4.2 : Chronisch obstruktive Lungenerkrankung II: Pathophysiologie

Die Pathophysiologie der chronisch obstruktiven Lungenerkrankung (COPD) ist kompliziert und vielschichtig und umfasst ein komplexes Zusammenspiel physiologischer Prozesse. Das Verständnis dieser Mechanismen ist für die wirksame Behandlung und Therapie von COPD von entscheidender Bedeutung. Im Folgenden ist ein detaillierter Blick auf die kritischen Elemente der Pathophysiologie von COPD dargestellt:

Chronische Entzündung

• Einatmen von Reizstoffen: Das Einatmen von Reizstoffen, insbesondere Zigarettenrauch, ist eine der Hauptursachen für Entzündungen bei COPD. Andere Reizstoffe können Staub, Chemikalien und Luftverschmutzung sein. Diese Reizstoffe verursachen eine Entzündungsreaktion in den Atemwegen und im Lungenparenchym.
• Infiltration entzündlicher Zellen: Makrophagen, Neutrophile und Lymphozyten infiltrieren die Atemwegswände. Das Vorhandensein dieser Zellen in den Atemwegen und im Lungengewebe ist ein Kennzeichen von COPD.
• Freisetzung von Mediatoren: Diese Entzündungszellen setzen Mediatoren wie Zytokine, Leukotriene und andere Entzündungsmoleküle frei. Diese Mediatoren halten die Entzündungsreaktion aufrecht und tragen zu den charakteristischen Symptomen der COPD und den anhaltenden Lungenschäden bei.

Protease-Antiprotease-Ungleichgewicht

• Oxidantien und Antiproteasen: Der Kontakt mit Zigarettenrauch und anderen Oxidantien beeinträchtigt die Funktion von Antiproteasen in der Lunge. Antiproteasen wie Alpha-1-Antitrypsin schützen das Lungengewebe vor enzymatischen Abbau.
• Erhöhte Proteaseaktivität: Oxidantien beeinflussen die Proteaseaktivität in der Lunge. Proteasen wie Elastase bauen verschiedene Bestandteile der extrazellulären Matrix ab, darunter Elastin, was zur Zerstörung der Alveolarwände und des Lungenparenchyms führt, was für Emphyseme charakteristisch ist.
• Gewebezerstörung: Das Ungleichgewicht zwischen Proteasen und Antiproteasen führt zum Abbau des Lungengewebes, insbesondere der Alveolarwände, ein charakteristisches Merkmal eines Emphysems, einer Art von COPD.

Behinderung des Luftstroms

• Verengung der Atemwege: Chronische Entzündungen führen zu strukturellen Veränderungen und Verengungen der Atemwege und tragen maßgeblich zur Blockierung des Luftstroms bei, einem Hauptmerkmal von COPD. Schleimhypersekretion und Schleimhautödeme verschlimmern diese Situation zusätzlich.
• Flüssigkeitsansammlung: Entzündungen erhöhen die Gefäßdurchlässigkeit und führen zu Flüssigkeitsansammlungen in der Lunge, die wiederum zur Obstruktion beitragen.

Verengung der glatten Muskulatur: Der Entzündungsprozess kann die glatte Muskulatur in den Atemwegen verengen (Bronchokonstriktion), wodurch die Atemwege weiter verengt werden und der Luftstrom behindert wird.

Bildung freier Radikale: Der chronische Entzündungszustand bei COPD führt zu oxidativem Stress, der durch die Bildung reaktiver Sauerstoffspezies (ROS) wie Superoxidanionen und Hydroxylradikale aufgrund von Zigarettenrauch und Entzündungszellen gekennzeichnet ist. Diese ROS schädigen Zellstrukturen, Proteine, Lipide und DNA und fördern so Entzündungen und Lungengewebeschäden.

Strukturelle Veränderungen

• Alveolarvergrößerung und Bullae-Bildung: Die fortschreitende Zerstörung des Lungengewebes führt zur Vergrößerung der Alveolarräume (Alveolarvergrößerung) und zur Bildung von Bullae (große Lufteinschlüsse im Lungengewebe).
• Zerstörung der Alveolarwände: Die Zerstörung der Alveolarwände beeinträchtigt den Gasaustausch, indem sie die Oberfläche für den Sauerstoff- und Kohlendioxidaustausch verringert, was die Elastizität und Compliance der Lunge verringert.

Reduzierte Sauerstoffaufnahme: Die strukturellen Veränderungen in der Lunge, einschließlich des Verlusts der Alveolaroberfläche, führen zu einem beeinträchtigten Gasaustausch. Sie verringern die Sauerstoffaufnahme und die Kohlendioxidausscheidung, was zu Symptomen wie Kurzatmigkeit führt.

Das Verständnis der Pathophysiologie der COPD, einschließlich chronischer Entzündungen, Protease-Antiprotease-Ungleichgewicht, Atemwegsobstruktion, Bronchokonstriktion, oxidativem Stress und strukturellen Veränderungen, ist für die Entwicklung wirksamer Management- und Behandlungsstrategien von entscheidender Bedeutung.