Этиология и патогенез хобл. Хроническая обструктивная болезнь легких

Патологические изменения при ХОБЛ возникают в крупных (хрящевых) и мелких бронхах (бронхиолах), а также в легочной ткани и сосудах. Основой развития ХОБЛ является постоянно прогрессирующее воспаление при действии различных частиц, газов и при курении. Легкие обладают достаточно мощными защитными механизмами и способны к частичному восстановлению поврежденных структур. Эти механизмы зависят от генетических факторов (дефицит а1-антитрипсина) или от экспозиции различных внешних агентов (инфекции, аэрозольные загрязнения внешней среды), что приводит к хронизации воспаления с периодическими частичными периодами восстановления повреждений легочных структур.

Центральные воздухоносные пути

К ним относятся трахея, хрящевые бронхи, мелкие бронхи - бронхиолы от 2 до 4 мм в диаметре.
В этих структурах комплекс воспалительных клеток обнаруживают в толще эпителия, в стенках протоков желез и стенках желез подслизистого слоя. В воспалительных инфильтратах преобладают макрофаги и С08+Т-лимфоциты. Воспаление в центральных воздухоносных путях сопровождается бокаловидноклеточной гиперплазией и плоско клеточной метаплазией с дисплазией, повреждением и нарушением функции и потерей ресничек реснитчатых клеток, что приводит к нарушению мукоцилпарного клиренса.

Появляются участки атрофии и дисплазии разной степени выраженности. Одновременно развиваются гипертрофия и гиперплазия желез подслизистого слоя с дилатацией выводных протоков желез и переполнением их слизью, содержащей большое количество гликопротеидов, что клинически проявляется увеличением количества мокроты. Толщина базальной мембраны, как правило, не изменяется. Наблюдаются гиперплазия и гипертрофия миоцитов мышечной оболочки бронхов на первых этапах развития ХОБЛ, сменяющиеся дистрофией и атрофией при прогрессировании болезни. В собственной пластинке слизистой оболочки и подслизистом слое увеличивается пролиферация фибробластов, объем соединительной ткани, появляются лимфоидные скопления.

Довольно часто происходят дегенерация и кальциноз хрящевых пластинок бронхов. В связи с анатомически малым числом сосудов стенки инфильтрация ПЯЛ всегда минимальная, чаще эти клетки определяются в эпителии и в большем количестве - на поверхности эпителия и в просвете бронхов. Механизмы развития бокаловидноклеточной гиперплазии и гипертрофии желез подслизистого слоя до сих пор неизвестны, однако в экспериментах на животных было показано, что ирританты, в частности сигаретный дым, могут вызывать подобные изменения. Изменения, происходящие в центральных воздухоносных путях, клинически проявляются кашлем и увеличением объема выделяемой мокроты. Описанные вы ше изменения могут происходить только в крупных бронхах сами по себе или в сочетании с поражением периферических дыхательных путей (в мелких бронхах) и в легочной ткани.

Периферические воздухоносные пути

К ним относят бронхиолы диаметром менее 2 мм. Ранние изменения функции внешнего дыхания при ХОБЛ коррелируют со структурными изменениями бронхиол и очень схожи с теми изменениями, которые описываются в центральных воздухоносных путях, особенно выраженными в периоды обострения. Эти патогистологические изменения складываются из экссудативного воспалени в виде пропотеввния жидкости и миграции клеточных элементов из просветов сосудов в стенки бронхиол с развитием пан- или мезобронхиолита. В эпителии увеличивается число бокаловидных клеток, в норме составляющих лишь 1% от всех эпителиальных клеток, могут наблюдаться плоскоклеточная метаплазия эпителия, атрофия или различные варианты дисплазий. В период обострения бронхита обнаруживается отек стенки и гиперсекреция слизи с обструкцией просветов бронхиол. Наиболее важным патогистологическим признаком, наблюдаемым при ХОБЛ, является прогрессирующее сужение просветов бронхиол.

Постоянное воздействие сигаретного дыма и других ирритантов приводит к повторяющимся циклам повреждения и восстановления эпителия и структурных элементов всей стенки бронхиолы. Повреждение возникает в результате непосредственного в опосредованного воздействия токсических частиц и газов на эпителий бронхиол или под влиянием противовоспалительных медиаторов и цитокинов. Хотя механизмы восстановления в стенках бронхиол изучены недостаточно, однако предполагается, что нарушение процессов восстановления приводит к изменениям структуры и функции периферических воздухоносных путей. Значительный приоритет в настоящее время отдается сигаретному дыму, повреждающему систему восстановления и тем самым способствующему структурной перестройке всей ткани легких. Даже при нормальных механизмах восстановления возникает фибробластическая реакция в стенках бронхиол, приводящая к увеличению соединительной ткани в стенках бронхиол: зто способствует стойкому прогрессирующему стенозу мелких бронхов, что находит свое отражение в обструктивном нарушении функции внешнего дыхания.

Периферические дыхательные пути вносят основной вклад в нарушения функции внешнего дыхания, приводя к увеличению бронхиального сопротивления. Обструкция дыхательных путей на этом уровне приводит к расширению респираторных бронхиол, альвеолярных ходов и мешочков, сопровождающемуся «обмелением» альвеол и уменьшением площади альвеолярной поверхности легких. В результате этого нарушается вентиляционно-перфузионное соотношение и наблюдается потеря эластического каркаса межальвеолярных перегородок, что и является причиной развития эмфиземы легких. Фиброз в стенках бронхиол характеризуется скоплением мезенхимальных клеток (фибробластов и миофибробластов) и экстрацеллюлярного соединительнотканного матрикса. Этот процесс регулируется медиаторами эффекторных клеток воспаления, среди которых преобладают мононуклеарные фагоциты. Кроме того, в этом процессе значительная роль принадлежит эпителиальным клеткам.

Хроническая обструктивная болезнь лёгких (ХОБЛ)- это заболевание, вызывающее сокращение потока воздуха в дыхательных путях.

Вначале патология возникает в бронхиальной слизистой оболочке, где происходит нарушение бронхиального секрета.

К этому процессу добавляется инфекция, что, в конце концов, приводит к разрушающим процессам в дыхательной системе. Главной причиной считается курение.

