Patofizjologia astmy - Pathophysiology of asthma

Patofizjologia astmy,
Astma-ilustracja NIH.jpg
Rysunek A przedstawia lokalizację płuc i dróg oddechowych w ciele. Rysunek B przedstawia przekrój normalnych dróg oddechowych. Rycina C przedstawia przekrój dróg oddechowych podczas objawów astmy.
Specjalność Pulmonologia Edytuj to na Wikidanych

Astma jest częstym schorzeniem płuc, definiowanym przez przewlekłe zapalenie dróg oddechowych, napięcie mięśni gładkich układu oddechowego i epizody skurczu oskrzeli. Centers for Disease Control and Prevention szacuje, że w Stanach Zjednoczonych 1 na 11 dzieci i 1 na 12 dorosłych ma astmę. Według Światowej Organizacji Zdrowia astma dotyka 235 milionów ludzi na całym świecie. Istnieją dwie główne kategorie astmy: alergiczna i niealergiczna. Tematem tego artykułu będzie astma alergiczna. W obu przypadkach widoczny jest skurcz oskrzeli.

Zwężenie oskrzeli

Zapalenie dróg oddechowych i skurcz oskrzeli w astmie powodują zwężenie dróg oddechowych, a tym samym świszczący oddech .
Niedrożność światła oskrzelika przez śluzowy wysięk, metaplazję komórek kubkowych, zgrubienie nabłonka błony podstawnej i ciężkie zapalenie oskrzelików.

Podczas epizodu astmy stan zapalny dróg oddechowych reaguje na czynniki środowiskowe, takie jak dym, kurz lub pyłki. Drogi oddechowe zwężają się i wytwarzają nadmiar śluzu , utrudniając oddychanie. W istocie astma jest wynikiem odpowiedzi immunologicznej w oskrzelowych drogach oddechowych.

Drogi oddechowe pacjentów z astmą są „ nadwrażliwe ” na pewne wyzwalacze, znane również jako bodźce (patrz poniżej). (Zwykle jest klasyfikowana jako nadwrażliwość typu I. ) W odpowiedzi na ekspozycję na te czynniki oskrzela (duże drogi oddechowe) kurczą się w skurcz („atak astmy”). Wkrótce następuje stan zapalny , prowadzący do dalszego zwężenia dróg oddechowych i nadmiernej produkcji śluzu , co prowadzi do kaszlu i innych trudności w oddychaniu. Skurcz oskrzeli może ustąpić samoistnie w ciągu 1–2 godzin lub u około 50% pacjentów może stać się częścią „późnej” odpowiedzi, w której po 3–12 godzinach po początkowym urazie dochodzi do dalszego skurczu oskrzeli i stanu zapalnego.

Normalny kaliber oskrzeli jest utrzymywany dzięki zrównoważonemu funkcjonowaniu autonomicznego układu nerwowego, który działa odruchowo. Przywspółczulnego odruch pętla składa się z zakończeń nerwów doprowadzających, które pochodzą pod wewnętrzną z oskrzeli. Ilekroć te doprowadzające zakończenia nerwowe są stymulowane (na przykład przez kurz, zimne powietrze lub opary), impulsy przemieszczają się do ośrodka nerwu błędnego w pniu mózgu, a następnie drogą odprowadzającą nerwu błędnego, aby ponownie dotrzeć do małych dróg oddechowych oskrzeli. Acetylocholina jest uwalniana z odprowadzających zakończeń nerwowych. Ta acetylocholina powoduje nadmierne tworzenie 1,4,5-trifosforanu inozytolu (IP3) w komórkach mięśni gładkich oskrzeli, co prowadzi do skrócenia mięśni, a to inicjuje skurcz oskrzeli.

Zapalenie oskrzeli

Mechanizmy stojące za astmą alergiczną – tj. astmą wynikającą z odpowiedzi immunologicznej na alergeny wziewne – są najlepiej poznanymi czynnikami przyczynowymi. Zarówno u osób z astmą, jak i osób wolnych od choroby, alergeny wziewne, które trafiają do wewnętrznych dróg oddechowych,wchłaniane przez rodzaj komórek znany jako komórki prezentujące antygen lub APC. APC następnie „prezentują” fragmenty alergenu innym komórkom układu odpornościowego . U większości ludzi te inne komórki odpornościowe (komórki T H 0 ) „sprawdzają” i zwykle ignorują cząsteczki alergenu. Jednak u pacjentów z astmą komórki te przekształcają się w inny typ komórek (T H 2) z przyczyn, które nie są dobrze poznane. Możliwym powodem może być uwalnianie interleukiny-4 przez komórki tuczne, które indukują różnicowanie naiwnych limfocytów T pomocniczych (komórki Th0) do limfocytów Th2.

Powstałe komórki T H2 aktywują ważne ramię układu odpornościowego, znane jako humoralny układ odpornościowy . Humoralny układ odpornościowy wytwarza przeciwciała przeciwko alergenowi wziewnemu. Później, gdy pacjent wdycha ten sam alergen, przeciwciała te „rozpoznają” go i aktywują odpowiedź humoralną . Wyniki zapalenia: wytwarzane są substancje chemiczne, które powodują pogrubienie ściany dróg oddechowych, komórki wytwarzające blizny proliferują i przyczyniają się do dalszej „przebudowy dróg oddechowych”, powodują wzrost komórek wytwarzających śluz i wytwarzanie większej ilości i gęstszego śluzu, ramię układu odpornościowego jest aktywowane. Zapalone drogi oddechowe są bardziej nadreaktywne i będą bardziej podatne na skurcz oskrzeli.

