Jesteś terapeutą?

Co siedzi w płucach?

Składają się z 300 mln pęcherzyków płucnych. Gdyby je rozciągnąć, zajęłyby powierzchnię nawet 90 m2. Jednorazowo mieszczą ok. 5 litrów powietrza, a przez cały dzień natleniają 9 tys. litrów krwi. Przy tym wszystkim ważą jedynie kilogram. Płuca są na tyle silne, by pracować bez przerwy, a jednocześnie tak delikatne, że czynniki zewnętrzne łatwo zaburzają rytm tej pracy.

17 styczeń 2017
Artykuł na: 17-22 minuty zagrożenia płuca środowisko
Zdrowe zakupy

Oddychanie to jedna z podstawowych czynności życiowych człowieka, bez której nie mógłby on funkcjonować. Nie wymaga od nas praktycznie żadnych świadomych ruchów czy zachowań - po prostu zachodzi w każdej sekundzie naszego życia dzięki bezustannej pracy poszczególnych narządów. Spośród licznych elementów układu oddechowego szczególnie istotną funkcję pełnią płuca - największy organ w tym układzie, odpowiadający za prawidłową wymianę powietrza: odprowadzanie dwutlenku węgla i dostarczanie tlenu do komórek.

Wewnątrz pęcherzyków

Chcąc ująć proces oddychania najprościej, można stwierdzić, że wdychane przez nos lub usta powietrze wędruje przez tchawicę i oskrzela, które doprowadzają je do płuc, rozgałęziając się po drodze na oskrzeliki zakończone pęcherzykami płucnymi. To one budują płuca, a otaczające je naczynia włosowate umożliwiają doprowadzanie do krwi tlenu (który później jest przenoszony do wszystkich komórek) i odprowadzanie z niej dwutlenku węgla.

Proces ten jest jednak bardziej skomplikowany, co wynika ze złożonej budowy samych pęcherzyków płucnych1. Podstawowymi i największymi komórkami, pokrywającymi je w 90%, są pneumocyty typu I - to przede wszystkim one uczestniczą w wymianie gazowej. Drugą grupę komórek stanowią bardzo aktywne pneumocyty typu II, odpowiedzialne m.in. za procesy naprawcze i syntezę surfaktantu. Ten ostatni składa się głównie z tłuszczów i specyficznych białek. Jest on niezbędnym dla prawidłowego funkcjonowania płuc czynnikiem zmniejszającym napięcie powierzchniowe oraz stabilizującym objętość pęcherzyków płucnych2.

Ponadto to surfaktant zapobiega infekcjom bakteryjnym i wirusowym oraz modeluje aktywność immunologiczną wielu komórek dróg oddechowych3.

Jednak w pierwszej linii obrony płuc przed czynnikami zewnętrznymi stoi trzecia grupa komórek budujących pęcherzyki płucne, czyli makrofagi pęcherzykowe. Regulują one odpowiedź zapalną, której zaburzenie może prowadzić nawet do nieodwracalnego uszkodzenia miąższu płucnego4. Jeśli jest ona zbyt słaba, nie odeprze ataku wrogich ustrojów, z kolei zbyt silna może uszkodzić komórki pęcherzyków płucnych.

Nie tylko oddech

Choć podstawowym zadaniem komórek pęcherzyków płucnych jest wymiana tlenu i dwutlenku węgla, ostanie badanie pokazują, że odgrywają one istotną rolę również w innych procesach. Okazuje się, że surfaktant ma duże znaczenie dla mechanizmów obronnych całego organizmu - stanowi swego rodzaju funkcjonalna barierę, która chroni przed agresywnymi cząsteczkami próbującymi wtargnąć do niego wraz z wdychanym do płuc powietrzem.

Badania na zwierzętach potwierdziły, że 2 spośród 4 białek wyizolowanych z surfaktantu (SP-A i SP-D) posiadają zdolność eliminowania patogenów, a ich brak w organizmie powoduje większą podatność na infekcje bakteryjne i wirusowe oraz większy odczyn zapalny w płucach5.

Nie można również zapominać, że sprawne funkcjonowanie układu oddechowego pozostaje w dużej korelacji z układem sercowo-naczyniowym. Serce i płuca łączą tętnice i żyły, którymi płynie krew, a łuk aorty zlokalizowany jest w sąsiedztwie tchawicy. Do tych anatomicznych uwarunkowań należy dodać fakt, że zarówno choroby serca, jak i płuc charakteryzują się podobnymi objawami: dusznościami, bólem w klatce piersiowej, kaszlem czy osłabieniem wydolności.

