Cauzele și patogeneza emfizemului

În 1965, Eriksson a descris deficiența a1-antitripsinei. În același timp, sa sugerat că există o legătură între dezvoltarea emfizemului și deficitul de a1-antitripsină. Într-un experiment pe animale, un model de emfizem pulmonar a fost reprodus prin introducerea extractelor de enzime proteolitice din plante în plămâni.

Emfizem difuze primar

Deficiență determinată genetic de α1-antitripsină

A1-antitripsina este principalul inhibitor al serin proteazelor, care includ tripsina, chymotripsina, elastaza neutrofilului, kalikreina tisulara, factorul X- si plasminogenul. Gena al-antitripsinei este localizată pe brațul lung al cromozomului 14 și este numită gena inhibitorului proteinază (PI). Gena PI este exprimată în două tipuri de celule - macrofage și hepatocite.

Cea mai mare concentrație de a1-antitripsină se găsește în ser și aproximativ 10% din nivelul seric este determinat pe suprafața celulelor epiteliale ale tractului respirator.

În prezent, există 75 de alele ale genei PI. Ele sunt împărțite în 4 grupe:

• normală - cu un nivel fiziologic de concentrație în serul de sânge a1-antitripsină;
• deficient - nivelul de concentrație al inhibitorului de tripsină este redus la 65% din normă;
• "Zero" -a1-antitripsina în ser nu este determinată;
• în ser, conținutul de a-antitripsină este normal, dar activitatea sa împotriva elastazei este redusă.

Alelele PI sunt de asemenea subdivizate în funcție de mobilitatea electroforetică a glicoproteinei α1-antitripsină:

• opțiunea "A" - se află mai aproape de anod;
• opțiune "- catod;
• opțiunea "M" - cea mai frecventă.

Cota principală a grupului de gene (peste 95%) este alcătuită din trei subtipuri ale alelelor normale "M" - M1, M2, MZ.

Patologia unei persoane datorată genei PI are loc în alele limitate și zero. Principalele manifestări clinice ale deficienței de a1-antitripsină sunt emfizemul și ciroza juvenilă a ficatului.

In neutrofilelor umane sănătoase și macrofage alveolare din plămâni secretă enzime proteolitice (în principal elastaza) într-o cantitate suficientă pentru dezvoltarea emfizem, dar previne alfa-1-antitripsină, care este disponibil în sânge, secreții bronhice și alte structuri tisulare.

În deficiență genetic determinată de alfa1-antitripsina, iar lipsa de ea cauzate de fumat, factori etiologici agresivi, hazard ocupațional, sistemul de deplasare proteoliză / alfa1-antitripsina proteoliză are loc în direcția care determină deteriorarea pereților alveolari și dezvoltarea emfizemului.

Efectele fumului de tutun

Fumatul este considerat unul dintre factorii cei mai agresivi în dezvoltarea bolii pulmonare obstructive cronice în general și a emfizemului în particular. Dezvoltarea emfizemului la fumători se datorează faptului că fumul de tutun provoacă migrarea neutrofilelor în secțiunea terminală a tractului respirator. Neutrofilele produc cantități mari de enzime proteolitice elastază și catepsină, care au un efect distructiv asupra bazei elastice a alveolelor.

În plus, fumatul cronic în macrofagele alveolare acumulează pasul de fum de tutun, iar formarea alfa-1-antitripsinei în ele scade drastic.

Fumatul provoacă, de asemenea, un dezechilibru în sistemul oxidant / antioxidant, cu o predominanță de oxidanți, care are un efect dăunător asupra pereților alveolari și favorizează dezvoltarea emfizemului.

Nu este încă clar de ce fumatul provoacă dezvoltarea emfizemului doar la 10-15% dintre fumători. În plus față de deficiența alfa1-antitripsinei, unii factori necunoscuți (probabil cei genetici) care predispun la fumat la dezvoltarea emfizemului joacă probabil un rol.

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

Impactul factorilor de mediu agresivi

"Emfizemul într-o anumită măsură este o boală condiționată de mediu" (AG Chuchalin, 1998). Factorii agresivi poluați de mediul înconjurător (poluanții) cauzează deteriorarea nu numai a tractului respirator, ci și a pereților alveolari, contribuind la dezvoltarea emfizemului. Dintre poluanți, dioxidul de sulf și dioxidul de azot au o importanță deosebită, generatoarele lor principale sunt stațiile termice și transportul. În plus, fumul negru și ozonul joacă un rol important în dezvoltarea emfizemului. Concentrațiile crescute de ozon sunt asociate cu utilizarea de freon în viața de zi cu zi (frigidere, aerosoli de uz casnic, parfumuri, forme de dozare cu aerosoli). În vremea fierbinte din atmosferă, se produce o reacție fotochimică a dioxidului de azot (produsul de combustie al combustibilului de transport) cu ultraviolet, se formează ozon, care provoacă inflamarea tractului respirator superior.

