Причини и патогенеза на емфизем

През 1965 г. Ериксон описва дефицита на а1-антитрипсин. В същото време се предполага, че съществува връзка между развитието на емфизем и дефицита на а1-антитрипсин. В животински експеримент модел на белодробна емфизем се възпроизвежда чрез въвеждане на екстракти от протеолитични ензими от растения в белите дробове.

Първичен дифузен емфизем

Генетично определен дефицит на α1-антитрипсин

А1-антитрипсинът е основният инхибитор на серин протеазите, които включват трипсин, химотрипсин, неутрофилна еластаза, тъканни каликреин, фактор Х - и плазминоген. Генът а1-антитрипсин се намира в дългото рамо на хромозома 14 и се нарича ген на протеиназа инхибитор (PI). ПИ генът се експресира в два типа клетки - макрофаги и хепатоцити.

Най-високата концентрация на а1-антитрипсин се открива в серума и около 10% от серумното ниво се определя на повърхността на епителните клетки на дихателните пътища.

Понастоящем има 75 алела на PI гена. Те са разделени на 4 групи:

• нормално - с физиологично ниво на концентрация в серума на кръв а1-антитрипсин;
• дефицит - нивото на концентрация на трипсиновия инхибитор се редуцира до 65% от нормата;
• "Нула" -ал-антитрипсин в серума не е определен;
• в серума, съдържанието на а-антитрипсин е нормално, но неговата активност срещу еластаза е намалена.

PI алелите също се подразделят съгласно електрофоретичната подвижност на а1-антитрипсин гликопротеин:

• опция "А" - се намира по-близо до анода;
• опция "- катод;
• опция "М" - най-честата.

Основният дял на генния басейн (над 95%) се състои от три подтипа от нормалния алел "М" - М1, М2, МЗ.

Патологията на човек, дължаща се на PI гена, се среща в оскъдни и нулеви алели. Основните клинични прояви на дефицит на а1-антитрипсин са емфизем и ювенилна цироза на черния дроб.

В здрави човешки неутрофили и алвеоларни макрофаги в белите дробове секретират протеолитични ензими (предимно еластаза) в достатъчно количество за развитието на емфизем, но пречи на алфа-1-антитрипсин, която е на разположение в други структури тъкан кръвта, бронхиални секрети и.

В генетично обусловена недостатъчност на алфа1-антитрипсин, и недостигът на нея, причинени от тютюнопушене, агресивни етиологични фактори, трудова злополука, смяна на системата протеолиза / alpha1-антитрипсин протеолизата на среща в посоката, която причинява увреждане на алвеоларни стените и развитието на емфизем.

Влияние на тютюневия дим

Тютюнопушенето се счита за един от най-агресивните фактори при развитието на хронична обструктивна белодробна болест като цяло и емфизем по-специално. Развитието на емфизема при пушачи се дължи на факта, че тютюневият дим причинява миграцията на неутрофили до крайната част на дихателните пътища. Неутрофилите произвеждат големи количества протеолитични ензими еластаза и катепсин, които имат разрушителен ефект върху еластичната основа на алвеолите.

В допълнение, хроничното пушене в алвеоларните макрофаги натрупва тренда на тютюневия дим и образуването на алфа-1-антитрипсин в тях рязко намалява.

Пушенето също води до дисбаланс в оксидантната / антиоксидантната система с преобладаване на окислители, което има вредно въздействие върху алвеоларните стени и насърчава развитието на емфизем.

Все още не е ясно защо тютюнопушенето причинява развитието на емфизем само при 10-15% от пушачите. В допълнение към дефицита на алфа1-антитрипсин, някои неизвестни фактори (вероятно генетични), които предразполагат към тютюнопушенето, за да развият емфизем, вероятно играят роля.

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

Въздействието на агресивните екологични фактори

"Емфиземът до известна степен е заболяване, обусловено от околната среда" (AG Chuchalin, 1998). Агресивните фактори замърсяват околната среда (замърсителите) причиняват увреждане не само на дихателния тракт, но и на алвеоларните стени, допринасящи за развитието на емфизем. Сред замърсителите, серен диоксид и азотен диоксид са от най-голямо значение, като основните им генератори са термични станции и транспорт. В допълнение, черен дим и озон играят важна роля в развитието на емфизем. Повишените концентрации на озон се свързват с употребата на фреон в ежедневието (хладилници, аерозоли за битови нужди, парфюми, аерозолни лекарствени форми). В горещо време в атмосферата настъпва фотохимична реакция на азотен двуокис (горене продукт транспорт на гориво) с ултравиолетова светлина, озон се получава, което води до развитието на горната възпалението на дихателните пътища.

