Årsager og patogenese af emfysem

I 1965 beskrev Eriksson manglen på a1-antitrypsin. Samtidig blev det antydet, at der er en forbindelse mellem udviklingen af emfysem og underskuddet af a1-antitrypsin. I et dyreforsøg blev en model af lungemfysem reproduceret ved at indføre ekstrakter af proteolytiske enzymer fra planter ind i lungerne.

Primær diffus emfysem

Genetisk bestemt mangel på α1-antitrypsin

A1-antitrypsin er den vigtigste inhibitor af serinproteaser, som indbefatter trypsin, chymotrypsin, neutrofil elastase, vævskallikrein, faktor X og plasminogen. A1-antitrypsin-genet er placeret på den lange arm af kromosom 14 og kaldes proteinaseinhibitoren (PI) -genet. PI-genet udtrykkes i to typer celler - makrofager og hepatocytter.

Den højeste koncentration af a1-antitrypsin findes i serum, og ca. 10% af serumniveauet bestemmes på overfladen af respiratoriske epitelceller.

I øjeblikket er der 75 alleler af PI genet. De er opdelt i 4 grupper:

• normal - med et fysiologisk koncentrationsniveau i serum af blod a1-antitrypsin;
• mangelfuldt - koncentrationsniveauet af trypsininhibitoren er reduceret til 65% af normen;
• "Zero" -a1-antitrypsin i serum er ikke bestemt;
• i serum er indholdet af a-antitrypsin normalt, men dets aktivitet mod elastase reduceres.

PI alleler er også opdelt afhængigt af elektroforetisk mobilitet af a1-antitrypsin glycoprotein:

• valgmulighed "A" - ligger tættere på anoden
• mulighed "- katode;
• indstilling "M" - den hyppigste.

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

Patologien af en person på grund af PI genet forekommer i knappe og nul alleler. De vigtigste kliniske manifestationer af a1-antitrypsinmangel er emfysem og juvenil cirrose i leveren.

I et raske humane neutrofiler og alveolære makrofager i lungerne udskiller proteolytiske enzymer (primært elastase) i en tilstrækkelig mængde til udvikling af emfysem, men det forhindrer alfa-1-antitrypsin, som er tilgængelig i blodet, bronkiale sekreter og andre vævsstrukturer.

I genetisk bestemt mangel på alfa1-antitrypsin, og manglen på det forårsaget af rygning, aggressive ætiologiske faktorer, erhvervsmæssig risiko, skiftet systemet proteolyse / alfa1-antitrypsin proteolyse opstår i den retning, som kan forårsage skade på alveolære vægge og udvikling af emfysem.

Virkninger af tobaksrøg

Rygning betragtes som en af de mest aggressive faktorer i udviklingen af kronisk obstruktiv lungesygdom generelt og især emfysem. Udviklingen af emfysem hos rygere skyldes det forhold, at tobaksrøg får migrering af neutrofiler til den terminale del af luftvejene. Neutrophils producerer store mængder proteolytiske enzymer elastase og cathepsin, som har en destruktive effekt på elasticernes base.

Derudover akkumulerer kronisk rygning i alveolære makrofager stigningen af tobaksrøg, og dannelsen af alfa-1 antitrypsin i dem falder kraftigt.

Rygning forårsager også en ubalance i oxidations- / antioxidantsystemet med en overvejelse af oxidanter, som har en skadelig virkning på de alveolære vægge og fremmer udviklingen af emfysem.

Det er stadig ikke klart, hvorfor rygning kun forårsager udvikling af emfysem hos 10-15% af rygere. Foruden mangel på alpha1-antitrypsin spiller nogle ukendte faktorer (muligvis genetiske), der forudsætter rygning for at udvikle emfysem, sandsynligvis en rolle.

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

Virkningen af aggressive miljøfaktorer

"Emphysema til en vis grad er en sygdom miljømæssigt betinget" (AG Chuchalin, 1998). Aggressive faktorer forurenet miljø (forurenende stoffer) forårsager skade ikke kun for luftveje, men også alveolære vægge, der bidrager til udviklingen af emfysem. Blandt forurenende stoffer er svovldioxid og kvælstofdioxid af største betydning, deres hovedgeneratorer er termostationer og transport. Derudover spiller sort røg og ozon en vigtig rolle i udviklingen af emfysem. Forhøjede ozonkoncentrationer er forbundet med brugen af freon i deres daglige liv (køleskabe, husholdnings aerosoler, parfumer, aerosoldoseringsformer). I varmt vejr i atmosfæren sker en fotokemisk reaktion af kvælstofdioxid (forbrændingsproduktet af transportbrændstof) med ultraviolet, ozon dannes, hvilket forårsager udviklingen af betændelse i det øvre luftveje.

