Penyebab dan patogenesis emfisema

Pada tahun 1965, Eriksson menggambarkan kekurangan a1-antitrypsin. Pada saat bersamaan, disarankan adanya hubungan antara perkembangan emfisema dan defisit a1-antitrypsin. Dalam percobaan hewan, model emphysema paru direproduksi dengan mengenalkan ekstrak enzim proteolitik dari tumbuhan ke dalam paru-paru.

Terutama emfisema diffuse

Defisiensi enzim α1-antitrypsin secara genetik

A1-antitripsin merupakan penghambat utama protease serin, yang meliputi tripsin, chimotrypsin, elastase neutrofil, kallikrein jaringan, faktor X- dan plasminogen. Gen a1-antitripsin terletak pada lengan panjang kromosom 14 dan disebut gen proteinase inhibitor (PI). Gen PI diekspresikan dalam dua jenis sel - makrofag dan hepatosit.

Konsentrasi tertinggi a1-antitrypsin ditemukan dalam serum dan sekitar 10% dari tingkat serum ditentukan pada permukaan sel epitel saluran pernafasan.

Saat ini, ada 75 alel gen PI. Mereka dibagi menjadi 4 kelompok:

• normal - dengan tingkat konsentrasi fisiologis serum darah a1-antitrypsin;
• kekurangan - tingkat konsentrasi inhibitor trypsin berkurang menjadi 65% dari norma;
• "Zero" -a1-antitrypsin dalam serum tidak ditentukan;
• Dalam serum, kandungan antitripsin adalah normal, namun aktivitas melawan elastase berkurang.

Alel PI juga terbagi tergantung pada mobilitas elektroforesis glikoprotein α1-antitripsin:

• pilihan "A" - terletak lebih dekat ke anoda;
• pilihan "- katoda;
• pilihan "M" - yang paling sering.

Bagian utama kolam gen (lebih dari 95%) terdiri dari tiga subtipe alel normal "M" - M1, M2, MZ.

Patologi seseorang karena gen PI terjadi pada alel yang langka dan nol. Manifestasi klinis utama defisiensi a1-antitripsin adalah emphysema dan sirosis hati pada hati.

Dalam neutrofil manusia yang sehat dan makrofag alveolar di paru-paru mengeluarkan enzim proteolitik (terutama elastase) dalam jumlah yang memadai untuk pengembangan emfisema, tetapi mencegah alpha-1-antitrypsin, yang tersedia dalam darah, sekresi bronkial dan struktur jaringan lainnya.

Defisiensi genetik ditentukan dari alpha1-antitrypsin, dan kekurangan itu disebabkan oleh merokok, faktor etiologi agresif, risiko pekerjaan, sistem shift proteolisis / alpha1-antitrypsin proteolisis terjadi dalam arah yang menyebabkan kerusakan pada dinding alveolar dan pengembangan emfisema.

Efek asap tembakau

Merokok dianggap sebagai salah satu faktor paling agresif dalam perkembangan penyakit paru obstruktif kronik pada umumnya dan emfisema pada khususnya. Perkembangan emfisema pada perokok disebabkan oleh fakta bahwa asap rokok menyebabkan migrasi neutrofil ke bagian terminal saluran pernafasan. Neutrofil menghasilkan sejumlah besar enzim proteolitik elastase dan cathepsin, yang memiliki efek merusak pada dasar elastis alveoli.

Selain itu, merokok kronis pada makrofag alveolar menumpuk di lapangan asap tembakau, dan pembentukan alfa-1-antitripsin di dalamnya menurun tajam.

Merokok juga menyebabkan ketidakseimbangan dalam sistem oksidan / antioksidan dengan dominasi oksidan, yang memiliki efek merusak pada dinding alveolar dan mendorong perkembangan emfisema.

Masih belum jelas mengapa merokok menyebabkan perkembangan emfisema hanya pada 10-15% perokok. Selain kekurangan alpha1-antitrypsin, beberapa faktor yang tidak diketahui (mungkin genetik) yang mempengaruhi merokok terhadap pengembangan emfisema mungkin berperan.

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

Dampak faktor lingkungan yang agresif

"Emfisema sampai batas tertentu adalah penyakit yang dikondisikan lingkungan" (AG Chuchalin, 1998). Faktor agresif yang tercemar lingkungan (polutan) menyebabkan kerusakan tidak hanya pada saluran pernafasan, tapi juga dinding alveolar, berkontribusi pada perkembangan emfisema. Di antara polutan, belerang dioksida dan nitrogen dioksida sangat penting, generator utama mereka adalah stasiun termal dan transportasi. Selain itu, asap hitam dan ozon berperan penting dalam perkembangan emfisema. Konsentrasi ozon yang meningkat dikaitkan dengan penggunaan freon dalam kehidupan sehari-hari mereka (lemari es, aerosol rumah tangga, parfum, bentuk dosis aerosol). Dalam cuaca panas di atmosfer, reaksi fotokimia nitrogen dioksida (produk pembakaran bahan bakar transportasi) dengan ultraviolet terjadi, ozon terbentuk, yang menyebabkan perkembangan peradangan pada saluran pernapasan bagian atas.

