Causas y patogénesis del enfisema

En 1965, Eriksson describió la deficiencia de a1-antitripsina. Al mismo tiempo, se sugirió que existe una conexión entre el desarrollo de enfisema y el déficit de a1-antitripsina. En un experimento con animales, se reprodujo un modelo de enfisema pulmonar mediante la introducción de extractos de enzimas proteolíticas de las plantas en los pulmones.

Enfisema difuso primario

Deficiencia de α1-antitripsina determinada genéticamente

A1-antitripsina es el inhibidor principal de serina proteasas, que incluyen tripsina, quimotripsina, elastasa de neutrófilos, la calicreína tisular, Factor X y plasminógeno. El gen a1-antitripsina se encuentra en el brazo largo del cromosoma 14 y se denomina gen inhibidor de proteinasas (PI). El gen PI se expresa en dos tipos de células: macrófagos y hepatocitos.

La mayor concentración de a1-antitripsina se encuentra en el suero y alrededor del 10% del nivel sérico se determina en la superficie de las células epiteliales del tracto respiratorio.

Actualmente, hay 75 alelos del gen PI. Se dividen en 4 grupos:

• normal - con un nivel fisiológico de concentración en suero de sangre a1-antitripsina;
• deficiente: el nivel de concentración del inhibidor de tripsina se reduce al 65% de la norma;
• "Zero" -a1-antitripsina en suero no está determinado;
• en suero, el contenido de α-antitripsina es normal, pero su actividad contra la elastasa se reduce.

Los alelos PI también se subdividen dependiendo de la movilidad electroforética de la glicoproteína α1-antitripsina:

• la opción "A" - está ubicada más cerca del ánodo;
• opción "- cátodo;
• opción "M" - la más frecuente.

La parte principal del conjunto de genes (más del 95%) se compone de tres subtipos del alelo normal "M" - M1, M2, MZ.

La patología de una persona debido al gen PI ocurre en alelos escasos y cero. Las principales manifestaciones clínicas de la deficiencia de a1-antitripsina son el enfisema y la cirrosis juvenil del hígado.

En un saludable neutrófilos humanos y los macrófagos alveolares en los pulmones secretar enzimas proteolíticas (principalmente elastasa) en una cantidad suficiente para el desarrollo de enfisema, pero impide que el alfa-1-antitripsina, que está disponible en la sangre, las secreciones bronquiales y otras estructuras de tejido.

En la deficiencia determinada genéticamente de alfa1-antitripsina, y la escasez de la misma causado por el tabaquismo, factores etiológicos agresivos, riesgo laboral, la proteólisis sistema de turnos / proteólisis alfa1-antitripsina se produce en la dirección que causa daños a las paredes alveolares y el desarrollo de enfisema.

Efectos del humo de tabaco

Fumar es considerado uno de los factores más agresivos en el desarrollo de la enfermedad pulmonar obstructiva crónica en general y enfisema en particular. El desarrollo de enfisema en fumadores se debe al hecho de que el humo del tabaco causa la migración de neutrófilos a la sección terminal del tracto respiratorio. Los neutrófilos producen grandes cantidades de enzimas proteolíticas elastasa y catepsina, que tienen un efecto destructivo sobre la base elástica de los alvéolos.

Además, el tabaquismo crónico en macrófagos alveolares acumula el paso del humo de tabaco, y la formación de alfa-1-antitripsina en ellos disminuye drásticamente.

Fumar también causa un desequilibrio en el sistema oxidante / antioxidante con un predominio de oxidantes, que tiene un efecto perjudicial sobre las paredes alveolares y promueve el desarrollo de enfisema.

Todavía no está claro por qué fumar causa el desarrollo de enfisema solo en 10-15% de los fumadores. Además de la deficiencia de alfa1-antitripsina, es probable que algunos factores desconocidos (posiblemente genéticos) que predisponen al tabaquismo a desarrollar enfisema desempeñen un papel.

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El impacto de factores ambientales agresivos

"El enfisema hasta cierto punto es una enfermedad ambientalmente condicionada" (AG Chuchalin, 1998). Los factores agresivos del medio ambiente contaminado (contaminantes) causan daños no solo al tracto respiratorio, sino también a las paredes alveolares, lo que contribuye al desarrollo del enfisema. Entre los contaminantes, el dióxido de azufre y el dióxido de nitrógeno son de la mayor importancia, sus principales generadores son las estaciones térmicas y el transporte. Además, el humo negro y el ozono juegan un papel importante en el desarrollo del enfisema. Las concentraciones elevadas de ozono están asociadas con el uso del freón en su vida diaria (refrigeradores, aerosoles domésticos, perfumes, formas de dosificación en aerosol). En clima cálido en la atmósfera, se produce una reacción fotoquímica de dióxido de nitrógeno (el producto de combustión del combustible de transporte) con ultravioleta, se forma ozono, lo que provoca el desarrollo de la inflamación del tracto respiratorio superior.

