Mga sanhi at pathogenesis ng pulmonary emphysema

Noong 1965, inilarawan ni Eriksson ang kakulangan ng 1-antitrypsin. Kasabay nito, ang isang hypothesis ay ginawa tungkol sa pagkakaroon ng isang koneksyon sa pagitan ng pag-unlad ng emphysema at kakulangan ng a1-antitrypsin. Sa isang eksperimento sa mga hayop, isang modelo ng pulmonary emphysema ang ginawa sa pamamagitan ng pagpasok ng mga extract ng proteolytic enzymes mula sa mga halaman papunta sa mga baga.

Pangunahing diffuse pulmonary emphysema

Kakulangan ng genetic alpha1-antitrypsin

Ang A1-antitrypsin ay ang pangunahing inhibitor ng serine protease, na kinabibilangan ng trypsin, chymotrypsin, neutrophil elastase, tissue kallikrein, factor X at plasminogen. Ang gene para sa a1-antitrypsin ay matatagpuan sa mahabang braso ng chromosome 14 at tinatawag na PI (proteinase inhibitor) gene. Ang PI gene ay ipinahayag sa dalawang uri ng mga selula - macrophage at hepatocytes.

Ang pinakamataas na konsentrasyon ng alpha1-antitrypsin ay matatagpuan sa serum ng dugo at humigit-kumulang 10% ng antas ng serum ay tinutukoy sa ibabaw ng mga epithelial cells ng respiratory tract.

Sa kasalukuyan, 75 alleles ng PI gene ang kilala. Nahahati sila sa 4 na grupo:

• normal - na may isang physiological na antas ng konsentrasyon ng a1-antitrypsin sa serum ng dugo;
• kulang - ang antas ng konsentrasyon ng trypsin inhibitor ay bumababa sa 65% ng pamantayan;
• "zero" -a1-antitrypsin ay hindi nakita sa serum ng dugo;
• Sa serum, ang nilalaman ng alpha1-antitrypsin ay normal, ngunit ang aktibidad nito na may kaugnayan sa elastase ay nabawasan.

Ang mga alleles ng PI ay nahahati din depende sa electrophoretic mobility ng glycoprotein a1-antitrypsin:

• opsyon na "A" - matatagpuan mas malapit sa anode;
• "variant" - katod;
• Ang opsyon na "M" ay ang pinakakaraniwan.

Ang pangunahing bahagi ng gene pool (mahigit sa 95%) ay binubuo ng tatlong subtype ng normal na allele na "M" - M1, M2, M3.

Ang patolohiya ng tao na dulot ng PI gene ay nangyayari sa kakulangan at null alleles. Ang pangunahing klinikal na pagpapakita ng kakulangan ng a1-antitrypsin ay pulmonary emphysema at juvenile liver cirrhosis.

Sa isang malusog na tao, ang mga neutrophil at alveolar macrophage sa baga ay naglalabas ng mga proteolytic enzymes (pangunahin ang elastase) sa mga dami na sapat upang magkaroon ng emphysema, ngunit ito ay pinipigilan ng alpha1-antitrypsin, na nasa dugo, bronchial secretions, at iba pang mga istraktura ng tissue.

Sa kaso ng genetically determined alpha1-antitrypsin deficiency, pati na rin ang kakulangan nito na dulot ng paninigarilyo, agresibong etiological factor, at occupational hazards, ang pagbabago sa proteolysis/alpha1-antitrypsin system ay nangyayari patungo sa proteolysis, na nagiging sanhi ng pinsala sa mga alveolar wall at pagbuo ng pulmonary emphysema.

Ang mga epekto ng usok ng tabako

Ang paninigarilyo ay nagdudulot ng kawalan ng balanse sa oxidant/antioxidant system na may nangingibabaw na mga oxidant, na may nakakapinsalang epekto sa mga pader ng alveolar at nag-aambag sa pagbuo ng pulmonary emphysema.

Hindi pa rin malinaw kung bakit nagdudulot ng emphysema ang paninigarilyo sa 10-15% lamang ng mga naninigarilyo. Bilang karagdagan sa kakulangan sa alpha1-antitrypsin, ang hindi kilalang mga kadahilanan (posibleng genetic) ay malamang na gumaganap ng isang papel sa predisposing mga naninigarilyo sa emphysema.