Nic więc dziwnego, że u osób z wadami serca lub jego przewlekłą niewydolnością często dochodzi do nawracających infekcji dróg oddechowych, a zatorowości płucnej towarzyszy czasem ciężka postać zapalenia płuc6. Z kolei groźnym dla życia powikłaniem zapalenia płuc może być lewostronne infekcyjne zapalenie wsierdzia7.

Ponadto część leków stosowanych w obturacyjnych chorobach płuc (np. pochodne metyloksantyn) może nasilać objawy niewydolności serca, stąd w leczeniu chorób układu oddechowego często zaleca się konsultację kardiologiczną.

Gdy coś pójdzie nie tak…

Jak widać, funkcjonowanie płuc jest złożone, a ich budowa pozwala zapobiegać atakom szkodliwych czynników, co wpływa nie tylko na ludzkie oddychanie. Co jednak dzieje się, kiedy coś w tym mechanizmie pójdzie nie tak? Osłabienie, a później uszkodzenie płuc polega na przerwaniu bariery śródbłonkowo-nabłonkowej, która dzięki aktywności surfaktantu gwarantuje zachowanie homeostazy. Dochodzi wówczas do obrzęku i przenikania do pęcherzyków płucnych bogatobiałkowego płynu obrzękowego8.

Zaburzenia transportu płynów i jonów oraz nasilenie aktywności neutrofili (jednej z grup białych krwinek) oraz makrofagów powoduje zwiększoną produkcję cytokin9. Neutrofile przemieszczają się do przestrzeni pęcherzykowej, co najprawdopodobniej jest następstwem, a nie - jak uważano przez lata - przyczyną ostrego uszkodzenia płuc10. Nowsze badania wskazują bowiem, że nie tyle ilość tych komórek, co ich aktywacja i zdolność wydzielania cytokin determinują uszkodzenia tego narządu.

Aktywowane neutrofile wydzielają bowiem m.in. wolne rodniki tlenowe, które - wraz z cytokinami - uszkadzają komórki nabłonka pęcherzyków płucnych, co z kolei zmniejsza produkcję ochronnego surfaktantu11. Koło się zamyka.

Wrogowie płuc

Wszystkie te zmiany na poziomie komórkowym przekładają się oczywiście na przebieg procesu oddychania, powodując jego zaburzenia znane pod wieloma nazwami chorób płuc. Ten niezwykle wydajny i pozornie silny narząd łatwo ulega uszkodzeniom, ponieważ niewiele oddziela go od zewnętrznych czynników.

Tak naprawdę wdychane przez nas powietrze jest jedynie lekko filtrowane, ogrzewane i nawilżane, kiedy dostaje się do płuc przez nos. Nie jest on jednak w stanie zatrzymać wszystkich drażniących czynników. Część z nich może jeszcze wyłapać cienka warstwa śluzu wyścielającego oskrzela, który wydobywa je z płuc za pomocą specjalnych rzęsek albo w odruchu kaszlu - tzw. flegma może wówczas zwierać krew, ropę czy drobnoustroje chorobotwórcze12.

Substancje, którym udało się przechytrzyć te mechanizmy obronne, uszkadzają delikatne i w gruncie rzeczy cienkie płuca. I choć liczba chorób będących potencjalnym następstwem ich ataku jest długa, w zasadzie większość z nich pojawia się wskutek podobnych czynników ryzyka.

1. Palenie papierosów

Nikotynizm jest najlepiej udokumentowanym czynnikiem ryzyka chorób płuc. Co więcej, odpowiada nawet za 80-90% przypadków przewlekłej obturacyjnej choroby płuc (POChP), czyli najgroźniejszego schorzenia, skracającego życie pacjentów nawet o 15 lat! Ryzyko jego wystąpienia rośnie wraz z ilością wypalanych papierosów13. Również palenie fajek czy cygar powoduje większą zachorowalność i umieralność. Podobnie narażenie na bierne palenie należy do istotnych czynników ryzyka14.

Przyczyną tak dużego wpływu dymu tytoniowego na rozwój chorób płuc jest fakt, że zawiera on silnie drażniące substancje, które prowadzą do chronicznego podrażnienia, zapalenia i niedrożności dróg oddechowych15. Palenie pogarsza też ogólną wydolność płuc, nasila objawy chorób układu oddechowego i prowadzi do nowotworów.

2. Zanieczyszczenia powietrza

Skażenie powietrza atmosferycznego, głównie dwutlenkiem siarki, wiąże się z istotnym pogorszeniem czynności układu oddechowego16. Dotyczy to przede wszystkim długotrwałej ekspozycji na zanieczyszczenia. Na tegorocznym kongresie Europejskiego Towarzystwa Oddechowego (European Respiratory Society) naukowcy przedstawili najnowsze badania, które wskazują, że ekspozycja na produkty spalania węgla w dzieciństwie zwiększa dwukrotnie ryzyko śmierci z powodu chorób układu oddechowego u osób dorosłych.

