Хроничен обструктивен бронхит - Причини и патогенеза

Етиологични фактори на хроничния обструктивен бронхит. Това са тютюнопушене (активно и пасивно), замърсяване на въздуха (агресия на околната среда), производствени (професионални) рискове, тежък вроден дефицит на α1-антитрипсин, респираторни вирусни инфекции, бронхиална хиперреактивност. Съществуват абсолютни и вероятни рискови фактори за развитие на хроничен обструктивен бронхит.

Най-важният етиологичен фактор е тютюнопушенето. Трябва да се отбележи обаче, че самото тютюнопушене не е достатъчно, за да се развие ХОББ. Известно е, че ХОББ се среща само при 15% от дългогодишните пушачи. Според „холандската хипотеза“ за развитието на хроничен обструктивен бронхит при тютюнопушене е необходима генетична предразположеност към увреждане на дихателните пътища.

Рискови фактори за хроничен обструктивен бронхит

Основният рисков фактор за развитие на ХОББ в 80-90% от случаите е тютюнопушенето. Сред „пушачите“ хроничната обструктивна белодробна болест се развива 3-9 пъти по-често, отколкото сред непушачите. В същото време смъртността от ХОББ се определя от възрастта, на която е започнало пушенето, броя на изпушените цигари и продължителността на тютюнопушенето. Трябва да се отбележи, че проблемът с тютюнопушенето е особено актуален за Украйна, където разпространението на този вреден навик достига 60-70% сред мъжете и 17-25% сред жените.

В този случай въздействието на тютюневия дим върху белите дробове е важно не само като един от най-важните фактори, които нарушават функцията на мукоцилиарната транспортна система, очистващата и защитна функция на бронхите, но и като фактор за възникване на хронично възпаление на бронхиалната лигавица. Дългосрочното дразнещо действие на тютюневия дим върху алвеоларната тъкан и сърфактантната система допринася за нарушаване на еластичността на белодробната тъкан и възникване на белодробен емфизем.

Вторият рисков фактор за развитието на ХОББ са професионалните опасности, по-специално работата в производството, свързана с вдишването на прах, съдържащ кадмий, силиций и някои други вещества.

Професионалните групи с повишен риск от развитие на хронична обструктивна белодробна болест включват:

• миньори;
• строители;
• работници на металургични предприятия;
• железопътни работници;
• работници, заети с преработка на зърно, производство на памук и хартия, и други.

Третият рисков фактор са повтарящите се остри респираторни вирусни инфекции (ОРВИ), които също допринасят за нарушаване на очистителната и защитна функция на бронхите, засяване на бронхиалната лигавица с патогенни и опортюнистични микроорганизми, които инициират хроничен възпалителен процес в бронхите. При пациенти с вече развита ХОББ, повтарящите се ОРВИ ускоряват появата на нарушения на белодробната вентилация и формирането на бронхообструктивен синдром и дихателна недостатъчност.

Наследствената предразположеност към хронична обструктивна белодробна болест също играе съществена роля. В момента единствената доказана и добре проучена генетична патология, водеща до развитие на ХОББ, е дефицитът на α1-антитрипсин, който води до развитие на белодробен емфизем и хроничен обструктивен синдром. Този генетичен дефицит обаче сред пациенти с хроничен обструктивен бронхит и ХОББ се среща в по-малко от 1% от случаите. Най-вероятно има и други, все още непроучени, генетични дефекти, които допринасят за образуването на бронхообструктивен синдром, белодробен емфизем и развитието на дихателна недостатъчност. Това се посочва по-специално от факта, че не всички пушачи или тези, които имат професионални рискове, развиват ХОББ.

В допълнение към изброените фактори, определено значение очевидно се отдава на мъжкия пол, възрастта 40-50 години, нарушенията на локалната и общата имунна система, хиперреактивността на бронхите към различни дразнещи и увреждащи фактори и някои други, въпреки че ролята на много от тези фактори в развитието на ХОББ все още не е доказана.

Списък на някои рискови фактори за развитие на ХОББ, дадени в стандартите на Европейското респираторно дружество (ERS, GOLD, 2000).