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

Epekto ng mga agresibong salik sa kapaligiran

"Ang emphysema ay sa isang tiyak na lawak isang sakit na nakakondisyon sa kapaligiran" (AG Chuchalin, 1998). Ang mga agresibong kadahilanan ng maruming panlabas na kapaligiran (mga pollutant) ay nagdudulot ng pinsala hindi lamang sa respiratory tract, kundi pati na rin sa mga pader ng alveolar, na nag-aambag sa pag-unlad ng pulmonary emphysema. Sa mga pollutant, ang sulfur at nitrogen dioxide ang pinakamahalaga; ang kanilang mga pangunahing generator ay mga thermal power plant at transportasyon. Bilang karagdagan, ang itim na usok at ozone ay may malaking papel sa pagbuo ng pulmonary emphysema. Ang pagtaas ng mga konsentrasyon ng ozone ay nauugnay sa paggamit ng freon sa pang-araw-araw na buhay (refrigerator, aerosol ng sambahayan, pabango, mga form ng dosis ng aerosol). Sa mainit na panahon, ang isang photochemical reaksyon ng nitrogen dioxide (isang produkto ng pagkasunog ng transport fuel) na may ultraviolet radiation ay nangyayari sa kapaligiran, nabuo ang ozone, na nagiging sanhi ng pag-unlad ng pamamaga ng upper respiratory tract.

Ang mekanismo ng pag-unlad ng pulmonary emphysema sa ilalim ng impluwensya ng pangmatagalang pagkakalantad sa mga pollutant sa atmospera ay ang mga sumusunod:

• direktang nakakapinsalang epekto sa mga lamad ng alveolar;
• pag-activate ng proteolytic at oxidative na aktibidad sa bronchopulmonary system, na nagiging sanhi ng pagkasira ng nababanat na balangkas ng pulmonary alveoli;
• nadagdagan ang produksyon ng inflammatory reaction mediators - leukotrienes at damaging cytokines.

Mga panganib sa trabaho, pagkakaroon ng paulit-ulit o paulit-ulit na impeksyon sa bronchopulmonary

Sa mga matatandang tao, kung saan ang pulmonary emphysema ay madalas na napansin, ang sabay-sabay na impluwensya ng ilang mga etiological na kadahilanan sa maraming taon ng buhay ay kadalasang may epekto. Sa ilang mga kaso, ang mekanikal na pag-uunat ng mga baga ay gumaganap ng isang tiyak na papel (sa mga musikero ng brass band, glassblower).

Pathogenesis

Ang pangunahing pangkalahatang mekanismo ng pag-unlad ng pulmonary emphysema ay:

• pagkagambala sa normal na ratio ng protease/alpha1-antitrypsin at oxidants/antioxidants patungo sa pamamayani ng proteolytic enzymes at oxidants na pumipinsala sa alveolar wall;
• pagkagambala sa synthesis at pag-andar ng surfactant;
• fibroblast dysfunction (ayon sa hypothesis ng Times et al., 1997).

Ang mga fibroblast ay may mahalagang papel sa proseso ng reparasyon ng tissue sa baga. Ito ay kilala na ang structuring at restructuring ng baga tissue ay isinasagawa ng interstitium at ang dalawang pangunahing bahagi nito - fibroblasts at extracellular matrix. Ang extracellular matrix ay na-synthesize ng fibroblasts, nag-uugnay ito sa bronchi, vessels, nerves, alveoli sa isang solong functional block. Sa ganitong paraan, naayos ang tissue ng baga. Ang mga fibroblast ay nakikipag-ugnayan sa mga selula ng immune system at extracellular matrix sa pamamagitan ng pag-synthesize ng mga cytokine.

