Клинична патология на бронхиална астма

Бронхиалната астма е често срещано възпалително заболяване на дихателните пътища на белите дробове. Характеризира се с променливи и повтарящи се симптоми, обратима обструкция на въздушния поток и бронхоспазъм. Симптомите включват епизоди на хрипове, кашлица, стягане в гърдите и задух. Тези епизоди могат да се появят няколко пъти на ден или няколко пъти седмично.

Епидемиология

Астмата засяга 5-10% от населението или приблизително 23,4 милиона души, включително 7 милиона деца. Общият процент на разпространение на индуцирания от упражнения бронхоспазъм е 3-10% от общата популация, ако лица, които нямат астма или алергия, са изключени, но процентът се увеличава до 12-15% от общата популация. Астмата засяга около 300 милиона индивида по целия свят. Ежегодно Световната здравна организация е изчислила, че са загубени 15 милиона години на живот, приспособени към уврежданията, и 250 000 смъртни случаи от астма се отчитат по целия свят.

В Съединените щати разпространението на астма, особено заболеваемостта и смъртността, е по-високо при чернокожите, отколкото при хора от европеидната раса. Въпреки че генетичните фактори са от основно значение за определяне на предразположението към развитието на астма, факторите на околната среда играят по-голяма роля от расовите фактори при появата й. Национален концерн е, че част от повишената заболеваемост се дължи на различията в лечение на астма, предоставяни на някои малцинствени групи. Съобщава се за по-голям дефицит на белодробна функция, свързан с астма, особено при жени.

Бронхиална астма е често срещана в индустриализираните страни като Канада, Англия, Австралия, Германия и Нова Зеландия, където са събрани голяма част от данните за астма. Коефициентът на разпространение на тежката астма в индустриализираните страни варира от 2-10%. Тенденциите предполагат увеличение както на разпространението, така и на заболеваемостта от астма, особено при деца по-малки от 6 години. Причинителните фактори включват урбанизация, замърсяване на въздуха, пасивно пушене и промяна в експозицията на алергени в околната среда.

Заболяването се среща предимно при момчета в детска възраст, като съотношението мъж-жена е 2:1 до пубертета, когато съотношението мъже-жени става 1:1. Разпространението е по-голямо при жените след пубертета, а по-голямата част от случаите на възрастни, диагностицирани при лица над 40 години, се срещат при жени. Момчетата са по-склонни от момичетата да намалят симптомите до късно юношество.

Разпространението на астмата се увеличава при много млади хора и много възрастни хора поради реакция на дихателните пътища и по-ниските нива на белодробната функция. Две трети от всички случаи се диагностицират преди пациентът да навърши 18 години. Приблизително половината от всички деца с диагноза астма имат намаление или изчезване на симптомите до ранна зряла възраст.

Етиология

Заболяването се причинява от комбинация от сложни и непълни разбираеми екологични и генетични взаимодействия. Тези фактори влияят както върху неговата тежест, така и върху способността му да реагира на лечението. Смята се, че скорошните повишени нива на бронхиална астма се дължат на промяна на епигенетиката (наследствени фактори, различни от тези, свързани с последователността на ДНК) и променящата се среда на живот. Началото преди навършване на 12-годишна възраст е по-вероятно поради генетично влияние, а началото след 12-та годишна възраст е по-вероятно поради въздействието върху околната среда.

Факторите, които могат да допринесат при клинична патология на бронхиална астма или хиперреактивност на дихателните пътища, могат да включват някои от следните:

• Екологични алергени (например акари от домашен прах, животински алергени, по-специално котки и кучета, алергени от хлебарки и гъби)
• Вирусни инфекции на дихателните пътища
• Хипервентилация
• Гастроезофагеална рефлуксна болест
• Хроничен синузит или ринит
• Аспирин или нестероидни противовъзпалителни средства, свръхчувствителност, сулфитна чувствителност
• Използването на бета-блокери на адренергичните рецептори (включително очни препарати)
• Затлъстяване
• Замърсители на околната среда, тютюнев дим
• Експозиция на работното място
• Дразнещи вещества (например домакински спрейове, изпарения от бои)
• Различни съединения с високо и ниско молекулно тегло (например насекоми, растения, латекс, гуми, диизоцианати, анхидриди, дървесен прах, свързани с професионална астма)
• Емоционални фактори или стрес
• Перинатални фактори (недоносеност и повишена възраст на майката, пушене на майката и пренатално излагане на тютюнев дим, кърменето не е определено доказано като защитно)

Много фактори от околната среда са свързани с развитието и обострянето на астмата, включително алергени, замърсяване на въздуха и други химически вещества в околната среда. Тютюнопушенето по време на бременност и след раждането е свързано с по-голям риск от симптоми на астма. Ниското качество на въздуха от фактори на околната среда като замърсяване на трафика или високи нива на озон се свързва както с развитието на астма.

Излагането на вътрешни летливи органични съединения може да бъде причина за астма. Излагането на формалдехид например има положителна връзка.

