二、发病机制
慢阻肺的发病机制尚未完全阐明,主要包括吸入烟草烟雾等有害颗粒或气体可引起的气道氧化应激、炎症反应以及蛋白酶/抗蛋白酶失衡等,多种途径相互作用共同导致慢阻肺的发生和发展。
1.氧化应激机制
许多研究表明,慢阻肺患者的氧化应激增加。氧化物主要有超氧阴离子、羟根、次氯酸、H2O2和一氧化氮等,可通过直接作用并破坏许多生化大分子如蛋白质、脂质、核酸等,导致细胞功能障碍或细胞死亡,还可以破坏细胞外基质,引起蛋白酶-抗蛋白酶失衡,促进炎症反应。
2.炎症机制
在正常人群中,炎症反应是肺部的防御机制,但过度炎症反应是慢阻肺发病的重要机制,主要由于慢性炎症导致慢阻肺患者肺结构性变化,小气道狭窄和肺实质破坏,最终导致肺泡与小气道的附着受到破坏,降低肺弹性回缩能力;同时,过度的炎症反应引起氧化(抗氧化)平衡失调、蛋白酶(抗蛋白酶)的失衡,最终导致肺泡附着物破坏(肺气肿)、黏膜和支气管周的炎症和纤维化(闭塞性细支气管炎);气道炎症越重,肺功能的下降越快;不同炎症细胞导致的病理改变,包含了巨噬细胞将吸烟与慢阻肺炎症机制关联起来,中性粒细胞加剧了肺气肿的发生和黏液高分泌相关,淋巴细胞-CD8+细胞中细胞毒性物质的表达和活性增强,与肺泡的损伤和疾病进展相关,小气道上皮细胞可导致TGF-β(转化生长因子-β)转化,诱导局部纤维化;最后,慢阻肺的气道炎症驱动慢阻肺疾病的进展。气道、肺实质及肺血管的慢性炎症是慢阻肺的特征性改变。中性粒细胞的活化和聚集是慢阻肺炎症过程的一个重要环节。
3.蛋白酶-抗蛋白酶失衡机制
蛋白酶增多或抗蛋白酶不足均可导致组织结构破坏,产生肺气肿。研究显示,慢阻肺患者蛋白酶体活性增强,在重度肺气肿受试者肺组织中泛素化蛋白质和去泛素化酶积聚,运用调节蛋白质失衡药物可降低泛素化蛋白质的积累,减轻肺部炎症以及细胞凋亡。在慢阻肺伴严重肺气肿的吸烟患者肺组织中,与蛋白质泛素化相关的基因富集。蛋白质的合成与降解失衡可能导致肺气肿的形成。研究表明,在伴有肺气肿的受试者肺组织中检测到泛素化蛋白质的不溶性聚集。
4.其他机制
除上述3种机制外,自主神经功能失调、营养不良、气温变化等都有可能参与慢阻肺的发生、发展。最终产生两种重要病变:小气道病变,包括小气道炎症、小气道纤维组织形成、小气道管腔黏液栓等,使小气道阻力明显升高;肺气肿病变,使肺泡对小气道的正常拉力减小,小气道较易塌陷;同时,肺气肿使肺泡弹性回缩力明显降低。这种小气道病变与肺气肿病变共同作用,造成慢阻肺特征性的持续性气流受限。