Punca dan patogenesis emfisema pulmonari

Pada tahun 1965, Eriksson menerangkan kekurangan a1-antitrypsin. Pada masa yang sama, hipotesis dibuat tentang kewujudan hubungan antara perkembangan emfisema dan kekurangan a1-antitrypsin. Dalam eksperimen ke atas haiwan, model emfisema pulmonari telah dihasilkan semula dengan memperkenalkan ekstrak enzim proteolitik daripada tumbuhan ke dalam paru-paru.

Emfisema pulmonari meresap primer

Kekurangan alpha1-antitrypsin genetik

A1-antitrypsin adalah perencat utama protease serin, yang termasuk trypsin, chymotrypsin, elastase neutrofil, kallikrein tisu, faktor X dan plasminogen. Gen untuk a1-antitrypsin terletak pada lengan panjang kromosom 14 dan dipanggil gen PI (proteinase inhibitor). Gen PI dinyatakan dalam dua jenis sel - makrofaj dan hepatosit.

Kepekatan tertinggi alpha1-antitrypsin didapati dalam serum darah dan kira-kira 10% daripada paras serum ditentukan pada permukaan sel epitelium saluran pernafasan.

Pada masa ini, 75 alel gen PI diketahui. Mereka dibahagikan kepada 4 kumpulan:

• normal - dengan tahap fisiologi kepekatan a1-antitrypsin dalam serum darah;
• kekurangan - tahap kepekatan perencat trypsin berkurangan kepada 65% daripada norma;
• "sifar" -a1-antitrypsin tidak dikesan dalam serum darah;
• Dalam serum, kandungan alpha1-antitrypsin adalah normal, tetapi aktivitinya berhubung dengan elastase berkurangan.

Alel PI juga dibahagikan bergantung kepada mobiliti elektroforesis glikoprotein a1-antitrypsin:

• pilihan "A" - terletak lebih dekat dengan anod;
• "varian" - katod;
• Pilihan "M" adalah yang paling biasa.

Bahagian utama kumpulan gen (lebih 95%) terdiri daripada tiga subtipe alel biasa "M" - M1, M2, M3.

Patologi manusia yang disebabkan oleh gen PI berlaku dalam kekurangan dan alel null. Manifestasi klinikal utama kekurangan a1-antitrypsin ialah emfisema pulmonari dan sirosis hati juvana.

Dalam orang yang sihat, neutrofil dan makrofaj alveolar dalam paru-paru merembeskan enzim proteolitik (terutamanya elastase) dalam kuantiti yang mencukupi untuk membangunkan emfisema, tetapi ini dihalang oleh alpha1-antitrypsin, yang terdapat dalam darah, rembesan bronkial, dan struktur tisu lain.

Dalam kes kekurangan alpha1-antitrypsin yang ditentukan secara genetik, serta kekurangannya yang disebabkan oleh merokok, faktor etiologi yang agresif, dan bahaya pekerjaan, peralihan dalam sistem proteolisis/alpha1-antitrypsin berlaku ke arah proteolisis, yang menyebabkan kerosakan pada dinding alveolar dan perkembangan emfisema pulmonari.

Kesan asap tembakau

Merokok menyebabkan ketidakseimbangan dalam sistem oksidan/antioksidan dengan dominasi oksidan, yang mempunyai kesan merosakkan pada dinding alveolar dan menyumbang kepada perkembangan emfisema pulmonari.

Masih tidak jelas mengapa merokok menyebabkan emfisema hanya dalam 10-15% perokok. Selain kekurangan alpha1-antitrypsin, faktor yang tidak diketahui (kemungkinan genetik) mungkin memainkan peranan dalam menyebabkan perokok terdedah kepada emfisema.

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

Kesan faktor persekitaran yang agresif

"Emfisema pada tahap tertentu adalah penyakit berhawa dingin" (AG Chuchalin, 1998). Faktor agresif persekitaran luaran yang tercemar (pencemar) menyebabkan kerosakan bukan sahaja pada saluran pernafasan, tetapi juga pada dinding alveolar, menyumbang kepada perkembangan emfisema pulmonari. Antara bahan pencemar, sulfur dan nitrogen dioksida adalah yang paling penting; penjana utama mereka ialah loji kuasa haba dan pengangkutan. Di samping itu, asap hitam dan ozon memainkan peranan utama dalam perkembangan emfisema pulmonari. Peningkatan kepekatan ozon dikaitkan dengan penggunaan freon dalam kehidupan seharian (peti sejuk, aerosol isi rumah, minyak wangi, bentuk dos aerosol). Dalam cuaca panas, tindak balas fotokimia nitrogen dioksida (hasil pembakaran bahan api pengangkutan) dengan sinaran ultraviolet berlaku di atmosfera, ozon terbentuk, yang menyebabkan perkembangan keradangan saluran pernafasan atas.

