Bronkitis obstruktif kronik - Penyebab dan patogenesis

Faktor etiologi bronkitis obstruktif kronis. Faktor-faktor tersebut adalah merokok (aktif dan pasif), polusi udara (agresi lingkungan), bahaya industri (profesional), defisiensi a1-antitripsin bawaan yang parah, infeksi virus pernapasan, hiperreaktivitas bronkial. Ada faktor risiko absolut dan probabilistik untuk perkembangan bronkitis obstruktif kronis.

Faktor etiologi yang paling penting adalah merokok. Akan tetapi, perlu dicatat bahwa merokok itu sendiri tidak cukup untuk mengembangkan PPOK. Diketahui bahwa PPOK hanya terjadi pada 15% perokok jangka panjang. Menurut "hipotesis Belanda", kecenderungan genetik terhadap kerusakan saluran pernapasan diperlukan untuk pengembangan bronkitis obstruktif kronis saat merokok.

Faktor risiko bronkitis obstruktif kronis

Faktor risiko utama untuk perkembangan PPOK dalam 80-90% kasus adalah merokok tembakau. Di antara "perokok", penyakit paru obstruktif kronik berkembang 3-9 kali lebih sering daripada di antara bukan perokok. Pada saat yang sama, mortalitas akibat PPOK ditentukan oleh usia saat merokok dimulai, jumlah rokok yang dihisap, dan durasi merokok. Perlu dicatat bahwa masalah merokok sangat relevan bagi Ukraina, di mana prevalensi kebiasaan buruk ini mencapai 60-70% di antara pria dan 17-25% di antara wanita.

Dalam hal ini, dampak asap rokok terhadap paru-paru penting bukan hanya sebagai salah satu faktor terpenting yang mengganggu fungsi sistem transportasi mukosiliar, fungsi pembersihan dan perlindungan bronkus, tetapi juga sebagai faktor terjadinya peradangan kronis pada mukosa bronkial. Efek iritasi jangka panjang asap rokok terhadap jaringan alveolar dan sistem surfaktan berkontribusi terhadap terganggunya elastisitas jaringan paru-paru dan terjadinya emfisema paru.

Faktor risiko kedua untuk perkembangan PPOK adalah bahaya pekerjaan, khususnya pekerjaan produksi yang terkait dengan menghirup debu yang mengandung kadmium, silikon, dan beberapa zat lainnya.

Kelompok profesional dengan peningkatan risiko terkena penyakit paru obstruktif kronik meliputi:

• penambang;
• pembangun;
• pekerja perusahaan metalurgi;
• pekerja kereta api;
• pekerja yang terlibat dalam pengolahan biji-bijian, produksi kapas, dan kertas, dan lainnya.

Faktor risiko ketiga adalah infeksi virus pernapasan akut (ARVI) yang berulang, yang juga berkontribusi terhadap terganggunya fungsi pembersihan dan perlindungan bronkus, yang menyebabkan penyebaran mikroorganisme patogen dan oportunistik ke mukosa bronkial yang memicu proses peradangan kronis di bronkus. Pada pasien dengan PPOK yang sudah berkembang, ARVI yang berulang mempercepat terjadinya gangguan ventilasi paru dan pembentukan sindrom bronko-obstruktif serta gagal napas.

Predisposisi herediter terhadap penyakit paru obstruktif kronik juga berperan penting. Saat ini, satu-satunya patologi genetik yang terbukti dan diteliti dengan baik yang menyebabkan perkembangan PPOK adalah defisiensi a1-antitripsin, yang menyebabkan perkembangan emfisema paru dan sindrom obstruktif kronik. Namun, defisiensi genetik ini di antara pasien dengan bronkitis obstruktif kronik dan PPOK terjadi pada kurang dari 1% kasus. Kemungkinan besar, ada cacat genetik lain yang belum diteliti yang berkontribusi terhadap pembentukan sindrom bronko-obstruktif, emfisema paru, dan perkembangan gagal napas. Hal ini ditunjukkan, khususnya, oleh fakta bahwa tidak semua perokok atau mereka yang memiliki risiko pekerjaan mengembangkan PPOK.

Di samping faktor-faktor yang telah disebutkan, faktor risiko PPOK tampaknya meliputi jenis kelamin laki-laki, usia 40-50 tahun, gangguan pada sistem kekebalan tubuh lokal dan umum, hiperreaktivitas bronkus terhadap berbagai faktor yang mengiritasi dan merusak, dan beberapa faktor lainnya, meskipun peran banyak faktor tersebut dalam perkembangan PPOK belum terbukti.