Астмата е свързана с излагане на вътрешни алергени. Общите вътрешни алергени включват прахови акари, хлебарки, животински пърхот (фрагменти от козина или пера) и плесен. Установено е, че усилията за намаляване на праховите акари са неефективни по отношение на симптомите при чувствителни лица. Някои вирусни респираторни инфекции, като респираторен синцитиален вирус и риновирус, могат да увеличат риска от развитие на астма, придобити като малки деца. Някои други инфекции обаче могат да намалят риска.

Семейната анамнеза е рисков фактор за астма, като са замесени много различни гени. Ако е засегнат един идентичен близнак, вероятността другият да има заболяване е приблизително 25%. Много от тези гени са свързани с имунната система или модулиращи възпалението.

Триада от атопична екзема, алергичен ринит и астма се нарича атопия. Най-силният рисков фактор за развитие на астма е анамнеза за атопична болест. Астмата е свързана с еозинофилна грануломатоза с полиангитит (известен по-рано като синдром на Churg–Strauss), автоимунно заболяване и васкулит. Хората с някои видове уртикария също могат да изпитат симптоми на астма.

Бета блокерите като пропранолол могат да предизвикат астма при чувствителни. Кардиоселективните бета-блокери обаче изглеждат безопасни при тези с лека или умерена болест. Други лекарства, които могат да причинят проблеми при астматиците, са ангиотензин-конвертиращи ензимни инхибитори, аспирин и нестероидни противовъзпалителни средства.

Обострянията на астмата при деца на възраст в училище достигат пика през есента, малко след като децата се върнат на училище. Това може да отрази комбинация от фактори, включително лошо придържане към лечението, повишено излагане на алерген и вируси и променен имунен толеранс. Има ограничени доказателства, насочващи към възможните подходи за намаляване на есенните обостряния, но макар и скъпо, сезонното лечение с омализумаб от четири до шест седмици преди завръщането в училище може да намали есенните обостряния на астмата.

Патогенеза

Патогенеза на бронхиална астма е сложна и включва възпаление на дихателните пътища, прекъсване на обструкцията на въздушния поток и бронхиална свръхчувствителност. Механизмът на възпаление при астма може да бъде остър, субакутен или хроничен, а наличието на оток на дихателните пътища и секреция на слуз също допринася за обструкция на въздуха и бронхиална реактивност.

Механизмът на възпаление при бронхиална астма може да бъде остър, субакутен или хроничен, а наличието на оток на дихателните пътища и секреция на слуз също допринася за обструкция на въздуха и бронхиална реактивност. Наблюдават се различни степени на инфилтрация на мононуклеарни клетки и еозинофили, свръхсекреция на слуз, десквамация на епитела, хиперплазия на гладките мускули и ремоделиране на дихателните пътища.

Някои от основните клетки, идентифицирани при възпаление на дихателните пътища, включват мастоцити, еозинофили, епителни клетки, макрофаги и активирани Т-лимфоцити. Т-лимфоцитите играят важна роля в регулирането на възпалението на дихателните пътища чрез освобождаването на многобройни цитокини. Други съставни клетки на дихателните пътища, като фибробласти, ендотелиални клетки и епителни клетки, допринасят за хроничността на заболяването. Други фактори, като адхезионни молекули (селектини, интегрини), са критични при насочването на възпалителните промени в дихателните пътища. Накрая, медиаторите, получени от клетките, влияят върху гладкия мускулен тонус и предизвикват структурни промени и ремоделиране на дихателните пътища.

Наличието на хиперреактивност на дихателните пътища или бронхиална хиперреактивност при астма е преувеличена реакция към множество екзогенни и ендогенни стимули. Използваните механизми включват директно стимулиране на гладката мускулатура на дихателните пътища и непряка стимулация от фармакологично активни вещества от медиатор-секретиращи клетки като мастоцити или немиелинизирани сензорни неврони. Степента на хиперчувствителност на дихателните пътища обикновено корелира с клиничната тежест на бронхиална астма.

Хроничното възпаление на дихателните пътища е свързано с повишена бронхиална свръхчувствителност, което води до бронхоспазъм и типични симптоми на хрипове, недостиг на въздух и кашлица след излагане на алергени, дразнители на околната среда, вируси, студен въздух или физически упражнения. При някои пациенти с хронична астма ограничаването на въздушния поток може да бъде само частично обратимо поради ремоделирането на дихателните пътища (хипертрофия и хиперплазия на гладкия мускул, ангиогенеза и субепителиална фиброза), което настъпва при хронично нелекувано заболяване.

Обструкцията на въздушния поток може да бъде причинено от разнообразни промени, включително остра бронхоконстрикция, оток на дихателните пътища, образуване на хронична мукозна запушалка и ремоделиране на дихателните пътища. Острата бронхоконстрикция е следствие от имуноглобулин Е-зависимо медиаторно освобождаване при излагане на аероалергени и е основен компонент на ранната астматична реакция. Отокът на дихателните пътища се проявява 6-24 часа след излагане на алерген и се нарича късно астматичен отговор. Формирането на хроничната мукозна запушалка се състои от ексудати на серумни протеини и клетъчни отломки, които може да отнемат седмици, за да се резорбират. Ремоделирането на дихателните пътища е свързано със структурни промени, дължащи се на продължително възпаление и може сериозно да повлияе на степента на обратимост на обструкцията на дихателните пътища.

