Хронічний обструктивний бронхіт: причини і патогенез

Етіологічні фактори хронічного обструктивного бронхіту. Це куріння (активне і пасивне), забруднення атмосферного повітря (екологічна агресія), виробничі (професійні) шкідливості, важка вроджена недостатність а1-антитрипсину, респіраторні вірусні інфекції, гіперреактивність бронхів. Існують безумовні і ймовірні фактори ризику розвитку хронічного обструктивного бронхіту.

Найважливішим етіологічним фактором є куріння. Однак слід зауважити, що самого по собі куріння недостатньо для розвитку ХОБ. Відомо, що ХОЗЛ виникають лише у 15% довгостроково курящих осіб. Згідно «голландської гіпотезі», для розвитку хронічного обструктивного бронхіту при палінні необхідна генетична схильність до пошкодження дихальних шляхів.

Фактори ризику хронічного обструктивного бронхіту

Головним фактором ризику розвитку ХОЗЛ в 80-90% випадків є куріння тютюну. Серед «курців» хронічна обструктивна хвороба легень розвивається в 3-9 разів частіше, ніж у некурящих осіб. При цьому смертність від ХОЗЛ визначають вік, в якому було розпочато куріння, кількість викурених сигарет і тривалість куріння. Слід зазначити, що проблема куріння особливо актуальна для України, де поширеність цієї шкідливої звички досягає 60-70% серед чоловіків і 17 25% серед жінок.

При цьому вплив тютюнового диму па легкі має значення не тільки як один з найважливіших факторів, що порушують функцію системи мукоциліарного транспорту, очисну і захисну функцію бронхів, а й як фактор виникнення хронічного запалення слизової бронхів. Тривале подразнюючу дію тютюнового диму на альвеолярну тканину і систему сурфактанту сприяє порушенню еластичності легеневої тканини і виникнення емфіземи легенів.

Другим фактором ризику виникнення ХОЗЛ є професійні шкідливості, зокрема робота на виробництві, пов'язана з вдиханням пилу, що містить кадмію, кремній і деякі інші речовини.

До професійними групами з підвищеним ризиком розвитку хронічної обструктивної хвороби легень відносяться:

• шахтарі;
• будівельники;
• робочі металургійних підприємств;
• залізничники;
• робітники, зайняті переробкою зерна, бавовни і виробництвом паперу та інші.

Третім фактором ризику є повторні гострі респіраторні вірусні інфекції (ГРВІ), також сприяють порушенню очисної і захисної функції бронхів, обсеменению слизової бронхів патогенними і умовно-патогенними мікроорганізмами, що ініціюють хронічний запальний процес в бронхах. У хворих з вже розвилася ХОЗЛ повторні ГРВІ прискорюють виникнення порушення вентиляції легенів і формування бронхообструктивного синдрому і дихальної недостатності.

Істотну роль має також спадкова схильність до виникнення хронічної обструктивної хвороби легень. В даний час єдиною доведеною і добре вивченою генетично обумовленої патологією, що веде до виникнення ХОЗЛ, є дефіцит a1-антитрипсину, який приводить до розвитку емфіземи легенів і хронічного обструктивного синдрому. Проте цей генетичний дефіцит серед хворих на хронічний обструктивний бронхіт та ХОЗЛ зустрічається менш ніж в 1% випадків. Найімовірніше, існують і інші, поки ще не вивчені, генетичні дефекти, які сприяють формуванню бронхообструктивного синдрому, емфіземи легенів і розвитку дихальної недостатності. На це вказує, зокрема, той факт, що далеко не у всіх курців або мають професійні шкідливості формується ХОЗЛ.

Крім перерахованих факторів, певне значення має, мабуть, приналежність до чоловічої статі, вік 40-50 років, порушення локальної та загальної імунної системи, гіперреактивність бронхів до різних дратівливим і пошкоджень факторами і деякі інші, хоча роль багатьох з цих чинників у виникненні ХОЗЛ поки не доведена.

Перелік деяких факторів ризику розвитку ХОЗЛ, наведений в стандартах Європейського респіраторного товариства (ERS, GOLD, 2000).

