Causes et pathogenèse de l'emphysème

En 1965, Eriksson a décrit la déficience en a1-antitrypsine. Dans le même temps, il a été suggéré qu'il existe un lien entre le développement de l'emphysème et le déficit en a1-antitrypsine. Dans une expérimentation animale, un modèle d'emphysème pulmonaire a été reproduit en introduisant des extraits d'enzymes protéolytiques provenant des plantes dans les poumons.

Emphysème diffus primaire

Carence génétiquement déterminée d'α1-antitrypsine

L'a1-antitrypsine est l'inhibiteur principal des sérine-protéases, qui comprennent la trypsine, la chymotrypsine, l'élastase des neutrophiles, la kallicréine tissulaire, le facteur X et le plasminogène. Le gène a1-antitrypsine est situé sur le bras long du chromosome 14 et est appelé le gène inhibiteur de la protéinase (PI). Le gène PI est exprimé dans deux types de cellules - les macrophages et les hépatocytes.

La plus forte concentration d'a1-antitrypsine se trouve dans le sérum et environ 10% du taux sérique est déterminé à la surface des cellules épithéliales des voies respiratoires.

Actuellement, il y a 75 allèles du gène PI. Ils sont divisés en 4 groupes:

• normal - avec un niveau physiologique de concentration dans le sérum du sang a1-antitrypsine;
• déficient - le niveau de concentration de l'inhibiteur de la trypsine est réduit à 65% de la norme;
• "Zéro" -a1-antitrypsine dans le sérum n'est pas déterminée;
• dans le sérum, la teneur en a-antitrypsine est normale, mais son activité contre l'élastase est réduite.

Les allèles PI sont également subdivisés en fonction de la mobilité électrophorétique de la glycoprotéine α1-antitrypsine:

• l'option "A" - est située plus près de l'anode;
• option "- cathode;
• option "M" - le plus fréquent.

La part principale du patrimoine génétique (plus de 95%) est constituée de trois sous-types de l'allèle "M" - M1, M2, MZ.

La pathologie d'une personne due au gène PI se produit dans les allèles rares et zéro. Les principales manifestations cliniques du déficit en a1-antitrypsine sont l'emphysème et la cirrhose juvénile du foie.

Dans les neutrophiles humains en bonne santé et les macrophages alvéolaires dans les poumons sécrètent des enzymes protéolytiques (principalement élastase) en une quantité suffisante pour le développement de l'emphysème, mais il empêche l'alpha-1-antitrypsine, qui est disponible dans le sang, les sécrétions des bronches et d'autres structures de tissus.

En cas de déficit génétiquement déterminé de alpha1-antitrypsine, et la pénurie de celui-ci causée par le tabagisme, les facteurs étiologiques agressifs, risques professionnels, le système de changement protéolyse / alpha1-antitrypsine protéolyse se produit dans la direction qui cause des dommages aux parois alvéolaires et le développement de l'emphysème.

Effets de la fumée de tabac

Le tabagisme est considéré comme l'un des facteurs les plus agressifs dans le développement de la maladie pulmonaire obstructive chronique en général et de l'emphysème en particulier. Le développement de l'emphysème chez les fumeurs est dû au fait que la fumée de tabac provoque la migration des neutrophiles vers la section terminale des voies respiratoires. Les neutrophiles produisent de grandes quantités d'enzymes protéolytiques, l'élastase et la cathepsine, qui ont un effet destructeur sur la base élastique des alvéoles.

En outre, le tabagisme chronique dans les macrophages alvéolaires accumule la poix de la fumée de tabac, et la formation de l'alpha-1-antitrypsine en eux diminue fortement.

Fumer provoque également un déséquilibre dans le système oxydant / antioxydant avec une prédominance d'oxydants, ce qui a un effet néfaste sur les parois alvéolaires et favorise le développement de l'emphysème.

On ne sait toujours pas pourquoi fumer ne provoque le développement de l'emphysème que chez 10 à 15% des fumeurs. En plus de la déficience en alpha1-antitrypsine, certains facteurs inconnus (possiblement génétiques) qui prédisposent à l'emphysème en développement jouent probablement un rôle.

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L'impact de facteurs environnementaux agressifs

"L'emphysème est dans une certaine mesure une maladie conditionnée à l'environnement" (AG Chuchalin, 1998). Les facteurs agressifs environnement pollué (polluants) causent des dommages non seulement aux voies respiratoires, mais aussi aux parois alvéolaires, contribuant au développement de l'emphysème. Parmi les polluants, le dioxyde de soufre et le dioxyde d'azote sont de la plus grande importance, leurs principaux générateurs sont les stations thermiques et les transports. De plus, la fumée noire et l'ozone jouent un rôle important dans le développement de l'emphysème. Les concentrations élevées d'ozone sont associées à l'utilisation du fréon dans la vie quotidienne (réfrigérateurs, aérosols domestiques, parfums, aérosols). Par temps chaud dans l'atmosphère, une réaction photochimique de dioxyde d'azote (le produit de combustion du carburant de transport) avec les ultraviolets a lieu, l'ozone est formé, ce qui provoque le développement de l'inflammation des voies respiratoires supérieures.

