Cause e patogenesi dell'enfisema

Nel 1965, Eriksson descrisse la carenza di a1-antitripsina. Allo stesso tempo, è stato suggerito che vi sia una connessione tra lo sviluppo di enfisema e il deficit di a1-antitripsina. In un esperimento su animali, un modello di enfisema polmonare è stato riprodotto introducendo estratti di enzimi proteolitici dalle piante nei polmoni.

Enfisema diffuso primario

Carenza geneticamente determinata di α1-antitripsina

A1-antitripsina è il principale inibitore delle proteasi della serina, che comprendono tripsina, chimotripsina, elastasi neutrofila, callicreina tissutale, fattore X- e plasminogeno. Il gene a1-antitripsina si trova sul braccio lungo del cromosoma 14 ed è chiamato gene dell'inibitore della proteinasi (PI). Il gene PI è espresso in due tipi di cellule: macrofagi e epatociti.

La più alta concentrazione di a1-antitripsina si trova nel siero e circa il 10% del livello sierico è determinato sulla superficie delle cellule epiteliali del tratto respiratorio.

Attualmente, ci sono 75 alleli del gene PI. Sono divisi in 4 gruppi:

• normale - con un livello fisiologico di concentrazione in siero di sangue a1-antitripsina;
• carente - il livello di concentrazione dell'inibitore della tripsina è ridotto al 65% della norma;
• "Zero" -a1-antitripsina nel siero non è determinato;
• nel siero, il contenuto di a-antitripsina è normale, ma la sua attività contro l'elastasi è ridotta.

Gli alleli PI sono anche suddivisi in base alla mobilità elettroforetica della glicoproteina α1-antitripsina:

• l'opzione "A" - si trova più vicina all'anodo;
• opzione "- catodo;
• opzione "M" - la più frequente.

La quota principale del pool genetico (oltre il 95%) è costituita da tre sottotipi dell'allele normale "M" - M1, M2, MZ.

La patologia di una persona dovuta al gene PI si verifica in alleli scarsi e zero. Le principali manifestazioni cliniche della carenza di a1-antitripsina sono l'enfisema e la cirrosi giovanile del fegato.

In un sano neutrofili umani e macrofagi alveolari nei polmoni secernono enzimi proteolitici (principalmente elastasi) in una quantità sufficiente per lo sviluppo di enfisema, ma impedisce l'alfa-1-antitripsina, che è disponibile nel sangue, secrezioni bronchiali e altre strutture tissutali.

In carenza geneticamente determinato di alfa1-antitripsina, e la carenza di esso causato dal fumo, fattori eziologici aggressivi, rischio professionale, il sistema di spostamento proteolisi / alfa1-antitripsina proteolisi avviene nella direzione che causa danni alle pareti alveolari e lo sviluppo di enfisema.

Effetti del fumo di tabacco

Il fumo è considerato uno dei fattori più aggressivi nello sviluppo della malattia polmonare ostruttiva cronica in generale e dell'enfisema in particolare. Lo sviluppo di enfisema nei fumatori è dovuto al fatto che il fumo di tabacco provoca la migrazione dei neutrofili nella sezione terminale delle vie respiratorie. I neutrofili producono grandi quantità di enzimi proteolitici elastasi e catepsina, che hanno un effetto distruttivo sulla base elastica degli alveoli.

Inoltre, il fumo cronico nei macrofagi alveolari accumula il tono del fumo di tabacco e la formazione di alfa-1-antitripsina in essi diminuisce drasticamente.

Il fumo provoca anche uno squilibrio nel sistema ossidante / antiossidante con una predominanza di ossidanti, che ha un effetto dannoso sulle pareti alveolari e promuove lo sviluppo di enfisema.

Non è ancora chiaro perché fumare causa lo sviluppo di enfisema solo nel 10-15% dei fumatori. Oltre alla carenza di alfa1-antitripsina, probabilmente alcuni fattori sconosciuti (possibilmente genetici) che predispongono al fumo per sviluppare l'enfisema hanno un ruolo.

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L'impatto di fattori ambientali aggressivi

"L'enfisema in una certa misura è una malattia condizionata dal punto di vista ambientale" (AG Chuchalin, 1998). I fattori inquinanti che inquinano l'ambiente (inquinanti) causano danni non solo alle vie respiratorie, ma anche alle pareti alveolari, contribuendo allo sviluppo dell'enfisema. Tra gli inquinanti, il biossido di zolfo e il biossido di azoto sono della massima importanza, i loro principali generatori sono stazioni termiche e trasporto. Inoltre, il fumo nero e l'ozono svolgono un ruolo importante nello sviluppo dell'enfisema. Elevate concentrazioni di ozono sono associate all'uso del freon nella loro vita quotidiana (frigoriferi, aerosol domestici, profumi, forme di dosaggio dell'aerosol). Nella stagione calda, la reazione fotochimica del biossido di azoto (il prodotto di combustione del combustibile di trasporto) con l'ultravioletto avviene nell'atmosfera, si forma l'ozono, che causa lo sviluppo di infiammazione delle prime vie respiratorie.