Daftar beberapa faktor risiko untuk perkembangan PPOK, diberikan dalam standar Masyarakat Pernapasan Eropa (ERS, GOLD, 2000).

Faktor risiko PPOK (menurut ERS, GOLD, 2000)

Probabilitas nilai faktor	Faktor Eksternal	Faktor internal
Terpasang	Merokok. Bahaya pekerjaan (kadmium, silikon)	Defisiensi α1-antitripsin
Tinggi	Polusi udara sekitar (terutama SO2, NJ2, 03). Bahaya pekerjaan lainnya, kemiskinan, status sosial ekonomi rendah. Merokok pasif di masa kanak-kanak	Prematuritas. Kadar IgE tinggi. Hiperreaktivitas bronkial. Sifat penyakit yang familial.
Mungkin	Infeksi adenovirus. Kekurangan vitamin C.	Predisposisi genetik [golongan darah A (II), tidak ada IgA]

Faktor patogenetik utama dari bronkitis obstruktif kronis adalah disfungsi sistem pertahanan bronkopulmonalis lokal, reorganisasi struktural mukosa bronkial (hipertrofi kelenjar mukosa dan serosa, penggantian epitel bersilia dengan sel goblet), pengembangan triad patogenetik klasik (hiperkrinia, diskrinia, mukostasis) dan pelepasan mediator inflamasi dan sitokin.

Selain itu, mekanisme obstruksi bronkial juga disertakan. Mekanisme ini dibagi menjadi dua kelompok: reversibel dan ireversibel.

Kelompok I - mekanisme reversibel obstruksi bronkial:

• bronkospasme; disebabkan oleh eksitasi reseptor m-kolinergik dan reseptor sistem saraf non-adrenergik, non-kolinergik;
• edema inflamasi, infiltrasi selaput lendir dan submukosa bronkus;
• penyumbatan saluran pernapasan dengan lendir akibat gangguan ekspektorasi. Seiring perkembangan penyakit, mekanisme ini menjadi semakin jelas, karena epitel bersilia bronkus berubah menjadi pembentuk lendir (yaitu sel goblet). Jumlah sel goblet meningkat 10 kali lipat selama 5-10 tahun penyakit. Secara bertahap, laju akumulasi lendir harian di pohon bronkial melebihi laju pembuangannya.

Kelompok II - mekanisme ireversibel dari obstruksi bronkial (mekanisme ini didasarkan pada kelainan morfologi):

• stenosis, deformasi dan obliterasi lumen bronkial;
• perubahan fibroplastik pada dinding bronkial;
• kolapsnya bronkus kecil saat ekspirasi akibat menurunnya produksi surfaktan dan berangsur-angsur berkembangnya emfisema paru;
• prolaps ekspirasi bagian membran trakea dan bronkus besar ke dalam lumennya.

Yang berbahaya dari penyakit paru obstruktif adalah bahwa jika tidak ditangani secara sistematis, mekanisme yang reversibel akan digantikan dengan mekanisme yang ireversibel, tanpa disadari oleh pasien dan dokter, dan penyakit akan menjadi tidak terkendali setelah 12-15 tahun.

Patomorfologi bronkitis obstruktif kronik

Pada bronkus besar, perubahan karakteristik diamati:

• pembesaran kelenjar submukosa;
• hiperplasia sel goblet;
• dominasi sel mononuklear dan neutrofil pada selaput lendir;
• perubahan atrofi pada tulang rawan seiring perkembangan penyakit.

Bronkus kecil dan bronkiolus juga mengalami perubahan morfologi yang khas:

• munculnya dan peningkatan jumlah sel goblet;
• peningkatan jumlah lendir di lumen bronkus;
• peradangan, peningkatan massa membran otot, fibrosis, obliterasi, penyempitan lumen.

Pembentukan PPOK

Pada tahap awal penyakit, dampak faktor-faktor yang dijelaskan, beberapa di antaranya dapat dikaitkan dengan faktor etiologi (merokok, debu industri dan rumah tangga, infeksi, dll.), pada mukosa bronkial, jaringan interstisial, dan alveoli menyebabkan pembentukan proses inflamasi kronis yang memengaruhi semua struktur yang tercantum. Dalam hal ini, semua elemen seluler neutrofil, makrofag, sel mast, trombosit, dll. diaktifkan.