El mecanismo del desarrollo de enfisema debido a la exposición a largo plazo a los contaminantes atmosféricos es el siguiente:

• efecto dañino directo sobre las membranas alveolares;
• activación de la actividad proteolítica y oxidativa en el sistema broncopulmonar, que causa la destrucción del marco elástico de los alvéolos pulmonares;
• aumento de la producción de mediadores de reacciones inflamatorias: leucotrienos y citocinas perjudiciales.

Riesgos ocupacionales, la presencia de infección broncopulmonar persistente o recurrente

En las personas mayores, cuyo enfisema se detecta con especial frecuencia, el efecto simultáneo de varios factores etiológicos durante muchos años de vida se ve afectado. En algunos casos se juega un cierto papel por el estiramiento mecánico de los pulmones (en músicos de bandas de metal, sopladores de vidrio).

Patogénesis

Los principales mecanismos comunes para el desarrollo del enfisema son:

• violación de la relación normal de proteasa / alfa1-antitripsina y oxidantes / antioxidantes al predominio de alvéolos dañinos a la pared de enzimas proteolíticas y oxidantes;
• interrupción de la síntesis y función del agente tensioactivo;
• disfunción de fibroblastos (según la hipótesis de Times et al., 1997).

Los fibroblastos juegan un papel importante en el proceso de reparación del tejido pulmonar. Se sabe que la estructuración y reestructuración del tejido pulmonar se debe a la intersticial y sus dos componentes principales: los fibroblastos y la matriz extracelular. La matriz extracelular es sintetizada por los fibroblastos, que une los bronquios, los vasos, los nervios y los alvéolos en un solo bloque funcional. Por lo tanto, el tejido pulmonar está estructurado. Los fibroblastos interactúan con las células del sistema inmune y la matriz extracelular a través de la síntesis de citoquinas.

Los componentes principales de la matriz extracelular son colágeno y elastina. El primer y tercer tipo de colágeno estabilizan el tejido intersticial, el cuarto tipo de colágeno es parte de la membrana basal. Elastin proporciona propiedades elásticas del tejido pulmonar. La relación entre las diversas moléculas de la matriz extracelular la proporcionan los proteoglicanos. La relación estructural entre el colágeno y la elastina es proporcionada por los proteoglicanos con decorina y dermatan sulfato; La relación entre el cuarto tipo de colágeno y la laminina en la membrana basal es portada por el heparan sulfato de proteoglicanos.

Los proteoglicanos afectan la actividad funcional de los receptores en la superficie celular y participan en la reparación del tejido pulmonar.

La fase temprana de reparación del tejido pulmonar se asocia con la proliferación de fibroblastos. Luego, los neutrófilos migran al sitio dañado del tejido pulmonar, donde toman parte activa en la despolimerización de las moléculas de la matriz extracelular. Estos procesos están regulados por diversas citoquinas producidas por macrófagos alveolares, neutrófilos, linfocitos, células epiteliales, fibroblastos. El proceso reparador involucra citocinas - factores de crecimiento plaquetario, factor estimulante de colonias de granulocitos / macrófagos. El depósito de citoquinas se forma en la matriz extracelular y regula la actividad proliferativa de los fibroblastos.

Por lo tanto, en el desarrollo del enfisema, se juega un papel importante por la disfunción de los fibroblastos y los procesos de reparación adecuados del tejido pulmonar dañado.

Las principales consecuencias fisiopatológicas del enfisema son:

• el colapso (colapso) de los bronquios menudos, que funcionan libremente a la expiración y el desarrollo de las infracciones de la ventilación neumónica obstruktivnogo del tipo;
• una disminución progresiva en la superficie de funcionamiento de los pulmones, que conduce a la reducción de las membranas alveolocapilar, una disminución aguda en la difusión de oxígeno y el desarrollo de insuficiencia respiratoria;
• Reducción de la red capilar de los pulmones, que conduce al desarrollo de hipertensión pulmonar.

Patomorfología

El enfisema de los pulmones se caracteriza por la expansión de los alvéolos, las vías respiratorias, un aumento general de la ventilación del tejido pulmonar, la degeneración de las fibras elásticas de las paredes alveolares y la desolación de los capilares.

