Этиология и патогенез

Главный фактор риска ХОБЛ в 80-90% случаев – курение. У курильщиков максимальные показатели смертности от ХОБЛ, у них быстрее развиваются необратимые обструктивные изменения функции дыхания, нарастают одышка и другие проявления болезни. Однако и среди некурящих нередки случаи возникновения и прогрессирования ХОБЛ.

Среди основных факторов риска профессиональной природы, значение которых установлено, наиболее вредоносными являются пыли, содержащие кадмий и кремний. Профессии с повышенным риском развития ХОБЛ – шахтеры; строители, работа которых предполагает контакт с цементом; рабочие металлургической промышленности (горячая обработка металлов); железнодорожники; рабочие, занятые переработкой зерна, хлопка и производством бумаги.

Существенную роль в возникновении ХОБЛ играет генетическая предрасположенность. На это указывает тот факт, что не все длительно курящие становятся больными ХОБЛ.

В настоящее время хорошо изученной генетической патологией, ведущей к ХОБЛ, является дефицит альфа1-антитрипсина (ААТ), лежащий в основе развития эмфиземы, ХОБ и формирования бронхоэктазов. Но значимость этой причины в развитии ХОБЛ значительно меньшая, чем курение. Так, в США среди больных ХОБ врожденный дефицит ААТ выявляется менее, чем в 1% случаев.

Нарушение бронхиальной проходимости у больных ХОБЛ формируется за счет обратимого и необратимого компонентов. Наличие и выраженность обратимого компонента придает индивидуальность болезням, составляющим ХОБЛ, и позволяет выделять их в отдельные нозологические формы. Обратимый компонент формируется из: - спазма гладкой мускулатуры,

- отека слизистой оболочки бронхов,

- гиперсекреции слизи, -

возникающих под влиянием повышения тонуса блуждающего нерва и выделения большого спектра провоспалительных медиаторов и аутокоидов(лейкотриены, ИЛ-8, фактор некроза опухоли, нейтрофильные протеазы и свободные радикалы).

В процессе прогрессирования болезни постепенно утрачивается обратимый компонент. При полной его утрате заболевание меняет свое качество, и границы нозологических форм, составляющих ХОБЛ, стираются.

Необратимый компонент бронхиальной обструкции определяется развивающейся эмфиземой и перибронхиальным фиброзом.

Эмфизема формируется в основном в результате истощения (вследствие оксидативного стресса) местных ингибиторов протеаз и под влиянием нейтрофильных протеаз, разрушающих эластическую строму альвеол. Из-за нарушения эластических свойств легких изменяется механика дыхания и формируется экспираторный коллапс, являющийся важнейшей причиной необратимой бронхиальной обструкции.

Перибронхиальный фиброз – следствие хронического воспаления, влияет на формирование необратимого компонента меньше, чем эмфизема.

Развитие эмфиземы приводит к редукции сосудистой сети в участках легочной ткани, не способных к газообмену. В результате этого кровоток перераспределяется в сохранившиеся участки легочной ткани, возникают выраженные вентиляционно-перфузионные нарушения. Неравномерность вентиляционно-перфузионных отношений является одним из важных элементов патогенеза ХОБЛ. Перфузия плохо вентилируемых зон ведет к снижению артериальной оксигенации, избыточная вентиляция недостаточно перфузируемых зон приводит к росту вентиляции мертвого пространства и задержке выделения СО . Все это создает условия для повышения давления в бассейне легочной артерии. В этой стадии формируется легочная гипертензия с дальнейшим развитием легочного сердца.

Хроническая гипоксия ведет к компенсаторному эритроцитозу – вторичной полицитемии с соответствующим повышением вязкости крови и нарушениями микроциркуляции, которые усугубляют вентиляционно-перфузионные несоответствия.

Важным компонентом патогенеза ХОБЛ является утомление дыхательной мускулатуры, что в свою очередь снижает работу дыхания и усугубляет вентиляционные нарушения.

У ряда больных ХОБЛ наблюдается синдром обструктивного апноэ во сне. Сочетание бронхиальной обструкции, характерной для ХОБЛ с ночным апноэ, называется синдромом перекреста (overlap syndrom), при котором максимально выражены нарушения газообмена. Существует мнение, что у большинства больных хроническая гиперкапния формируется преимущественно в ночное время. Структура сна нарушается у 40% больных ХОБЛ.

Усугубляет бронхиальную обструкцию и ведет к нарастанию всех признаков болезни обострение инфекционного процесса в респираторной системе. В условиях мукостаза, местного, а иногда и системного иммунодефицита колонизация микроорганизмов может принять неконтролируемый характер и перейти в качественно другую форму взаимоотношения с макроорганизмом - инфекционный процесс. Возможен и другой путь – обычное заражение воздушно-капельным путем высоковирулентной флорой, что легко реализуется в условиях нарушенных защитных механизмов.

Патогенетическую основу ХОБЛ составляет хронический воспалительный процесс трахео-бронхиального дерева, легочной паренхимы и сосудов, при котором клетки-участники - макрофаги, Т-лимфоциты, нейтрофилы – выделяют большое количество медиаторов: лейкотриен В4, интерлейкин 8, фактор некроза опухоли. Эти медиаторы оказывают хемоаттрактивное действие на нейтрофилы, которые являются главным источником эластазы и активных радикалов кислорода, разрушающих структуру легких. Таким образом, дисбаланс протеолитических ферментов - антипротеиназ и оксидативный стресс лежат в основе повреждения эластического каркаса легких – развития эмфиземы.

