Vzroki in patogeneza emfizema

Leta 1965 je Eriksson opisal pomanjkanje a1-antitripsina. Istočasno je bilo predlagano, da obstaja povezava med razvojem emfizema in primanjkljajem a1-antitripsina. V poskusu na živalih je bil vzorec pljučne emfizeme razmnožen z uvedbo ekstraktov proteolitskih encimov iz rastlin v pljuča.

Primarni difuzni emfizem

Genetsko določena pomanjkljivost α1-antitripsina

A1-antitripsin je glavni inhibitor serinskih proteaz, ki vključujejo tripsin, himotripsin, nevtrofilne elastaze, tkiva kalikrein, faktor X in plazminogen. Gen a1-antitripsina se nahaja na dolgi kraki kromosoma 14 in se imenuje gena proteinaznega inhibitorja (PI). Gen PI se izraža v dveh vrstah celic - makrofagih in hepatocitih.

V serumu najdemo najvišjo koncentracijo a1-antitripsina in na površini epitelijskih celic respiratornega trakta določimo približno 10% serumskega nivoja.

Trenutno je 75 alelov gena PI. Razdeljeni so v 4 skupine:

• normalno - s fiziološko koncentracijo v serumu krvi a1-antitripsin;
• pomanjkljiv - stopnja koncentracije inhibitorja tripsina se zmanjša na 65% norme;
• "Nič" -a1-antitripsina v serumu ni določen;
• v serumu je vsebnost antitripsina normalna, vendar je njegova aktivnost proti elastazi zmanjšana.

PI aleli so tudi razdeljeni glede na elektroforetično gibljivost glikoproteina α1-antitripsina:

• možnost "A" - se nahaja bližje anodi;
• možnost "- katoda;
• možnost "M" - najpogostejša.

Glavni delež gena (več kot 95%) je sestavljen iz treh podtipov normalnega alela "M" - M1, M2, MZ.

Patologija osebe zaradi gena PI se pojavlja v redkih in ničelnih alelih. Glavne klinične manifestacije pomanjkanja a1-antitripsina so emfizem in juvenilna ciroza jeter.

Čez zdravih človeških nevtrofilcih in alveolarnih makrofagov v pljučih izločajo proteolitske encime (predvsem elastaza) v zadostni količini za razvoj emfizema, vendar preprečuje alfa-1-antitripsina, ki je na voljo v krvi, bronhialni izloček in drugih objektov tkiva.

Pri gensko določeno pomanjkanje alfa1-antitripsinom, in pomanjkanje, ki mu jih povzroča kajenje, agresivne vzročne dejavnike, poklicne nevarnosti, premik sistem proteolize / alfa1-antitripsin proteolize pojavlja v smeri, ki povzroča škodo alveolarne stene in razvoj emfizema.

Učinki tobačnega dima

Kajenje se šteje za enega najbolj agresivnih dejavnikov pri razvoju kronične obstruktivne pljučne bolezni na splošno in zlasti o emfizemih. Razvoj emfizemov pri kadilcih je posledica dejstva, da tobačni dim povzroča migracijo nevtrofilcev na končni del dihalnega trakta. Nevtrofilci proizvajajo velike količine proteolitičnih encimov elastaze in katepsina, ki imajo uničujoči učinek na elastično bazo alveolov.

Poleg tega se kronično kajenje v alveolarnih makrofagih kopiči smola tobačnega dima, pri čemer se tvorba alfa-1-antitripsina v njih močno zmanjša.

Kajenje povzroča tudi neravnovesje v sistemu oksidant / antioksidant z prevlado oksidantov, ki škodljivo vpliva na alveolarne stene in spodbuja razvoj emfizemov.

Še vedno ni jasno, zakaj kajenje povzroča razvoj emfizemov le pri 10-15% kadilcev. Poleg pomanjkanja alfa1-antitripsina lahko verjetno igrajo tudi nekateri neznani dejavniki (po možnosti genetski), ki povzročajo kajenje pri razvijanju emfizemov.

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

Vpliv agresivnih okoljskih dejavnikov

"Emfizem v določeni meri je bolezen, ki je okoljsko pogojena" (AG Chuchalin, 1998). Agresivni dejavniki, ki onesnažujejo okolje (onesnaževala), ne povzročajo škode samo dihalnemu traktu, ampak tudi alveolarnim stenam, ki prispevajo k razvoju emfizemov. Med onesnaževali so žveplov dioksid in dušikov dioksid najpomembnejši, njihovi glavni generatorji pa so toplotne postaje in transport. Poleg tega črni dim in ozon igrajo pomembno vlogo pri razvoju emfizemov. Zvišane koncentracije ozona so povezane z uporabo freona v vsakdanjem življenju (hladilniki, gospodinjski aerosoli, parfumi, oblike aerosolnih doz). V vročem vremenu v atmosferi poteka fotokemična reakcija dušikovega dioksida (produkta izgorevanja transportnega goriva) z ultravijolično, nastane ozon, kar povzroči razvoj vnetja zgornjih dihalnih poti.