Патогенез ХОБЛ

Патогенез ХОБЛ характеризуется воспалительными реакциями, нарушением баланса протеиназа и антипротеиназа, окислительным стрессом.

Воспалительный процесс хронического типа захватывает большинство зон дыхательной системы. Течение болезни со временем приводит к уничтожению лёгочных тканей и необратимым последствиям. Воспаление остальных факторов обусловлено также внешними и внутренними причинами.

Из-за воспалительного процесса количество клеток, поражающих дыхательные органы, увеличивается. Они вызывают патогенный дисбаланс.

Опасную роль в развитии болезни играет фактор некроза опухоли и интерлейкин , которые уничтожают лёгочную систему и увеличивают нейтрофильное воспаление.

В процессе поражения, болезнь вырабатывает оксиданты, которые разрушают белки, жиры, нуклеиновые кислоты , а также приводят к омертвению клеток.

Этиология и клиника болезни

Механизмы развития ХОБЛ связаны с воздействиями факторов риска. В результате этого воспаляется слизистая оболочка бронхов, повышается гиперсекция мокроты . Это приводит к отёкам и дальнейшему распространению воспаления, и, в конце, к сужению и обструкции бронхов.

Справка. Порядок патогенетических событий состоит из первичных и вторичных механизмов.

Если вовремя не заняться лечением болезни, то она приведёт к воспалению дыхательных путей, иммунодефициту, а, затем, и к разрушению лёгочной системы.

У больного ХОБЛ наблюдаются избыточный бронхиальный секрет, гиперсекция мокроты и увеличение макрофагов, нейтрофилов и СД+8-лимфоцитов.

Факторы риска, причины возникновения

Этиология и патогенез ХОБЛ основывается на устройстве двустороннего воздействия генетических факторов и факторов, связанных с влиянием внешней среды.

Важно! Вопрос об этиологии находится на стадии разработки — по поводу этого всё ещё спорят учёные.

К причинам появления ХОБЛ, которые ни у кого не вызывают сомнений, относят дефицит в организме альфа-антитрипсина , ко внешним факторам специалисты причисляют курение, а также вдыхание вредных веществ , что связано с работой (кадмий, кремний и т.п.).

Учёные сходятся во мнении, что болезнь может быть обусловлена также: родовыми патологиями, в частности, недоношенностью, гиперактивностью бронхов, наследственностью.

К внешним причинам ХОБЛ относят неправильный образ жизни и плохую экологию.

Основным фактором, который вызывает ХОБЛ, считается курение, причем среди курящих процент, болеющих ХОБЛ, самый высокий и составляет около 80% . Одышка у курящих в среднем появляется на 15 лет раньше , чем у людей не ведущих подобный образ жизни.

Второй самой распространённой причиной появления ХОБЛ считается профессиональный фактор , который вызван вдыханием вредных примесей в воздухе — кадмия и кремния.

В этом случае самыми опасными являются горнодобывающие профессии — шахтёры, строители, железнодорожники, металлурги; рабочие, которые заняты переработкой зерна, хлопка и целлюлозы.

ХОБЛ в патологической анатомии

Патологические перемены при ХОБЛ возникают в крупных и мелких бронхах, в лёгочной ткани и сосудах. Источником развития ХОБЛ является постоянно развивающееся воспаление при воздействии курения и отравляющих газов.

В случае поражения лёгкие используют достаточно сильную защитную реакцию. Они способны восстановить поражённые участки. Эти реакции зависят от генетических особенностей или от положения внешних факторов (инфекции, аэрозольные загрязнения внешней среды), что делает болезнь хронической и приводит к воспалению с периодами частичного восстановления повреждений лёгочных органов.

Фото 1. Так выглядит изменение бронхов в патологической анатомии по ходи развития заболевания ХОБЛ.

Вам также будет интересно:

Патологические процессы в патанатомии

ХОБЛ затрагивает центральные и периферические воздухоносные пути.

К центральным воздухоносным путям причисляют трахею, хрящевые бронхи, мелкие бронхи.

В этих органах воспалённые участки находятся среди эпителия и в стенках желёз. Воспаление в итоге приводит к нарушению мукоцилпарного клиренса. Обнаруживаются участки с атрофией, и дисплазией разной степени.

В организме продолжают развиваться различные патологии (гипертрофия и гиперплазия желёз ), это приводит к увеличению количества мокроты. Растёт пролиферация фибробластов, что приводит к появлению лимфоидных скоплений.

Часто возникает дегенерация и кальциноз хрящевых пластинок бронхов . Изменения, которые происходят в центральных воздухоносных путях, внешне проявляются как кашель или большие выделения мокроты.

Внимание! Патологические изменения при ХОБЛ затрагивают только крупные бронхи. В мелких бронхах изменения происходят в сочетании с поражением периферических воздухоносных путей.

К периферическим воздухоносным путям причисляют бронхиолы диаметром менее 2 мм . Ранние изменения функции внешнего дыхания при ХОБЛ похожи на изменения в центральных воздухоносных путях.

Когда бронхит обостряется в организме происходит отёк стенки и гиперсекреция слизи. Наиболее важным признаком ХОБЛ является развивающееся сужение просветов бронхиол.

При постоянном воздействии сигаретного дыма происходят повторяющиеся циклы поражения и восстановления элементов стенки бронхиолы.

Повреждения происходят из-за воздействия токсичных поражающих веществ на эпителий бронхиол. Хотя способы восстановления в стенках бронхиол изучены недостаточно хорошо, считается, что ошибки в ходе восстановления приводят к изменению в структуре периферических воздухоносных путей.

Это происходит в основном из-за сигаретного дыма, который повреждает систему регенерации и влияет на изменение структуры всей лёгочной ткани.

Периферические дыхательные пути оказывают влияние на нарушение функции внешнего дыхания, что приводит к увеличению бронхиального сопротивления. В результате этого развивается эмфизема лёгких. Фиброз в стенках бронхиол регулируется медиаторами эффекторных клеток воспаления.

Справка. К таким относят TNF-a, ET-1, инсулиноподобный фактор роста-1, фибронектин, тромбоцит-высвобождаемый фактор роста-1.