В мелких бронхах и бронхиолах воспалительный процесс происходит циклично со структурным ремоделированием бронхиальной стенки, характеризующимся повышением содержания коллагена и образованием рубцовой ткани, приводящей к стойкой обструкции дыхательных путей. Дальнейшее течение заболевания определяется развитием и степенью тяжести обструктивных нарушений вентиляции. Для обеспечения должной вентиляции необходимо увеличить давление в альвеолах, что достигается дополнительным мышечным усилием. Из-за снижения скорости выдоха повышенное давление в альвеолах сохраняется большую часть суток. Альвеолы постепенно увеличиваются в объеме. Увеличение альвеол приводит к сдавливанию легочных капилляров и соседних бронхиол. Это приводит к усилению обструкции за счет сдавливания бронхиол и к редукции капиллярного русла. Изменения в резистивных сосудах заключаются в утолщении интимы с последующей гиперплазией гладкомышечных клеток, увеличением коллагена и необратимым утолщением сосудистой стенки. Развивается стойкая гипертензия малого круга кровообращения. Возрастает нагрузка на правый желудочек сердца, что приводит к его недостаточности – «легочное сердце».

В развитии ХОБЛ существует последовательная этапность: заболевание начинается с гиперсекреции слизи с последующим нарушением функции мерцательного эпителия, развивается бронхиальная обструкция, которая приводит к формированию эмфиземы легких, нарушению газообмена, дыхательной недостаточности, легочной гипертензии и развитию легочного сердца.

Патофизиологические последствия бронхиальной обструкции.

Хронический обструктивный бронхит (ХОБ) –

заболевание, характеризующееся хроническим диффузным воспалением бронхов, ведущее к прогрессирующему нарушению вентиляции по обструктивному типу и проявляющееся кашлем, одышкой и выделением мокроты, не связанными с поражением других систем и органов и неизбежно приводящее к дыхательной и сердечной недостаточности.

Начальные признаки ХОБ: кашель и отделение мокроты.

Необходимо отметить, что изначально, отчасти и в последующем, в основе страдания – не воспалительный процесс в слизистой бронхов, а особые морфофункциональные взаимоотношения, которые формируют благоприятные условия для возникновения воспалительного процесса.

Эксперты ВОЗ определили ХОБ как состояние, а не заболевание.

ПАТОГЕНЕЗ:

Главное звено – прогрессирующее нарушение мукоцилиарного транспорта – нормальной работы ресничек мерцательного эпителия, своим движением освобождающих респираторный тракт от любых частичек, в том числе микроорганизмов. Частота их движений 15 и более в секундах. Любая частица, попавшая в дыхательный тракт должна за 1 сек проходить мимо клеток. Время контакта микроорганизма с каждой эпителиальной клеткой не более 0,1 сек. Это затрудняет развитие инфекции.

В основе нарушения мукоцилиарного транспорта – гиперплазия и гипертрофия слизеобразующих желез, изменение состава бронхиального секрета. Ворсинки реснитчатого эпителия оптимально функционируют в фазе золя бронхиального секрета. Под действием факторов риска изменяется состав бронхиального секрета: фаза золя замещается фазой геля, движение ресничек затрудняется вплоть до их полной остановки, происходит утрата клеток реснитчатого эпителия из-за метаплазии, в результате формируется мукостаз с блокадой мелких воздухоносных путей.

В мелких бронхах:

• Гиперплазия слизеобразующих клеток
• Отек и клеточная инфильтрация слизистой оболочки
• Перибронхиальный фиброз
• Гиперплазия мышечных волокон
• Метаплазия реснитчатого эпителия с мукоидной закупоркой бронхов

Поражение слизистой бронхов связано с действием

факторов риска:

1. курение – нарушение двигательной активности ресничек, гипертрофия и гиперплазия слизеобразующих желез, снижение активности макрофагов.

2. поллютанты – озон, SO₂, NO₂ и др.

3. низкая температура

4. вирусные инфекции

Далее происходят изменения качественного состава бронхиального секрета: снижено содержание неспецифических факторов местного иммунитета, нарушается мукоцилиарный клиренс.

Густая вязкая бронхиальная слизь со сниженным бактерицидным потенциалом – благоприятная среда для различных микроорганизмов. Течение заболевания неуклонно прогрессирует, повышено бронхиальное сопротивление току воздуха, особенно на выдохе – экспираторная одышка (выдох удлинен) à ↑ ООЛ, ↓ ЖЕЛ, ↓ ОФВ1 (повышается внутриальвеолярное давление, возрастает работа аппарата внешнего дыхания, прогрессирует потеря эластической тяги).

Обструкция бронхов густой, вязкой слизью формирует в легких зоны, где есть кровоток, но нет вентиляции, а значит и газообмена, т.е. кровь венозная не артериализуясь поступает в аорту, вследствие этого нарушается газовый состав артериальной крови – такое явление называется альвеолярным шунтированием.

Гиповентиляция альвеол, ↓ pO₂ в альвеолярном воздухе вызывает развитие гипертензии малого круга, повышается нагрузка на правый желудочек сердца, развивается правожелудочковая сердечная недостаточность – «легочное сердце».

Характерен внешний вид: синюшность + отеки («синюшные отечники»).

Вентиляционные нарушения при ХОБ, главным образом обструктивные, проявляются экспираторной одышкой и снижением ОФВ1 – интегрального показателя, отражающего выраженность бронхиальной обструкции. Прогрессирование болезни, как обязательный признак ХОБ, проявляется ежегодным снижением ОФВ1 на 50 мл и более.

ХОБ – болезнь второй половины жизни, чаще возникающая после 40 лет. Эпидемиологические данные свидетельствуют о большей распространенности ХОБ среди мужчин и курящих женщин. Однако следует подчеркнуть, что в течение 10-15 лет болезнь протекает бессимптомно, т.е. ее начало может приходиться на старший детский и юношеский возраст.