Mehanizem razvoja emphysema zaradi dolgotrajne izpostavljenosti atmosferskim onesnaževalom je naslednji:

• neposredno škodljiv učinek na alveolarne membrane;
• aktivacija proteolitske in oksidativne aktivnosti v bronhopulmonalnem sistemu, ki povzroča uničenje elastičnega okvira pljučnih alveolov;
• povečana proizvodnja mediatorjev vnetnih reakcij - levkotrienov in škodljivih citokinov.

Nevarnosti pri delu, prisotnost stalne ali ponavljajoče bronhopulmonalne okužbe

Pri starejših, ki pogosto zaznavajo emfizem, vpliva na hkratni učinek več etioloških dejavnikov v mnogih letih življenja. V nekaterih primerih ima določeno vlogo vlogo mehansko raztezanje pljuč (pri glasbenikih iz medeninastih trakov, steklenih puhal).

Patogeneza

Glavni pogosti mehanizmi za razvoj emfizemov so:

• kršitev normalnega razmerja proteaze / alpha1-antitripsina in oksidantov / antioksidantov do prevladujočih stenskih škodljivih alveolov proteolitskih encimov in oksidantov;
• motnje sinteze in delovanja površinsko aktivne snovi;
• disfunkcija fibroblastov (glede na hipotezo Times et al., 1997).

Fibroblasti igrajo pomembno vlogo pri popravljanju pljučnega tkiva. Znano je, da je strukturiranje in prestrukturiranje pljučnega tkiva posledica intersticijske in dveh glavnih sestavin - fibroblastov in zunajceličnih matrik. Zunanji celični matriks sintetizira fibroblast, vezuje bronhije, posode, živce in alveole v en delovni blok. Tako je pljučno tkivo strukturirano. Fibroblasti interakcijo s celicami imunskega sistema in zunajceličnega matriksa s sintezo citokinov.

Glavne sestavine zunajceličnega matriksa so kolagen in elastin. Prva in tretja vrsta kolagena stabilizira intersticijsko tkivo, četrti tip kolagena je del bazalne membrane. Elastin zagotavlja elastične lastnosti pljučnega tkiva. Povezavo med različnimi molekulami zunajcelične matrice zagotavljajo proteoglikani. Strukturno razmerje med kolagenom in elastinom zagotavljajo proteoglikani z dekorinom in dermatan sulfatom; Odnos med četrtim tipom kolagena in laminina v bazalni membrani nosi proteoglikan heparan sulfat.

Proteoglikani vplivajo na funkcijsko aktivnost receptorjev na celični površini in so vključeni v popravilo pljučnega tkiva.

Začetna faza popravila pljučnega tkiva je povezana s proliferacijo fibroblastov. Potem se nevtrofilci selijo na poškodovano mesto pljučnega tkiva, kjer aktivno sodelujejo pri depolimerizaciji molekul zunajceličnega matriksa. Te procese urejajo različni citokini, ki jih proizvajajo alveolarni makrofagi, nevtrofili, limfociti, epitelijske celice, fibroblasti. Reparativni postopek vključuje citokine - faktorje rasti trombocitov, kolonije-spodbujevalni faktor granulocitov / makrofagov. Depo citokina se tvori v zunajceličnem matriksu in ureja proliferativno aktivnost fibroblastov.

Tako pri razvijanju emfizemov pomembno vlogo igra disfunkcija fibroblastov in ustrezni postopki popravila poškodovane pljučne tkiva.

Glavne patofiziološke posledice emfizemov so:

• propadanje (zlom) majhnih, prostih bronhialnih cevk pri izdihu in razvoju krvavitev pljučnega prezračevanja obstruktivnega tipa;
• progresivno zmanjšanje delovne površine pljuč, kar vodi do zmanjšanja alveolar-kapilarnih membran, močnega zmanjšanja difuzije kisika in razvoja odpovedi dihanja;
• Zmanjšanje kapilarne mreže pljuč, kar vodi k razvoju pljučne hipertenzije.

Patomorfologija

Emfizema je značilna širitev alveole, dihalnih poti, splošno povečanje zračnosti pljučnem tkivu degeneracija elastičnih vlaken v alveolarnih stenah, zapustevaniem kapilare.