Методы профилактики ХОБЛ

Профилактика ХОБЛ бывает первичной и вторичной.

Для первичной профилактики пациенту нужно:

• Отказаться от сигарет. Он может обратиться к врачу или использовать различные никотинозаменяющие вещества.
• Перестать взаимодействовать с профессиональными загрязнителями. По возможности сменить место работы и место жительства.
• Избегать пассивного курения начиная с детства.
• Вовремя лечить ОРВИ . Обращаться в больницу при симптомах бронхита или пневмонии. Не заниматься самолечением.
• Закаливать организм.
• Соблюдать порядок и чистоту в доме и на работе.
• Выполнять физические упражнения, способствующие улучшению дыхания.

Первичная профилактика поможет предупредить заболевание, но если человек уже подвержен ХОБЛ, то рекомендовано выполнять указания для вторичной профилактики:

• Укреплять иммунитет.
• Узнать природу патологии, факторы риска , вооружиться памяткой.
• Проходить бронхолитическую терапию.
• Проводить вакцинацию и ревакцинацию пневмококковой и гриппозной инфекции . Особенно это рекомендуется пациентам после 65-ти лет.
• Посещать курсы витаминной терапии , лечебной терапии и дыхательной гимнастики.
• Проходить лечение в специальных санаториях.

Вторичная профилактика также предусматривает предоставление больному нормальных условий труда. Это уменьшает частоту и интенсивность рецидивов.

Лечение болезни, купирование симптомов

Так как болезнь постоянно развивается, полного выздоровления невозможно достичь. Из-за этого лечение ХОБЛ постоянное, комплексное и непрерывное .

Большую роль в лечебной терапии играют общие рекомендации:

• Отказ от курения.
• Смена работы на менее вредную для здоровья.
• Плавание.
• Прогулки на свежем воздухе.
• Посещение специальных мероприятий.

Медикаментозное лечение назначают путём подбора терапии, которая характеризуется применением ингаляционных медикаментов, расширяющих дыхательные пути. При лечении ХОБЛ применяются лекарства на основе:

• Тиотропия бромида (Спирива, Тиотропиум-натив ). Важно: противопоказаны детям .
• Формотерола (Форадил, Оксис, Турбухалер, Атимос ).
• Сальметерола (Серевет, Сальметерол ).

Эти препараты выпускаются в форме ингаляторов, растворов для небулайзера и порошков. Назначаются при ХОБЛ средней и тяжелой степени. Из таблеток врачи прописывают лекарства на основе теофиллина — Тэопек, Теотард.

Важно! Применение гормональных препаратов показано при небольшой эффективности проводимой базовой терапии.

Помимо системных глюкокортикостероидов, назначают и ингаляционные:

• Беклазон-ЭКО.

Фото 2. Препарат Беклазон-ЭКО в форме аэрозоля для ингаляций, дозировкой 250 мкг/1 доза. Производитель Teva.

• Пульмикорт.
• Фликсотид.

Гормональные бронхорасширяющие препараты:

• Серетид.
• Симбикорт.

Если ХОБЛ обостряется, то в ход идут:

• Антибиотики широкого спектра действия (Амоксиклав, Фромилид УНО, Цефтриаксон, Зофлокс ).
• Отхаркивающие препараты (Лазолван, Амброкегсал, Флюдитек).
• Антиоксиданты (Флуимуцилл, АЦЦ ).

Лечение при обострении проходит амбулаторно. Тяжелое обострение требует лечения в стационаре.

При внезапных приступах ХОБЛ, признаками которых является ярко выраженная отдышка, требуется применение ингаляций препаратов для лечения ХОБЛ короткого действия. Для таких случаев при себе важно иметь Беродуал Н и Атровент.

Фото 3. Препарат Атровент Н в форме аэрозоля для ингаляций, одна доза 20 мкг. Производитель Boehringer Ingelheim.

Хирургическое вмешательство — самая крайняя мера. Его проводят при неэффективности обычного лечения. В этом случае проводят два вида операций:

• Буллэктомия.
• Трансплантация лёгких.

Полезное видео

Посмотрите видео, в котором рассказывается о том, что такое ХОБЛ и его основных симптомах.

Заключение

Итак, главными причинами ХОБЛ является курение, наследственность и загрязнённая окружающая среда. Чтобы избежать патологии и предупредить её важно вести здоровый образ жизни, внимательно следить за здоровьем. Если болезнь уже наступила, не стоит относиться к ней халатно, это поможет избежать осложнений и ослабит патологию.

Оцени статью:

Будь первым!

Средняя оценка: 0 из 5 .
Оценили: 0 читателей .

Хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ)- заболевание, которое можно предотвратить и лечить, характеризующееся персистирующим ограничением скорости воздушного потока, которое обычно прогрессирует и связано с повышенным хроническим воспалительным ответом легких на действие патогенных частиц или газов . У ряда пациентов обострения и сопутствующие заболевания могут влиять на общую тяжесть ХОБЛ.

Эпидемиология

По результатам массовых специальных исследований населения больших городов доля ХОБЛ среди других заболеваний легких составляет 90%. По прогнозам, распространенность ХОБЛ и ущерб от нее будет увеличиваться, что обусловлено возрастающим воздействием факторов риска и увеличением продолжительности жизни населения. В США насчитывается около 14 млн., в РФ предполагается около 11 млн. больных ХОБЛ, (по статистике - менее 1 млн.). Распространенность ХОБЛ в РФ - около 10%, в 2 раза чаще болеют сельские жители.Чаще болеют мужчины в возрасте 50-52 лет. Регистрируется рост заболеваемости у молодых 20-30 летних людей. Среди женщин преобладающий возраст больных составляет 40-49 лет. Инвалидность при ХОБЛ устанавливается примерно через 10 лет после установления диагноза, чаще на момент обращения имеется 2-3 степень тяжести болезни, что свидетельствует о поздней обращаемости.

Смертность от ХОБЛ имеет тенденцию к росту , по прогнозу к 2030 году она выйдет на 4-е место среди причин смерти в общей популяции. Основные расходы здравоохранения – около 80%, тратятся на стационарное лечение, из них большая часть - 73% на лечение тяжелых пациентов.

