Patofyzilogia astmy a chronickej obtruknej choroby pc M

Patofyziólogia astmy a chronickej obštrukčnej choroby pľúc M. Tatár technická asistencia: A. Javorková

OBŠTRUKČNÉ OCHORENIA PĽÚC lokalizované: zúženie laryngu, nádory trachey, bronchov, cudzie telesá generalizované: astma, CHOCHP, bronchiektázie, cystická fibróza OBŠTRUKČNÁ VENTILAČNÁ PORUCHA - spirometria Obmedzenie výdychu

End of quiet expiration -- 0. 5 2. 5 0. 5 Inspiration 0 0 0

Inspiration +- 2. 5 2. 0 Forced expiration 0. 5 - 2. 0 - 1. 5 - 1. 0 - 0. 5 0

Forced expiration 0. 5 + 2. 0 + 1. 5 + 1. 0 EPP 0

ASTMA - definícia Chronické zápalové ochorenie dýchacích ciest Mastocyty, eozinofily, T-lymfocyty Opakujúce sa epizódy hvízdania, dýchavice a kašľa hlavne v noci a nad ránom Symptómy sú spojené s obmedzením výdychu, ktoré je čiastočne reverzibilné spontánne alebo po liečbe Veľmi často prítomná bronchiálna hyperreaktivita

Volume FEV 1 Normal subject Asthmatic (after bronchodilator) Asthmatic (before bronchodilator) 1 2 3 Time (seconds) 4 5

ASTMA - klasifikácia A. Endogénna astma • nezistená vonkajšia príčina • negatívne kožné testy na bežné vzdušné alergény • negatívna rodinná anamnéza B. Exogénna astma • atopia, genetická predispozícia • Ig. E, odpoveď mastocytov a eozinofilov na alergény C. Astma vznikajúca v súvislosti so zamestnaním • sensibilizácia dýchacích ciest na rôzne chemikálie

Vznik a vývoj astmy Rizikové faktory Predispozičné: atopia, pohlavie Príčinné: alergény, aspirín, chemikálie Spolupôsobiace: respiračné infekcie, dieta, znečisteniny ovzdušia, fajčenie Faktory spôsobujúce exacerbáciu - spúšťače alergény, respiračné infekcie, fyzická námaha, emočné stavy

Spúšťače - exacerbácia astmy Respiračné infekcie • poškodenie epitelu • zápal sliznice Fyzická námaha reflexné obmedzenie výdychu • ochladenie sliznice • zmeny osmolarity povrchovej tekutiny Emočné stavy (plač, smiech, strach, hnev) • hyperventilácia • hypokapnia

Astma - bronchiálna hyperreaktivita Instabilita dýchacích ciest = zosilnená bronchokonstrikčná odpoveď na veľké množstvo podnetov Kľúčový faktor - zápal dýchacích ciest Mechanizmy: priame a nepriame

Airway hyperresponsiveness Direct agonists eg, methacholine Airway with limited airflow Nerve Mediators SO 2, bradykinin Indirect agonists eg, exercise, adenosine, hypotonic or hypertonic aerosols Mast cell

antihyperreactiv factors prohyperreactiv factors 2 -adrenergic VIP/PHM anticholinergic -adrenergic cholinergic im balance NEP antioxidants SP/NK oxygen-free radicals peptidases corticoids Normal airway reactivity Airway hyperresponsiveness

Pathological changes in asthma Constricted airway in asthma Normal airway Epithelium Basement membrane Smooth muscle Mucus plug Mucus glands

Mechanizmy astmy 1. Zápal dýchacích ciest - zápalové bunky z cirkulácie - endoteliálne adhezívne molekuly - aktivácia T lymfocytov (Th 2 klón) - produkcia Ig. E, leukotriény, prostanoidy - cytokíny (CD 4+ Th subtyp) 2. Nervová kontrola dýchacích ciest

Antigen etc. Macrophage Mast cell T-lymphocyte Neutrophil Eosinophil Mucus plug Vasodilation Plasma leak Epithelial shedding Subepithelial fibrosis Sensory nerve Efferent nerve Oedema Airway constriction and smooth muscle hypertrophy/hyperplasia

Astma - obmedzenie výdychu 1. Akútna bronchokonstrikcia 2. Edém steny dýchacích ciest 3. Formovanie hlienových zátok 4. Prestavba steny dýchacích ciest