Фактори ризику ХОЗЛ (по ERS, GOLD, 2000)

Імовірність значення факторів	Зовнішні фактори	Внутрішні чинники
Встановлена	Куріння. Професійні шкідливості (кадмій, кремній)	Дефіцит α1-антитрипсину
Висока	Забруднення навколишнього повітря (особливо SО2, NJ2, 03). Інші професійні шкідливості, бідність, низький соціально-економічний стан. Пасивне куріння в дитячому віці	Недоношеність. Високий рівень IgЕ. Бронхіальна гіперреактивність. Сімейний характер захворювання
Можлива	Аденовірусна інфекція. Дефіцит вітаміну С	Генетична схильність [група крові А (II), відсутність IgА]

Основні патогенетичні фактори хронічного обструктивного бронхіту - порушення функції системи місцевої бронхопульмональной захисту, структурна перебудова слизової оболонки бронхів (гіпертрофія слизових і серозних залоз, заміна миготливого епітелію келихоподібних клітинами), розвиток класичної патогенетичної тріади (гіперкрінія, дискриния, мукостаз) і виділення медіаторів запалення і цитокінів .

Крім того, включаються механізми бронхіальної обструкції. Вони діляться на дві групи: оборотні та необоротні.

I група - оборотні механізми бронхіальної обструкції:

• бронхоспазм; він обумовлений збудження м-холінергічних рецепторів і рецепторів неадренергических, нехолинергических нервової системи;
• запальний набряк, інфільтрація слизової і підслизової оболонок бронхів;
• обтурація дихальних шляхів слизом внаслідок порушення її відкашлювання. У міру прогресування захворювання цей механізм стає все більш вираженим, так як відбувається трансформація миготливого епітелію бронхів в слізеобразующій (тобто в келихоподібних клітини). Кількість келихоподібнихклітин протягом 5-10 років хвороби збільшується в 10 разів. Поступово темпи щоденного накопичення слизу в бронхіальному дереві перевищують темпи її видалення.

II група - незворотні механізми бронхіальної обструкції (в основі цих механізмів лежать морфологічні порушення):

• стеноз, деформація і облітерація просвіту бронхів;
• фібропластичних змін стінки бронхів;
• експіраторний колапс дрібних бронхів внаслідок знижується продукції сурфатанта і поступово розвивається емфіземи легенів;
• експіраторний пролапс мембранозной частини трахеї і великих бронхів в їх просвіт.

Підступність обслрукгівних захворювань легенів полягає в тому, що при відсутності систематичного лікування непомітно для хворого і лікаря оборотні механізми змінюються незворотними і хвороба через 12-15 років виходить з-під контролю.

Патоморфологія хронічного обструктивного бронхіту

У великих бронхах відзначаються характерні зміни:

• збільшення підслизових залоз;
• гіперплазія келихоподібних клітин;
• переважання в слизовій оболонці мононуклеарних клітин і нетрофілов;
• атрофічні зміни хрящів пріпрогрессірованіі заболе вання.

Малі бронхи і бронхіоли зазнають також характерні морфологічні зміни:

• поява і збільшення кількості келихоподібних клітин;
• збільшення кількості слизу в просвіті бронхів;
• запалення, збільшення маси м'язової оболонки, фіброз, облітерація, звуження просвіту.

Формування ХОЗЛ

На початковій стадії захворювання вплив описаних факторів, частина з яких можна віднести до етіологічним (куріння, виробнича і побутова пил, інфекції та ін.), На слизову бронхів, інтерстиціальну тканину і альвеоли призводить до формування хронічного запального процесу, який захоплює всі перераховані структури. При цьому відбувається активація всіх клітинних елементів нейтрофілів, макрофагів, тучних клітин, тромбоцитів і ін.

Головна роль у виникненні запалення відводиться нейтрофилам, концентрація яких в області хронічного подразнення слизової бронхів збільшується в кілька разів. Проникаючи потім в міжклітинний простір, нейтрофіли виділяють цитокіни, простагландини, лейкотрієни та інші прозапальні речовини, які сприяють формуванню хронічного запалення слизової оболонки бронхів, гіперплазії келихоподібних клітин, в тому числі в місцях, не характерних для їх локалізації, тобто в дистальних (дрібних) бронхах. Іншими словами, описані процеси ведуть до формування універсальної відповіді організму - запалення на хронічне подразнення слизової оболонки бронхів.