Этиология

ХОБЛвозникает в результате воздействия комплекса факторов риска в течение длительного времени

Факторы, оказывающие влияние на развитие и прогрессирование ХОБЛ

Внешние факторы риска

Курение табака

Среди прочих факторов риска ХОБЛ табакокурение составляет 39%. Распространенность курения составляет до 50% среди мужчин и до 11% среди женщин; среди учащихся 10 классов 50% и 28% соответственно. По данным ВОЗ курят 1/3 популяции старше 15 лет. Табачный дым состоит из 2-х фракций: газообразной (формальдегид, нитроген-оксид, уретан, винилхлорид) и фракции взвешенных частиц (бензопирен, никотин, нитрозоникотин, никель, кадмий, фосфор). Ингридиенты влияют на весь организм, но в большей степени на бронхолегочную систему, где происходит биотрансформация продуктов табачного дыма. Токсическое действие оказывают и вторичные продукты. В первую очередь повреждаются высокодифференцированные клетки слизистой бронхов и эндотелий мелких сосудов.

Механизмы, участвующие в биотрансформации табачного дыма и их повреждение

Выкуривание 15 сигарет полностью парализует двигательную способность ресничек. АМ поглощают часть нерастворимых частиц табачного дыма, их количество увеличивается рано - на донозологическом этапе болезни. Развитие респираторных симптомов и ХОБЛ может быть связано и с пассивным курением. Курение во время беременности может оказать отрицательное влияние на рост плода и развитие легких и, возможно, оказывать первичное антигенное воздействие на иммунную систему.

Профессиональные поллютанты (пыль и химикаты)

Профессиональные вредности, такие как органические и неорганические пыли, химические агенты и дымы являются причиной ХОБЛ в 10-20 % . Имеет значение интенсивность и длительность воздействия, сочетание с курением. Профессии с повышенным риском развития ХОБЛ: шахтеры, рабочие металлургических предприятий, рабочие, занятые на переработке хлопка, производстве бумаги и пр.

Атмосферные и домашние поллютанты

В РФ ежегодно в атмосферу поступает более 30 млн. тонн вредных веществ промышленных выбросов, около 20 млн. тонн выбросов от автотранспорта, что создает нагрузку на 1-го жителя в 400 кг в год. Около 735 тысяч населения живет в условиях превышения ПДК вредных веществ в атмосферном воздухе в 5-10 раз. Аэрополлютанты промышленного смога (твердые частицы пыли, диоксид серы, монооксид углерода, полициклические углеводороды) преобладают зимой. Аэрополлютанты фотохимического смога (окислы азота, озон, альдегиды) преобладают летом. Под воздействием аэрополлютантов происходят следующие сдвиги: активация АМ и фагоцитов с образованием сильных окислителей (окислов хлора, водорода), вызывающих повреждение клеточных мембран; образование новых белков с новыми антигенными свойствами; воспаление (эндобронхит); гипер и-дискриния; нарушение МЦТ; вазоконстрикция и бронхоконстрикция; уменьшение активности бета 2-адренорецепторов, увеличение активности холинергических рецепторов; стимуляция образования веществ с вазоактивным и прокоагулянтным действием (лейкотриенов, тромбоксанов); разрушение коллагена. В условиях оксидантного стресса происходит истощение антиоксидантной системы (церулоглобулин, супеоксиддисмутаза, токоферолы). Имеется значительное количество данных, свидетельствующих о том, что загрязнение воздуха внутри помещений при сжигании биоорганического топлива (древесины, навоза, соломы, угля) является важным фактором риска развития ХОБЛ.

Инфекции

Повышенная восприимчивость к инфекциям может провоцировать обострения ХОБЛ, однако их влияние на развитие ХОБЛ пока не доказано. Перенесенная в детстве тяжелая респираторная инфекция может приводить к снижению функции легких и способствовать риску ХОБЛ в дальнейшем. Респираторные инфекционные агенты обладают пневмотропностью. У больных ХОБЛ отмечается персистенция вирусов в дыхательных путях, часто в ассоциациях (вирусы гриппа, парагриппа, аденовирусы, риносинцитиальные вирусы и др). При ХОБЛ преимущественно поражаются дистальные отделы и альвеолы. Вирусы вызывают дегенеративно-дистрофические повреждения и десквамацию эпителия бронхов, нарушение трофики и местных иммунных механизмов, способствуют колонизации микробной флорой нижних дыхательных путей, которые в норме стерильны. Вирусы и их отдельные компоненты длительно сохраняются в клетках эпителия и АМ, обладают протеолитической активностью и могут вызвать деструкцию альвеол и межальвеолярных перегородок. Вирусы способствует гиперреактивности бронхов.

Бактерии (пневмококк, палочка инфлюенции, моракселла) вызывают сенсибилизацию и хронизацию воспаления. При этом на смену АМ приходят нейтрофилы, выделяющие протеазы. Персистенция бактерий и повторные обострения приводят к истощениию антипротеазной защиты, создаются условия для разрушения эластического каркаса альвеол и формирования центрилобулярной эмфиземы.

Социально-экономический статус

Имеются доказательства того, что риск развития ХОБЛ зависит от социально-экономического статуса.

Внутренние факторы риска

Генетические.

Наиболее документированным генетическим фактором риска является тяжелая наследственная недостаточность альфа-1-антитрипсина - основного ингибитора сериновых протеиназ в системном кровотоке. С нарушением функции легких связывают и другие гены: ген, кодирующий матриксную протеиназу 12, ген альфа-никотин-ацетилхолинового рецептора, ген муковисцидоза, генетически обусловленные дефекты системы антиоксидантной защиты, цитохрома Р 450 и пр.

Рост и развитие легких

Рост легких зависит от различных влияний на плод во время беременности и родов, а также на организм в детском и подростковом возрасте. Сниженная максимально достижимая функция легких может увеличить риск развития ХОБЛ. Нарушение процессов созревания плода, низкий вес при рождении, вредные воздействия на детский организм, заболеваниями легких в детском возрасте предрасполагают к развитию ХОБЛ. Инфекции нижних отделов респираторного тракта в детстве нарушают рост легких, ведут к уменьшению легочных объемов.

Наследственно обусловленная гиперчувствительность и гиперреактивность дыхательных путей.