Inne przytoczone badanie pokazało, że krótkotrwałe narażenie na zanieczyszczenie powietrza (w dniu badania spirometrycznego lub dzień wcześniej) również prowadzi do bezpośredniego i natychmiastowego spadku funkcji płuc.

Bibliografia

  1. Alergia 2006; 4: 26-30
  2. Biochim.Biophys.Acta 1998; 1408 (2-3): 79-89
  3. Annu.Rev.Physiol 2001; 63: 521-554
  4. Immunity 2006; 24 (4): 366-368
  5. Am.J.Physiol 1994; 267 (5 Pt 1):P L489-L497
  6. Goldhaber SZ. Pulmonary embolism. In: Braunwald's Heart Disease. Zipes DP, Libby P, Bonow RO, Braunwald E (eds).Elsevier Saunders 2005; 1789-1806
  7. Goldhaber SZ. Infective Endocarditis. In: Braunwald's Heart Disease. Zipes DP, Libby P, Bonow RO, Braunwald E (eds). Elsevier Saunders 2005; 1633-1658
  8. Annu.Rev.Med.2001; 52: 221-237
  9. J.Appl.Physiol 2002; 93 (5): 1860-1866
  10. N.Engl.J.Med. 2000; 342 (18): 1334-1349
  11. Chest 1999; 116 (1 Suppl): 103S-110S
  12. Griephan Klaus: Leksykon Zdrowia. Warszawa 2002, s. 285
  13. Am Rev Respir Dis 1977; 2 (115): 195-205
  14. Environmental Health 2005; 4: 7
  15. Inhal Toxicol. 2000; 12 (Suppl 4): 123-153
  16. Am J Respir Crit Care Med 1998; 1 (158): 289-298
  17. Am J Respir Crit Care Med 2003; 1 (167): 787-797
  18. Lancet 2005; 366 (9480): 104-106
  19. Am J Respir Crit Care Med 2007; 177 (2): 156-163
  20. Nat Med 2007; 5 (13): 567-569
  21. Lancet 2005; 365 (9478): 2225-2236
  22. Thorax 2010; 65: 215-220
  23. Am J Respir Crit Care Med. 2011; 183 (10): 1336-1343
  24. Thorax. 1999; 54 (7): 581-586

Ponadto szacuje się, że zawodowe narażenie na pyły przemysłowe i substancje chemiczne odpowiada za 10-20% przypadków rozwoju POChP17. Również spalanie w warunkach domowych biomasy i węgla może być czynnikiem ryzyka, zwłaszcza ostrej infekcji, POChP, raka płuc, astmy i gruźlicy18.

Podrażnienie dróg oddechowych i nasilenie objawów chorób płuc mogą powodować również cząsteczki kurzu i roztocza, gazy ulatniające się z systemów grzewczych bez odprowadzania dymu, lotne i półlotne związki organiczne ze środków chemicznych (farb, środków czystości, pestycydów itp.), azbest, pleśń, alergeny, a także wirusy i bakterie z systemów wentylacyjnych bądź klimatyzacji.

3. Czynniki genetyczne i wrodzone

Do przyczyn chorób płuc w mniejszym stopniu należą również predyspozycje genetyczne i wady wrodzone. Część badaczy donosi, że na rozwój obturacji w drogach oddechowych wpływa autoagresja komórek19. Wyjaśniałoby to, dlaczego u niektórych pacjentów z POChP objawy zaostrzają się mimo wyeliminowania innych czynników ryzyka. Podobną zależność zaobserwowano u pacjentów z rozedmą - poziom autoprzeciwciał korelował u nich ze stopniem zaawansowania choroby, co sugeruje jej częściowo autoimmunologiczny charakter20.

Udowodniono również wpływ wrodzonego niedoboru a1-antytrypsyny (białka osocza krwi) na rozwój rozedmy, która prowadzi do trwałego upośledzenia czynności płuc21.

Znaczenie mogą mieć również zaburzenia w obrębie niektórych genów kodujących, niewłaściwy rozwój płuc w okresie płodowym, osłabienie układu immunologicznego (powodujące podatność na infekcje), a nawet płeć - kobiety są bowiem bardziej wrażliwe np. na wpływ dymu tytoniowego.

