Årsaker og patogenese av emfysem

I 1965 beskrev Eriksson mangelen på a1-antitrypsin. Samtidig ble det antydet at det er sammenheng mellom utviklingen av emfysem og underskuddet av a1-antitrypsin. I et dyreforsøk ble en modell av lungemfysem gjengitt ved å introdusere ekstrakter av proteolytiske enzymer fra planter inn i lungene.

Primær diffus emfysem

Genetisk bestemt mangel på α1-antitrypsin

A1-antitrypsin er den viktigste inhibitoren av serinproteaser, som inkluderer trypsin, chymotrypsin, nøytrofil elastase, vev kallikrein, faktor X- og plasminogen. A1-antitrypsin-genet er plassert på den lange armen av kromosom 14 og kalles proteinaseinhibitoren (PI) -genet. PI-genet uttrykkes i to typer celler - makrofager og hepatocytter.

Den høyeste konsentrasjonen av a1-antitrypsin er funnet i serum og ca. 10% av serumnivået bestemmes på overflaten av epitelceller i luftveiene.

For tiden er det 75 alleler av PI-genet. De er delt inn i 4 grupper:

• normal - med et fysiologisk nivå av konsentrasjon i serum av blod a1-antitrypsin;
• mangelfullt - konsentrasjonsnivået av trypsininhibitoren er redusert til 65% av normen;
• "Zero" -a1-antitrypsin i serum er ikke bestemt;
• i serum er innholdet av a-antitrypsin normalt, men dets aktivitet mot elastase er redusert.

PI alleler er også delt inn, avhengig av elektroforetisk mobilitet av a1-antitrypsin glykoprotein:

• alternativet "A" - ligger nærmere anoden;
• alternativ "- katode;
• alternativet "M" - den hyppigste.

Hovedparten av genpoolen (over 95%) består av tre undertyper av den normale allelen "M" - M1, M2, MZ.

Patologien til en person på grunn av PI-genet forekommer i knappe og null-alleler. De viktigste kliniske manifestasjonene av a1-antitrypsinmangel er emfysem og juvenil cirrose i leveren.

I et sunt menneske neutrofiler og alveolære makrofager i lungene utskiller proteolytiske enzymer (primært elastase) i en tilstrekkelig mengde for utvikling av emfysem, men det hindrer alfa-1-antitrypsin, som er tilgjengelig i blodet, bronchial sekreter og andre vevstrukturer.

I genetisk bestemt mangel på alpha1-antitrypsin, og den mangel på den forårsaket av røyking, aggressive etiologiske faktorer, fare er, oppstår det skift systemet proteolyse / alfa-1-antitrypsin proteolyse i den retning som forårsaker skade på de alveolære vegger og utvikling av emfysem.

Effekter av tobakkrøyk

Røyking regnes som en av de mest aggressive faktorene i utviklingen av kronisk obstruktiv lungesykdom generelt og spesielt emfysem. Utviklingen av emfysem hos røykere skyldes det faktum at tobakkrøyk fører til overføring av nøytrofiler til den terminale delen av luftveiene. Neutrofiler produserer store mengder proteolytiske enzymer elastase og katepsin, som har en destruktive effekt på elasticiteten av alveolene.

I tillegg akkumulerer kronisk røyking i alveolære makrofager banen av tobakkrøyk, og dannelsen av alfa-1 antitrypsin i dem reduseres kraftig.

Røyking medfører også ubalanse i oksidasjons- / antioxidantsystemet med en overvekt av oksidanter, som har en skadelig effekt på de alveolære vegger og fremmer utviklingen av emfysem.

Det er fortsatt ikke klart hvorfor røyking forårsaker utvikling av emfysem bare hos 10-15% av røykere. I tillegg til mangel på alfa1-antitrypsin spiller noen ukjente faktorer (muligens genetiske) som predisponerer røyking for å utvikle emfysem, sannsynligvis en rolle.

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

Virkningen av aggressive miljøfaktorer

"Emphysema til en viss grad er en sykdom miljømessig betinget" (AG Chuchalin, 1998). Aggressive faktorer forurenset miljø (forurensninger) forårsaker skade ikke bare på luftveiene, men også alveolære vegger, som bidrar til utviklingen av emfysem. Blant forurensningene er svoveldioksid og nitrogenoksid av største betydning, deres hovedgeneratorer er termostasjoner og transport. I tillegg spiller svart røyk og ozon en viktig rolle i utviklingen av emfysem. Forhøyede ozonkonsentrasjoner er forbundet med bruk av freon i deres daglige liv (kjøleskap, husholdnings aerosoler, parfymer, aerosoldoseringsformer). I varmt vær skjer den fotokjemiske reaksjonen av nitrogendioxyd (forbrenningsproduktet av transportbrensel) med ultrafiolett i atmosfæren, ozon dannes, noe som fører til utvikling av betennelse i øvre luftveier.