Хиперчувствителността на дихателните пътища - преувеличен бронхоконстрикторен отговор към голямо разнообразие от стимули - е основна, но не непременно уникална характеристика на астмата. Степента, в която хиперчувствителността на дихателните пътища може да бъде определена чрез контрактивни отговори на предизвикателствата с метахолин, корелира с клиничната тежест на астмата. Механизмите, повлияващи хиперреактивността на дихателните пътища, са множествени и включват възпаление, нефункционална неврорегулация и структурни промени. Възпалението изглежда основен фактор при определянето на степента на хиперреакция на дихателните пътища. Лечението, насочено към намаляване на възпалението, може да намали хиперреакцията на дихателните пътища и да подобри контрола върху астмата.

Клинична картина

Класическите симптоми на астма са хриптене, задух, стягане в гърдите или затруднено дишане и кашлица. Тези симптоми обикновено са променливи и могат да отсъстват за дълги периоди от време, като възможните епизодични обостряния често се предизвикват от фактори като упражнения, излагане на алерген или дразнител, студен въздух или вирусни респираторни инфекции.

Диагнозата на астмата е клинична и се основава на разпознаването на характерен модел или респираторни симптоми и признаци при липса на алтернативно обяснение. Характеристики, които увеличават вероятността от астма са:

• повече от един от следните симптоми: хрипове, кашлица, затруднено дишане и стягане в гърдите
• епизодични симптоми, които са по-лоши през нощта и рано сутринта и се проявяват в отговор на определени задействания, напр. упражнения, излагане на алергени, студен въздух
• лична история на атопично разстройство или фамилна анамнеза за атопично разстройство и/или астма
• широко разпространени хрипове при аускултация

Острите епизоди могат да бъдат леки, умерено тежки, тежки или да се характеризират с предстоящо спиране на дишането.

По време на лек епизод пациентите могат да останат без дъх след физическа активност, като ходене. Те могат да говорят в изречения и да лежат; и те могат да бъдат развълнувани. Пациентите с лека остра астма са в състояние да лежат плоско. В лек епизод дихателната честота се увеличава и не се използват допълнителни мускули на дишането. Сърдечната честота е по-малка от 100 удара/минута, а пулсов парадокс (преувеличен спад на систолното кръвно налягане по време на вдъхновението) няма. При аускултация на гръдния кош се установява умерено хриптене, което често е крайно експираторно. Бързото принудително изтичане може да предизвика хрипове, които по друг начин не се чуват, а насищането с оксихемоглобин със стаен въздух е по-голямо от 95%.

В умерено тежък епизод, дихателната честота също се увеличава. Обикновено се използват допълнителни мускули на дишането. Могат да се чуят силни експираторни хрипове и пулсов парадокс. Наситеността с оксихемоглобин със стаен въздух е 91-95%. Пациентите, които изпитват умерено тежък епизод, остават без дъх, докато говорят, а бебетата имат затруднения с храненето и по-мек, по-кратък плач. В по-тежки случаи пациентът заема седнало положение.

В тежък епизод пациентите са без дъх по време на почивка, не се интересуват от хранене, седят изправени, говорят с думи, а не изречения и обикновено са развълнувани. В тежък епизод честотата на дишане често е по-голяма от 30 на минута. Обикновено се използват спомагателни мускули на дишането. Могат да се чуят силни двуфазни хрипове (експираторни и инспираторни) и често се среща пулсов парадокс. С увеличаването на тежестта пациентът все по-често поема в изправено положение седнал с ръце, поддържащи торса.

Патологични характеристики

Макроскопски при клинична патология на бронхиална астма се наблюдават специфични изменения. Характерните изменения се установяват, ако смъртта е настъпила по време на астматичен пристъп (status asthmaticus). Тогава белите дробове са силно раздути, с бледорозов цвят (остър емфизем). Под висцералната плевра се виждат малки, хлътнали, тъмночервени полета (огнищни ателектази). Бронхите са изпълнени с голямо количество гъста, трудно отделяща се слуз.

Микроскопски при бронхиална астма се наблюдават специфични изменения. Лигавицата на бронхите е кръвонапълнена, инфилтрирана от еозинофилни клетки, лимфоцити, плазмоцити, мастоцити (фигура 1). Количеството на чашковидните клетки е увеличено. Установява се хиперсекреция на слуз в бронхиалните лумените, примесена с еозинофилни левкоцити и десквамирани епителни клетки. Базалните мембрани на лигавицата са задебелени и хиалинизирани. Еозинофилната инфилтрация, универсална находка, се счита за основен маркер на възпалителната активност на заболяването. Освен това, пациент с тежка астма може да има значително удебелена базова мембрана и ремоделиране на дихателните пътища под формата на субепителиална фиброза и хипертрофия или хиперплазия на гладката мускулатура (фигура 2).

Усложненията при дълготрайно протичане се изразяват във възникването на хроничен бронхит, хроничен обструктивен емфизем, бронхиектазии, хронично белодробно сърце.