Этиопатогенез

Эмфизема легких по этиопатогенетическим признакам подразделяется на первичную и вторичную. Первичная развивается у лиц без предшествующей бронхолегочной патологии и является самостоятельной нозологической формой. В последнее время в ее развитии важное значение придается роли генетических факторов, в частности дефициту a1-антитрипсина (a1-AT).

a₁-антитрипсин относится к сывороточным белкам из группы a₁-глобулинов, представляет собой гликопротеид с молекулярной массой 50000—55000 и обусловливает около 90% всей трипсинингибирующей способности плазмы. a₁-антитрипсин является основным ингибитором сериновых протеаз, к которым относятся трипсин, химотрипсин, нейтрофильная эластаза, коллагеназа, тканевой калликреин, плазминоген, фактор Ха. a1-АТ кодируется геном Pi (proteinase inhibitor), который расположен на длинном плече хромосомы 14. Его количество в сыворотке крови у здоровых в норме составляет 1,5—3,5 г/л. Уровень сывороточного a₁-АТ равный 0,80 г/л (11 мкмоль/л), что составляет около 35% нормального уровня, является тем порогом, ниже которого значительно повышается риск развития эмфиземы легких. Выделено не менее 90 различных генетически детерминированных вариантов a1-АТ, составляющих Pi (protease inhibitor) систему. Аллели гена Pi подразделены на четыре группы: нормальные — с физиологическим уровнем концентрации a1-АТ в сыворотке крови; дефицитные — уровень концентрации ингибитора снижается до 65% нормы; «нулевые» - ингибитор в сыворотке не определяется; содержание ингибитора в сыворотке нормальное, но его активность по отношению к эластазе снижена. Фенотипические варианты a₁-АТ отличаются между собой электрофоретической подвижностью. Каждый аллель, определяемый по электрофоретической подвижности генного продукта, обозначают заглавной буквой латинского алфавита: PiF — быстрый, PiM — средней подвижности, РiS — медленный, PiZ — самый медленный, ближе всех расположен к катоду. Доказана значительная роль гомозиготных форм наследственного дефицита a₁-АТ (тип PiZZ) в развитии первичной диффузной эмфиземы легких, а также цирроза печени. Эмфизема возникает у таких людей в 15 раз чаще, чем у остальной популяции.

Вторичная эмфизема легких возникает на фоне других заболеваний органов дыхания, в первую очередь хронического обструктивного бронхита.

Среди экзогенных факторов в развитии эмфиземы легких большое значение имеют курение, загрязнение воздуха, легочные инфекции. Особенно агрессивным фактором является курение, от интенсивности и длительности которого зависит степень болезни. Среди наиболее вероятных компонентов табачного дыма, способствующих развитию эмфиземы легких — кадмий, окись азота и серы. Механизм действия табачного дыма при эмфиземы легких связан в первую очередь с тем, что его компоненты активизируют деятельность альвеолярных макрофагов и нейтрофилов, что способствует повышению уровня нейтрофильной эластазы, металлопротеиназ, играющих важную роль в патогенезе эмфиземы легких. Кроме этого, при длительном курении снижается активность ингибиторов протеолиза и, прежде всего a1-АТ, а протеазы, особенно в условиях даже малейшей недостаточности функции антиферментов, вызывают значительное повреждение эластических волокон и разрушение тонких структур респираторного отдела легкого. Кроме того, табакокурение активизирует процессы свободнорадикального окисления. В табачном дыме содержатся оксиданты, которые подавляют активность антиэластазных ингибиторов, тормозят восстановительные процессы в поврежденном эластическом каркасе легкого. Под влиянием курения снижается и содержание антиоксидантов в плазме крови. Все это способствует развитию эмфиземы легких.

Среди факторов, способствующих развитию эмфиземы легких, важную роль играют поллютанты и профессиональные вредности, т.к. они оказывают повреждающее действие на легочную ткань, приводят к формированию хронических процессов в дыхательных путях и появлению дисбаланса в системе протеолиз-антипротеолиз. Наибольшее значение среди поллютантов имеют диоксиды серы и азота, озон. Ингаляционный путь проникновения воздушных поллютантов приводит к повреждению мембран апикальной части эпителиальных клеток, что способствует выходу воспалительных медиаторов, лейкотриенов и нарушению в системе оксидант-антиоксидант. Истощение антиоксидантной системы играет важную роль в продолжающемся воспалении слизистой оболочки дыхательных путей. К развитию эмфиземы приводит также воздействие взвешенной пыли, твердых частиц, углеводородов и др. Особенно опасна для развития эмфиземы легких ископаемая угольная пыль. Исследования A. Churg et al., 1997 показали, что эмфизема, вызванная воздействием минеральной пыли и табачным дымом, имеет сходные механизмы.

Одной из причин развития эмфиземы легких является легочная инфекция. Инфекционное воспаление стимулирует протеолитическую активность макрофагов и нейтрофилов. Бактерии также могут выступать как дополнительный источник протеолитических агентов, в том числе эластазы. Все это ведет к развитию протеазно-антипротеазного дисбаланса. В последнее время немаловажное значение в патогенезе хронического обструктивного бронхита и эмфиземы легких отводится респираторным вирусам. Сами по себе вирусы не вызывают выраженной нейтрофильной или макрофагальной реакции, но из-за высокой контагиозности и способности подавлять местный и общий иммунитет они в большинстве случаев способствуют обострению воспалительных процессов с развитием бактериальной инфекции.

Таким образом, ведущим патогенетическим механизмом развития эмфиземы легких считается дисбаланс в системе протеазы-антипротеазы (рис. 3.30), при котором наблюдается избыток протеаз или недостаток антипротеаз, что ведет к аутолизу тончайших структур респираторного отделах легочной ткани.