Ang mga pangunahing bahagi ng extracellular matrix ay collagen at elastin. Ang una at ikatlong uri ng collagen ay nagpapatatag sa interstitial tissue, ang ikaapat na uri ng collagen ay bahagi ng basement membrane. Nagbibigay ang elastin ng nababanat na mga katangian ng tissue ng baga. Ang koneksyon sa pagitan ng iba't ibang mga molekula ng extracellular matrix ay ibinibigay ng mga proteoglycans. Ang istrukturang koneksyon sa pagitan ng collagen at elastin ay ibinibigay ng proteoglycans decorin at dermatan sulfate; ang koneksyon sa pagitan ng ikaapat na uri ng collagen at laminin sa basement membrane ay ibinibigay ng proteoglycan heparan sulfate.

Ang mga proteoglycan ay nakakaimpluwensya sa functional na aktibidad ng mga receptor sa ibabaw ng cell at nakikilahok sa mga proseso ng reparasyon ng tissue ng baga.

Ang maagang yugto ng reparasyon ng tissue sa baga ay nauugnay sa paglaganap ng fibroblast. Pagkatapos ay lumipat ang mga neutrophil sa nasirang site ng tissue ng baga, kung saan sila ay aktibong lumahok sa depolymerization ng mga molekula ng extracellular matrix. Ang mga prosesong ito ay kinokontrol ng iba't ibang mga cytokine na ginawa ng alveolar macrophage, neutrophils, lymphocytes, epithelial cells, at fibroblasts. Ang mga cytokine ay kasangkot sa proseso ng reparative - platelet growth factor, granulocyte/macrophage colony-stimulating factor. Ang isang cytokine depot ay nabuo sa extracellular matrix at kinokontrol ang proliferative activity ng fibroblasts.

Kaya, sa pag-unlad ng pulmonary emphysema, isang pangunahing papel ang ginagampanan ng pagkagambala ng fibroblast function at sapat na mga proseso ng reparasyon ng napinsalang tissue ng baga.

Ang pangunahing pathophysiological na kahihinatnan ng emphysema ay:

• pagbagsak ng maliit na non-cartilaginous bronchi sa panahon ng pagbuga at pag-unlad ng mga nakahahadlang na sakit sa bentilasyon ng baga;
• progresibong pagbawas sa gumaganang ibabaw ng mga baga, na humahantong sa isang pagbawas sa alveolar-capillary membranes, isang matalim na pagbaba sa pagsasabog ng oxygen at pag-unlad ng respiratory failure;
• pagbawas ng capillary network ng mga baga, na humahantong sa pag-unlad ng pulmonary hypertension.

Pathomorphology

Ang emphysema ng mga baga ay nailalarawan sa pamamagitan ng pagpapalawak ng alveoli, respiratory tract, isang pangkalahatang pagtaas sa airiness ng tissue ng baga, pagkabulok ng nababanat na mga hibla ng mga pader ng alveolar, at pagkawasak ng mga capillary.

Ang anatomical na pag-uuri ng pulmonary emphysema ay batay sa antas ng paglahok ng acinus sa proseso ng pathological. Ang mga sumusunod na anatomical na variant ay nakikilala:

• proximal acinar emphysema;
• panacinar emphysema;
• distal emphysema;
• hindi regular na emphysema.

Ang proximal acinar form ay nailalarawan sa pamamagitan ng katotohanan na ang respiratory bronchiole, na siyang proximal na bahagi ng acinus, ay abnormal na pinalaki at nasira. Mayroong dalawang anyo ng proximal acinar emphysema: centrilobular at emphysema sa miners' pneumoconiosis. Sa centrilobular form ng proximal acinar emphysema, nagbabago ang respiratory bronchiole proximal sa acinus. Lumilikha ito ng epekto ng isang sentral na lokasyon sa lobule ng baga. Ang distal na tissue ng baga ay hindi nagbabago.

Ang pneumoconiosis ng mga minero ay nailalarawan sa pamamagitan ng kumbinasyon ng interstitial pulmonary fibrosis at mga focal area ng emphysema.

Ang Panacinar (nakakalat, pangkalahatan, alveolar) emphysema ay nailalarawan sa pamamagitan ng paglahok ng buong acinus sa proseso.

Ang distal acinar emphysema ay nailalarawan sa pamamagitan ng paglahok ng nakararami na mga alveolar duct sa proseso ng pathological.