Peran utama dalam perkembangan peradangan diberikan kepada neutrofil, yang konsentrasinya di area iritasi kronis mukosa bronkial meningkat beberapa kali lipat. Kemudian menembus ke dalam ruang antar sel, neutrofil mengeluarkan sitokin, prostaglandin, leukotrien, dan zat proinflamasi lainnya yang berkontribusi pada pembentukan peradangan kronis mukosa bronkial, hiperplasia sel goblet, termasuk di tempat-tempat yang tidak khas untuk lokalisasinya, yaitu di bronkus distal (kecil). Dengan kata lain, proses yang dijelaskan mengarah pada pembentukan respons universal tubuh - peradangan terhadap iritasi kronis mukosa bronkial.

Dengan demikian, pada tahap awal perkembangan penyakit, mekanisme patogenetiknya menyerupai mekanisme pembentukan bronkitis non-obstruktif kronis. Perbedaan mendasarnya adalah pada PPOK:

1. Peradangan ini mempengaruhi bronkus dengan ukuran yang berbeda, termasuk bronkiolus terkecil, dan
2. Aktivitas peradangan secara signifikan lebih tinggi dibandingkan pada bronkitis kronik non obstruktif.

Pembentukan emfisema paru

Pembentukan emfisema paru merupakan momen kunci dalam perkembangan PPOK dan perkembangan gagal napas yang menjadi ciri khas penyakit ini. Seperti diketahui, penghancuran serat elastis jaringan paru-paru, yang berkembang terutama sebagai akibat dari aksi patogenik neutrofil, yang terakumulasi dalam jumlah besar di ruang antar sel, sangat penting dalam proses ini.

Terhadap latar belakang efek iritasi jangka panjang dari asap tembakau dan polutan volatil lainnya, penyemaian selaput lendir dengan virus dan/atau mikroba, kandungan neutrofil di bagian distal sistem pernapasan meningkat 10 kali lipat. Pada saat yang sama, pelepasan protease (elastase) dan radikal oksigen bebas oleh neutrofil, yang memiliki efek merusak (destruktif) yang kuat pada semua komponen molekuler jaringan dan efek sitopatogenik, meningkat tajam. Pada saat yang sama, potensi antiprotease dan antioksidan lokal dengan cepat terkuras, yang mengarah pada penghancuran elemen struktural alveoli dan pembentukan emfisema paru. Selain itu, berbagai komponen asap tembakau menonaktifkan inhibitor alfa1-antiprotease, yang selanjutnya mengurangi potensi antiprotease jaringan.

Alasan utama rusaknya rangka elastis jaringan paru-paru adalah ketidakseimbangan yang nyata pada sistem protease-antiprotease dan oksidan-antioksidan, yang disebabkan oleh fungsi patogenik neutrofil yang terakumulasi dalam jumlah besar di bagian distal paru-paru.

Selain itu, pergeseran hubungan antara proses kerusakan dan perbaikan juga penting, yang diatur, seperti diketahui, oleh sejumlah besar mediator proinflamasi dan antiinflamasi. Gangguan keseimbangan proses ini juga berkontribusi terhadap kerusakan kerangka elastis jaringan paru-paru.

Akhirnya, gangguan pembersihan mukosiliar, hiperkrinia, dan diskrinia lendir menciptakan kondisi untuk kolonisasi oleh mikroflora, yang selanjutnya mengaktifkan neutrofil, makrofag, dan limfosit, yang juga meningkatkan potensi destruktif elemen seluler peradangan.

Semua unsur peradangan kronik yang dijelaskan mengakibatkan rusaknya dinding alveolus dan septa interalveolus, peningkatan udara pada jaringan paru-paru dan terbentuknya emfisema paru.

Karena pada PPOK peradangan terutama mempengaruhi bronkiolus terminal dan pernapasan, kerusakan alveoli dan peningkatan udara pada jaringan paru-paru sering kali bersifat fokal, terlokalisasi terutama di bagian tengah asinus, yang dikelilingi oleh parenkim paru yang sedikit berubah secara makroskopis. Bentuk emfisema sentroasinar ini khas untuk pasien dengan bronkitis obstruktif kronis tipe bronkitis. Dalam kasus lain, bentuk emfisema panasinar terbentuk, khas untuk pasien dengan bronkitis obstruktif kronis tipe emfisematosa.

Sindrom bronko-obstruktif

Sindrom bronko-obstruktif, yang merupakan tanda khas dan wajib dari bronkitis obstruktif kronis dan PPOK, terbentuk, seperti diketahui, karena komponen obstruksi bronkial yang reversibel dan ireversibel. Pada tahap awal penyakit, komponen obstruksi bronkial yang reversibel mendominasi, yang disebabkan oleh tiga mekanisme utama:

• pembengkakan inflamasi pada mukosa bronkial;
• hipersekresi lendir;
• kejang otot polos bronkus kecil.