Le mécanisme du développement de l'emphysème dû à une exposition à long terme aux polluants atmosphériques est le suivant:

• effet dommageable direct sur les membranes alvéolaires;
• activation de l'activité protéolytique et oxydative dans le système bronchopulmonaire, qui provoque la destruction de l'armature élastique des alvéoles pulmonaires;
• augmentation de la production des médiateurs des réactions inflammatoires - les leucotriènes et les cytokines nuisibles.

Risques professionnels, présence d'une infection bronchopulmonaire persistante ou récidivante

Chez les personnes âgées, dont l'emphysème est détecté particulièrement souvent, l'effet simultané de plusieurs facteurs étiologiques au cours de nombreuses années de vie est affecté. Dans certains cas, un certain rôle est joué par l'étirement mécanique des poumons (chez les musiciens de fanfares, les souffleurs de verre).

Pathogenèse

Les principaux mécanismes communs pour le développement de l'emphysème sont:

• violation du rapport normal de la protéase / alpha1-antitrypsine et des oxydants / antioxydants à la prédominance des alvéoles endommageant les parois des enzymes protéolytiques et des oxydants;
• perturbation de la synthèse et fonction du tensioactif;
• dysfonctionnement des fibroblastes (selon l'hypothèse de Times et al., 1997).

Les fibroblastes jouent un rôle important dans le processus de réparation du tissu pulmonaire. Il est connu que la structuration et la restructuration du tissu pulmonaire est due à l'interstitiel et ses deux principaux composants - les fibroblastes et la matrice extracellulaire. La matrice extracellulaire est synthétisée par les fibroblastes, elle lie les bronches, les vaisseaux, les nerfs et les alvéoles en un seul bloc fonctionnel. Ainsi, le tissu pulmonaire est structuré. Les fibroblastes interagissent avec les cellules du système immunitaire et la matrice extracellulaire par la synthèse de cytokines.

Les principaux composants de la matrice extracellulaire sont le collagène et l'élastine. Les premier et troisième types de collagène stabilisent le tissu interstitiel, le quatrième type de collagène fait partie de la membrane basale. L'élastine fournit des propriétés élastiques du tissu pulmonaire. La relation entre les différentes molécules de la matrice extracellulaire est assurée par des protéoglycanes. La relation structurelle entre le collagène et l'élastine est fournie par les protéoglycanes avec de la décorine et du sulfate de dermatane; La relation entre le quatrième type de collagène et la laminine dans la membrane basale est portée par le sulfate d'héparane de protéoglycane.

Les protéoglycanes affectent l'activité fonctionnelle des récepteurs sur la surface cellulaire et sont impliqués dans la réparation du tissu pulmonaire.

La phase précoce de la réparation du tissu pulmonaire est associée à la prolifération des fibroblastes. Ensuite, les neutrophiles migrent vers le site du tissu pulmonaire endommagé, où ils prennent une part active dans la dépolymérisation des molécules de la matrice extracellulaire. Ces processus sont régulés par diverses cytokines produites par les macrophages alvéolaires, les neutrophiles, les lymphocytes, les cellules épithéliales, les fibroblastes. Le processus de réparation implique des cytokines - facteurs de croissance plaquettaires, facteur de stimulation des colonies de granulocytes / macrophages. Le dépôt de cytokine est formé dans la matrice extracellulaire et régule l'activité proliférative des fibroblastes.

Ainsi, dans le développement de l'emphysème, un rôle majeur est joué par le dysfonctionnement des fibroblastes et des processus de réparation adéquats du tissu pulmonaire endommagé.

Les principales conséquences physiopathologiques de l'emphysème sont:

• l'effondrement (l'effondrement) de petits bronches à écoulement libre sur l'exhalation et le développement des violations de la ventilation pulmonaire du type obstructif;
• une diminution progressive de la surface de fonctionnement des poumons, ce qui conduit à la réduction des membranes alvéolo-capillaires, une forte diminution de la diffusion de l'oxygène et le développement d'une insuffisance respiratoire;
• Réduction du réseau capillaire des poumons, ce qui conduit au développement de l'hypertension pulmonaire.

Patomorphologie

L'emphysème est caractérisé par la dilatation des alvéoles, les voies respiratoires, une augmentation générale de la légèreté dégénérescence du tissu pulmonaire des fibres élastiques dans les parois alvéolaires, des capillaires zapustevaniem.

