Príčiny a patogenéza emfyzému

V roku 1965 opísal Eriksson nedostatok a1-antitrypsínu. Súčasne sa navrhlo, že existuje spojenie medzi vývojom emfyzému a deficitom alfa-antitrypsínu. Pri pokusoch na zvieratách bol model pľúcneho emfyzému reprodukovaný zavedením extraktov proteolytických enzýmov z rastlín do pľúc.

Primárny difúzny emfyzém

Geneticky určený nedostatok α1-antitrypsínu

A1-antitrypsín je hlavným inhibítorom serínových proteáz, ktoré zahŕňajú trypsín, chymotrypsín, neutrofilnú elastázu, tkanivový kalikreín, faktor X a plazminogén. Gén a1-antitrypsínu je umiestnený na dlhom ramene chromozómu 14 a nazýva sa génom inhibítora proteázy (PI). PI gén je exprimovaný v dvoch typoch buniek - makrofágov a hepatocytov.

Najvyššia koncentrácia al-antitrypsínu sa nachádza v sére a približne 10% sérovej hladiny sa stanoví na povrchu epiteliálnych buniek dýchacieho traktu.

V súčasnosti existuje 75 alel PI génu. Sú rozdelené do 4 skupín:

• normálne - s fyziologickou úrovňou koncentrácie v sére krv a1-antitrypsínu;
• nedostatočná - úroveň koncentrácie inhibítora trypsínu sa zníži na 65% normy;
• "Zero" -al-antitrypsín v sére nie je stanovený;
• v sére je obsah a-antitrypsínu normálny, ale jeho účinnosť proti elastáze je znížená.

PI alely sú tiež rozdelené podľa elektroforetickej mobility a1-antitrypsínového glykoproteínu:

• možnosť "A" - je umiestnená bližšie k anóde;
• možnosť "- katóda;
• možnosť "M" - najčastejšie.

Hlavný podiel genetického fondu (nad 95%) tvoria tri podtypy normálnej alely "M" - M1, M2, MZ.

Patológia osoby v dôsledku PI génu sa vyskytuje v zriedkavých a nulových alelách. Hlavnými klinickými prejavmi nedostatku a1-antitrypsínu sú emfyzém a cirhóza juvenilnej pečene.

Za zdravých ľudských neutrofilov a alveolárnych makrofágov v pľúcach vylučujú proteolytické enzýmy (predovšetkým Elastase) v dostatočnom množstve pre vývoj emfyzému, ale zabraňuje alfa-1-antitrypsín, ktorý je k dispozícii v krvi, bronchiálnej sekréty a iných tkanivových štruktúr.

V geneticky dané deficitom alfa 1 antitrypsínu, a nedostatok to spôsobené fajčenie, agresívnymi etiologických faktorov, pracovné nebezpečenstvo, posun systém proteolýza / alfa 1 antitrypsínu proteolýza nastáva v smere, ktorý spôsobuje poškodenie alveolárnych stien a vývoj emfyzému.

Účinky tabakového dymu

Fajčenie sa považuje za jeden z najagresívnejších faktorov vo vývoji chronickej obštrukčnej pľúcnej choroby vo všeobecnosti a zvlášť u emfyzému. Vývoj emfyzému u fajčiarov je spôsobený skutočnosťou, že tabakový dym spôsobuje migráciu neutrofilov do koncovej časti respiračného traktu. Neutrofily produkujú veľké množstvo proteolytických enzýmov elastázy a katepsínu, ktoré majú deštruktívny účinok na elastickú bázu alveol.

Navyše chronické fajčenie v alveolárnych makrofágoch nahromadzuje stúpanie tabakového dymu a tvorba alfa-1-antitrypsínu v ňom prudko klesá.

Fajčenie tiež spôsobuje nerovnováhu v systéme oxidant / antioxidant s prevažujúcim podielom oxidantov, ktorý má škodlivý účinok na alveolárne steny a podporuje rozvoj emfyzému.

Zatiaľ nie je jasné, prečo fajčenie spôsobuje rozvoj emfyzému iba u 10-15% fajčiarov. Okrem nedostatku alfa1-antitrypsínu pravdepodobne zohrávajú určitú úlohu niektoré neznáme faktory (pravdepodobne genetické), ktoré predisponujú fajčenie na rozvoj emfyzému.

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

Vplyv agresívnych environmentálnych faktorov

"Emfyzém do určitej miery je choroba podmienená životným prostredím" (AG Chuchalin, 1998). Agresívne faktory znečistené prostredím (znečisťujúce látky) spôsobujú poškodenie nielen dýchacích ciest, ale aj alveolárne steny, ktoré prispievajú k rozvoju emfyzému. Medzi znečisťujúcimi látkami, oxidom siričitým a oxidom dusičitým majú najväčší význam, ich hlavnými generátormi sú tepelné stanice a doprava. Navyše, čierny dym a ozón zohrávajú dôležitú úlohu pri rozvoji emfyzému. Zvýšené koncentrácie ozónu sú spojené s používaním freónu v každodennom živote (chladničky, aerosóly pre domácnosť, parfumy, aerosólové liekové formy). V horúcom počasí v atmosfére dochádza k fotochemickej reakcie oxidu dusičitého (spalín doprava paliva) s ultrafialovým svetlom, ozón, ktorý spôsobuje rozvoj zápalu horných dýchacích ciest.