Mekanisme pengembangan emfisema karena paparan jangka panjang terhadap polutan atmosfer adalah sebagai berikut:

• efek merusak langsung pada membran alveolar;
• aktivasi aktivitas proteolitik dan oksidatif dalam sistem bronkopulmoner, yang menyebabkan kerusakan kerangka elastis alveoli paru;
• peningkatan produksi mediator reaksi inflamasi - leukotrien dan sitokin yang merusak.

Bahaya kerja, adanya infeksi bronchopulmonary persisten atau berulang

Pada orang tua, yang emfisema dideteksi secara khusus, efek simultan beberapa faktor etiologi selama bertahun-tahun kehidupan terpengaruh. Dalam beberapa kasus, peran tertentu dimainkan oleh peregangan mekanis paru-paru (pada musisi band kuningan, blower kaca).

Patogenesis

Mekanisme umum utama untuk pengembangan emfisema adalah:

• pelanggaran rasio normal protease / alpha1-antitrypsin dan oksidan / antioksidan terhadap dominasi alveoli yang merusak dinding enzim proteolitik dan oksidan;
• terganggunya sintesis dan fungsi surfaktan;
• disfungsi fibroblas (menurut hipotesis Times et al., 1997).

Fibroblas berperan penting dalam proses perbaikan jaringan paru. Diketahui bahwa penataan dan restrukturisasi jaringan paru disebabkan oleh interstisial dan dua komponen utamanya - fibroblas dan matriks ekstraselular. Matriks ekstraselular disintesis oleh fibroblas, ia mengikat bronkus, pembuluh darah, saraf, dan alveoli menjadi satu blok fungsional tunggal. Dengan demikian, jaringan paru terstruktur. Fibroblas berinteraksi dengan sel-sel sistem kekebalan tubuh dan matriks ekstraselular melalui sintesis sitokin.

Komponen utama matriks ekstraselular adalah kolagen dan elastin. Jenis kolagen pertama dan ketiga menstabilkan jaringan interstisial, jenis kolagen keempat adalah bagian dari membran basal. Elastin menyediakan sifat elastis jaringan paru-paru. Hubungan antara berbagai molekul matriks ekstraselular disediakan oleh proteoglikan. Hubungan struktural antara kolagen dan elastin diberikan oleh proteoglikan dengan dekoratif dan dermatan sulfat; Hubungan antara tipe keempat kolagen dan laminin pada membran basal dilakukan dengan proteoglycan heparan sulfate.

Proteoglikan mempengaruhi aktivitas fungsional reseptor pada permukaan sel dan terlibat dalam perbaikan jaringan paru-paru.

Tahap awal perbaikan jaringan paru dikaitkan dengan proliferasi fibroblas. Kemudian neutrofil bermigrasi ke situs jaringan paru yang rusak, di mana mereka mengambil bagian aktif dalam depolimerisasi molekul matriks ekstraselular. Proses ini diatur oleh berbagai sitokin yang diproduksi oleh makrofag alveolar, neutrofil, limfosit, sel epitel, fibroblas. Proses reparatif melibatkan sitokin - faktor pertumbuhan trombosit, faktor stimulasi koloni granulosit / makrofag. Depot sitokin terbentuk dalam matriks ekstraselular dan mengatur aktivitas proliferasi fibroblas.

Jadi, dalam pengembangan emfisema, peran utama dimainkan oleh disfungsi fibroblas dan proses perbaikan jaringan paru-paru yang rusak.

Konsekuensi patofisiologis utama emfisema adalah:

• kolaps (runtuhnya) tabung bronkial yang kecil dan bebas mengalir saat menghembuskan napas dan pengembangan pelanggaran ventilasi paru tipe obstruktif;
• penurunan progresif di permukaan paru-paru yang berfungsi, yang menyebabkan pengurangan membran alveolar-kapiler, penurunan tajam pada difusi oksigen dan perkembangan gagal napas;
• Pengurangan jaringan kapiler paru-paru, yang menyebabkan perkembangan hipertensi pulmonal.

Patomorfologi

Emfisema paru-paru ditandai dengan perluasan alveoli, saluran pernafasan, peningkatan umum pada keliaran jaringan paru-paru, degenerasi serat elastis dinding alveolar, dan desilasi kapiler.