Mekanisme perkembangan emfisema pulmonari di bawah pengaruh pendedahan jangka panjang kepada bahan pencemar atmosfera adalah seperti berikut:

• kesan merosakkan langsung pada membran alveolar;
• pengaktifan aktiviti proteolitik dan oksidatif dalam sistem bronkopulmonari, yang menyebabkan pemusnahan rangka kerja elastik alveoli pulmonari;
• peningkatan pengeluaran mediator tindak balas keradangan - leukotrien dan sitokin yang merosakkan.

Bahaya pekerjaan, kehadiran jangkitan bronkopulmonari yang berterusan atau berulang

Pada orang tua, di mana emfisema pulmonari dikesan terutamanya, pengaruh serentak beberapa faktor etiologi selama bertahun-tahun kehidupan biasanya mempunyai kesan. Dalam sesetengah kes, regangan mekanikal paru-paru memainkan peranan tertentu (dalam pemuzik band tembaga, peniup kaca).

Patogenesis

Mekanisme umum utama perkembangan emfisema pulmonari ialah:

• gangguan nisbah normal protease/alpha1-antitrypsin dan oksidan/antioksidan terhadap dominasi enzim proteolitik dan oksidan yang merosakkan dinding alveolar;
• gangguan sintesis dan fungsi surfaktan;
• disfungsi fibroblast (mengikut hipotesis Times et al., 1997).

Fibroblas memainkan peranan penting dalam proses pembaikan tisu paru-paru. Adalah diketahui bahawa penstrukturan dan penstrukturan semula tisu paru-paru dilakukan oleh interstitium dan dua komponen utamanya - fibroblas dan matriks ekstraselular. Matriks ekstraselular disintesis oleh fibroblas, ia menghubungkan bronkus, saluran, saraf, alveoli ke dalam satu blok berfungsi. Dengan cara ini, tisu paru-paru tersusun. Fibroblas berinteraksi dengan sel sistem imun dan matriks ekstraselular dengan mensintesis sitokin.

Komponen utama matriks ekstraselular ialah kolagen dan elastin. Kolagen jenis pertama dan ketiga menstabilkan tisu interstisial, jenis kolagen keempat adalah sebahagian daripada membran bawah tanah. Elastin memberikan sifat elastik tisu paru-paru. Sambungan antara molekul berbeza matriks ekstraselular disediakan oleh proteoglikan. Sambungan struktur antara kolagen dan elastin disediakan oleh proteoglycans decorin dan dermatan sulfate; sambungan antara jenis kolagen dan laminin keempat dalam membran bawah tanah disediakan oleh proteoglikan heparan sulfat.

Proteoglikan mempengaruhi aktiviti fungsional reseptor pada permukaan sel dan mengambil bahagian dalam proses pembaikan tisu paru-paru.

Fasa awal pembaikan tisu paru-paru dikaitkan dengan percambahan fibroblast. Neutrofil kemudian berhijrah ke tapak tisu paru-paru yang rosak, di mana mereka mengambil bahagian secara aktif dalam penyahpolimeran molekul matriks ekstraselular. Proses ini dikawal oleh pelbagai sitokin yang dihasilkan oleh makrofaj alveolar, neutrofil, limfosit, sel epitelium, dan fibroblas. Sitokin terlibat dalam proses reparatif - faktor pertumbuhan platelet, faktor perangsang koloni granulosit/makrofaj. Depot sitokin terbentuk dalam matriks ekstraselular dan mengawal aktiviti proliferatif fibroblas.

Oleh itu, dalam perkembangan emfisema pulmonari, peranan utama dimainkan oleh gangguan fungsi fibroblas dan proses pembaikan yang mencukupi tisu paru-paru yang rosak.

Akibat patofisiologi utama emfisema adalah:

• keruntuhan bronkus bukan cartilaginous kecil semasa menghembus nafas dan perkembangan gangguan pengudaraan pulmonari obstruktif;
• pengurangan progresif dalam permukaan berfungsi paru-paru, yang membawa kepada pengurangan membran alveolar-kapilari, penurunan mendadak dalam penyebaran oksigen dan perkembangan kegagalan pernafasan;
• pengurangan rangkaian kapilari paru-paru, yang membawa kepada perkembangan hipertensi pulmonari.

Patomorfologi

Emfisema paru-paru dicirikan oleh pengembangan alveoli, saluran pernafasan, peningkatan umum dalam kelegaan tisu paru-paru, degenerasi gentian elastik dinding alveolar, dan kemerosotan kapilari.

Klasifikasi anatomi emfisema pulmonari adalah berdasarkan tahap penglibatan acinus dalam proses patologi. Varian anatomi berikut dibezakan:

• emfisema asinar proksimal;
• emfisema panacinar;
• emfisema distal;
• emfisema tidak teratur.