Anatomska klasifikacija emfizema temelji na stopnji vključenosti acina v patološki proces. Razlikujejo se naslednje anatomske variante:

• proksimalna acinarna emfizema;
• panacinarni emfizem;
• distalna emfizema;
• nepravilni emfizem.

Proksimalna acinarna oblika je značilna po tem, da je dihalna bronhiola, ki je proksimalni del acinusa, nenormalno povečana in poškodovana. Znane so dve obliki proksimalne acinarne emfizme: centroobularni in emfizem pri pnevmokoniozi rudarjev. V centrilobularni obliki proksimalne acinarne emfizeme se dihalne bronhije spremenijo proksimalno na acinus. To ustvarja učinek osrednje lokacije v pljučnem pljuču. Distalno nameščeno pljučno tkivo se ne spremeni.

Za pnevmokoniozo rudarjev je značilna kombinacija intersticijske pljučne fibroze in osrednjih mest emfizemov.

Panacinar (difuzni, generalizirani, alveolarni) emfizem je značilen za vključitev celotnega acinusa v proces.

Distalna acinarna emfizema je značilna vključenost v patološki proces pretežno alveolarnih tečajev.

Za nepravilno (nepravilno) obliko emfizema je značilno večje povečanje acini in njihovo uničenje ter je kombinirano z izrazitim cicatricialnim procesom v pljučnem tkivu. To povzroča nepravilno naravo emfizema.

Posebna oblika emfizem je bulozna. Bulla je emfizem pljuč s premerom več kot 1 cm.

V določeni meri se lahko nehotni (senilni) emfizem pljuč spominjajo na primarno emfizem. Zanj je značilna širitev alveolov in dihalnih poti brez zmanjšanja vaskularnega sistema pljuč. Te spremembe se štejejo za manifestacijo involution, staranja.

Z vpletenimi emfizemom ni pomembnih kršitev bronhialne prepustnosti, se hipoksemija in hiperkpnija ne razvijejo.

Sekundarni emfizem pljuč

Sekundarni emfizem je lahko osrednji ali razpršen. Razlikujejo se naslednje oblike žariščnih emfizemov: skoraj škrlatni (perifokalni), dojenček (lobar), parazeptalni (intersticijski) in enostranski emfizem pljuč ali režnja.

Circumbar pljučni emfizem - se pojavi okrog pljučnice, tuberkuloze in sarkoidoze. Glavno vlogo pri razvoju žariščne emfizem pljuč ima regionalni bronhitis. Circumbar pljučni emfizem je ponavadi lokaliziran na območju vrha pljuč.

Infantilna frakcijska emfizema je sprememba emfizemov v enem pljučnem pljuču pri majhnih otrocih, običajno zaradi atekelaze v drugih delih. Najpogosteje vpliva na zgornji del levega pljučnega in srednjega dela desne strani. Infantni lobarski emfizem se kaže kot izrazita dispneja.

MacLeodov sindrom (enostranski emfizem) - ponavadi se po otroku trpi zaradi enostranskega bronhiolitisa ali bronhitisa.

Parazeptalna emfizema je v središču pljučnega tkiva, modificiranega z emfizemom, v bližini tesnega veznega tkiva septuma ali pleure. Običajno se razvije kot posledica osrednjega bronhitisa ali bronhiolitisa. Klinično se kaže z nastankom bullae in spontanega pneumotoraksa.

Pomembno pomembnejša je sekundarna difuzna emfizem pljuč. Glavni vzrok njenega razvoja je kronični bronhitis.

Znano je, da se zožitev majhnih bronhijev in povečanje bronhialne rezistence pojavita med navdihom in med izdihom. Poleg tega je v času izdiha pozitivni intratorakalna tlak ustvarja dodatno kompresijo in brez slabe sprejemljivo bronhijev in povzroči zamudo pri povečanju navdih zraka in alveolarne tlaka v njih, kar seveda vodi v postopen razvoj pljučnega emfizema. Bistvena je tudi širjenje vnetja v malih dihalnih poti za dihalne bronhiole in pljučne mešičke.

Lokalna obstrukcija majhnih bronhijev povzroči prekomerno iztegovanje majhnih površin pljučnega tkiva in nastanek tankoslojnih votlin - bullae, ki se nahajajo v bližini. Pri večkratnih žarkih je pljučno tkivo stisnjeno, kar še poslabša sekundarne obstruktivne motnje izmenjave plinov. Razpad bula vodi do spontanega pneumotoraksa.

Pri sekundarnih difuznih emfizemih se zmanjša kapilarna mreža pljuč, se razvije predapillarna pljučna hipertenzija. V pljučni hipertenziji prispeva k fibrozi delovanja majhnih arterij.