Mechanizmus vývoja emfyzému v dôsledku dlhodobého vystavenia účinkom atmosférických znečisťujúcich látok je nasledovný:

• priamy škodlivý účinok na alveolárne membrány;
• aktivácia proteolytickej a oxidačnej aktivity v bronchopulmonárnom systéme, ktorá spôsobuje deštrukciu elastického rámca pľúcnych alveolov;
• zvýšená produkcia mediátorov zápalových reakcií - leukotriénov a poškodzujúcich cytokínov.

Riziká pri práci, prítomnosť pretrvávajúcej alebo rekurentnej bronchopulmonárnej infekcie

U starších ľudí, u ktorých sa objavuje zvlášť často emfyzém, je ovplyvnený súčasný účinok niekoľkých etiologických faktorov počas mnohých rokov života. V niektorých prípadoch zohráva určitú úlohu mechanické rozťahovanie pľúc (u hudobníkov z dychových pásov, sklenených dúchadiel).

Patogenézy

Hlavné spoločné mechanizmy na rozvoj emfyzému sú:

• porušenie normálneho pomeru proteáz / alfa-antitrypsínu a oxidantov / antioxidantov k prevládaniu alveolov poškodzujúcich stenu proteolytických enzýmov a oxidantov;
• narušenie syntézy a funkcie povrchovo aktívnej látky;
• dysfunkcia fibroblastov (podľa hypotézy Times a kol., 1997).

Fibroblasty zohrávajú dôležitú úlohu v procese opravy pľúcneho tkaniva. Je známe, že štruktúrovanie a reštrukturalizácia pľúcneho tkaniva je spôsobená intersticiálnou a jej dvoma hlavnými zložkami - fibroblastmi a extracelulárnou matricou. Extracelulárna matrica je syntetizovaná fibroblastmi, viaže prieduchy, cievy, nervy a alveoly do jedného funkčného bloku. Preto je pľúcne tkanivo štruktúrované. Fibroblasty interagujú prostredníctvom buniek imunitného systému a extracelulárnej matrice syntézou cytokínov.

Hlavnými zložkami extracelulárnej matrice sú kolagén a elastín. Prvý a tretí typ kolagénu stabilizuje intersticiálne tkanivo, štvrtý typ kolagénu je súčasťou bazálnej membrány. Elastín poskytuje elastické vlastnosti pľúcneho tkaniva. Vzťah medzi rôznymi molekulami extracelulárnej matrice poskytuje proteoglykány. Štrukturálny vzťah medzi kolagénom a elastínom poskytuje proteoglykány s dekorínom a dermatan sulfátom; Vzťah medzi štvrtým typom kolagénu a laminínom v bazálnej membráne nesie proteoglykán heparansulfát.

Proteoglykány ovplyvňujú funkčnú aktivitu receptorov na bunkovom povrchu a podieľajú sa na oprave pľúcneho tkaniva.

Skorá fáza opravy pľúcneho tkaniva je spojená s proliferáciou fibroblastov. Potom sa neutrofily migrujú na poškodené miesto v pľúcnom tkanive, kde sa aktívne zúčastňujú depolymerizácie molekúl extracelulárnej matrice. Tieto procesy sú regulované rôznymi cytokínmi produkovanými alveolárnymi makrofágmi, neutrofily, lymfocyty, epiteliálnymi bunkami, fibroblastmi. Reparačný proces zahŕňa cytokíny - rastové faktory krvných doštičiek, faktor stimulujúci kolónie granulocytov / makrofágov. Depot cytokínov sa tvorí v extracelulárnej matrici a reguluje proliferatívnu aktivitu fibroblastov.

Preto vo vývoji emfyzému zohráva dôležitú úlohu dysfunkcia fibroblastov a adekvátne opravy poškodených pľúcnych tkanív.

Hlavné patofyziologické dôsledky emfyzému sú:

• zrútenie (zhroucenie) malých voľných tečúcich priedušiek pri výdychu a rozvoji porúch pľúcnej ventilácie obštrukčného typu;
• progresívny pokles funkčného povrchu pľúc, ktorý vedie k zníženiu alveolárnych kapilárnych membrán, prudkému poklesu difúzie kyslíka a rozvoju respiračného zlyhania;
• Redukcia kapilárnej siete pľúc, ktorá vedie k rozvoju pľúcnej hypertenzie.

Patomorfologii

Emfyzém je charakterizovaný expanziou pľúcnych mechúrikov, dýchacích ciest, všeobecné zvýšenie vzdušnosti pľúcneho tkaniva degenerácia elastických vlákien v alveolárnych stien, zapustevaniem kapilár.