Pada pasien PPOK, terutama pada fase akut penyakit, terjadi penyempitan lumen bronkus kecil dan bronkiolus dengan diameter kurang dari 2 mm, hingga penyumbatan saluran pernapasan perifer individu dengan sumbat lendir. Terdapat pula hipertrofi otot polos bronkus kecil dan kecenderungannya untuk berkontraksi secara spastik, yang selanjutnya mengurangi lumen total saluran napas dan berkontribusi pada peningkatan resistensi bronkial secara keseluruhan.

Penyebab dan mekanisme bronkospasme pada bronkitis obstruktif kronik, asma bronkial, atau penyakit saluran napas lainnya berbeda-beda. Namun, perlu diingat bahwa infeksi bakteri dan virus-bakteri itu sendiri serta proses peradangan kronis pada bronkus biasanya disertai dengan penurunan sensitivitas dan hilangnya reseptor beta2-adrenergik, yang stimulasinya diketahui disertai dengan efek bronkodilatasi.

Selain itu, pasien dengan PPOK memiliki peningkatan tonus bronkus yang mengembara. Kecenderungan bronkospasme lebih merupakan karakteristik pasien dengan asma bronkial. Namun, pada pasien dengan bronkitis obstruktif kronis, hiperreaktivitas bronkus kecil juga memiliki signifikansi tertentu dalam patogenesis sindrom bronko-obstruktif, meskipun istilah bronkitis "asthmoid" atau bronkitis dengan "komponen asthmoid" yang banyak digunakan di masa lalu tidak direkomendasikan untuk digunakan saat ini.

Perkembangan penyakit lebih lanjut menyebabkan meningkatnya dominasi komponen ireversibel dari obstruksi bronkial, yang ditentukan oleh berkembangnya emfisema paru dan perubahan struktural pada saluran pernapasan, terutama fibrosis peribronkial.

Penyebab paling penting dari obstruksi bronkial ireversibel pada pasien dengan bronkitis obstruktif kronis dan emfisema paru adalah penutupan bronkus ekspirasi dini, atau kolaps ekspirasi bronkus kecil. Hal ini terutama disebabkan oleh penurunan fungsi pendukung parenkim paru, yang telah kehilangan elastisitasnya, untuk saluran udara kecil - bronkiolus. Yang terakhir, seolah-olah, terbenam dalam jaringan paru-paru, dan alveoli berdekatan erat dengan dindingnya, yang elastisitasnya biasanya membuat saluran udara ini tetap terbuka selama menghirup dan menghembuskan napas. Oleh karena itu, penurunan elastisitas jaringan paru-paru pada pasien dengan emfisema paru menyebabkan kolapsnya bronkus kecil di tengah atau bahkan di awal pernafasan, ketika volume paru-paru berkurang dan elastisitas jaringan paru-paru dengan cepat turun.

Selain itu, kekurangan surfaktan bronkoalveolar juga penting, yang sintesisnya berkurang secara signifikan pada pasien PPOK yang menyalahgunakan rokok. Kekurangan surfaktan menyebabkan, seperti diketahui, peningkatan tegangan permukaan jaringan alveolar dan "ketidakstabilan" saluran napas kecil yang lebih besar.

Akhirnya, fibrosis peribronkial, yang berkembang pada pasien PPOK akibat peradangan kronis, dan perubahan struktural lainnya di saluran napas (penebalan dinding dan deformasi bronkus), juga sangat penting dalam perkembangan dan perkembangan sindrom bronko-obstruktif, tetapi perannya dalam pembentukan komponen obstruksi yang ireversibel lebih kecil dibandingkan peran emfisema paru.

Secara umum, dominasi signifikan komponen ireversibel dari obstruksi bronkial pada pasien dengan PPOK, sebagai aturan, berarti timbulnya tahap akhir penyakit, yang ditandai dengan perkembangan cepat kegagalan pernapasan dan paru-jantung.

Gagal Pernapasan

Perkembangan gagal napas yang lambat merupakan tanda ketiga yang wajib dari PPOK. Gagal napas obstruktif kronik pada akhirnya menyebabkan gangguan pertukaran gas yang parah dan merupakan penyebab utama penurunan toleransi latihan, kinerja, dan kematian pada pasien PPOK.

Mari kita ingat kembali bahwa dari sudut pandang praktis, ada dua bentuk utama kegagalan pernafasan:

Parenkim (hipoksemik), berkembang terutama sebagai akibat dari hubungan ventilasi-perfusi yang tajam di paru-paru dan peningkatan perpindahan darah intrapulmoner dari kanan ke kiri jantung, yang menyebabkan hipoksemia arteri (PaO2 < 80 mm Hg).