W „ hipoteza higieny ” zakłada, że brak równowagi w regulowaniu tych T H typów komórek w początkowych życia prowadzi do długotrwałego dominacji komórek biorących udział w reakcjach alergicznych ponad zaangażowanych w zwalczaniu infekcji. Sugeruje się, że u dziecka narażonego na kontakt z drobnoustrojami we wczesnym okresie życia przyjmowanie mniejszej liczby antybiotyków, życie w dużej rodzinie i dorastanie na wsi stymulują odpowiedź T H 1 i zmniejszają ryzyko rozwoju astmy.

Astma jest związana ze stanem prozakrzepowym w przestrzeni oskrzelowo-pęcherzykowej.

Bodźce

Patogeneza

Podstawowy problem w astmie wydaje się mieć podłoże immunologiczne : małe dzieci we wczesnych stadiach astmy wykazują oznaki nadmiernego stanu zapalnego w drogach oddechowych. Odkrycia epidemiologiczne dostarczają wskazówek co do patogenezy : zachorowalność na astmę wydaje się wzrastać na całym świecie, a astma jest obecnie znacznie bardziej powszechna w krajach zamożnych.

W 1968 Andor Szentivanyi po raz pierwszy opisał teorię beta-adrenergiczną astmy ; w którym zablokowanie receptorów beta-2 komórek mięśni gładkich płuc powoduje astmę. Teoria beta adrenergiczna Szentivanyi'ego jest klasykiem cytowań przy użyciu Science Citation Index i była cytowana więcej razy niż jakikolwiek inny artykuł w historii Journal of Allergy and Clinical Immunology .

W 1995 Szentivanyi i współpracownicy wykazali, że IgE blokuje receptory beta-2. Ponieważ nadprodukcja IgE ma kluczowe znaczenie dla wszystkich chorób atopowych, był to przełomowy moment w świecie alergii.

Astma i bezdech senny

Coraz częściej zauważa się, że stan pacjentów, u których występuje zarówno obturacyjny bezdech senny, jak i astma, często znacznie poprawia się, gdy bezdech senny jest diagnozowany i leczony. CPAP nie jest skuteczny tylko u pacjentów z astmą nocną.

Astma i choroba refluksowa przełyku

Jeśli występuje choroba refluksowa przełyku (GERD), pacjent może mieć powtarzające się epizody aspiracji kwasu. GERD może być powszechny w trudnej do kontrolowania astmie, ale według jednego z badań leczenie nie wydaje się mieć wpływu na astmę. Gdy istnieje kliniczne podejrzenie GERD jako przyczyny astmy, wymagane jest monitorowanie pH przełyku w celu potwierdzenia diagnozy i ustalenia związku między GERD a astmą.

Astma i narażenie na zanieczyszczenia powietrza w czasie ciąży

Astma dotyka od czterech do ośmiu na sto ciężarnych kobiet. Wynika to z faktu, że w czasie ciąży następuje zmiana immunologiczna spowodowana wahaniami hormonalnymi. W niektórych przypadkach następuje wzrost poziomu estrogenów, co z kolei zmniejsza aktywność komórek NK, produkcję cytokin zapalnych przez komórki Th1 i produkcję cytokin przeciwzapalnych. Jak widzieliśmy, odgrywają one ważną rolę w patofizjologii astmy.

Naukowcy odkryli związek między przedwczesnym porodem a narażeniem na zanieczyszczenie powietrza u ciężarnych kobiet cierpiących na astmę. Wyniki sugerują, że kobiety z astmą mają większe ryzyko przedwczesnego porodu. Naukowcy zasugerowali, że epizody astmy u kobiet w ciąży były związane z ciągłym narażeniem na dwutlenek azotu i tlenek węgla - rodzaje zanieczyszczeń powietrza.

Naukowcy zbadali również, kiedy kobiety były najbardziej podatne na rozwój astmy. Dane wskazują, że kobiety były bardziej narażone na rozwój astmy, gdy były narażone na zanieczyszczenia przed poczęciem i podczas ciąży. W szczególności „wzrost o 30 części na miliard (ppb) w narażeniu na tlenek azotu w ciągu trzech miesięcy poprzedzających ciążę zwiększył ryzyko przedwczesnego porodu o prawie 30% u kobiet z astmą, w porównaniu do 8% u kobiet bez astmy”.

W innych badaniach naukowcy odkryli związek między astmą u dzieci a prenatalną ekspozycją na zanieczyszczenie powietrza. Wyniki badania obejmującego 65 000 kanadyjskich dzieci sugerują, że dzieci matek, które mieszkały w pobliżu autostrad w czasie ciąży, miały o 25% większe ryzyko zachorowania na astmę przed ukończeniem piątego roku życia w porównaniu z dziećmi matek, które nie mieszkały w pobliżu autostrad. Autostrady są głównym źródłem zanieczyszczenia powietrza związanego z ruchem drogowym, ponieważ w pobliżu autostrad dochodzi do akumulacji zanieczyszczeń powietrza, takich jak dwutlenek azotu i tlenek węgla (emitowany z pojazdów).

W innym badaniu naukowcy zebrali dane od 6000 dzieci uczęszczających do szkół publicznych w Kalifornii. Wyniki sugerują, że wysoka ekspozycja na prenatalne zanieczyszczenie powietrza była silnie skorelowana ze zwiększoną podatnością na astmę w dzieciństwie.

Bibliografia