Рискови фактори за ХОББ (според ERS, GOLD, 2000)

Вероятност на стойността на факторите	Външни фактори	Вътрешни фактори
Инсталирано	Тютюнопушене. Професионални опасности (кадмий, силиций)	Дефицит на α1-антитрипсин
Висок	Замърсяване на атмосферния въздух (особено SO2, NJ2, O3). Други професионални рискове, бедност, нисък социално-икономически статус. Пасивно пушене в детска възраст.	Недоносеност. Високо ниво на IgE. Бронхиална хиперреактивност. Фамилен характер на заболяването.
Възможно	Аденовирусна инфекция. Дефицит на витамин С.	Генетична предразположеност [кръвна група А (II), липса на IgA]

Основните патогенетични фактори на хроничния обструктивен бронхит са дисфункция на локалната бронхопулмонална защитна система, структурна реорганизация на бронхиалната лигавица (хипертрофия на лигавичните и серозните жлези, заместване на ресничестия епител с бокални клетки), развитие на класическата патогенетична триада (хиперкриния, дискриния, мукостаза) и освобождаване на възпалителни медиатори и цитокини.

Освен това са включени и механизмите на бронхиална обструкция. Те са разделени на две групи: обратими и необратими.

Група I - обратими механизми на бронхиална обструкция:

• бронхоспазъм; причинява се от възбуждане на м-холинергични рецептори и рецептори на неадренергичната, нехолинергичната нервна система;
• възпалителен оток, инфилтрация на лигавиците и субмукозните мембрани на бронхите;
• запушване на дихателните пътища със слуз поради нарушено отхрачване. С напредването на заболяването този механизъм става все по-изразен, тъй като ресничестият епител на бронхите се трансформира в слузообразуващ (т.е. бокални клетки). Броят на бокалните клетки се увеличава 10 пъти за 5-10 години от заболяването. Постепенно скоростта на ежедневно натрупване на слуз в бронхиалното дърво надвишава скоростта на нейното отстраняване.

Група II - необратими механизми на бронхиална обструкция (тези механизми се основават на морфологични нарушения):

• стеноза, деформация и облитерация на бронхиалния лумен;
• фибропластични промени в бронхиалната стена;
• експираторен колапс на малките бронхи поради намаляващо производство на сърфактант и постепенно развиващ се белодробен емфизем;
• експираторен пролапс на мембранозната част на трахеята и големите бронхи в техния лумен.

Коварността на обструктивните белодробни заболявания е, че при липса на системно лечение, обратимите механизми се заместват от необратими, незабелязано от пациента и лекаря, и болестта излиза извън контрол след 12-15 години.

Патоморфология на хроничния обструктивен бронхит

В големите бронхи се наблюдават характерни промени:

• уголемяване на субмукозните жлези;
• хиперплазия на бокаловидните клетки;
• преобладаване на мононуклеарни клетки и неутрофили в лигавицата;
• атрофични промени в хрущяла с напредването на заболяването.

Малките бронхи и бронхиолите също претърпяват характерни морфологични промени:

• появата и увеличаването на броя на бокалните клетки;
• увеличено количество слуз в лумена на бронхите;
• възпаление, увеличаване на масата на мускулната мембрана, фиброза, облитерация, стесняване на лумена.

Образуване на ХОББ

В началния стадий на заболяването, въздействието на описаните фактори, някои от които могат да се отдадат на етиологични фактори (тютюнопушене, промишлен и битов прах, инфекции и др.), върху бронхиалната лигавица, интерстициалната тъкан и алвеолите води до образуването на хроничен възпалителен процес, който засяга всички изброени структури. В този случай се активират всички клетъчни елементи на неутрофили, макрофаги, мастоцити, тромбоцити и др.

Основната роля в развитието на възпалението се отдава на неутрофилите, чиято концентрация в зоната на хронично дразнене на бронхиалната лигавица се увеличава няколко пъти. След това, прониквайки в междуклетъчното пространство, неутрофилите отделят цитокини, простагландини, левкотриени и други провъзпалителни вещества, които допринасят за образуването на хронично възпаление на бронхиалната лигавица, хиперплазия на бокалните клетки, включително на места, нетипични за тяхната локализация, т.е. в дисталните (малки) бронхи. С други думи, описаните процеси водят до формиране на универсален отговор на организма - възпаление към хронично дразнене на бронхиалната лигавица.