La clasificación anatómica del enfisema se basa en el grado de afectación del acino en el proceso patológico. Se distinguen las siguientes variantes anatómicas:

• enfisema acinar proximal;
• enfisema panacinar;
• enfisema distal;
• enfisema irregular

La forma acinar proximal se caracteriza porque la bronquio respiratoria, que es la parte proximal del acino, está anormalmente agrandada y dañada. Se conocen dos formas de enfisema acinar proximal: centrolobulillar y enfisema en la neumoconiosis de los mineros. En la forma centrolobulillar del enfisema acinar proximal, los bronquiolos respiratorios cambian proximalmente al acino. Esto crea el efecto de una ubicación central en el lóbulo pulmonar. El tejido pulmonar distalmente localizado no cambia.

La neumoconiosis de los mineros se caracteriza por una combinación de fibrosis pulmonar intersticial y sitios focales de enfisema.

El enfisema panacinar (difuso, generalizado, alveolar) se caracteriza por la participación de todo el acino en el proceso.

El enfisema acinar distal se caracteriza por la participación en el proceso patológico de cursos predominantemente alveolares.

La forma irregular (irregular) de enfisema se caracteriza por una variedad de aumentos en acinos y su destrucción y se combina con un proceso cicatricial pronunciado en el tejido pulmonar. Esto causa la naturaleza irregular del enfisema.

Una forma especial de enfisema es bullosa. Bulla es el enfisema del pulmón con un diámetro de más de 1 cm.

Hasta cierto punto, el enfisema pulmonar involuntario (senil) puede referirse al enfisema primario. Se caracteriza por la expansión de los alvéolos y pasajes respiratorios sin reducción del sistema vascular de los pulmones. Estos cambios se consideran una manifestación de involución, envejecimiento.

Con enfisema evolvente, no hay violaciones significativas de la permeabilidad bronquial, la hipoxemia y la hipercapnia no se desarrollan.

Enfisema secundario de los pulmones

El enfisema secundario puede ser focal o difuso. Se distinguen las siguientes formas de enfisema focal: casi escarlata (perifocal), infantil (lobar), paraseptal (intersticial) y enfisema unilateral del pulmón o el lóbulo.

Enfisema pulmonar circumbar: ocurre alrededor de los focos de neumonía, tuberculosis y sarcoidosis. La bronquitis regional desempeña el papel principal en el desarrollo del enfisema focal de los pulmones. El enfisema pulmonar circumbar generalmente se localiza en la región del vértice de los pulmones.

El enfisema fraccional infantil es un cambio de enfisema en un lóbulo del pulmón en niños pequeños, generalmente debido a la atelectasia en otros lóbulos. Muy a menudo afecta el lóbulo superior del pulmón izquierdo y el lóbulo medio de la derecha. El enfisema lobar infantil se manifiesta como una disnea pronunciada.

Síndrome de MacLeod (enfisema unilateral): generalmente se desarrolla después de una infancia que padece bronquiolitis o bronquitis unilateral.

El enfisema paraseptal es el foco del tejido pulmonar modificado por enfisema adyacente a un tabique hermético del tejido conectivo o pleura. Por lo general, se desarrolla como resultado de bronquitis focal o bronquiolitis. Clínicamente se manifiesta por la formación de ampollas y neumotórax espontáneo.

Significativamente más importante es el enfisema difuso secundario de los pulmones. La causa principal de su desarrollo es la bronquitis crónica.

Se sabe que el estrechamiento de los bronquios pequeños y el aumento de la resistencia bronquial ocurren tanto durante la inspiración como durante la exhalación. Además, durante la exhalación la presión intratorácica positiva crea compresión adicional y sin mal bronquios pasable y provoca un retraso en el aumento de aire inspirado y la presión alveolar en el mismo, lo que conduce naturalmente al desarrollo gradual de enfisema pulmonar. También es importante diseminar el proceso inflamatorio desde los bronquios pequeños hasta los bronquiolos y alvéolos respiratorios.

La obstrucción local de los bronquios pequeños conduce a un estiramiento excesivo de pequeñas áreas del tejido pulmonar y a la formación de cavidades de paredes delgadas, ampollas localizadas subpleuralmente. Con múltiples bullas, el tejido pulmonar se comprime, lo que agrava aún más las alteraciones obstructivas secundarias del intercambio de gases. La ruptura de bulla conduce a neumotórax espontáneo.

Con enfisema difuso secundario, hay una reducción en la red capilar de los pulmones, se desarrolla hipertensión pulmonar precapilar. A su vez, la hipertensión pulmonar contribuye a la fibrosis de las arterias pequeñas que funcionan.