Механизмът на развитие на емфизем поради дългосрочно излагане на атмосферни замърсители е следният:

• директен увреждащ ефект върху алвеоларните мембрани;
• активиране на протеолитична и оксидативна активност в бронхопулмоналната система, което причинява разрушаване на еластичната рамка на белодробните алвеоли;
• повишено производство на медиатори на възпалителни реакции - левкотриени и увреждащи цитокини.

Професионални рискове, наличие на персистираща или повтаряща се бронхопулмонарна инфекция

При възрастни хора, чиито емфизем се открива особено често, се повлиява едновременното действие на няколко етиологични фактора в продължение на много години от живота. В някои случаи определена роля играе механичното разтягане на белите дробове (при музиканти от месингови ленти, стъклени вентилатори).

Патогенеза

Основните общи механизми за развитие на емфизем са:

• нарушаване на нормалното съотношение на протеаза / алфа1-антитрипсин и оксиданти / антиоксиданти към преобладаването на алвеолите, увреждащи стената, на протеолитичните ензими и оксиданти;
• разрушаване на синтеза и функцията на повърхностноактивното вещество;
• дисфункция на фибробластите (според хипотезата на Times et al., 1997).

Фибробластите играят важна роля в процеса на възстановяване на белодробната тъкан. Известно е, че структурирането и преструктурирането на белодробната тъкан се дължи на интерстициалните и двата основни компонента - фибробласти и екстрацелуларна матрица. Екстрацелуларната матрица се синтезира от фибробласти, тя свързва бронхите, съдовете, нервите и алвеолите в единствен функционален блок. По този начин белодробната тъкан е структурирана. Фибробластите взаимодействат с клетките на имунната система и извънклетъчната матрица чрез синтеза на цитокини.

Основните компоненти на извънклетъчната матрица са колаген и еластин. Първият и третият вид колаген стабилизира интерстициалната тъкан, четвъртият тип колаген е част от основната мембрана. Еластинът осигурява еластични свойства на белодробната тъкан. Връзката между различните молекули на извънклетъчната матрица се осигурява от протеогликани. Структурната връзка между колаген и еластин се осигурява от протеогликани с декорин и дерматан сулфат; Връзката между четвъртия тип колаген и ламинин в основната мембрана се носи от протеогликанов хепаран сулфат.

Протегликаните засягат функционалната активност на рецепторите на клетъчната повърхност и участват в ремонта на белодробната тъкан.

Ранната фаза на ремонта на белодробната тъкан е свързана с пролиферацията на фибробласти. След това неутрофилите мигрират към увреденото белодробно тъканно място, където те вземат активно участие в деполимеризацията на молекулите на извънклетъчната матрица. Тези процеси се регулират от различни цитокини, продуцирани от алвеоларни макрофаги, неутрофили, лимфоцити, епителни клетки, фибробласти. Репаративният процес включва цитокини - растежни фактори на тромбоцитите, колонии стимулиращ фактор на гранулоцитите / макрофагите. Цитокиновото депо се образува в извънклетъчната матрица и регулира пролиферативната активност на фибробластите.

По този начин при развитието на емфизем основна роля играе дисфункцията на фибробластите и адекватни ремонтни процеси на увредена белодробна тъкан.

Основните патофизиологични последици от емфизем са:

• колапс на малки, свободно действащи бронхиални тръби при издишване и развитие на нарушения на белодробната вентилация на обструктивния тип;
• прогресивно намаляване на функционалната повърхност на белите дробове, което води до намаляване на алвеоларните капилярни мембрани, рязко намаляване на кислородната дифузия и развитието на дихателна недостатъчност;
• Намаляване на капилярната мрежа на белите дробове, което води до развитие на белодробна хипертония.

Патоморфология

Емфизем се характеризира с разширяване на алвеолите, дихателни пътища, общото увеличение въздушност белодробната тъкан дегенерация на еластичните влакна в алвеоларните стени, zapustevaniem капиляри.