По този начин, в началните етапи на развитие на заболяването, неговите патогенетични механизми наподобяват механизмите на образуване на хроничен необструктивен бронхит. Основните разлики са тези при ХОББ:

1. Възпалението засяга бронхи с различни размери, включително най-малките бронхиоли, и
2. Активността на възпалението е значително по-висока, отколкото при хроничен необструктивен бронхит.

Образуване на белодробен емфизем

Образуването на белодробен емфизем е ключов момент в развитието на ХОББ и прогресията на дихателната недостатъчност, характерна за това заболяване. Както е известно, решаващо значение в този процес има разрушаването на еластичните влакна на белодробната тъкан, което се развива главно в резултат на патогенното действие на неутрофилите, които се натрупват в големи количества в междуклетъчното пространство.

На фона на дългосрочното дразнещо действие на тютюневия дим и други летливи замърсители, засяване на лигавицата с вируси и/или микроби, съдържанието на неутрофили в дисталните части на дихателната система се увеличава 10 пъти. Едновременно с това рязко се увеличава освобождаването на протеази (еластаза) и свободни кислородни радикали от неутрофилите, които имат силно увреждащо (разрушително) действие върху всички молекулярни компоненти на тъканите и цитопатогенен ефект. В същото време локалният антипротеазен и антиоксидантен потенциал бързо се изчерпва, което води до разрушаване на структурните елементи на алвеолите и образуване на белодробен емфизем. Освен това, различни компоненти на тютюневия дим инактивират алфа1-антипротеазния инхибитор, като допълнително намаляват антипротеазния потенциал на тъканите.

Основната причина за разрушаването на еластичната рамка на белодробната тъкан е изразен дисбаланс в протеазно-антипротеазната и оксидантно-антиоксидантната системи, причинен от патогенното функциониране на неутрофилите, които се натрупват в големи количества в дисталните части на белите дробове.

Освен това, важна е промяната във връзката между процесите на увреждане и репарация, които, както е известно, се регулират от голям брой провъзпалителни и противовъзпалителни медиатори. Нарушаването на баланса на тези процеси също допринася за разрушаването на еластичната рамка на белодробната тъкан.

Накрая, нарушеният мукоцилиарен клирънс, хиперкринията и дискринията на слузта създават условия за колонизация от микрофлора, която допълнително активира неутрофилите, макрофагите и лимфоцитите, което също така засилва разрушителния потенциал на клетъчните елементи на възпалението.

Всички описани елементи на хроничното възпаление водят до разрушаване на алвеоларните стени и междуалвеоларните прегради, увеличаване на проветривостта на белодробната тъкан и образуване на белодробен емфизем.

Тъй като при ХОББ възпалението засяга предимно терминалните и респираторните бронхиоли, разрушаването на алвеолите и повишената проветривост на белодробната тъкан често са фокални, локализирани предимно в централните части на ацинуса, които са заобиколени от макроскопски леко променен белодробен паренхим. Тази центроацинарна форма на емфизем е типична за пациенти с бронхиален тип хроничен обструктивен бронхит. В други случаи се образува панацинарна форма на емфизем, типична за пациенти с емфизематозния тип хроничен обструктивен бронхит.

Бронхообструктивен синдром

Бронхообструктивният синдром, който е характерен и задължителен признак на хроничен обструктивен бронхит и ХОББ, се формира, както е известно, поради обратими и необратими компоненти на бронхиалната обструкция. В началните стадии на заболяването преобладава обратимият компонент на бронхиалната обструкция, който се причинява от три основни механизма:

• възпалително подуване на бронхиалната лигавица;
• хиперсекреция на слуз;
• спазъм на гладката мускулатура на малките бронхи.