Mekanismen for utvikling av emfysem på grunn av langvarig eksponering for luftforurensende stoffer er som følger:

• direkte skadelig effekt på de alveolære membranene;
• aktivering av proteolytisk og oksidativ aktivitet i bronkopulmonært system, som forårsaker ødeleggelse av det elastiske rammeverket av lungealveoliene;
• økt produksjon av mediatorer av inflammatoriske reaksjoner - leukotriener og skadelige cytokiner.

Arbeidsfarer, tilstedeværelse av vedvarende eller gjentatt bronkopulmonal infeksjon

Hos eldre mennesker, hvis emfysem oppdages spesielt ofte, påvirkes samtidig effekten av flere etiologiske faktorer i mange år av livet. I noen tilfeller spilles en viss rolle av mekanisk strekking av lungene (i musikere av messingbånd, glassblåsere).

Patogenesen

De viktigste felles mekanismer for utvikling av emfysem er:

• brudd på det normale forholdet mellom protease / alfa1-antitrypsin og oksidanter / antioksidanter til overvekt av veggskadelige alveoler av proteolytiske enzymer og oksidanter;
• forstyrrelse av syntese og funksjon av overflateaktivt middel;
• dysfunksjon av fibroblaster (ifølge hypotesen til Times et al., 1997).

Fibroblaster spiller en viktig rolle i prosessen med reparasjon av lungevev. Det er kjent at strukturering og restrukturering av lungvev skyldes interstitial og dets to hovedkomponenter - fibroblaster og ekstracellulær matrise. Den ekstracellulære matriksen syntetiseres av fibroblaster, den binder bronkiene, karene, nervene og alveolene til en enkelt funksjonsblokk. Lungevevvet er således strukturert. Fibroblaster interagerer med celler i immunsystemet og ekstracellulær matrise gjennom syntese av cytokiner.

Hovedkomponentene i den ekstracellulære matriksen er kollagen og elastin. Den første og tredje typen kollagen stabiliserer interstitial vev, den fjerde typen kollagen er en del av basalmembranen. Elastin gir elastiske egenskaper av lungvev. Forholdet mellom de forskjellige molekylene i den ekstracellulære matriksen er gitt av proteoglykaner. Det strukturelle forholdet mellom kollagen og elastin er tilveiebragt av proteoglycaner med decorin og dermatan sulfat; Forholdet mellom den fjerde typen kollagen og laminin i basalmembranen bæres av proteoglykan-heparansulfat.

Proteoglykaner påvirker den funksjonelle aktiviteten til reseptorene på celleoverflaten og er involvert i reparasjon av lungevev.

Den tidlige fasen for reparasjon av lungevev er forbundet med proliferasjonen av fibroblaster. Deretter migrerer nøytrofiler til det skadede lungesykeområdet, hvor de tar en aktiv rolle i depolymeriseringen av ekstracellulære matriksmolekyler. Disse prosessene reguleres av forskjellige cytokiner produsert av alveolære makrofager, nøytrofiler, lymfocytter, epitelceller, fibroblaster. Den reparative prosessen innebærer cytokiner - blodplatevekstfaktorer, kolonistimulerende faktor for granulocytter / makrofager. Cytokin depotet dannes i den ekstracellulære matriksen og regulerer den proliferative aktiviteten til fibroblaster.

Dermed i utviklingen av emfysem, spilles en stor rolle av dysfunksjon av fibroblaster og tilstrekkelige reparasjonsprosesser av skadet lungvev.

De viktigste patofysiologiske konsekvensene av emfysem er:

• kollapse sammen med små, frittløpende bronkialrør ved utånding og utvikling av brudd på lungeventilasjon av obstruktiv type;
• en progressiv reduksjon i lungens funksjonelle overflate, noe som fører til reduksjon av alveolære kapillære membraner, en kraftig reduksjon i oksygendiffusjon og utvikling av respiratorisk svikt;
• Reduksjon av kapillærnettet i lungene, noe som fører til utvikling av pulmonal hypertensjon.

Pathomorphology

Emphysema av lungene er preget av utvidelse av alveolene, luftveiene, en generell økning i luften av lungevevvet, degenerering av elastiske fibre i alveolarveggene og ødeleggelse av kapillærene.