Анатомичната класификация на емфизем се основава на степента на включване на acinus в патологичния процес. Разграничават се следните анатомични варианти:

• проксимален ацинарен емфизем;
• панинарен емфизем;
• дистален емфизем;
• неравномерен емфизем.

Проксималната ацинарна форма се характеризира с това, че дихателната бронхиола, която е проксималната част на акинуса, е необичайно увеличена и повредена. Два форми на проксимален ацинарен емфизем са известни: центролобуларни и емфизем при пневмокониоза на миньори. В центрилобуларната форма на проксималния ацинарен емфизем, дихателните бронхиоли се променят в близост до акина. Това създава ефекта на централно място в лоб на белия дроб. Дистално разположената белодробна тъкан не се променя.

Пневмокониозата на миньорите се характеризира с комбинация от интерстициална белодробна фиброза и фокални места на емфизем.

Panacinar (дифузен, генерализиран, алвеоларен) емфизема се характеризира с включването на целия acinus в процеса.

Дисталното ацинарно емфизем се характеризира с участие в патологичния процес на преобладаващо алвеоларни курсове.

Неправилната (неправилна) форма на емфизем се характеризира с разнообразни увеличения на ацини и тяхното разрушаване и се комбинира с изразен цикатричен процес в белодробната тъкан. Това причинява неравномерния характер на емфизем.

Специална форма на емфизем е булозна. Bulla е емфизема на белия дроб с диаметър повече от 1 cm.

До известна степен неволен (старчески) емфизема на белите дробове може да бъде отнесен към първичен емфизем. Тя се характеризира с разширяване на алвеолите и дихателните пътища без намаляване на съдовата система на белите дробове. Тези промени се считат за проява на инволюция, стареене.

При еволюзма на еволюция няма значителни нарушения на бронхиалната пропускливост, хипоксемия и хиперкания не се развиват.

Вторичен емфизем на белите дробове

Вторичната емфизем може да бъде фокална или дифузна. Разпределяне следните форми фокална емфизем: okolorubtsovaya (перифокален), дете (дял) paraseptalnaya (интерстициален) и едностранно емфизем или белодробен лоб.

Circumbar белодробен емфизем - се появява около огнищата на пневмония, туберкулоза и саркоидоза. Основната роля в развитието на фокалния емфизем на белите дробове се играе от регионалния бронхит. Circumbar белодробната емфизема обикновено се локализира в областта на върха на белите дробове.

Детски фракционен емфизем е ефиземна промяна в един лоб на белия дроб при малките деца, обикновено поради ателектаза в други лобове. Най-често засяга горния лоб на левия дроб и средния лоб на дясната. Фантастичният лобен емфизем се проявява като изразена диспнея.

Синдром на MacLeod (едностранно емфизем) - обикновено се развива след детство, страдащо от едностранно бронхиолит или бронхит.

Paraseptal емфизема е фокусът на белодробната тъкан, модифицирана с емфизем, в непосредствена близост до херметичната преграда на съединителната тъкан или плеврата. Обикновено се развива в резултат на фокален бронхит или бронхиолит. Клинично се проявява чрез образуването на була и спонтанен пневмоторакс.

Значително по-важно е вторичната дифузна емфизем на белите дробове. Основната причина за неговото развитие е хроничният бронхит.

Известно е, че стесняване на малките бронхи и повишаване на резистентността на дихателните пътища се среща както по време на вдъхновение и по време на срока на годност. Освен това, по време на издишване положителен интраторакална налягане създава допълнителна компресия и без лош задоволително бронхите и предизвиква забавяне на нарастването вдишвания въздух и алвеоларна налягане в него, което естествено води до постепенно развитие на белодробен емфизем. Съществено е също разпространението на възпаление на малките дихателни пътища на дихателните бронхиоли и алвеолите.

Локалното запушване на малките бронхи води до прекомерно разтягане на малки участъци от белодробна тъкан и образуването на тънкостенни кухини - бурета, разположени под повърхността. При многобройни булаби, белодробната тъкан се компресира, допълнително изостряйки вторичните обструктивни нарушения на обмяната на газ. Разрушаването на бала води до спонтанен пневмоторакс.

При вторичен дифузен емфизем се наблюдава намаляване на капилярната мрежа на белите дробове, появява се прекапиларна пулмонална хипертония. На свой ред, белодробната хипертония допринася за фиброзата на функциониращите малки артерии.