Mecanismul dezvoltării emfizemului datorat expunerii pe termen lung la poluanții atmosferici este după cum urmează:

• efect direct dăunător asupra membranelor alveolare;
• activarea activității proteolitice și oxidative în sistemul bronhopulmonar, care determină distrugerea cadrului elastic al alveolelor pulmonare;
• creșterea producției de mediatori ai reacțiilor inflamatorii - leucotriene și citokine dăunătoare.

Riscuri ocupaționale, prezența infecției bronhopulmonare persistente sau recurente

La persoanele în vârstă, ale căror emfizem este detectat în mod deosebit, este afectat efectul simultan al câtorva factori etiologici în timpul multor ani de viață. În unele cazuri, un anumit rol este jucat de întinderea mecanică a plămânilor (în muzicieni din benzi de alamă, suflante de sticlă).

Patogenia

Principalele mecanisme comune pentru dezvoltarea emfizemului sunt:

• încălcarea raportului normal al proteazei / alfa1-antitripsinei și a oxidanților / antioxidanților la predominanța alveolelor dăunătoare de perete a enzimelor proteolitice și a oxidanților;
• întreruperea sintezei și a funcției agentului tensioactiv;
• disfuncția fibroblastelor (conform ipotezei lui Times et al., 1997).

Fibroblastele joacă un rol important în procesul de reparare a țesutului pulmonar. Se știe că structurarea și restructurarea țesutului pulmonar se datorează interstițiului și celor două componente principale - fibroblaste și matrice extracelulare. Matricea extracelulară este sintetizată de fibroblaste, leagă bronhiile, vasele, nervii și alveolele într-un singur bloc funcțional. Astfel, țesutul pulmonar este structurat. Fibroblastele interacționează cu celulele sistemului imunitar și a matricei extracelulare prin sinteza citokinelor.

Principalele componente ale matricei extracelulare sunt colagenul și elastina. Primul și al treilea tip de colagen stabilizează țesutul interstițial, al patrulea tip de colagen este parte a membranei bazale. Elastina asigură proprietăți elastice ale țesutului pulmonar. Relația dintre diferitele molecule ale matricei extracelulare este asigurată de proteoglicani. Relația structurală dintre colagen și elastină este asigurată de proteoglicani cu decorin și sulfat dermatan; Relația dintre cel de-al patrulea tip de colagen și laminina din membrana bazală este realizată de proteoglican heparan sulfat.

Proteoglicanii afectează activitatea funcțională a receptorilor de pe suprafața celulară și sunt implicați în repararea țesutului pulmonar.

Faza timpurie a reparării țesutului pulmonar este asociată cu proliferarea fibroblastelor. Apoi, neutrofilele migrează către locul țesutului pulmonar deteriorat, unde participă activ la depolimerizarea moleculelor matricei extracelulare. Aceste procese sunt reglate de diferite citokine produse de macrofage alveolare, neutrofile, limfocite, celule epiteliale, fibroblaste. Procesul reparativ implică citokinele - factorii de creștere a trombocitelor, factorul de stimulare a coloniilor granulocitelor / macrofagelor. Depotul de citokine se formează în matricea extracelulară și reglează activitatea proliferativă a fibroblastelor.

Astfel, în dezvoltarea emfizemului, un rol major îl joacă disfuncția fibroblastelor și procesele adecvate de reparare a țesutului pulmonar deteriorat.

Consecințele patofiziologice principale ale emfizemului sunt:

• colapsul (colapsul) tuburilor bronhice mici, cu circulație liberă, la expirarea și dezvoltarea încălcărilor ventilației pulmonare de tip obstructiv;
• o scădere progresivă a suprafeței funcționale a plămânilor, ceea ce duce la reducerea membranelor alveolare-capilare, scăderea bruscă a difuziei de oxigen și dezvoltarea insuficienței respiratorii;
• Reducerea rețelei capilare a plămânilor, care conduce la dezvoltarea hipertensiunii pulmonare.

Pathomorphology

Emfizemul este caracterizat prin expansiunea alveolelor, căilor respiratorii, o creștere a airiness degenerare a țesutului pulmonar general al fibrelor elastice din pereții alveolari, capilare zapustevaniem.