Den anatomiske klassifiseringen av emfysem er basert på graden av involvering av acinus i den patologiske prosessen. Følgende anatomiske varianter utmerker seg:

• proksimal akinar emfysem;
• panacinar emfysem;
• distal emfysem;
• uregelmessig emfysem.

Den proksimale acinarformen er karakterisert ved at respiratorisk bronkiola, som er den proximale delen av acinus, blir unormalt forstørret og skadet. To former for proksimal akinar emfysem er kjent: sentrolobular og emfysem i pneumokoniose av gruvearbeidere. I den sentrilobulære formen av proksimal akinaremfysem endres respiratoriske bronkioler proximalt til acinus. Dette skaper effekten av en sentral plassering i lungens lap. Det fjerntliggende lungevevvet endres ikke.

Pneumokoniose av gruvearbeidere er preget av en kombinasjon av interstitial lungefibrose og fokaliteter av emfysem.

Panacinar (diffus, generalisert, alveolær) emfysem er preget av involvering av hele acinus i prosessen.

Distal acinar emphysema er preget av involvering i den patologiske prosessen med overveiende alveolære kurser.

Den uregelmessige (uregelmessige) formen av emfysem er preget av en rekke økninger i acini og deres ødeleggelse og kombineres med en utpreget cicatricial prosess i lungevevvet. Dette forårsaker emfysemets uregelmessige karakter.

En spesiell form for emfysem er bullous. Bulla er emfysem i lungen med en diameter på mer enn 1 cm.

I en viss grad kan ufrivillig (senil) emfysem i lungene refereres til primær emfysem. Det er preget av utvidelse av alveolene og luftveiene uten reduksjon av lungens vaskulære system. Disse endringene anses som en manifestasjon av involasjon, aldring.

Med involutt emfysem er det ingen signifikante brudd på bronkial permeabilitet, hypoxemi og hyperkapnia utvikler seg ikke.

Sekundær emfysem i lungene

Sekundær emfysem kan være fokal eller diffus. Følgende former for fokal emfysem utmerker seg: nær-skarlet (perifokalt), spedbarn (lobar), paraseptal (interstitial) og unilateralt emfysem i lungen eller kløften.

Lungeremfysem i sirkelbunnen - forekommer rundt fokus på lungebetennelse, tuberkulose og sarkoidose. Hovedrollen i utviklingen av fokal emfysem i lungene spilles av regional bronkitt. Lungeremfysem i sverdet er vanligvis lokalisert i lungens toppunkt.

Infantil fraksjonal emfysem er en emfysemforandring i en lungelunge hos små barn, vanligvis på grunn av atelektase i andre lober. Ofte påvirker den øvre lobe på venstre lunge og midtloben til høyre. Infantiøs lobar emfysem manifesterer sig som uttalt dyspnø.

MacLeod syndrom (ensidig emfysem) - utvikler vanligvis etter barndom som lider av ensidig bronkiolit eller bronkitt.

Paraseptal emfysem er fokuset på emfysem-modifisert lungvev ved siden av et tett bindevevsseptum eller pleura. Utvikler vanligvis som følge av bronkitt eller bronkiolit. Klinisk manifestert av dannelsen av bullae og spontan pneumothorax.

Betydig viktigere er sekundær diffus emfysem i lungene. Hovedårsaken til utviklingen er kronisk bronkitt.

Det er kjent at innsnevring av små bronkier og økning i bronkial motstand oppstår både under inspirasjon og under utånding. I tillegg, under utånding positiv intratoraksialt trykk skaper ytterligere komprimering og uten dårlig farbar bronkier og forårsaker en forsinkelse i innåndingsluften og alveolar trykkøkning i denne, noe som naturligvis fører til en gradvis utvikling av lunge-emfysem. Det er også viktig å spre den inflammatoriske prosessen fra små bronkier til luftveiene bronkchioler og alveoler.

Lokal obstruksjon av små bronkier fører til overstretching av små områder av lungvev og dannelse av tynnveggede hulrom - bullae, lokalisert subpleurally. Med flere bullae komprimeres lungevev, noe som ytterligere forverrer sekundære obstruksjonsforstyrrelser av gassutveksling. Rupturen av bulla fører til spontan pneumothorax.

Med sekundær diffus emfysem, det er en reduksjon i lungens kapillærnettverk, utvikler prekapillær pulmonal hypertensjon. I sin tur bidrar lungehypertensjon til fibrose av fungerende små arterier.