При пациенти с ХОББ, особено в острата фаза на заболяването, се наблюдава изразено стесняване на лумена на малките бронхи и бронхиолите с диаметър по-малък от 2 mm, до запушване на отделни периферни дихателни пътища със слузести запушалки. Наблюдава се и хипертрофия на гладката мускулатура на малките бронхи и склонността им към спастично свиване, което допълнително намалява общия лумен на дихателните пътища и допринася за повишаване на общото бронхиално съпротивление.

Причините и механизмите на бронхоспазъм при хроничен обструктивен бронхит, бронхиална астма или други заболявания на дихателните пътища са различни. Трябва обаче да се има предвид, че самата бактериална и вирусно-бактериална инфекция и хроничният възпалителен процес в бронхите обикновено са съпроводени с намаляване на чувствителността и загуба на бета2-адренергични рецептори, чието стимулиране е известно, че е съпроводено с бронходилатиращ ефект.

Освен това, пациентите с ХОББ имат повишен тонус на скитащия пипер. Склонността към бронхоспазъм е по-характерна за пациенти с бронхиална астма. При пациенти с хроничен обструктивен бронхит обаче хиперреактивността на малките бронхи също има определено значение в патогенезата на бронхообструктивния синдром, въпреки че терминът „астмоиден“ бронхит или бронхит с „астмоиден компонент“, който е бил широко използван в миналото, не се препоръчва за употреба в момента.

По-нататъшното прогресиране на заболяването води до нарастващо преобладаване на необратимия компонент на бронхиалната обструкция, което се определя от развиващия се белодробен емфизем и структурни промени в дихателните пътища, предимно перибронхиална фиброза.

Най-важната причина за необратима бронхиална обструкция при пациенти с хроничен обструктивен бронхит и белодробен емфизем е ранното експираторно затваряне на бронхите или експираторният колапс на малките бронхи. Това се дължи предимно на намаляване на поддържащата функция на белодробния паренхим, който е загубил своята еластичност, за малките дихателни пътища - бронхиоли. Последните са сякаш потопени в белодробната тъкан, а алвеолите са плътно прилепнали към стените им, чието еластично свиване обикновено държи тези дихателни пътища отворени по време на вдишване и издишване. Следователно, намаляването на еластичността на белодробната тъкан при пациенти с белодробен емфизем води до колапс на малките бронхи в средата или дори в началото на издишването, когато обемът на белите дробове намалява и еластичното свиване на белодробната тъкан бързо спада.

Освен това, важно значение има и недостатъчността на бронхоалвеоларен сърфактант, чийто синтез е значително намален при пациенти с ХОББ, които злоупотребяват с тютюнопушене. Липсата на сърфактант води, както е известно, до повишаване на повърхностното напрежение на алвеоларната тъкан и още по-голяма „нестабилност“ на малките дихателни пътища.

Накрая, перибронхиалната фиброза, която се развива при пациенти с ХОББ в резултат на хронично възпаление, и други структурни промени в дихателните пътища (удебеляване на стените и деформация на бронхите), също са от голямо значение за развитието и прогресията на бронхообструктивния синдром, но тяхната роля във формирането на необратимия компонент на обструкцията е по-малка от ролята на белодробния емфизем.

Като цяло, значителното преобладаване на необратимия компонент на бронхиалната обструкция при пациенти с ХОББ, като правило, означава настъпване на крайния стадий на заболяването, характеризиращ се с бързо прогресиране на дихателната и белодробно-сърдечната недостатъчност.

Дихателна недостатъчност

Бавното прогресиране на дихателната недостатъчност е третият задължителен признак на ХОББ. Хроничната обструктивна дихателна недостатъчност в крайна сметка води до тежки нарушения на газообмена и е основната причина за намалена толерантност към физическо натоварване, работоспособност и смърт при пациенти с ХОББ.

Нека си припомним, че от практическа гледна точка има две основни форми на дихателна недостатъчност:

Паренхиматозна (хипоксемична), развиваща се главно в резултат на рязка вентилационно-перфузионна връзка в белите дробове и увеличаване на интрапулмоналното дясно-ляво сърдечно шунтиране на кръв, което води до артериална хипоксемия (PaO2 < 80 mm Hg).