Бронхиальная гиперреактивность составляет среди популяционных факторов риска 15 %.

Пол и возраст.

Распространенность ХОБЛ, по данным последних исследований, одинакова среди мужчин и среди женщин, что связывают с курением табака. Курящих женщин меньше, чем мужчин, но чувствительность к повреждающему действию табачного дыма выше у лиц женского пола. Установлено, что распространенность ХОБЛ больше среди курильщиков, чем среди некурящих, возрастает число больных в возрастной группе старше 40 лет, у мужчин больше, чем у женщин.

Другие факторы

Установлено влияния сопутствующих заболеваний на формирование ХОБЛ. Особое значение имеют бронхиальная астма, туберкулез легких.

Таким образом, в развитии ХОБЛ принимают участие разнообразные факторы риска. Характерным является сочетание факторов риска в различных комбинациях, что определяет разнообразие клинических проявлений и существование различных фенотипов заболевания.

Для проведения диагностического процесса в клиническом случае больного А, обратим внимание на то, что пациент - мужчина старшего возраста, относится к категории «злостных курильщиков» - индекс курильщика (ИК) 240.

Патогенез

Воспаление в дыхательных путях у пациентов с ХОБЛ является ключевым патогенетическим механизмом ХОБЛ.

Физиологическая роль воспаления заключается в ограничении действия различных патогенных субстанция, попавших во внутреннюю среду. При ХОБЛ воспалительная реакция формируется под влиянием длительного воздействия факторов риска, носит характер патологически усиленного -абнормального воспалительного процесса в дыхательных путях в ответ на длительно действующие раздражающие факторы. В воспалительный процесс вовлекаются все клеточные элементы и структуры респираторного тракта. бронхи

Клеточные элементы и воспалительные медиаторы.

В хронический воспалительный процесс вовлекаются все клеточные элементы дыхательных путей, которые взаимодействуют между собой посредством образования цитокинов.

Нейтрофилы Ключевая роль в реализации воспаления принадлежит нейтрофилам. Под влиянием курения меняется структура и способность клеток деформироваться, что приводит к затруднению их прохождения через легочные капилляры, имеющие меньший диаметр по сравнению с диаметром нейтрофилов. Происходит накопление нейтрофилов в дистальных отделах легких. Увеличение экспрессии молекул адгезии сосудистым эндотелием способствует прикреплению нейтрофилов к сосудистой стенке и последующей миграции их под действием различных хемоаттрактантов (ИЛ-8, ЛТ В4, ФАТ, С5 и пр.) в межклеточное пространство. Нейтрофилы выделяют провоспалительные медиаторы (ФАТ, ЛТ В4 и пр.), обладающие хемотаксическими свойствами по отношению к другим клеткам, в том числе и нейтрофилам, привлекая их в зону воспаления, вазоактивные простагландины (ПГЕ2, ПГF2а). Нейтрофилы выделяют протеазы (эластин), кислородные радикалы, катионные белки, бета-глюкуронидазу, которые вызывают повреждение тканей- деструкцию паренхимы легких, хроническую гиперсекрецию слизи бронхиальными железами.

Макрофаги накапливаются в местах деструкции альвеол. Активированные макрофаги выделяют провоспалительные медиаторы (ФНО-альфа, интерлейкин 8, лейкотриен В4), способствующие миграции нейтрофилов в нижние дыхательные пути.

Т-лимфоциты Увеличение присутствия цитотоксических CD 8+ лимфоцитов отмечается во всех легочных структурах. Предполагается, что выделение CD 8+ перфорина, гранзима-В и ФНО-а вызывают цитолиз и апоптоз клеток альвеолярного эпителия и стимулируют воспаление.

Эозинофилы Роль эозинофилов в воспалении при ХОБЛ не уточнена.Увеличение содержания в дыхательных путях в ряде случаев отмечается при обострении ХОБЛ.

Эпителиальные клетки слизистой оболочки бронхов выделяют провоспалительные медиаторы (эйкозаноиды, цитокины, молекулы адгезии).

Оксидативный стресс.

Респираторные пути подвергаются воздействию оксидантов, содержащихся во вдыхаемом воздухе и образующихся эндогенно в ответ на различные стимулы. Одним из факторов, участвующим в развитии воспалительного процесса в дыхательных путях при ХОБЛ является окислительный стресс с образованием активных форм кислорода -АФК, к которым относятся свободные радикалы и прооксиданты, способные образовывать свободные радикалы. Основным инициатором оксидативного стресса является табачный дым. Источником оксидантов являются активированные воспалительные клетки, прежде всего, нейтрофилы и альвеолярные макрофаги. У больных ХОБЛ обнаруживается повышение концентрации биологических маркеров окислительного стресса -перекиси водорода, 8-изопростана в конденсате выдыхаемого воздуха, мокроте и системном кровотоке. Кислородные радикалы повреждают паренхиму легких, бронхи и легочные сосуды. Снижается синтез коллагена, эластина, сурфактанта,нарушаются структуры других компонентов экстрацеллюлярного матрикса, таких как гиалуронан . Изменение структуры белков приводит к нарушению иммунного ответа, сократительных свойств гладкой мускулатуры бронхов, стимуляции выработки бронхиального секрета, активации тучных клеток, повышению сосудистой проницаемости, инактивации ингибиторов протеаз, активации ФНО-альфа, ИЛ 8 и других провоспалительных белков. Все это сопровождается усилением воспаления.

Регулятором, ограничивающим накопление высокотоксичных свободных радикалов, является антиоксидантная система, состоящая из неферментных систем (витамин Е, бета-каротин, витамин С, мочевая кислота, билирубин) и ферментов-антиоксидантов, каждый из которых нейтрализует определенную форму АФК:. Основными ферментами-антиоксидантами являются: супероксиддисмутаза, каталаза, глутатионпероксидазы, глутатион-S-трансфераза и пр. У пациентов с заболеваниями легких наблюдается снижение уровня эндогенных антиоксидантов с развитием дисбаланса в системе оксиданты - антиоксиданты и усиление перекисного окисления липидов. В последнее время изучается семейство антиоксидантных белков-пероксиредоксинов, из которых особая роль в легких принадлежит секреторному водорастворимому белку пероксиперидоксину 6 – (Prx6). Он синтезируется в трахее и бронхах клетками Клара и бокаловидными клетками и секретируется в слизь. Доля Prx6 от общей антиоксидантной защиты в бронхах составляет 70%. В эксперименальной модели острого воспаления и повреждения эпителия бронхов было показано, что сверхэкспрессия Prx6 в бокаловидных клетках сопровождается уменьшением окислительного процесса: снижением маркеров перекисного окисления липидов в сыворотке крови, окисления белков, уменьшением отека и воспаления в легочной ткани. Высказывается предположение, что Prx6 является одним из основных защитных факторов, противодействующим оксидативному стрессу и может быть наиболее активным из известных природных антиоксидантов при лечении различных заболеваний дыхательных путей.