Bentuk kegagalan pernapasan ventilasi (hiperkapnia), yang terjadi akibat gangguan primer ventilasi paru efektif (hipoventilasi alveolar), yang disertai oleh penurunan pembuangan CO2 dari tubuh (hiperkapnia) dan gangguan oksigenasi darah (hipoksemia).

Bagi pasien PPOK pada stadium penyakit tertentu, yang paling khas adalah kombinasi hipoksemia arteri dan hiperkapnia, yaitu bentuk campuran gagal napas. Beberapa mekanisme utama yang dapat diidentifikasi yang menentukan gangguan pertukaran gas dan ventilasi pada pasien PPOK:

1. Obstruksi bronkial yang disebabkan oleh edema mukosa bronkial, bronkospasme, hipersekresi mukus, dan kolaps ekspirasi bronkus kecil pada pasien dengan emfisema paru bersamaan. Obstruksi jalan napas menyebabkan perkembangan zona hipoventilasi atau sama sekali tidak berventilasi, akibatnya darah yang mengalir melaluinya tidak cukup teroksigenasi, sehingga terjadi penurunan PaO2, yaitu hipoksemia arteri. Dengan demikian, sindrom bronko-obstruktif itu sendiri secara signifikan mempersulit ventilasi alveolar, yang selanjutnya diperburuk oleh perkembangan mikroatelektasis di area penyempitan bronkial kritis.
2. Penurunan luas total membran alveolar-kapiler yang berfungsi pada pasien dengan emfisema paru berat. Akibat kerusakan septa interalveolar, volume alveoli meningkat, dan luas permukaan totalnya menurun secara signifikan.
3. Penurunan ventilasi akibat penurunan volume cadangan inspirasi, khas pada pasien dengan emfisema paru, yang terjadi karena perubahan konfigurasi, peningkatan volume dada dan peningkatan kekakuannya.
4. Kelelahan parah pada otot-otot pernapasan, terutama diafragma, berkembang sebagai akibat dari peningkatan beban yang signifikan pada otot-otot pernapasan pada pasien dengan sindrom bronko-obstruktif dan emfisema paru.
5. Penurunan fungsi diafragma akibat dari pendatarannya, yang merupakan hal yang umum terjadi pada pasien emfisema paru,
6. Terganggunya difusi gas pada tingkat membran alveolus-kapiler akibat penebalannya, gangguan mikrosirkulasi dan penyusutan pembuluh darah perifer.

Akibat penerapan beberapa mekanisme ini, hubungan ventilasi-perfusi di paru-paru terganggu, akibatnya darah yang tidak teroksigenasi dengan cukup mengalir keluar dari paru-paru, yang disertai dengan penurunan PaO2. Memang, kerusakan saluran pernapasan menyebabkan munculnya zona hipoventilasi atau sama sekali tidak berventilasi, akibatnya darah yang mengalir melaluinya tidak teroksigenasi dengan cukup. Akibatnya, PaO2 menurun dan terjadi hipoksemia arteri.

Perkembangan lebih lanjut dari perubahan struktural dan fungsional di paru-paru mengarah pada penurunan efisiensi ventilasi paru (misalnya, sebagai akibat dari gangguan fungsi otot pernapasan), yang disertai dengan peningkatan bentuk ventilasi kegagalan pernapasan dengan perkembangan hiperkapnia (peningkatan PaCO2 lebih besar dari 45 mm Hg).

Bentuk campuran dari gagal napas terutama terlihat selama periode eksaserbasi penyakit, ketika, di satu sisi, patensi bronkial sangat terganggu, dan di sisi lain, kelemahan (kelelahan) otot-otot pernapasan (diafragma) meningkat, yang timbul dengan latar belakang peningkatan tajam beban pada otot-otot tersebut.

Mari kita ingat kembali bahwa tingkat keparahan gagal napas biasanya dinilai berdasarkan tekanan oksigen (PaO2) dan karbon dioksida (PaCO2) dalam darah arteri.

Penilaian tingkat keparahan gagal napas (ketegangan gas darah arteri dinyatakan dalam mmHg)

Gelar DN	DN parenkim	Ventilasi DN
Sedang	Ra02 > 70	RaCO2 < 50
Tingkat keparahan sedang	Ra02 = 70-50	RaCO2 = 50-70
Berat	Ra02 < 50	RaCO2 > 70 Koma hiperkapnia

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