Таким чином, на початкових етапах розвитку захворювання його патогенетичні механізми нагадують механізми формування хронічного необструктивного бронхіту. Принципові відмінності полягають в тому, що при ХОЗЛ:

1. запалення захоплює бронхи різного калібру, в тому числі найдрібніші бронхіоли, і
2. активність запалення виявляється істотно більш високою, ніж при хронічному необструктивний бронхіт.

Формування емфіземи легенів

Формування емфіземи легенів є ключовим моментом у виникненні ХОЗЛ і прогресуванні характерною для цього захворювання дихальної недостатності. Вирішальне значення в цьому процесі має, як відомо, деструкція еластичних волокон легеневої тканини, що розвивається переважно в результаті патогенної дії нейтрофілів, у великій кількості скупчуються в міжклітинному просторі.

На тлі тривалого дратівної дії тютюнового диму та інших, летючих поллютантов, обсіменіння слизової вірусами і / або мікробами вміст нейтрофілів в дистальних відділах респіраторної системи збільшується в 10 разів. Одночасно різко зростає виділення нейтрофілами протеаз (еластаз) і вільних кисневих радикалів, що володіють сильним, що ушкоджує (деструктивним) дією на всі молекулярні компоненти тканин і Цитопатогенні дією. При цьому швидко виснажується місцевий антіпротеазная і антиоксидантний потенціал, що призводить до руйнування структурних елементів альвеол і формування емфіземи легенів Крім того, різні компоненти тютюнового диму інактивують альфа 1 антіпротеазная інгібітор, ще більше знижуючи антіпротеазная потенціал тканин.

Основною причиною деструкції еластичного каркаса легеневої тканини є виражений дисбаланс в системах «протеази-антипротеаз» і «оксиданти-антиоксиданти», викликаний патогенним функціонуванням нейтрофілів, що скупчуються у великій кількості в дистальних відділах легких.

Крім того, має значення зрушення в співвідношенні процесів ушкодження і репарації, які регулюються, як відомо, великою кількістю провоспалітельпих н протизапальних медіаторів. Порушення рівноваги цих процесів також сприяє деструкції еластичного каркаса легеневої тканини.

Нарешті, порушення мукоциліарного кліренсу, гіперкрінія і дискриния слизу створюють умови для колонізації мікрофлорою, ще більше активує нейтрофіли, макрофаги, лімфоцити, що також посилює деструктивний потенціал клітинних елементів запалення.

Всі описані елементи хронічного запалення призводять до руйнування альвеолярних стінок і міжальвеолярних перегородок, збільшення легкості легеневої тканини і формування емфіземи легенів.

Оскільки при ХОЗЛ запалення зачіпає насамперед термінальні і респіраторні бронхіоли, деструкція альвеол і підвищення легкості легеневої тканини часто носять фокальний характер, локалізуючись переважно в центральних ділянках ацинуса, які оточені макроскопически малоизмененной легеневої паренхіми Така центроацінарних форма емфіземи характерна для хворих бронхітіческім типом хронічного обструктивного бронхіту. В інших випадках формується панацинарна форма емфіземи, характерна для хворих емфізематозний типом хронічного обструктивного бронхіту.

Бронхообструктивний синдром

Бронхообструктивний синдром, який є характерним і обов'язковою ознакою хронічного обструктивного бронхіту та ХОЗЛ, формується, як відомо, за рахунок оборотного і необоротного компонентів обструкції бронхів. На початкових етапах розвитку захворювання переважає оборотний компонент бронхіальної обструкції, який обумовлений трьома основними механізмами:

• запальним набряком слизової оболонки бронхів;
• гиперсекрецией слизу;
• спазмом гладкої мускулатури дрібних бронхів.