Mekanismen for udvikling af emfysem som følge af langvarig eksponering for luftforurenende stoffer er som følger:

• direkte skadelig virkning på de alveolære membraner;
• aktivering af proteolytisk og oxidativ aktivitet i det bronchopulmonale system, hvilket forårsager ødelæggelse af den elastiske ramme af lungealveolierne;
• øget produktion af mediatorer af inflammatoriske reaktioner - leukotriener og skadelige cytokiner.

Arbejdsfarer, tilstedeværelsen af vedvarende eller tilbagevendende bronkopulmonal infektion

Hos ældre mennesker, hvis emfysem opdages specielt ofte, påvirkes den samtidige virkning af flere etiologiske faktorer i mange år af livet. I nogle tilfælde afspilles en bestemt rolle ved mekanisk strækning af lungerne (i musikere af messingbånd, glasblæsere).

Patogenese

De vigtigste fælles mekanismer til udvikling af emfysem er:

• krænkelse af det normale forhold mellem protease / alfa1-antitrypsin og oxidanter / antioxidanter til overvejelsen af vægskadelige alveoler af proteolytiske enzymer og oxidanter;
• forstyrrelse af syntesen og funktionen af overfladeaktivt stof
• dysfunktion af fibroblaster (ifølge hypotesen af Times et al., 1997).

Fibroblaster spiller en vigtig rolle i processen med reparation af lungevæv. Det er kendt, at strukturering og omstrukturering af lungevæv skyldes interstitial og dets to hovedkomponenter - fibroblaster og ekstracellulær matrix. Den ekstracellulære matrix syntetiseres af fibroblaster, den binder bronchi, kar, nerver og alveoler til en enkelt funktionel blok. Således er lungevævet struktureret. Fibroblaster interagerer med celler i immunsystemet og ekstracellulær matrix gennem syntesen af cytokiner.

Hovedkomponenterne i den ekstracellulære matrix er kollagen og elastin. Den første og tredje type af kollagen stabiliserer interstitialvæv, den fjerde type kollagen er en del af basalmembranen. Elastin giver elastiske egenskaber af lungevæv. Forholdet mellem de forskellige molekyler i den ekstracellulære matrix tilvejebringes af proteoglycaner. Det strukturelle forhold mellem collagen og elastin tilvejebringes af proteoglycaner med decorin og dermatan sulfat; Forholdet mellem den fjerde type kollagen og laminin i basalmembranen bæres af proteoglycan-heparansulfat.

Proteoglycaner påvirker den funktionelle aktivitet af receptorer på celleoverfladen og er involveret i reparation af lungevæv.

Den tidlige fase af reparation af lungevæv er forbundet med proliferationen af fibroblaster. Så migrere neutrofiler til det beskadigede lungevævssted, hvor de aktivt deltager i depolymeriseringen af ekstracellulære matrixmolekyler. Disse processer reguleres af forskellige cytokiner produceret af alveolære makrofager, neutrofiler, lymfocytter, epithelceller, fibroblaster. Den reparative proces involverer cytokiner - blodpladevækstfaktorer, kolonistimulerende faktor for granulocytter / makrofager. Cytokin depotet dannes i den ekstracellulære matrix og regulerer den proliferative aktivitet af fibroblaster.

Således i udviklingen af emfysem spiller en stor rolle af dysfunktion af fibroblaster og passende reparationsprocesser af beskadiget lungevæv.

De vigtigste patofysiologiske konsekvenser af emfysem er:

• sammenbrud (små sammenbrud) af små, fritgående bronkiale rør på udånding og udvikling af krænkelse af lungeventilation af obstruktiv type;
• et progressivt fald i lungernes funktionelle overflade, hvilket fører til reduktion af alveolære kapillære membraner, et kraftigt fald i iltdiffusion og udvikling af respirationssvigt;
• Reduktion af lungernes kapillærnetværk, hvilket fører til udvikling af pulmonal hypertension.

Pathomorphology

Emfysem er karakteriseret ved ekspansion af alveolerne, luftveje, en generel stigning luftighed lungevæv degeneration af de elastiske fibre i alveolære vægge, zapustevaniem kapillærer.