Вентилаторна (хиперкапнична) форма на дихателна недостатъчност, която възниква в резултат на първично нарушаване на ефективната белодробна вентилация (алвеоларна хиповентилация), което е съпроводено както с намаляване на отстраняването на CO2 от тялото (хиперкапния), така и с нарушаване на оксигенацията на кръвта (хипоксемия).

За пациенти с ХОББ в определен стадий на заболяването най-типична е комбинацията от артериална хипоксемия и хиперкапния, т.е. смесена форма на дихателна недостатъчност. Могат да се идентифицират няколко основни механизма, които определят нарушенията на газообмена и вентилацията при пациенти с ХОББ:

1. Бронхиална обструкция, произтичаща от оток на бронхиалната лигавица, бронхоспазъм, хиперсекреция на слуз и експираторен колапс на малките бронхи при пациенти със съпътстващ белодробен емфизем. Обструкцията на дихателните пътища води до развитие на хиповентилирани или напълно невентилирани зони, в резултат на което кръвта, преминаваща през тях, е недостатъчно оксигенирана, което води до намаляване на PaO2, т.е. развива се артериална хипоксемия. По този начин, самият бронхо-обструктивен синдром значително затруднява алвеоларната вентилация, което се утежнява допълнително от развитието на микроателектаза в области на критично стесняване на бронхите.
2. Намаляване на общата площ на функциониращата алвеоларно-капилярна мембрана при пациенти с тежък белодробен емфизем. В резултат на разрушаването на междуалвеоларните прегради, обемът на алвеолите се увеличава, а общата им повърхност намалява значително.
3. Намалена вентилация в резултат на намаляване на резервния обем на вдишване, типично за пациенти с белодробен емфизем, което се дължи на промяна в конфигурацията, увеличаване на обема на гръдния кош и увеличаване на неговата ригидност.
4. Тежка умора на дихателните мускули, предимно на диафрагмата, развиваща се в резултат на значително увеличаване на натоварването върху дихателните мускули при пациенти с бронхообструктивен синдром и белодробен емфизем.
5. Намалена функция на диафрагмата в резултат на нейното сплескване, което е типично за пациенти с белодробен емфизем,
6. Нарушена дифузия на газове на ниво алвеоларно-капилярна мембрана поради нейното удебеляване, нарушена микроциркулация и опустошаване на периферните съдове.

В резултат на прилагането на някои от тези механизми се нарушават вентилационно-перфузионните отношения в белите дробове, в резултат на което недостатъчно оксигенирана кръв изтича от белите дробове, което е съпроводено с намаляване на PaO2. Всъщност, разрушаването на дихателните пътища води до появата на хиповентилирани или напълно невентилирани зони, в резултат на което кръвта, преминаваща през тях, е недостатъчно оксигенирана. В резултат на това PaO2 намалява и се развива артериална хипоксемия.

По-нататъшното прогресиране на структурните и функционални промени в белите дробове води до намаляване на ефективността на белодробната вентилация (например в резултат на нарушена функция на дихателните мускули), което е съпроводено с увеличаване на вентилационната форма на дихателна недостатъчност с развитието на хиперкапния (увеличение на PaCO2 над 45 mm Hg).

Смесената форма на дихателна недостатъчност е особено изразена по време на периоди на обостряне на заболяването, когато, от една страна, бронхиалната проходимост е рязко нарушена, а от друга страна, слабостта (умора) на дихателните мускули (диафрагмата) се увеличава, възникваща на фона на рязко увеличаване на натоварването върху тях.

Нека припомним, че тежестта на дихателната недостатъчност обикновено се оценява въз основа на кислородното налягане (PaO2) и въглеродния диоксид (PaCO2) в артериалната кръв.

Оценка на тежестта на дихателната недостатъчност (налягане на газове в артериалната кръв, изразено в mm Hg)

Степен на DN	Паренхиматозна ДН	Вентилация DN
Умерено	Ra02 > 70	RaCO2 < 50
Умерена тежест	Ra02 = 70-50	RaCO2 = 50-70
Тежък	Ra0 2 < 50	RaCO2 > 70 Хиперкапнична кома

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ], [ 7 ], [ 8 ], [ 9 ], [ 10 ], [ 11 ]