Дисбаланс системы протеиназы-антипротеиназы.

Избыточное скопление нейтрофилов в дыхательных путях сопровождается высокой протеазной активностью. При ХОБЛ повышается уровень нескольких видов протеаз, образующихся в воспалительных и эпителиальных клетках (нейтрофильная эластаза, катепсин G, протеиназа-3, металлопротеиназы, катепсины), что приводит к истощению плазменного антипротеазного потенциала в капиллярной сети альвеол, нарушению баланса между протеами, расщепляющими компоненты соединительной ткани, и антипротеиназами (альфа-1-антитрипсин, секреторный ингибитор лейкопротеиназ, тканевые ингибиторы металлопротеиназ). Угнетающее действие на ингибиторы протеаз оказывают оксиданты. Это приводит к необратимым структурным изменениям. Эластаза разрушает эластин альвеолярных стенок, способствуя развитию эмфиземы и снижению эластического сопротивления легких, разрушает эпителий бронхов и вызывает метаплазию бокаловидных клеток.

Роль оксида азота и его метаболитов в патогенезе ХОБЛ.

В последнее время изучается роль оксида азота(NO) и его метаболитов в патогенезе ХОБЛ. NO синтезируется из аргинина при участии NO-синтаз (NOS)и ионов кальция. Известны три формы NOS: эндотелиальная (eNOS), нейрональная (nNOS) и индуцибельная (i NOS). Молекулы NO могут образовываться неферментным путем при восстановлении нитритов и нитратов при закислении среды и подвергаться обратной ионизации. Влияние NO , выделяемого эндотелиальными клетками, оказывает вазодилатирующее действие на уровне мелких артерий, нейтрализует бронхоконстрикторное действие ацетилхолина, препятствует тромбообразованию. Макрофагальный NO оказывает стимулирующее действие на реснитчатый эпителий и местный иммунитет дыхательных путей. У курильщиков снижение образования NO в дыхательных путях может быть обусловлено угнетением эндогенного синтеза на фоне избытка поступления NO с табачным дымом по механизму обратной связи. Известно, что воспалительный процесс сопровождается увеличением синтеза i NOS и образования NO.У пациентов с обострением ХОБЛ выявлено увеличение метаболитов NO в крови и выдыхаемом воздухе. Избыточное образование NO и его метаболитов -нитроксил-аниона, перосинитрита рассматривается как один из механизмов оксидативного стресса, участвующий в реализации воспаления при ХОБЛ.

Роль инфекции в патогенезе ХОБЛ

Длительная экспозиция факторов риска и повреждение структур респираторного трака создают условия для колонизации дыхательных путей вирусами и бактериями. Вирусы стимулируют процессы воспаления, тканевого протеолиза и деструкции альвеол, нарушают механизмы местного иммунитета, способствуют присоединению бактериальной флоры. Адгезия пневмотропных бактерий к муцину бронхиальной слизи, эпителиальным клеткам, экстрацеллюлярному матриксу происходит через рецепторы адгезии при участии бактериальных факторов инвазивности. Плотность рецепторов адгезии увеличивается при репарации тканевых структур, которая сопутствует воспалению. Недостаточность факторов местного иммунитета е секреторного IgА, лизоцима и лактоферина бронхиальной слизи, формирующаяся под действием факторов риска ХОБЛ, способствует колонизации микроорганизмами всех отделов дыхательных путей. Персистенция микроорганизмов стимулирует воспалительный процесс, увеличивает миграцию и активацию нейтрофилов, изменяет активность адренергических рецепторов, еще больше подавляет местный иммунитет. На фоне иммунодефицита происходит присоединение грибковой флоры. Нарушение равновесия между микрофлорой и защитными механизмами дыхательных путей приводит к обострению ХОБЛ с усилением симптомов местного и системного воспаления. Таким образом, персистирующая инфекции в дыхательных путях, стимулируя активацию клеток-эффекторов воспаления, является механизмом, поддерживающим воспаление при ХОБЛ.

Патоморфология

Характерные для ХОБЛ патоморфологические изменения обнаруживаются во всех легочных структурах. Эти изменения характеризуются хроническим воспалением, повреждением и репарацией эпителия.

Под влиянием факторов риска нарушаются свойства бронхиальной слизи, увеличивается вязкость. Развивается метаплазия бокаловидных и слизистых клеток, гиперсекреция слизи, что приводит к приводит повреждению мукоцилиарного клиренса.

Структурная перестройка дыхательных путей, нарастает по мере прогрессирования заболевания. Следствием воспаления бронхов является ремоделирование бронхов , которое характеризуется:

Утолщением подслизистого и адвентициального слоя за счет отека, отложения коллагена и протеингликанов;

Увеличением числа и размеров слизистых и бокаловидных клеток;

Увеличением бронхиальной микрососудистой сети;

Гипретрофией и гмперплазией мускулатуры в бронхов.

Структурные изменения происходят в центральных, периферических дыхательных путях, легочной паренхиме и легочных сосудах.

В центральных дыхательных путях (трахея, бронхи и бронхиолы более 2 мм в диаметре)происходит гипертрофия слизистых желез и бокаловидных клеток, уменьшение реснитчатых клеток и ворсинок, плоскоклеточная метаплазия, увеличение массы гладкой мускулатуры и соединительной ткани, дегенерация хрящевой ткани, признаки склероза стенки бронха обнаруживаются у 1/3 больных.Клинически поражение крупных воздухоносных путей характеризуется кашлем и выделением мокроты.

