfocyty, komórki nabłonka, fibroblasty. Reparatywny proces obejmuje cytokiny - czynniki wzrostu płytki krwi, czynnik stymulujący kolonię granulocytów / makrofagów. Depot cytokinowy powstaje w macierzy zewnątrzkomórkowej i reguluje aktywność proliferacyjną fibroblastów.

Tak więc, w rozwoju rozedmy płuc, główną rolę odgrywa dysfunkcja fibroblastów i odpowiednie procesy naprawy uszkodzonej tkanki płucnej.

Główne patofizjologiczne następstwa rozedmy płuc są następujące:

• zapadanie się (zwijanie) małych, wolno biegających rur oskrzelowych na wydechu i rozwój naruszeń wentylacji płucnej typu obturacyjnego;
• postępujący spadek funkcjonalnej powierzchni płuc, co prowadzi do redukcji błon kapilarnych pęcherzyków płucnych, gwałtownego spadku dyfuzji tlenu i rozwoju niewydolności oddechowej;
• Zmniejszenie sieci naczyń włosowatych płuc, co prowadzi do rozwoju nadciśnienia płucnego.

Patomorfologia

Rozedma płuc charakteryzuje się rozszerzeniem pęcherzyków płucnych, dróg oddechowych, ogólnym wzrostem przewietrzania tkanki płucnej, zwyrodnieniem elastycznych włókien pęcherzyków płucnych i spustoszeniem naczyń włosowatych.

Anatomiczna klasyfikacja rozedmy opiera się na stopniu, w jakim acinus jest zaangażowany w proces patologiczny. Wyróżnia się następujące warianty anatomiczne:

• proksymalna bąka rozedma płuc;
• rozedma płucna;
• dystalna rozedma płuc;
• nieregularna rozedma płuc.

Bliższa postać groniasta charakteryzuje się tym, że oskrzelowa bronchiola, która jest proksymalną częścią akinusa, jest nieprawidłowo powiększana i uszkadzana. Znane są dwie formy bliższej rozedmy płucnej: odruchowe i rozedmowe w pneumokoniozie górników. W środkowej postaci bliższej rozedmy groniastej, oskrzelowe oskrzela zmieniają się proksymalnie w głąb akinusa. Stwarza to efekt centralnej lokalizacji w płatach płucnych. Dystalna część tkanki płucnej nie ulega zmianie.

Pneumonioza górników charakteryzuje się połączeniem śródmiąższowego zwłóknienia płuc i ogniskowych miejsc rozedmy płuc.

Panafin (rozlany, uogólniony, pęcherzykowy) rozedma charakteryzuje się zaangażowaniem całego acinusa w ten proces.

Dystalny rozedma płucna charakteryzuje się zaangażowaniem w patologiczny proces przeważnie przebiegów pęcherzyków płucnych.

Nieregularna (nieregularna) postać rozedmy charakteryzuje się różnym wzrostem akini i ich zniszczeniem oraz jest połączona z wyraźnym procesem bliznowatym w tkance płucnej. Powoduje to nieregularny charakter rozedmy płuc.

Szczególną formą rozedmy płuc jest pęcherz. Bulla jest rozedmą płuc o średnicy większej niż 1 cm.

Do pewnego stopnia mimowolne (starcze) rozedmy płuc można odnieść do pierwotnej rozedmy płuc. Charakteryzuje się rozszerzeniem pęcherzyków płucnych i dróg oddechowych bez redukcji układu naczyniowego płuc. Zmiany te są uważane za przejaw inwolucji, starzenia się.

W przypadku rozedmy płucnej nie stwierdza się istotnego naruszenia przepuszczalności oskrzeli, hipoksemia i hiperkapnia nie rozwijają się.

Wtórny rozedma płuc

Wtórna rozedma płuc może być ogniskową lub rozproszoną. Wyróżnia się następujące formy ogniskowych rozedm: bliznowata (perifocal), infantylna (akcja), paresisptalna (śródmiąższowa) i jednostronna rozedma płuca lub płata.

Obwodowa rozedma płuc - występuje wokół ognisk zapalenia płuc, gruźlicy i sarkoidozy. Główną rolę w rozwoju ogniskowego rozedmy płuc odgrywa regionalne zapalenie oskrzeli. Obwodowa rozedma płuc jest zwykle umiejscowiona w rejonie wierzchołka płuc.

Infantykalne rozedma płuc jest odmieniającą zmianą w jednym płatku płuc u małych dzieci, zwykle z powodu niedowładu w innych płatach. Najczęściej dotyczy górnego płata lewego płuca i środkowego płata prawego. Infantyczna rozedma płucna objawia się jako wyraźna duszność.

Zespół MacLeoda (jednostronna rozedma płuc) - zwykle rozwija się po dzieciństwie cierpiącym na jednostronne zapalenie oskrzelików lub zapalenie oskrzeli.

Rozedma rozrodcza jest centralnym punktem tkanki płucnej zmodyfikowanej przez rozedmę przylegającej do ściśniętej przegrody lub opłucnej tkanki łącznej. Zwykle rozwija się w wyniku ogniskowego zapalenia oskrzeli lub zapalenia oskrzelików. Klinicznie objawia się powstawaniem pęcherzy i samoistnej odmy opłucnowej.

Istotnie ważniejsze jest wtórne rozlane rozedmo płuca. Główną przyczyną jego rozwoju jest przewlekłe zapalenie oskrzeli.

Wiadomo, że zwężenie małych oskrzeli i zwiększenie odporności na oskrzela występuje zarówno podczas wdechu, jak i podczas wydechu. Dodatkowo, podczas wydechu dodatnie ciśnienie wewnątrz klatki piersiowej tworzy dodatkową kompresję i bez złej zadowalający oskrzeli i powoduje opóźnienie wzrostu i ciśnienia powietrza inspirowany wyrostka w nim, co naturalnie prowadzi do stopniowego rozwoju rozedmy płuc. Ważne jest również, aby rozprzestrzenić proces zapalny od małych oskrzeli do oskrzelików oddechowych i pęcherzyków płucnych.

Miejscowa niedrożność małych oskrzeli prowadzi do nadmiernego rozciągania niewielkich obszarów tkanki płucnej i powstawania cienkościennych jam - pęcherzyków, położonych podskórnie. W przypadku wielu pęcherzyków dochodzi do kompresji tkanki płucnej, co dodatkowo pogarsza wtórne przeszkadzające zaburzenia wymiany gazowej. Pęknięcie bulli prowadzi do samoistnej odmy opłucnowej.

W przypadku wtórnego rozlanego rozedmy płuc dochodzi do zmniejszenia sieci naczyń włosowatych płuc, rozwija się nadpęcherzowe nadciśnienie płucne. Z kolei nadciśnienie płucne przyczynia się do zwłóknienia funkcjonujących małych tętnic.