肺氣腫的病因和發病機制

1965年，埃里克森描述了α1-抗胰蛋白酶的缺陷。同時，有人認為，肺氣腫的發展與a1-抗胰蛋白酶的缺乏之間有聯繫。在動物實驗中，通過將來自植物的蛋白水解酶提取物引入肺部，複製肺氣腫模型。

原發性瀰漫性肺氣腫

遺傳學確定α1-抗胰蛋白酶的缺陷

A1抗胰蛋白酶是絲氨酸蛋白酶，其包括胰蛋白酶，糜蛋白酶，嗜中性彈性蛋白酶，激肽釋放酶組織，因子X和纖溶酶原的主要抑製劑。a1-抗胰蛋白酶基因位於染色體14的長臂上，被稱為蛋白酶抑製劑（PI）基因。PI基因在兩種細胞中表達 - 巨噬細胞和肝細胞。

在血清中發現最高濃度的α1-抗胰蛋白酶，並且在呼吸道上皮細胞的表面上測定約10％的血清水平。

目前，有75個等位基因的PI基因。他們分為4組：

• 正常 - 具有血液a1-抗胰蛋白酶血清中的生理濃度水平;
• 缺陷 - 胰蛋白酶抑製劑的濃度水平降低到標準的65％;
• 沒有確定血清中的“零”α1-抗胰蛋白酶;
• 在血清中，α-抗胰蛋白酶的含量正常，但其對彈性蛋白酶的活性降低。

根據α1-抗胰蛋白酶糖蛋白的電泳遷移率，PI等位基因也被細分：

• 選項“A” - 位於更靠近陽極的位置;
• 選項“ - 陰極;
• 選項“M” - 最常見的。

基因庫的主要份額（超過95％）由正常等位基因“M” - M1，M2，MZ的三個亞型組成。

由PI基因引起的人的病理髮生在稀少和零等位基因上。a1-抗胰蛋白酶缺乏症的主要臨床表現是肺氣腫和肝臟幼年肝硬化。

在肺中的一個健康的人中性粒細胞和肺泡巨噬細胞分泌的蛋白水解酶（主要是彈性蛋白酶）以足夠的量用於肺氣腫的發展，但它防止了α-1-抗胰蛋白酶，其可在血液，支氣管分泌物和其它組織結構。

在α1 - 抗胰蛋白酶的遺傳決定的缺乏，和由吸煙引起的它的不足，攻擊性病因，職業病，變速系統的蛋白水解/α1 - 抗胰蛋白酶的蛋白水解發生在導致肺泡壁破壞和肺氣腫的發展方向。

煙草煙霧的影響

吸煙被認為是一般慢性阻塞性肺病和特別是肺氣腫的發展中最具攻擊性的因素之一。吸煙者肺氣腫的發展是由於菸草煙霧導致嗜中性粒細胞遷移到呼吸道終端部分的事實。嗜中性粒細胞產生大量蛋白水解酶彈性蛋白酶和組織蛋白酶，其對肺泡的彈性基部具有破壞性作用。

另外，肺泡巨噬細胞中的慢性吸煙積聚了煙草煙霧的瀝青，並且其中α-1抗胰蛋白酶的形成急劇減少。

吸煙還會導致氧化劑/抗氧化劑系統失衡，其中氧化劑佔優勢，這會對肺泡壁造成破壞性影響並促進肺氣腫的發展。

目前尚不清楚為什麼只有10-15％的吸煙者吸煙導致肺氣腫的發展。除了α1-抗胰蛋白酶缺乏之外，某些未知因素（可能是遺傳因素）使吸煙發展成肺氣腫可能發揮作用。

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積極的環境因素的影響

“肺氣腫在某種程度上是一種環境條件惡化的疾病”（AG Chuchalin，1998）。侵蝕性因素污染環境（污染物）不僅對呼吸道造成損害，還對肺泡壁造成損害，從而導致肺氣腫的發生。在污染物中，二氧化硫和二氧化氮是最重要的，它們的主要發電機是熱電站和運輸工具。另外，黑煙和臭氧在肺氣腫的發展中起著重要作用。臭氧濃度升高與日常生活中使用氟利昂有關（冰箱，家用氣霧劑，香水，氣霧劑型）。在炎熱的大氣中，二氧化氮（運輸燃料的燃燒產物）與紫外線發生光化學反應，形成臭氧，導致上呼吸道發炎。

長期暴露於大氣污染物導致肺氣腫發展的機制如下：

• 對肺泡膜有直接的破壞作用;
• 激活支氣管肺系統中的蛋白水解和氧化活性，這導致肺泡的彈性骨架的破壞;
• 炎症反應介質產生增加 - 白三烯和破壞性細胞因子。

職業危害，存在持續性或反復發作的支氣管肺部感染

對於經常檢測到肺氣腫的老年人來說，影響多年來多種病因的同時作用。在某些情況下，通過肺的機械拉伸（在銅管樂隊的音樂家，玻璃鼓風機中）發揮一定的作用。

發病

發生肺氣腫的主要常見機制是：

• 違反蛋白酶/α1-抗胰蛋白酶和氧化劑/抗氧化劑與蛋白水解酶和氧化劑的破壁肺泡占主導地位的正常比例;
• 破壞表面活性劑的合成和功能;
• 成纖維細胞功能障礙（根據Times等人的假說，1997）。

成纖維細胞在肺組織修復過程中發揮重要作用。已知肺組織的結構和重構是由於間質及其兩個主要成分 - 成纖維細胞和細胞外基質。細胞外基質由成纖維細胞合成，它將支氣管，血管，神經和肺泡結合成單一功能塊。因此，肺組織是結構化的。成纖維細胞通過合成細胞因子與免疫系統細胞和細胞外基質相互作用。