Den anatomiske klassifikation af emfysem er baseret på graden af involvering af acinus i den patologiske proces. Følgende anatomiske varianter udmærker sig:

• proksimalt acinar emfysem;
• panacinar emfysem;
• distalt emfysem
• uregelmæssigt emfysem.

Den proximale acinarform er karakteriseret ved, at respiratorisk bronchiola, som er den proximale del af acinus, er unormalt forstørret og beskadiget. To former for proksimal acinar emfysem er kendt: centrolobular og emfysem i pneumokoniose af minearbejdere. I den centrilobulære form af proksimal acinaremfysem ændres respiratoriske bronchioler proximalt til acinus. Dette skaber effekten af en central placering i lungenes lap. Det distalt beliggende lungevæv ændres ikke.

Pneumokoniose af minearbejdere er kendetegnet ved en kombination af interstitiel lungfibrose og fokaliteter af emfysem.

Panacinar (diffus, generaliseret, alveolær) emfysem er karakteriseret ved involvering af hele acinus i processen.

Distalt acinaremfysem er karakteriseret ved involvering i den patologiske proces af overvejende alveolære kurser.

Den uregelmæssige (uregelmæssige) form af emfysem er karakteriseret ved en række stigninger i acini og deres ødelæggelse og kombineres med en udtalt cicatricial proces i lungevæv. Dette forårsager emfysemets uregelmæssige karakter.

En særlig form af emfysem er bullous. Bulla er lungemfysem med en diameter på mere end 1 cm.

I et vist omfang kan ufrivillig (senil) emfysem i lungerne henvises til primær emfysem. Det er kendetegnet ved udvidelsen af alveolerne og luftvejspassagerne uden reduktion af lungens vaskulære system. Disse ændringer betragtes som en manifestation af involution, aldring.

Med involutet emfysem er der ingen signifikante overtrædelser af bronchial permeabilitet, hypoxæmi og hypercapnia udvikler sig ikke.

Sekundære emfysem i lungerne

Sekundært emfysem kan være brændvidde eller diffus. Tildele følgende former fokal emfysem: okolorubtsovaya (perifocal), spædbarn (andel) paraseptalnaya (intramuskulært) og ensidig emfysem eller lungelap.

Circumbar pulmonal emfysem - forekommer omkring foki af lungebetændelse, tuberkulose og sarcoidose. Hovedrollen i udviklingen af lungernes fokal emfysem spilles af regional bronkitis. Lumfungemfysem i omkreds er sædvanligvis lokaliseret i lungens apexområde.

Infantilt fraktionalt emfysem er en emfysemændring i en lunges lung hos små børn, normalt på grund af atelektase i andre lobes. Ofte påvirker den øverste lobe af venstre lunge og midterloben til højre. Infantiøs lobar emfysem manifesterer sig som udtalt dyspnø.

MacLeod syndrom (ensidigt emfysem) - udvikler sig normalt efter barndom, der lider af ensidig bronkiolit eller bronkitis.

Paraseptal emfysem er fokus for emfysem-modificeret lungevæv støder op til et tæt bindevævsseptum eller pleura. Udvikler sædvanligvis som følge af fokal bronkitis eller bronchiolitis. Klinisk manifesteret af dannelsen af bullae og spontan pneumothorax.

Signifikant vigtigere er sekundær diffus emfysem i lungerne. Hovedårsagen til dens udvikling er kronisk bronkitis.

Det er kendt, at indsnævring af små bronchi og en stigning i bronchial resistens forekommer både under inspiration og under udånding. Derudover under udånding positivt intrathoracic tryk skaber yderligere kompression og uden dårlig acceptabel bronkier og forårsager en forsinkelse i indåndingsluften og alveolære trykstigning deri, hvilket naturligvis fører til den gradvise udvikling af lungeemfysem. Det er også vigtigt at sprede den inflammatoriske proces fra de små bronchi til respiratoriske bronchioler og alveoler.

Lokal obstruktion af små bronchi fører til overstretching af små områder af lungevæv og dannelse af tyndvæggede hulrum - bullae, der ligger subpleuralt. Med flere bullae komprimeres lungevæv, hvilket yderligere forværrer sekundære obstruerende forstyrrelser af gasudveksling. Rupturen af bulla fører til spontan pneumothorax.

Med sekundært diffus emfysem er der en reduktion i lungernes kapillærnetværk, der udvikler prækapillær pulmonal hypertension. Til gengæld bidrager lunghypertension til fibrose af fungerende små arterier.