У хворих на ХОЗЛ, особливо у фазі загострення захворювання, виявляється виражене звуження просвіту дрібних бронхів і бронхіол діаметром менше 2 мм аж до оклюзії окремих периферичних дихальних шляхів слизовими пробками. Спостерігається також гіпертрофія гладеньких м'язів дрібних бронхів і схильність їх до спастичного скорочення, що ще більше зменшує сумарний просвіт повітроносних шляхів і сприяє зростанню загального бронхіального опору.

Причини і механізми бронхоспазму при хронічному обструктивному бронхіті, бронхіальній астмі або інших захворюваннях повітроносних шляхів різні. Однак слід мати на увазі, що сама по собі бактеріальна та вірусно-бактеріальна інфекція і хронічний запальний процес в бронхах супроводжується, як правило, зниженням чутливості і втратою бета2-адренергічних рецепторів, стимуляція яких, як відомо, супроводжується бронходілатаціонних ефектом.

Крім того, у хворих на ХОЗЛ спостерігається підвищення тонусу блукаючого перцю Схильність до бронхоспазму в більшій мірі характерна для хворих на бронхіальну астму. Проте у пацієнтів з хронічним обструктивним бронхітом гіперреактивність дрібних бронхів також має певне значення в патогенезі бронхообструктивного синдрому, хоча широко використовуваний в минулому термін «астмоідний» бронхіт або бронхіт з «астмоідпим компонентом» в даний час використовувати не рекомендується.

Подальше прогресувати захворювання призводить до все більшого домінування незворотного компонента бронхіальної обструкції, який визначається формується емфіземою легенів і структурними змінами дихальних шляхів, в першу чергу перибронхіальну фіброзом.

Найважливішою причиною необоротної бронхіальної обструкції у хворих на хронічний обструктивний бронхіт та емфізему легенів є раннє експіраторное закриття бронхів, або експіраторний колапс дрібних бронхів. Це пов'язано, перш за все, зі зниженням опорної функції легеневої паренхіми, яка втратила свою еластичність, для малих повітроносних шляхів - бронхіол. Останні як би занурені в легеневу тканину, і до їх стінок щільно прилягають альвеоли, еластична віддача яких в нормі утримує ці дихальні шляхи відкритими протягом усього вдиху і видиху. Тому зниження еластичності легеневої тканини у хворих з емфіземою легенів приводить до спадання (колапсу) дрібних бронхів в середині або навіть на початку видиху, коли уменьшаетс я об'єм легенів і швидко падає еластична віддача легеневої тканини.

Крім того, має значення недостатність бронхоальвеолярного сурфактанта, синтез якого у хворих на ХОЗЛ, що зловживають курінням, значно знижений. Недолік сурфактанта призводить, як відомо, до підвищення поверхневого натягу альвеолярної тканини і ще більшою «нестабільності» дрібних дихальних шляхів.

Нарешті, перибронхіальних фіброз, що розвивається у хворих на ХОЗЛ в результаті хронічного запалення, і інші структурні зміни повітроносних шляхів (ущільнення стінок і деформація бронхів), також мають велике значення в розвитку і прогресуванні бронхообструктивного синдрому, але їх роль у формуванні незворотного компонента обструкції менше, ніж роль емфіземи легенів.

В цілому істотне переважання незворотного компонента бронхіальної обструкції у хворих на ХОЗЛ, як правило, означає наступ фінальної стадії захворювання, що характеризується швидким прогрессіроваііем дихальної і легенево-серцевої недостатності.

Дихальна недостатність

Повільне прогресувати дихальної недостатності - третій обов'язковим ознака ХОЗЛ. Хронічна дихальна недостатність по обструктивному типу, в кінцевому рахунку, призводить до важких порушень газообміну і є головною причиною зниження толерантності до фізичного навантаження, працездатності і летальних випадків у хворих на ХОЗЛ.

Нагадаємо, що з практичної точки зору виділяють дві основні форми дихальної недостатності:

Паренхіматозну (гіпоксеміческіе), розвивається переважно в результаті різкого вентиляційно-перфузійних відносин в легенях і збільшення внутрілегочного право-левосердечной шунтування крові, що призводить до артеріальної гіпоксемії (РаО2 <80 мм. Рт. Ст.).