細胞外基質的主要成分是膠原蛋白和彈性蛋白。第一和第三類膠原蛋白穩定間質組織，第四類膠原蛋白是基膜的一部分。彈性蛋白提供肺組織的彈性特性。細胞外基質的各種分子之間的關係由蛋白聚醣提供。膠原蛋白和彈性蛋白之間的結構關係由具有核心蛋白聚醣和硫酸皮膚素的蛋白聚醣提供; 基底膜中第四種膠原蛋白和層粘連蛋白之間的關係由蛋白多醣硫酸乙酰肝素製成。

蛋白聚醣影響細胞表面受體的功能活性並參與肺組織的修復。

肺組織的早期修復與成纖維細胞的增殖有關。然後嗜中性粒細胞遷移到受損的肺組織部位，在那裡它們積極參與細胞外基質分子的解聚。這些過程由肺泡巨噬細胞，嗜中性粒細胞，淋巴細胞，上皮細胞，成纖維細胞產生的各種細胞因子調節。修復過程涉及細胞因子 - 血小板生長因子，粒細胞/巨噬細胞的集落刺激因子。細胞因子貯庫在細胞外基質中形成並調節成纖維細胞的增殖活性。

因此，在肺氣腫的發展中，成纖維細胞功能障礙和受損肺組織的充分修復過程起到主要作用。

肺氣腫的主要病理生理後果是：

• 在呼出時發生小型自由支氣管導管塌陷（塌陷），並發展為阻塞型肺通氣的侵犯;
• 肺功能表面逐漸減少，導致肺泡 - 毛細血管膜減少，氧擴散急劇減少和呼吸衰竭發展;
• 導致肺部毛細血管網絡減少，導致肺動脈高壓的發展。

病理形態學

氣腫的特徵在於擴張肺泡，呼吸道，在肺泡壁，zapustevaniem毛細血管彈性纖維的普遍增加通風肺組織變性。

肺氣腫的解剖學分類基於腺泡在病理過程中的參與程度。以下解剖變體是有區別的：

• 近端腺泡氣腫;
• 全身性肺氣腫
• 遠端肺氣腫;
• 不規則肺氣腫。

近端腺泡形式的特徵在於，作為腺泡近端部分的呼吸性細支氣管異常擴大並受損。已知兩種形式的近端腺泡氣腫：礦工塵肺病中的心內細胞和肺氣腫。在近端腺泡性肺氣腫的小葉中心形式中，呼吸性細支氣管在腺泡近端發生改變。這產生了肺部中央位置的效應。位於遠端的肺組織沒有改變。

礦工的肺塵埃沉著病的特徵是間質性肺纖維化和肺氣腫的病灶部位的組合。

Panacinar（瀰漫性，全身性，肺泡性）肺氣腫的特徵在於整個腺泡在該過程中的參與。

遠端腺泡肺氣腫的特徵在於主要涉及肺泡過程的病理過程。

不規則（不規則）形式的肺氣腫的特點是腺泡及其破壞的各種增加，並與肺組織明顯的瘢痕形成過程相結合。這會導致肺氣腫的不規則性。

肺氣腫的一種特殊形式是大皰性的。Bulla是直徑大於1厘米的肺氣腫。

在一定程度上，肺部的非自願（老年）肺氣腫可以稱為原發性肺氣腫。其特徵在於肺泡和呼吸道的擴張而不減少肺的血管系統。這些變化被認為是退化，老化的表現。

隨著漸開線肺氣腫，沒有顯著的支氣管滲透性侵犯，低氧血症和高碳酸血症不發展。

肺部繼發性肺氣腫

繼發性肺氣腫可能局灶性或瀰漫性。區別以下形式的局灶性肺氣腫：近紅血絲（perifocal），嬰兒（lobar），paraseptal（間質性）和肺或肺葉的單側肺氣腫。

環形肺氣腫 - 發生在肺炎，肺結核和結節病灶周圍。區域性支氣管炎發揮肺部局灶性肺氣腫的主要作用。環形肺氣腫通常局限於肺頂點區域。

嬰兒肺部分肺氣腫是幼兒肺葉中肺氣腫的改變，通常是由於其他肺葉的肺不張造成的。最經常影響左肺的上葉和右葉的中葉。肺泡性肺氣腫表現為明顯的呼吸困難。

麥克勞德綜合徵（單側肺氣腫） - 通常在患有單側支氣管炎或支氣管炎的兒童時發生。

Paraseptal肺氣腫是緊鄰結締組織間隔或胸膜的肺氣腫改良肺組織的焦點。通常由於局部支氣管炎或細支氣管炎而發展。臨床表現為大皰和自發性氣胸的形成。

顯著更重要的是肺部的二次瀰漫性肺氣腫。其發展的主要原因是慢性支氣管炎。

已知在吸氣和呼氣期間都會發生小支氣管變窄和支氣管阻力增加。另外，在呼氣期間正胸內壓產生額外的壓縮和無不良通行支氣管和導致在吸入空氣和肺泡壓力增加的延遲在其中，這自然導致肺氣腫的逐步發展。將炎症過程從小支氣管傳播到呼吸細支氣管和肺泡也很重要。

小支氣管的局部阻塞導致肺組織小區域的過度伸展和形成薄壁空腔 - 位於胸膜下的大泡。隨著多個大皰，肺組織被壓縮，進一步加重了氣體交換的二次阻塞性紊亂。大泡破裂導致自發性氣胸。

伴有二次瀰漫性肺氣腫，肺部毛細血管網減少，發展為前毛細血管肺動脈高壓。反過來，肺動脈高壓也有助於小動脈功能的纖維化。