В периферических дыхательных путях (мелкие бронхи и бронхиолы в диаметре менее 2 мм) происходит гипертрофия мышечных волокон, метаплазия эпителия, регенерация с увеличением содержания коллагена и рубцеванием. Изменения мелких дыхательных путей при ХОБЛ приводят к их сужению, уменьшению числа терминальных бронхиол и возрастанию сопротивления. Эти процессы сопровождаются прогрессирующими нарушениями функции внешнего дыхания.

Впаренхиме легких (респираторные бронхиолы, альвеолы, легочные капилляры)развивается деструкция стенок альвеол с формированием центрилобулярной эмфиземы, дилатация и деструкция респираторных бронхиол.Чаще центрилобулярная эмфизема локализуется в верхних отделах, в далеко зашедших случаях захватывает все легкое. Панацинарная эмфизема характерна для дефицита альфа-1-антитрипсина. Поражаются нижние доли, деструкция охватывает альвеолярные ходы, мешочки и респираторные бронхиолы.

Изменения в легочных сосудах формируются на ранних стадиях ХОБЛ. Обнаруживается утолщение сосудистой стенки. Характерна дисфункция эндотелия в ветвях легочной артерии, которая приводит к формированию легочной артериальной гипертензии. Повышению давления в легочной артерии способствует редукция капиллярного русла вследствие эмфиземы легких.

Патофизиология

Процессы, лежащие в основе ХОБЛ приводят к формированию типичных патофизиологических нарушений и симптомов.

Ограничение скорости воздушного патока

Ограничение скорости воздушного патока является главным патофизиологическим механизмом при ХОБЛ. В основе его лежат как обратимые, так и необратимые компоненты.

Необратимые механизмы обструкции: фиброз и сужение бронхов (ремоделирование), потеря альвеолярных прикреплений и разрушение альвеолярной поддержки просвета мелких дыхательных путей и эластической тяги из-за деструкции паренхимы.

Обратимые механизмы обструкции: накопление воспалительных клеток, слизи и экссудата плазмы в бронхах, сокращение гладкой мускулатуры периферических и центральных бронхов, динамическая гиперинфляция при физической нагрузке.

Легочная гиперинфляция (ЛГИ) - повышенная воздушность легких.

В основе ЛГИ лежит воздушная ловушка, которая возникает вследствие неполного опорожнения альвеол во время выдоха из-за потери эластической тяги легких (статическая ЛГИ ) или вследствие недостаточного времени выдоха в условиях выраженного ограничения экспираторного воздушного потока (динамическая ЛГИ ).

Отражением ЛГИ является повышение остаточного объема легких (ООЛ),функциональной остаточной емкости (ФОЕ), общей емкости легких (ОЕЛ). Нарастание динамической гиперинфляции происходит при выполнении физической нагрузки, так как при этом учащается дыхание, выдох укорачивается, и большая часть легочного объема задерживается на уровне альвеол.

Хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ) – хроническое экологически опосредованное воспалительное заболевание, респираторной системы с преимущественным поражением дистальных отделов дыхательных путей и легочной паренхимы с развитием эмфиземы, проявляющееся частично обратимой бронхиальной обструкцией, характеризующееся прогрессированием и нарастающими явлениями хронической дыхательной недостаточности.

Эпидемиология

ХОБЛ относится к часто встречающимся заболеваниям. По данным ВОЗ (1996), распространенность ХОБЛ среди мужчин составляет 9,34: 1000, среди женщин - 7,33: 1000. Преобладают лица старше 40 лет. ХОБЛ как причина смертности занимает 4-е место в мире в возрастной группе старше 45 лет.

Этиология и патогенез

ХОБЛ вне зависимости от степени тяжести проявляется хроническим воспалительным процессом с преимущественным поражением дистального отдела дыхательных путей и легочной паренхимы. Для больных ХОБЛ характерны снижение максимальной скорости выдоха и медленное, постепенное ухудшение газообменной функции легких, что отражает необратимый характер обструкции дыхательных путей.

Основные факторы риска (GOLD, 2006).

Генетические.

Вдыхание вредоносных частиц:

Табакокурение;

Производственные пыли (органические и неорганические);

Домашняя пыль (экология жилища);

Пыль вне дома (экология окружающей среды);

Рост и развитие легких.

Оксидативный стресс.

Респираторные инфекции.

Социоэкономический статус питания.

Коморбидные состояния.

Хроническое воспаление при ХОБЛ – ключевой элемент прогресси­рования заболевания. Основными компонентами патогенеза хронического воспаления является оксидативный стресс, протеолитическая деструкция ткани, иммунная недостаточность, колонизация микроорганизмов. Основ­ные этапы патогенеза ХОБЛ представлены в таблице 32-1.

Таблица 32-1

Схема патогенеза ХОБЛ

Примечание.

Весь этот комплекс механизмов воспаления ведет к формированию двух основных процессов, характерных для ХОБЛ: нарушение бронхиальной проходимости и развитию эмфиземы.

Условно основные механизмы патогенеза ХОБЛ можно разделить на пять составных частей, взаимно дополняющих друг друга (табл. 32-2).

Таблица 32-2

Основные патогенетические механизмы хобл

Примечание. Пульмонология: Национальное руководство / Под ред. А.Г. Чучалина, 2009.

Факторы, провоцирующие обострение заболевания:

бронхолегочная инфекция;

повышенное воздействие экзогенных повреждающих факторов;

Классификация ХОБЛ .

Соответствие основных клинических признаков показателям ФВД при разных стадиях ХОБЛ представлены в таблице 32-3.

Таблица 32-3

Соответствие основных клинических признаков показателям ФВД

Примечание. Пульмонология: Национальное руководство/ под ред. А.Г. Чучалина, 2009.

Для диагностики ХОБЛ наибольшее значение имеют следующие показатели:

ОФВ 1 – объем форсированного выдоха в первую секунду,

ФЖЕЛ – форсированная жизненная емкость легких

ОФВ 1 /ФЖЕЛ – индекс Тиффно

Для исследования обратимости обструкции проводят спирометрию с любым бронходилататором. При необратимости обструкции показатель ОФВ 1 увеличивается не более чем на 10%.