Il meccanismo dello sviluppo dell'enfisema dovuto all'esposizione a lungo termine agli inquinanti atmosferici è il seguente:

• diretto effetto dannoso sulle membrane alveolari;
• attivazione dell'attività proteolitica e ossidativa nel sistema broncopolmonare, che provoca la distruzione della struttura elastica degli alveoli polmonari;
• aumento della produzione di mediatori di reazioni infiammatorie - leucotrieni e citochine dannose.

Pericoli professionali, presenza di infezione broncopolmonare persistente o ricorrente

Nelle persone anziane, il cui enfisema viene rilevato soprattutto spesso, viene influenzato l'effetto simultaneo di diversi fattori eziologici durante molti anni di vita. In alcuni casi un certo ruolo è giocato dallo stiramento meccanico dei polmoni (nei musicisti di bande di ottoni, soffiatori di vetro).

Patogenesi

I principali meccanismi comuni per lo sviluppo dell'enfisema sono:

• violazione del rapporto normale di proteasi / alfa1-antitripsina e ossidanti / antiossidanti per la predominanza di alveoli dannosi per il muro di enzimi proteolitici e ossidanti;
• interruzione della sintesi e della funzione del surfattante;
• disfunzione dei fibroblasti (secondo l'ipotesi di Times et al., 1997).

I fibroblasti svolgono un ruolo importante nel processo di riparazione del tessuto polmonare. È noto che la strutturazione e la ristrutturazione del tessuto polmonare sono dovute all'interstiziale e ai suoi due componenti principali: fibroblasti e matrice extracellulare. La matrice extracellulare è sintetizzata dai fibroblasti, lega i bronchi, i vasi, i nervi e gli alveoli in un unico blocco funzionale. Pertanto, il tessuto polmonare è strutturato. I fibroblasti interagiscono con le cellule del sistema immunitario e della matrice extracellulare attraverso la sintesi di citochine.

I componenti principali della matrice extracellulare sono il collagene e l'elastina. Il primo e il terzo tipo di collagene stabilizzano il tessuto interstiziale, il quarto tipo di collagene è parte della membrana basale. L'elastina fornisce proprietà elastiche del tessuto polmonare. La relazione tra le varie molecole della matrice extracellulare è fornita dai proteoglicani. La relazione strutturale tra collagene ed elastina è fornita da proteoglicani con decorina e dermatan solfato; La relazione tra il quarto tipo di collagene e laminina nella membrana basale è trasportata dal proteoglicano eparan solfato.

I proteoglicani influenzano l'attività funzionale dei recettori sulla superficie cellulare e sono coinvolti nella riparazione del tessuto polmonare.

La fase iniziale della riparazione del tessuto polmonare è associata alla proliferazione dei fibroblasti. Quindi i neutrofili migrano verso il sito del tessuto polmonare danneggiato, dove assumono una parte attiva nella depolimerizzazione delle molecole della matrice extracellulare. Questi processi sono regolati da varie citochine prodotte da macrofagi alveolari, neutrofili, linfociti, cellule epiteliali, fibroblasti. Il processo riparativo coinvolge le citochine - fattori di crescita piastrinici, fattore stimolante le colonie di granulociti / macrofagi. Il deposito di citochine si forma nella matrice extracellulare e regola l'attività proliferativa dei fibroblasti.

Pertanto, nello sviluppo dell'enfisema, un ruolo importante è giocato dalla disfunzione dei fibroblasti e da adeguati processi di riparazione del tessuto polmonare danneggiato.

Le principali conseguenze fisiopatologiche dell'enfisema sono:

• collasso (crollo) di piccoli tubi bronchiali a corsa libera su espirazione e sviluppo di violazioni di ventilazione polmonare del tipo che fa dell'ostruzionismo;
• riduzione progressiva della superficie funzionale dei polmoni, che porta alla riduzione delle membrane alveolo-capillare, una forte diminuzione della diffusione dell'ossigeno e lo sviluppo di insufficienza respiratoria;
• Riduzione della rete capillare dei polmoni, che porta allo sviluppo di ipertensione polmonare.

Pathomorphology

Enfisema è caratterizzato dall'espansione degli alveoli, vie respiratorie, un generale aumento leggerezza tessuto polmonare degenerazione delle fibre elastiche in pareti alveolari, capillari zapustevaniem.