Bentuk acinar proksimal dicirikan oleh fakta bahawa bronkiol pernafasan, yang merupakan bahagian proksimal acinus, membesar dan rosak secara tidak normal. Terdapat dua bentuk emfisema asinar proksimal: sentrilobular dan emfisema dalam pneumoconiosis pelombong. Dalam bentuk sentrilobular emfisema acinar proksimal, bronkiol pernafasan berubah proksimal kepada acinus. Ini mewujudkan kesan lokasi pusat dalam lobul paru-paru. Tisu paru-paru distal tidak berubah.

Pneumokoniosis penambang dicirikan oleh gabungan fibrosis pulmonari interstisial dan kawasan tumpuan emfisema.

Panacinar (meresap, umum, alveolar) emfisema dicirikan oleh penglibatan keseluruhan acinus dalam proses.

Emfisema acinar distal dicirikan oleh penglibatan kebanyakan saluran alveolar dalam proses patologi.

Bentuk emfisema yang tidak teratur dicirikan oleh pelbagai pembesaran acini dan pemusnahannya dan digabungkan dengan proses cicatricial yang ketara dalam tisu paru-paru. Ini menyebabkan sifat emfisema yang tidak teratur.

Bentuk khas emfisema ialah bulosa. Bulla ialah kawasan emfisematous paru-paru dengan diameter lebih daripada 1 cm.

Emfisema primer pada tahap tertentu termasuk emfisema involusi (nyanyuk) paru-paru. Ia dicirikan oleh pengembangan alveoli dan saluran pernafasan tanpa pengurangan sistem vaskular paru-paru. Perubahan ini dianggap sebagai manifestasi involusi, penuaan.

Dengan emfisema pulmonari involusi, tiada gangguan yang ketara dalam patensi bronkial; hipoksemia dan hiperkapnia tidak berkembang.

Emfisema pulmonari sekunder

Emfisema pulmonari sekunder mungkin fokus atau meresap. Bentuk emfisema fokus berikut dibezakan: periscar (perifocal), infantile (lobar), paraseptal (perantaraan) dan emfisema unilateral paru-paru atau lobus.

Emfisema perikardial paru-paru - berlaku di sekitar fokus radang paru-paru sebelumnya, batuk kering, sarcoidosis. Bronkitis serantau memainkan peranan utama dalam perkembangan emfisema fokus paru-paru. Emfisema perikardial paru-paru biasanya disetempat di kawasan puncak paru-paru.

Emfisema lobar infantil ialah perubahan emfisema pada satu lobus paru-paru pada kanak-kanak kecil, biasanya disebabkan oleh atelektasis di lobus lain. Lobus atas paru-paru kiri dan lobus tengah paru-paru kanan paling kerap terjejas. Emfisema lobar infantil menunjukkan dirinya sebagai sesak nafas yang teruk.

Sindrom McLeod (emfisema unilateral) - biasanya berkembang selepas bronchiolitis unilateral atau bronkitis yang dialami pada zaman kanak-kanak.

Emfisema paraseptal ialah tumpuan tisu paru-paru yang diubah secara emfimat bersebelahan dengan septum atau pleura tisu penghubung yang padat. Ia biasanya berkembang akibat bronkitis fokal atau bronchiolitis. Secara klinikal, ia ditunjukkan oleh pembentukan bula dan pneumothorax spontan.

Yang lebih penting ialah emfisema pulmonari meresap sekunder. Penyebab utama perkembangannya ialah bronkitis kronik.

Adalah diketahui bahawa penyempitan bronkus kecil dan peningkatan rintangan bronkial berlaku semasa penyedutan dan pernafasan. Di samping itu, semasa menghembus nafas, tekanan intrathoracic positif mewujudkan pemampatan tambahan bronkus yang sudah tidak dapat dilalui dan menyebabkan kelewatan udara yang diilhamkan dalam alveoli dan peningkatan tekanan di dalamnya, yang, secara semula jadi, membawa kepada perkembangan emfisema pulmonari secara beransur-ansur. Penyebaran proses keradangan dari bronkus kecil ke bronkiol pernafasan dan alveoli juga penting.

Halangan tempatan bronkus kecil membawa kepada overstretching kawasan kecil tisu paru-paru dan pembentukan rongga berdinding nipis - bula, terletak subpleurally. Dengan pelbagai bula, tisu paru-paru dimampatkan, yang memburukkan lagi gangguan pertukaran gas obstruktif sekunder. Pecah bula membawa kepada pneumothorax spontan.

Dalam emfisema meresap sekunder, rangkaian kapilari paru-paru berkurangan, dan hipertensi pulmonari precapillary berkembang. Sebaliknya, hipertensi pulmonari menggalakkan fibrosis arteri kecil yang berfungsi.