Relaxation Constriction musc le constriction 35 % Airway narrowing Normal R = 10 R=1 musc le constriction 35 % Asthma R=2 R = 40 Exaggerated airway narrowing

Risk factors (for development of asthma) INFLAMMATION Airway hyperresponsiveness Airflow limitation Risk factors (for exacerbations) Symptoms

Astma je ochorenie s veľmi variabilným priebehom Astma je chronické zápalové ochorenie s variabilnou intenzitou prejavov. Zhoršenie symptómov alebo exacerbácia astmy súvisia s epizódami akútneho zápalu, ktorý sa rozvíja na pozadí perzistujúceho chronického zápalu. Akútny zápal spôsobuje zhoršenie symptómov a môže viesť k zvýšeniu citlivosti na spúšťacie faktory a k zhoršeniu bronchiálnej hyperreaktivity. Variabilita a intenzita prejavov „real množstve faktorov, medzi ktorými je predpísanej liečby. life“ astmy závisí na dôležité dodržiavanie

CHOCHP - definícia Chronické obmedzenie výdychu ( maximálnych exspiračných prietokov, spomalené vyprázdňovanie pľúc počas úsilného výdychu) Obmedzovanie výdychu pomaly progreduje a je ireverzibilné Kombinácia dvoch patologických procesov: • poškodenie dýchacích ciest • emfyzém

CHOCHP Chronická bronchitída • definovaná klinickou symptomatológiou • chronický kašeľ s produkciou spúta - (3 mesiace počas 2 nasledujúcich rokov) - vylúčené sú iné pľúcne alebo kardiálne príčiny Emfyzém • definovaný anatomicky • permanentné, deštruktívne zväčšenie parenchýmu pľúc distálne od terminálneho bronchiolu bez fibrotických zmien

CHOCHP - rizikové faktory Fajčenie Defekt 1 - antitrypsínu Vykurovanie a varenie pevnými palivami bez adekvátneho vetrania Značné znečistenie ovzdušia

100 Never smoked FEV 1 % 75 Smoked regularly Stopped at age 45 yrs 50 Disability 25 Stopped at age 65 yrs Death 0 25 50 Age yrs 75

CHOCHP - bunkové a biochemické mechanizmy Zápal: alveolové makrofágy, neutrofily produkcia elastázy, katepsínu G, kolagenázy oxidatívny stres u fajčiarov a pacientov s CHOCHP Enzýmy zápalových buniek a voľné radikály deštruujú komponenty mimobunkovej matrix (elastin, fibronektin, proteoglykany) Strata buniek pľúcneho parenchýmu: - elastáza indukuje apoptózu - bunky exponované oxidantom nekrotizujú

CHOCHP - bunkové a biochemické mechanizmy Nerovnováha proteázy antiproteázový systém oxidanty antioxidanty Deštrukcia parenchýmu pľúc Poškodenie malých dýchacích ciest

CHOCHP - poškodenie malých dýchacích ciest • • hlienové zátky metaplázia hlienových buniek fibrotické zmeny v stene hypertrofia hladkej svaloviny

12 Maximal expiratory effort V´ ( l. s-1 ) 6 0 Spontaneous breath -6 0 1 2 3 Volume from TLC ( l ) 4 5

100 IRV Lung volume (% TLC) VT Airflow limit 80 VT Normals 60 40 0 20 Oxygen consumption (ml. min-1. kg-1) 40

Emphysema Airway narrowing Relatively normal lung region, normal PAO 2 Emphysematous region PAO 2 Destruction of capillary V´ Ca. O 2 Q´ Pulm. artery Normal Ca. O 2 ´ Relatively normal Ca. O 2 Pulm. vein

Bronchitis Airway narrowing Relatively normal lung region, normal PAO 2 norm V´ V´ Ca. O 2 norm Q´ Pulm. a. normal Ca. O 2 norm Q´ Pulm. v.

Pa. CO 2 ( k. Pa ) 10 6 4 0 0, 5 1, 0 1, 5 2, 0 FEV 1 ( l ) 2, 5 3, 0

100 Oxygen saturation ( % ) 80 60 40 20 REM Sleep period REM

Components of chronic obstructive pulmonary disease Emphysema but no COPD Emphysema Chronic bronchitis Simple bronchitis Airflow limitation by spirometry Asthma with no airflow limitation