Патогенез ХОБЛ определяет развитие достаточно опасного заболевания легких, чреватого серьезными осложнениями. Болезнь представляет собой актуальную проблему из-за своей распространенности и риска инвалидности человека. Многие научные центры во всем мире занимаются изучением заболевания и методами борьбы с ним.

ВОЗ разработала ряд критериев, помогающих оценить степень опасности болезни. Установленный патогенез ХОБЛ помогает правильно использовать эти критерии и разработать схему лечения, профилактики и реабилитации больных.

Сущность заболевания

Хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ) – это заболевание, порождающее необратимое уменьшение потока воздуха в дыхательных каналах. Изменение потока постоянно смещается в сторону его ограничения, а вызывается реакцией легочных тканей воспалительного характера на воздействие разных частиц и газа. Патология вначале возникает в бронхиальной слизистой оболочке, где в ответ на патогенные воздействия изменяется секреция ферментов: увеличивается выработка слизи, нарушается отделение бронхиального секрета. К этому процессу добавляется инфекция, что приводит к ряду рефлексивных реакций, которые, в конечном итоге, ведут к разрушительным явлениям в бронхах, бронхиолах и альвеолах.

Вернуться к оглавлению

Этиология болезни

Этиология и патогенез ХОБЛ основаны на механизме взаимного влияния генетических факторов и факторов, обусловленных воздействием внешней среды.

Вопрос о, этиологии болезни до настоящего времени находится на стадии споров и обсуждения ученых.

К причинам, не вызывающим сомнения в достоверности, относятся внутренние параметры – недостаток альфа-антитрипсина; внешние воздействия – курение и вредные вещества, используемые при профессиональной деятельности (кадмий, кремний и т.п.).

С высокой степенью вероятности этиология ХОБЛ обусловлена следующими причинами: внутренние – родовая патология, в частности недоношенность, гиперреактивность бронхов, наследственность, повышенный уровень lgE; внешние – вредные примеси в воздухе, образ жизни и режим питания, пассивное курение, особенно в детском возрасте.

Основным провоцирующим фактором развития болезни признается курение, причем доля курящих больных ХОБЛ достигает 80% от всех зарегистрированных случаев заболевания. Одышка, вызванная этой болезнью, у курильщиков появляется примерно к 40 годам, что почти на 15 лет раньше, чем у некурящих.

Второй по распространенности причиной ХОБЛ является профессиональный фактор, вызванный вдыханием пыли с содержанием кремния и кадмия.

В этом отношении самым вредным производством считается горнодобывающая отрасль, а профессии, включенные в максимальную группу риска, – это шахтеры, строители-бетонщики, металлурги, железнодорожники; работники, занятые переработкой целлюлозы, зерна и хлопка.

Вернуться к оглавлению

Патогенез болезни

Патогенез ХОБЛ основывается на следующих характерных процессах, таких как воспалительная реакция, нарушение баланса протеиназа и антипротеиназа, окислительный стресс.

Воспалительный процесс хронического характера распространяется на большинство зон дыхательной системы, паренхиму и легочные сосуды. Хроническое течение воспаления приводит к постепенному разрушению легочных тканей и необратимым патологиям. Остальные два процесса патогенеза также обусловлены развитием воспалительной реакции в совокупности с воздействием внешних и внутренних факторов.

В результате воспалительных реакций происходит значительное увеличение концентрации так называемых клеток воспаления: нейтрофилов, макрофагов и Т-лимфоцитов, вызывающих патогенный дисбаланс. Так, нейтрофилы увеличивают секрецию протеиназы разных типов. Макрофаги выделяют фактор некроза опухоли, лейкотриен, а Т-лимфоциты способствуют цитолизу эпителиоцитов альвеол.

Самую значительную роль в развитии ХОБЛ играет фактор некроза опухоли и интерлейкин, которые активно разрушают легочную структуру и усиливают нейтрофильное воспаление.

В процессе воспаления активно образуются оксиданты, которые способны разрушить белки, жиры, нуклеиновые кислоты, вызывающие омертвление клеток.

В результате окислительного стресса усиливается протеиназный дисбаланс. Под его воздействием обнаруживается обструкция бронхов обратимого характера.

Вернуться к оглавлению

Патологическая физиология

Патогенез ХОБЛ развивается в направлении появления таких патологических нарушений, как излишняя выработка слизи, нарушение функции ресничек, обструкция бронхов, разрушение паренхимы и эмфизема, нарушение газового обмена, легочная гипертензия, возникновение «легочного сердца», системные патологии.

В процессе прогрессирования болезни нужно отметить следующие основные элементы патологической физиологии:

1. Ограничение движения потока воздуха, препятствия для потока. Процессы патогенеза приводят к обструкции бронхов, что создает препятствия для выхода потока при выдохе; появившаяся гиперинфляция ведет к уменьшению объема вдыхаемого воздуха, одышке и преждевременной усталости, что, в свою очередь, нарушает сократительные функции дыхательных мышц.
2. Аномалия газового обмена: развивается гипоксемия и гиперкапния, происходит накопление углекислого газа и ухудшение транспортировки кислорода.
3. Излишняя выработка слизи: приводит к характерному кашлю с мокротой.
4. Легочная гипертензия: обусловлена спазмом легочных артерий малого размера и развивается на поздних стадиях ХОБЛ; прогрессирование легочной гипертензии ведет к атрофии правого сердечного желудочка и возникновению «легочного сердца».
5. Обострение респираторных проявлений: провоцируется присоединением вирусной или бактериальной инфекции, воздействием внешних факторов (вредные компоненты воздуха); усиливается воспалительная реакция, еще больше уменьшается воздушный поток из-за усиления гиперинфляции и появления новых источников сопротивления движению потока; вентиляционный дисбаланс может привести к осложненной гипоксии; обострение респираторных проявлений ХОБЛ может быть обусловлено также сердечной недостаточностью, пневмонией.
6. Системные нарушения: нарушение дыхательного ритма и гиперинфляция влияют на функционирование сердечно-сосудистой системы и обмен веществ в организме, что ведет к началу других болезней (ишемия, диабет, депрессии и т.д.), существенному снижению мышечного тонуса и кахексии.