Ang hindi regular na anyo ng emphysema ay nailalarawan sa pamamagitan ng iba't ibang pagpapalaki ng acini at ang kanilang pagkasira at sinamahan ng isang binibigkas na proseso ng cicatricial sa tissue ng baga. Nagdudulot ito ng hindi regular na katangian ng emphysema.

Ang isang espesyal na anyo ng emphysema ay bullous. Ang bulla ay isang emphysematous area ng baga na may diameter na higit sa 1 cm.

Ang pangunahing emphysema sa isang tiyak na lawak ay kinabibilangan ng involutional (senile) emphysema ng mga baga. Ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng pagpapalawak ng alveoli at respiratory tract nang walang pagbawas sa vascular system ng mga baga. Ang mga pagbabagong ito ay itinuturing na isang pagpapakita ng involution, pagtanda.

Sa involutional pulmonary emphysema, walang makabuluhang disturbances sa bronchial patency; Ang hypoxemia at hypercapnia ay hindi nabubuo.

Pangalawang pulmonary emphysema

Ang pangalawang pulmonary emphysema ay maaaring focal o diffuse. Ang mga sumusunod na anyo ng focal emphysema ay nakikilala: periscar (perifocal), infantile (lobar), paraseptal (intermediate) at unilateral emphysema ng baga o lobe.

Pericardial emphysema ng mga baga - nangyayari sa paligid ng foci ng nakaraang pneumonia, tuberculosis, sarcoidosis. Ang regional bronchitis ay gumaganap ng pangunahing papel sa pagbuo ng focal emphysema ng mga baga. Ang pericardial emphysema ng mga baga ay karaniwang naisalokal sa lugar ng tuktok ng mga baga.

Ang infantile lobar emphysema ay isang emphysematous na pagbabago sa isang lobe ng baga sa mga maliliit na bata, kadalasan dahil sa atelectasis sa ibang lobe. Ang itaas na lobe ng kaliwang baga at ang gitnang lobe ng kanang baga ay kadalasang apektado. Ang infantile lobar emphysema ay nagpapakita ng sarili bilang matinding dyspnea.

McLeod syndrome (unilateral emphysema) - kadalasang nabubuo pagkatapos ng unilateral na bronchiolitis o brongkitis na dumanas sa pagkabata.

Ang paraseptal emphysema ay isang focus ng emphymatously altered lung tissue na katabi ng isang compacted connective tissue septum o pleura. Karaniwan itong nabubuo bilang resulta ng focal bronchitis o bronchiolitis. Sa klinika, ito ay ipinakita sa pamamagitan ng pagbuo ng bullae at kusang pneumothorax.

Ang higit na kahalagahan ay ang pangalawang diffuse pulmonary emphysema. Ang pangunahing sanhi ng pag-unlad nito ay talamak na brongkitis.

Ito ay kilala na ang pagpapaliit ng maliit na bronchi at ang pagtaas ng bronchial resistance ay nangyayari kapwa sa panahon ng paglanghap at pagbuga. Bilang karagdagan, sa panahon ng pagbuga, ang positibong intrathoracic pressure ay lumilikha ng karagdagang compression ng hindi na madadaanan na bronchi at nagiging sanhi ng pagkaantala ng inspiradong hangin sa alveoli at pagtaas ng presyon sa kanila, na natural na humahantong sa unti-unting pag-unlad ng pulmonary emphysema. Ang pagkalat ng nagpapasiklab na proseso mula sa maliit na bronchi hanggang sa respiratory bronchioles at alveoli ay mahalaga din.

Ang lokal na sagabal ng maliit na bronchi ay humahantong sa overstretching ng maliliit na lugar ng tissue ng baga at pagbuo ng mga manipis na pader na cavity - bullae, na matatagpuan subpleurally. Sa maraming bullae, ang tissue ng baga ay na-compress, na lalong nagpapalubha ng pangalawang obstructive gas exchange disorder. Ang pagkalagot ng isang bulla ay humahantong sa kusang pneumothorax.

Sa pangalawang diffuse emphysema, ang capillary network ng mga baga ay nabawasan, at ang precapillary pulmonary hypertension ay bubuo. Sa turn, ang pulmonary hypertension ay nagtataguyod ng fibrosis ng gumaganang maliliit na arterya.