Anatomická klasifikácia emfyzému je založená na stupni zapojenia acinu do patologického procesu. Nasledujúce anatomické varianty sú rozlíšené:

• proximálny acinárny emfyzém;
• pankacinárny emfyzém;
• distálny emfyzém;
• nepravidelný emfyzém.

Proximálna acinárna forma sa vyznačuje tým, že respiračná bronchiola, ktorá je proximálnou časťou acinusu, je abnormálne zväčšená a poškodená. Sú známe dve formy proximálneho acinárneho emfyzému: centrolobulárny a emfyzém pri pneumokonióze horákov. V centrilobulárnej forme proximálneho acinárneho emfyzému sa respiračné bronchioly zmenia proximálne na acinus. Tým vzniká účinok centrálnej polohy v laloku pľúc. Distálne umiestnené pľúcne tkanivo sa nezmení.

Pneumokonióza horákov sa vyznačuje kombináciou intersticiálnej pľúcnej fibrózy a ohniskových miest emfyzému.

Panakinárny (difúzny, generalizovaný, alveolárny) emfyzém sa vyznačuje účinkom celého acinusu v procese.

Distálny acinárny emfyzém sa vyznačuje účasťou na patologickom procese prevažne alveolárnych kurzov.

Nepravidelná (nepravidelná) forma emfyzému je charakterizovaná rôznymi zväčšeniami acini a ich deštrukciou a je spojená s výrazným cicavským procesom v pľúcnom tkanive. To spôsobuje nepravidelný charakter emfyzému.

Zvláštna forma emfyzému je bulózna. Bulla je emfyzémová oblasť pľúc s priemerom viac ako 1 cm.

Do určitej miery môže byť nedobrovoľný (senilný) emfyzém pľúc odkazovaný na primárny emfyzém. Je charakterizovaná expanziou alveol a dýchacích ciest bez zníženia cievneho systému pľúc. Tieto zmeny sa považujú za prejavy invázie, starnutia.

Pri evolúcii emfyzémom nedochádza k významnému narušeniu priedušnosti priedušiek, nedochádza k rozvoju hypoxémie a hyperkapnie.

Sekundárny emfyzém pľúc

Sekundárny emfyzém môže byť ohniskový alebo difúzny. Prideliť týchto foriem ohniskovou emfyzém: okolorubtsovaya (perifokální), dieťa (podiel) paraseptalnaya (intersticiálna) a jednostranné emfyzém alebo pľúcny lalok.

Circumbar pľúcny emfyzém - vyskytuje sa okolo ohniskov pneumónie, tuberkulózy a sarkoidózy. Hlavnú úlohu vo vývoji fokálneho emfyzému pľúc zohráva regionálna bronchitída. Cirkulárny pľúcny emfyzém je zvyčajne lokalizovaný v oblasti vrcholu pľúc.

Infantilný frakčný emfyzém je zmena emfyzému v jednom laloku pľúc u malých detí, zvyčajne v dôsledku atelektázy v iných lalokoch. Najčastejšie postihuje horný lalok ľavej pľúc a stredného laloku vpravo. Infantilný lobarný emfyzém sa prejavuje ako výrazné dyspnoe.

MacLeodov syndróm (unilaterálny emfyzém) - zvyčajne sa rozvíja po detstve trpiacej jednostrannou bronchiolitídou alebo bronchitídou.

Parasptavý emfyzém je zameraním pľúcneho tkaniva modifikovaného emfyzémom priliehajúceho k tesnej prepážke prepážky alebo pleury. Obvykle sa vyvíja v dôsledku ohniskovej bronchitídy alebo bronchiolitídy. Klinicky sa prejavuje tvorbou búch a spontánnym pneumotoraxom.

Významne dôležitejšie je sekundárny difúzny emfyzém pľúc. Hlavnou príčinou jej vývoja je chronická bronchitída.

Je známe, že zúženie malých priedušiek a zvýšenie bronchiálnej rezistencie sa vyskytuje ako počas inšpirácie, tak počas exhalácie. Navyše, počas výdychu pozitívny vnútrohrudný tlak vytvára ďalšie kompresiu a bez nepriaznivého uchádzajúce priedušiek a spôsobuje oneskorenie nárastu vdychovaný vzduch a alveolárna tlaku v nej, čo prirodzene vedie k postupným rozvojom pľúcneho emfyzému. Je tiež dôležité rozširovať zápalový proces z malých priedušiek do respiračných bronchiolov a alveol.

Lokálna obštrukcia malých priedušiek vedie k pretiahnutiu malých oblastí pľúcneho tkaniva a tvorbe tenkostenných dutín - bullae, ktoré sa nachádzajú podlne. Pri viacnásobných bullách dochádza k stlačovaniu pľúcneho tkaniva, čo ďalej zvyšuje sekundárne obštrukčné poruchy výmeny plynov. Roztrhnutie bubliny vedie k spontánnemu pneumotoraxu.

Pri sekundárnom difúznom emfyzéme dochádza k zníženiu kapilárnej siete pľúc, k rozvoju precapilárnej pľúcnej hypertenzie. Na druhej strane pľúcna hypertenzia prispieva k fibróze fungujúcich malých tepien.