La classification anatomique de l'emphysème est basée sur le degré d'implication de l'acinus dans le processus pathologique. Les variantes anatomiques suivantes sont distinguées:

• emphysème acineux proximal;
• emphysème panacineux;
• emphysème distal;
• emphysème irrégulier.

La forme acineuse proximale est caractérisée en ce que la bronchiole respiratoire, qui est la partie proximale de l'acinus, est anormalement agrandie et endommagée. Deux formes d'emphysème acineux proximal sont connues: centrolobulaire et emphysème dans la pneumoconiose des mineurs. Dans la forme centrolobulaire de l'emphysème acineux proximal, les bronchioles respiratoires changent de façon proximale à l'acinus. Cela crée l'effet d'un emplacement central dans le lobe du poumon. Le tissu pulmonaire distalement localisé n'est pas changé.

La pneumoconiose des mineurs est caractérisée par une combinaison de fibrose pulmonaire interstitielle et de foyers d'emphysème.

L'emphysème panacinar (diffus, généralisé, alvéolaire) est caractérisé par l'implication de tout l'acinus dans le processus.

L'emphysème acineux distal est caractérisé par une implication dans le processus pathologique des voies alvéolaires prédominantes.

La forme irrégulière (irrégulière) de l'emphysème est caractérisée par une variété d'acini et leur destruction et est combinée avec un processus cicatriciel prononcé dans le tissu pulmonaire. Cela provoque la nature irrégulière de l'emphysème.

Une forme spéciale d'emphysème est bulleuse. Bulla est l'emphysème du poumon avec un diamètre de plus de 1 cm.

Dans une certaine mesure, l'emphysème involontaire (sénile) des poumons peut être rapporté à l'emphysème primaire. Il est caractérisé par l'expansion des alvéoles et des voies respiratoires sans réduction du système vasculaire des poumons. Ces changements sont considérés comme une manifestation de l'involution, le vieillissement.

Avec l'emphysème involute, il n'y a pas de violations significatives de la perméabilité bronchique, l'hypoxémie et l'hypercapnie ne se développent pas.

Emphysème secondaire des poumons

L'emphysème secondaire peut être focal ou diffus. Les formes suivantes d'emphysème focal sont distinguées: emphysème proche du rouge écarlate (perifocal), du nourrisson (lobaire), paraseptal (interstitiel) et unilatéral du poumon ou du lobe.

L'emphysème pulmonaire circumbar - se produit autour des foyers de la pneumonie, de la tuberculose et de la sarcoïdose. Le rôle principal dans le développement de l'emphysème focal des poumons est joué par la bronchite régionale. L'emphysème pulmonaire circumbaire est habituellement localisé dans la région de l'apex des poumons.

L'emphysème fractionnaire infantile est un changement d'emphysème dans un lobe du poumon chez les jeunes enfants, habituellement dû à l'atélectasie dans d'autres lobes. Le plus souvent affecte le lobe supérieur du poumon gauche et le lobe moyen de la droite. L'emphysème lobaire se manifeste par une dyspnée prononcée.

Le syndrome de MacLeod (emphysème unilatéral) - se développe habituellement après avoir souffert d'une bronchiolite infantile ou d'une bronchite.

L'emphysème paraseptal est le foyer de tissu pulmonaire modifié par l'emphysème, adjacent à un septum ou à une plèvre tissulaire. Se développe habituellement à la suite d'une bronchite focale ou d'une bronchiolite. Cliniquement manifesté par la formation de bulles et le pneumothorax spontané.

Significativement plus important est l'emphysème diffus secondaire des poumons. La principale cause de son développement est la bronchite chronique.

Il est connu que le rétrécissement des petites bronches et une augmentation de la résistance bronchique se produisent à la fois pendant l'inspiration et pendant l'expiration. En outre, lors de l'exhalation pression positive intrathoracique crée une compression supplémentaire et sans mauvais passable et provoque bronchiques un retard dans l'augmentation de l'air inspiré et la pression alvéolaire dans celle-ci, ce qui conduit naturellement au développement progressif de l'emphysème pulmonaire. Il est également important de propager le processus inflammatoire des petites bronches aux bronchioles et aux alvéoles respiratoires.

L'obstruction locale des petites bronches conduit à l'étirement de petites zones de tissu pulmonaire et la formation de cavités à paroi mince - bullae, situé souspleuralement. Avec de multiples bulles, le tissu pulmonaire est comprimé, exacerbant encore les perturbations obstructives secondaires de l'échange gazeux. La rupture de la bulle entraîne un pneumothorax spontané.

Avec l'emphysème diffus secondaire, il y a une réduction dans le réseau capillaire des poumons, l'hypertension pulmonaire précapillaire se développe. À son tour, l'hypertension pulmonaire contribue à la fibrose des petites artères fonctionnelles.