Klasifikasi anatomis emfisema didasarkan pada tingkat keterlibatan acinus dalam proses patologis. Berikut varian anatomi yang dibedakan:

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

Bentuk asinar proksimal dicirikan bahwa bronchiola pernafasan, yang merupakan bagian proksimal acinus, secara tidak normal membesar dan rusak. Dua bentuk emfisema asinar proksimal diketahui: centrolobular dan emphysema pada pneumokoniosis pada penambang. Dalam bentuk centrilobular emfisema aseksual proksimal, bronkiola pernapasan berubah secara proksimal ke acinus. Ini menciptakan efek dari lokasi sentral di lobus paru-paru. Jaringan paru yang terletak di distal tidak berubah.

Pneumokoniosis penambang ditandai oleh kombinasi fibrosis paru interstisial dan situs fokus emfisema.

Emfisema panacinar (diffuse, generalised, alveolar) ditandai dengan keterlibatan keseluruhan acinus dalam prosesnya.

Enema emulsi acinar ditandai dengan keterlibatan dalam proses patologis program alveolar yang didominasi.

Bentuk emfisema irregular (tidak teratur) ditandai oleh berbagai peningkatan asini dan penghancurannya dan dikombinasikan dengan proses sikatrikial yang diucapkan di jaringan paru-paru. Hal ini menyebabkan sifat emfisema tidak teratur.

Bentuk khusus dari emphysema adalah bulosa. Bulla adalah emfisema paru-paru dengan diameter lebih dari 1 cm.

Sampai batas tertentu, emphysema paru-paru yang tidak disengaja (pikun) dapat dirujuk ke emfisema primer. Hal ini ditandai dengan perluasan alveoli dan saluran pernafasan tanpa mengurangi sistem vaskular paru-paru. Perubahan ini dianggap sebagai manifestasi involusi, penuaan.

Dengan emfisema yang tidak pasti, tidak ada pelanggaran permeabilitas bronkial yang signifikan, hipoksemia dan hiperkapnia tidak berkembang.

Emfisema sekunder paru-paru

Emfisema sekunder mungkin bersifat fokal atau berdifusi. Bentuk emfisema fokal berikut dibedakan: infertisula dekat-merah (perifokal), bayi (lobar), paraseptal (interstisial) dan emfisema unilateral pada paru-paru atau lobus.

Emfisema paru Circumbar - terjadi di sekitar fokus pneumonia, tuberkulosis, dan sarkoidosis. Peran utama dalam perkembangan emfisema fokal paru-paru dimainkan oleh bronkitis regional. Circagar emfisema paru biasanya terlokalisir di daerah puncak paru-paru.

Emfisema fraksional infantil adalah perubahan emfisema dalam satu lobus paru pada anak kecil, biasanya karena atelektasis pada lobus lainnya. Paling sering mempengaruhi lobus atas paru kiri dan lobus tengah kanan. Emfisema lobar yang menular memanifestasikan dirinya sebagai dispnea yang diucapkan.

Sindrom MacLeod (emfisema unilateral) - biasanya berkembang setelah masa kanak-kanak menderita bronchiolitis unilateral atau bronkitis.

Emfisema paraseptal adalah fokus jaringan paru yang dimodifikasi emfisema yang berdekatan dengan jaringan septum atau jaringan ikat yang rapat. Biasanya berkembang sebagai akibat bronkitis fokal atau bronkiolitis. Secara klinis diwujudkan dengan terbentuknya bullae dan pneumotoraks spontan.

Yang penting lebih penting adalah emfisema difus sekunder paru-paru. Penyebab utama perkembangannya adalah bronkitis kronis.

Diketahui bahwa penyempitan bronkus kecil dan peningkatan resistensi bronkial terjadi baik selama inspirasi dan selama pernafasan. Selain itu, dengan pernafasan, tekanan intrathoracic positif menciptakan kompresi tambahan bronki yang sudah lumayan buruk dan menyebabkan udara inspirasi yang tertunda di alveoli dan tekanan yang meningkat di dalamnya, yang secara alami mengarah pada pengembangan emfisema secara bertahap. Hal ini juga penting untuk menyebarkan proses inflamasi dari bronkus kecil ke bronchioles pernafasan dan alveoli.

Penyumbatan lokal bronki kecil menyebabkan pengurasan area kecil jaringan paru-paru dan pembentukan rongga berdinding tipis - bullae, terletak subpleurally. Dengan multiple bullae, jaringan pulmonary dikompres, memperburuk gangguan obstruktif sekunder pertukaran gas. Pecahnya bulla menyebabkan pneumotoraks spontan.

Dengan emfisema difus sekunder, terjadi penurunan jaringan kapiler paru-paru, hipertensi pulmoner precapillary berkembang. Pada gilirannya, hipertensi pulmonal berkontribusi pada fibrosis fungsi arteri kecil.