La classificazione anatomica dell'enfisema si basa sul grado di coinvolgimento dell'acino nel processo patologico. Si distinguono le seguenti varianti anatomiche:

• enfisema acinoso prossimale;
• enfisema panacinario;
• enfisema distale;
• enfisema irregolare.

La forma acinosa prossimale è caratterizzata dal fatto che la bronchiola respiratoria, che è la parte prossimale dell'acino, è anormalmente ingrandita e danneggiata. Sono note due forme di enfisema acinoso prossimale: centrolobulare ed enfisema nella pneumoconiosi dei minatori. Nella forma centrolobulare dell'enfisema acinoso prossimale, i bronchioli respiratori cambiano prossimalmente all'acino. Questo crea l'effetto di una posizione centrale nel lobo del polmone. Il tessuto polmonare distalmente localizzato non viene modificato.

La pneumoconiosi dei minatori è caratterizzata da una combinazione di fibrosi polmonare interstiziale e siti focali di enfisema.

L'enfisema panacinare (diffuso, generalizzato, alveolare) è caratterizzato dal coinvolgimento dell'intero acinus nel processo.

L'enfisema acinoso distale è caratterizzato dal coinvolgimento nel processo patologico di corsi prevalentemente alveolari.

La forma irregolare (irregolare) dell'enfisema è caratterizzata da una varietà di aumenti negli acini e dalla loro distruzione e si combina con un processo cicatriziale pronunciato nel tessuto polmonare. Ciò causa la natura irregolare dell'enfisema.

Una forma speciale di enfisema è bollosa. Bulla è una regione enfisemica del polmone con un diametro superiore a 1 cm.

In una certa misura, l'enfisema involontario (senile) dei polmoni può essere riferito all'enfisema primario. È caratterizzato dall'espansione degli alveoli e delle vie respiratorie senza riduzione del sistema vascolare dei polmoni. Questi cambiamenti sono considerati una manifestazione di involuzione, invecchiamento.

Con enfisema involuto, non ci sono violazioni significative della permeabilità bronchiale, l'ipossiemia e l'ipercapnia non si sviluppano.

Enfisema secondario dei polmoni

L'enfisema secondario può essere focale o diffuso. Allocare seguenti forme enfisema focale: okolorubtsovaya (perifocale), infantile (quota) paraseptalnaya (interstiziale) ed enfisema unilaterale o lobo polmonare.

Enfisema polmonare circumbar - si verifica intorno ai fuochi della polmonite, della tubercolosi e della sarcoidosi. Il ruolo principale nello sviluppo dell'enfisema focale dei polmoni è giocato dalla bronchite regionale. L'enfisema polmonare circumbar è solitamente localizzato nella regione dell'apice dei polmoni.

L'enfisema frazionario infante è un cambiamento enfisematoso in un lobo del polmone nei bambini piccoli, di solito a causa di atelettasia in altri lobi. Il più delle volte colpisce il lobo superiore del polmone sinistro e il lobo medio di destra. L'enfisema lobare infanteo si manifesta come dispnea pronunciata.

La sindrome di MacLeod (enfisema unilaterale) - di solito si sviluppa dopo un'infanzia che soffre di bronchiolite o bronchite unilaterale.

L'enfisema parassitario è il fulcro del tessuto polmonare modificato da enfisema adiacente a un setto o pleura di tessuto connettivo stretto. Di solito si sviluppa a seguito di bronchite focale o bronchiolite. Clinicamente manifestato dalla formazione di bolle e pneumotorace spontaneo.

Significativamente più importante è l'enfisema diffuso secondario dei polmoni. La causa principale del suo sviluppo è la bronchite cronica.

È noto che il restringimento dei piccoli bronchi e un aumento della resistenza bronchiale si verificano sia durante l'inspirazione che durante l'espirazione. Inoltre, durante l'espirazione pressione intratoracica positiva crea compressione aggiuntivi e senza cattiva bronchi accettabile e provoca un ritardo nella crescita aria inspirata e pressione alveolare in esso, che porta naturalmente al graduale sviluppo di enfisema polmonare. È anche importante diffondere il processo infiammatorio dai piccoli bronchi ai bronchioli respiratori e agli alveoli.

L'ostruzione locale dei piccoli bronchi porta a un eccessivo allungamento delle piccole aree del tessuto polmonare e alla formazione di cavità a parete sottile - le bolle, localizzate a livello subplezionale. Con più bolle, il tessuto polmonare viene compresso, aggravando ulteriormente i disturbi ostruttivi secondari dello scambio gassoso. La rottura della bolla porta allo pneumotorace spontaneo.

Con enfisema diffuso secondario, vi è una riduzione della rete capillare dei polmoni, si sviluppa l'ipertensione polmonare precapillare. A sua volta, l'ipertensione polmonare contribuisce alla fibrosi delle piccole arterie funzionanti.