Clasificarea anatomică a emfizemului se bazează pe gradul de implicare a acinusului în procesul patologic. Următoarele variante anatomice se disting:

• proximală emfizem acinar;
• panicinar emfizem;
• emfizemul distal;
• emfizemul neregulat.

Forma proximală acinară este caracterizată prin aceea că bronhiola respiratorie, care este partea proximală a acinului, este mărită și deteriorată anormal. Sunt cunoscute două forme de emfizem acinar proximal: centrolobular și emfizem în pneumoconioză de mineri. În forma centrilobulară a emfizemului proximal acinar, bronhiola respiratorie se schimbă în proximitatea acinusului. Aceasta creează efectul unei localizări centrale în lobul plămânului. Țesutul pulmonar localizat distal nu se schimbă.

Pneumoconioza minerilor este caracterizată de o combinație de fibroză pulmonară interstițială și site-uri focale de emfizem.

Panicinar (difuz, generalizat, alveolar), emfizemul se caracterizează prin implicarea întregului acinus în proces.

Emfizemul acinar distal se caracterizează prin implicarea în procesul patologic al cursurilor predominant alveolare.

Forma neregulată (neregulată) a emfizemului este caracterizată de o varietate de creșteri ale acinelor și de distrugerea acestora și este combinată cu un proces cicatricial pronunțat în țesutul pulmonar. Acest lucru cauzează natura neregulată a emfizemului.

O formă specială de emfizem este buloasă. Bulla este emfizemul plămânului cu un diametru mai mare de 1 cm.

Într-o anumită măsură, emfizemul involuntar (senil) al plămânilor poate fi referit la emfizemul primar. Se caracterizează prin expansiunea alveolelor și trecerilor respiratorii fără reducerea sistemului vascular al plămânilor. Aceste schimbări sunt considerate o manifestare a involuției, a îmbătrânirii.

Cu emfizemul involuntar, nu există încălcări semnificative ale permeabilității bronhice, nu se dezvoltă hipoxemia și hipercapnia.

Emfizemul secundar al plămânilor

Emfizemul secundar poate fi focal sau difuz. Alocați următoarele forme emfizem focale: okolorubtsovaya (perifocal), pentru sugari (cota) paraseptalnaya (interstițială) și emfizem unilateral sau lob pulmonar.

Emfizem pulmonar circumbar - apare în jurul focarelor de pneumonie, tuberculoză și sarcoidoză. Rolul principal în dezvoltarea emfizemului focal al plămânilor este jucat de bronșita regională. Emfizemul pulmonar circumbar este de obicei localizat în regiunea vârfului plămânilor.

Emfizemul fracționar feminin este o schimbare emfizematoasă a unui lob de plămâni la copii mici, de obicei datorită atelectazei în alte lobi. Cel mai adesea afectează lobul superior al plămânului stâng și lobul mijlociu al dreptului. Emfizemul lobar infantic se manifestă ca o dispnee pronunțată.

Sindromul MacLeod (emfizem unilateral) - se dezvoltă de obicei după o copilărie care suferă de bronșiolită unilaterală sau de bronșită.

Emfizemul paraseptal este punctul central al țesutului pulmonar modificat cu emfizem, adiacent unui sept de tesut conjunctiv sau pleurei. Se dezvoltă de obicei ca urmare a bronșitei focale sau a bronșitei. Se manifestă clinic prin formarea de bulule și pneumotorax spontan.

În mod semnificativ mai important este emfizemul secundar difuz al plămânilor. Cauza principală a dezvoltării sale este bronșita cronică.

Se știe că îngustarea bronhiilor mici și creșterea rezistenței bronșice are loc atât în timpul inspirației, cât și în timpul expirării. In plus, in timpul expirația presiunii intratoracice pozitivă creează compresie suplimentară și fără rea bronhiile acceptabil și cauzează o întârziere în creșterea aerului inspirat și a presiunii alveolar în acesta, ceea ce conduce în mod natural la dezvoltarea progresivă a emfizem pulmonar. De asemenea, este important să se răspândească procesul inflamator de la bronhii mici la bronhioles și alveole respiratorii.

Obstrucția locală a bronhiilor mici conduce la supraîncărcarea suprafețelor mici ale țesutului pulmonar și la formarea cavităților cu pereți subțiri - bulule, localizate subpleural. Cu bulule multiple, țesutul pulmonar este comprimat, exacerbând în continuare tulburările secundare obstructive ale schimbului de gaze. Ruptura bullei duce la pneumotorax spontan.

Cu emfizemul secundar difuz, există o reducere a rețelei capilare a plămânilor, se dezvoltă hipertensiunea pulmonară precapilară. La randul sau, hipertensiunea pulmonara contribuie la fibroza functionarii arterelor mici.