Oczywiście podstawową zasadą profilaktyki chorób płuc jest unikanie wszystkich tych czynników ryzyka - przede wszystkim rzucenie palenia, ale również odpowiednia konserwacja stosowanych urządzeń grzewczych i klimatyzacji (w tym np. regularne czyszczenie kominów i kanałów wentylacyjnych), wietrzenie pomieszczeń (zwłaszcza podczas używania środków chemicznych), a nawet regularne sprzątanie, które pozwoli zminimalizować obecność kurzu, roztoczy i alergenów (np. sierści zwierząt).

W przeciwnym wypadku narażamy nasz układ oddechowy na kontakt z mocno drażniącymi substancjami, co prowadzi do poważnych schorzeń. Nawet pozornie błahe zapalenie może bowiem okazać się niebezpieczne.

Płuca też potrzebują witamin

Naukowcy z Telethon Institute for Child Health Research w Subiaco w Australii opublikowali wyniki badań, z których wynika, że niedobory witaminy D zaburzają rozwój i funkcjonowanie płuc. Już wcześniejsze analizy wykazały związek pomiędzy ilością witaminy D w organizmie a podstawowymi funkcjami płuc, takimi jak natężona pojemność życiowa (FVC), czyli największa objętość powietrza, którą możemy wydmuchać z płuc, oraz natężona objętość wydechowa pierwszosekundowa (FEV1) - objętość powietrza wydmuchnięta z płuc w czasie pierwszej sekundy maksymalnie natężonego wydechu22.

Testy pokazały również, że niektóre choroby płuc (astma i POChP) przebiegają ciężej u osób wykazujących zbyt niski poziom tej słonecznej witaminy. Nie udowodniły one jednak, że właśnie ten niedobór stanowi bezpośrednią przyczynę problemów płucnych.

Australijscy naukowcy przeprowadzili zatem kolejne eksperymenty na myszach. Porównali stan płuc gryzoni cierpiących na niedobór witaminy D i tych z właściwym jej poziomem pod kątem objętości i funkcjonowania narządu. Okazało się, że u myszy z niedoborem witaminy D odnotowano mniejszą objętość płuc, a jednocześnie większą obturację oskrzeli (gorszy przepływ powietrza w drogach oddechowych z powodu niedrożności oskrzeli)23.

Zdaniem autorów badania niedobór witaminy D u coraz większej liczby ludzi na świecie będzie wiązał się z rosnącą podatnością na obturacyjne schorzenia płuc, m.in. POChP i astmę.

Kiedy i jak badać sprawność płuc?

Motywacją do skontrolowania stanu naszych płuc powinna być już ekspozycja na czynniki ryzyka, np. palenie papierosów czy praca związana z wdychaniem toksycznych gazów lub zanieczyszczeń. Jeśli dodatkowo obserwujesz u siebie takie objawy jak kaszel, duszność, świsty podczas oddychania lub bóle w klatce piersiowej, powinieneś pomyśleć o podstawowym badaniu czynnościowym układu oddechowego, czyli spirometrii. Jak wyjaśnia dr med. Piotr Dąbrowiecki, alergolog i przewodniczący Polskiej Federacji Stowarzyszeń Chorych na Astmę, Alergię i POChP, pozwala ona ocenić sprawność wentylacyjną płuc.

- Na podstawie badania lekarz ocenia, czy można zaobserwować zjawisko obturacji, czyli dysproporcję między pojemnością płuc a objętością powietrza przepływającego przez poszczególne części układu oddechowego. Jeśli stwierdzimy zjawisko obturacji, możemy podejrzewać jedną z dwóch najczęściej występujących obturacyjnych chorób płuc: astmę oskrzelową lub POChP.

Badanie jest nieinwazyjne, bezbolesne i trwa ok. 10-15 min. Polega na intensywnym wypuszczaniu powietrza z płuc do specjalnego urządzenia (spirometru). Przed jego wykonaniem przez 4 godz. nie należy palić papierosów i pić alkoholu, a przez 2 nie powinno się spożywać obfitych posiłków i intensywnie ćwiczyć. Spirometrię można wykonać w gabinecie lekarza rodzinnego.

Drugą prostą metodą jest skala nasilenia duszności MRC (Medical Research Council). Co prawda wykorzystuje się ją pomocniczo w celu określenia stopnia nasilenia duszności i zaawansowania choroby24, ale równie dobrze może okazać się pierwszym znakiem ostrzegawczym. Dzięki skali MRC obserwowane u siebie objawy można przyporządkować kolejnym stopniom duszności, przy czym stopień 4 oznacza najcięższą jej postać:

Artykuł należy do raportu
Płuca i choroby płuc
Zobacz cały raport
Wczytaj więcej
Zapisz się i odbierz wybrany magazyn gratis!
Zapisz się i odbierz prezent