Вентиляційну (гіперкапніческой) форму дихальної недостатності, яка виникає в результаті первинного порушення ефективної легеневої вентиляції (альвеолярної гіповентиляції), що супроводжується як зниженням виведення СО2 з організму (гиперкапнией), так і порушенням оксигенації крові (гіпоксемія).

Для пацієнтів з ХОЗЛ на певній стадії розвитку хвороби найбільш характерно поєднання артеріальної гіпоксемії і гіперкапнії, тобто змішана форма дихальної недостатності. Можна виділити кілька основних механізмів, що визначають порушення газообміну і вентиляції у хворих на ХОЗЛ:

1. Порушення бронхіальної прохідності, що виникає в результаті набряку слизової бронхів, бронхоспазму, гіперсекреції слизу і експіраторного колапсу дрібних бронхів у пацієнтів з супутньою емфіземою легенів. Обструкція дихальних шляхів веде до виникнення гіповептіліруемих або взагалі не вентильованих зон, внаслідок чого кров, що протікає через них, недостатньо оксигенируется, в результаті знижується РаО2, тобто розвивається артеріальна гіпоксемії. Таким чином, бронхообструктивний синдром, сам по собі, суттєво ускладнює альвеолярную вентиляцію, яка ще більше посилюється при розвитку ммкроателектазов в місцях критичного звуження бронхів.
2. Зменшення сумарної площі функціонуючої альвеолярно-капілярної мембрани у пацієнтів з вираженою емфіземою легенів. При цьому в результаті руйнування міжальвеолярних перегородок обсяг альвеол збільшується, а їх сумарна поверхня помітно зменшується.
3. Зниження вентиляції в результаті зменшення резервного об'єму вдиху, характерногоо для хворих емфіземою легенів, що виникає внаслідок зміни конфігурації, збільшення обсягу грудної клітини і підвищення її ригідності.
4. Виражене стомлення дихальних м'язів, в першу чергу діафрагми, розвивається в результаті значного підвищення навантаження на дихальні м'язи у хворих з бронхообструктивним синдромом і емфіземою легенів.
5. Зниження функції діафрагми в результаті її сплощення, характерного для хворих емфіземою легенів,
6. Порушення дифузії газів на рівні альвеолярно-капілярної мембрани внаслідок її потовщення, порушення мікроциркуляції і запустеваіня периферичних судин.

В результаті реалізації деяких з цих механізмів порушуються вентиляційно-перфузійні відносини в легенях, в результаті чого від легких відтікає недостатньо насичена киснем кров, що супроводжується зниженням РаО2. Дійсно, деструкція дихальних шляхів веде до виникнення гіповентіліруемих або взагалі не вентильованих зон, внаслідок чого кров, що протікає через них, недостатньо оксігенініруется. В результаті знижується РаО2 і розвивається артеріальна гіпоксемія.

Подальше прогресування структурних і функціональних змін в легенях призводить до зниження ефективності легеневої вентиляції (наприклад, в результаті порушення функції дихальних м'язів), що супроводжується наростанням вентиляційної, форми дихальної недостатності з розвитком гіперкапнії (збільшення РаСО2 більше 45 мм. Рт. Ст.).

Змішана форма дихальної недостатності особливо виражена в період загострення захворювання, коли, з одного боку, різко порушується бронхіальна прохідність, а з іншого - зростає слабкість (стомлення) дихальних м'язів (діафрагми), що виникає на тлі різкого збільшення навантаження на них.

Нагадаємо, що ступінь тяжкості дихальної недостатності прийнято оцінювати по напрузі кисню (РаО2) і вуглекислоти (РаСО2) в артеріальній крові.

Оцінка вираженості дихальної недостатності (напруга газів в артеріальній крові виражено в мм рт. Ст.)

Ступінь ДН	Паренхиматозная ДН	Вентиляційна ДН
Помірна	Ра0 2 > 70	РаС0 2 <50
Середньої важкості	R0 2 = 70-50	RA0 2 = 50-70
Важка	Ра0 2 <50	РаС0 2 > 70 Гіперкапніческая кома

[1], [2], [3], [4], [5], [6], [7], [8], [9], [10], [11]