PATOGENEZE BRONCHIÁLNÍ OBSTRUKCE ASTMA, CHOPN

1. PATOGENEZE BRONCHIÁLNÍ OBSTRUKCEASTMA, CHOPN

2. Fyziologický mrtvý prostor

3. Alveolární ventilace VE=VD+VA FRC = Funkční reziduálni kapacita

6. FiCO2=0 VCO2 Alveolární ventilace VCO2 = FACO2 * VA VA FACO2× VA = VCO2/FACO2 VCO2 PACO2 = FACO2×Barometrický tlak VA = k1×VCO2/PACO2 PACO2 = k2×VCO2/VA STPD BTPS P×V (P-PH2O)×VBTPS 760×VBTPS T 273+ t°pacienta 273 = R = PACO2[torr] = 0,863*VCO2[ml/min STPD]/VA[l/min BTPS]

7. PACO2 VA PACO2[torr] = 0,863*VCO2[ml/min STPD]/VA[l/min BTPS]

8. ViO2=FiO2×VA VEO2=FAO2×VA PACO2 VA PAO2 VEO2 ViO2 VO2=ViO2-VEO2 VO2=FiO2×VA - FAO2×VA FAO2=FiO2 - VO2/VA PAO2=PiO2 - k×VO2/VA VA PACO2[torr] = 0,863*VCO2[ml/min STPD]/VA[l/min BTPS]

9. PAO2=PiO2 - k×VO2/VA PaCO2 PaO2 VA PACO2[torr] = 0,863*VCO2[ml/min STPD]/VA[l/min BTPS]

10. Regulace ventilace prostřednictvím vlivu alveolární ventilace na pCO2 a pO2 VA VE=VD+VA Respir. centrum pO2 pCO2 jen při poklesu pO2 VA pCO2 pO2 pO2 pCO2

11. 1. ASTMA Definice dle GINA (Global Initiative for Asthma): • Astma je chronické zánětlivé onemocnění dýchacích cest, kde hrají roli mnohé buňky (mastocyty, eozinofily, T-lymfocyty) a buněčné částice. Chronický zánět je spojen s průduškovou hyperreaktivitou a vede k opakujícím se epizodám pískotů, dušnosti, tíže na hrudi a kašle, zvláště v noci nebo časně ráno. Tyto epizody jsou obvykle spojeny s variabilní obstrukcí, která je často reverzibilní buď spontánně nebo vlivem léčby.

12. Alergické astma = astma zprostředkované imunologickými mechanismy. IgE zprostředkované astma – IgE protilátky spouští jak okamžitou tak pozdní reakci. T-lymfocyty pozdní a opožděné reakce. • Nealergické astma = neimunologické typy astmatu. • Intermitentní x perzistující

13. Zánět navozuje obstrukci: • akutní bronchokonstrikcí • otokem stěny dýchacích cest • chronickou tvorbou hlenu • přestavbou (remodelací) stěny dýchacích cest

14. Patofyziologie astmatu Zánět dýchacích cest Dysfunkce hladké svaloviny Přestavba dýchacích cest

15. Bronchokonstrikce Bronchiální hyperreaktivita Hyperplasie Uvolnění mediátorů zánětové reakce Dysfunkce hladké svaloviny Zánět dýchacích cest Přestavba dýchacích cest

16. Bronchokonstrikce Bronchiální hyperreaktivita Hyperplasie Uvolnění mediátorů zánětové reakce Infiltrace buňkami zánětu Aktivace buněk zánětu Edém sliznice Poškození epitelu Dysfunkce hladké svaloviny Zánět dýchacích cest Přestavba dýchacích cest

17. Bronchokonstrikce Bronchiální hyperreaktivita Hyperplasie Uvolnění mediátorů zánětové reakce Infiltrace buňkami zánětu Aktivace buněk zánětu Edém sliznice Poškození epitelu Dysfunkce hladké svaloviny Zánět dýchacích cest Přestavba dýchacích cest Proliferace -fibroblastů -mukosních žlázek Zvýšené ukládání matrix proteinů Vystupňování angiogeneze Zluštění bazální membrány

18. Rizikové faktory: • individuální predispozice (genetické vlivy – 5. a 11. chromosom - atopie, bronchiální hyperreaktivita, pohlaví, rasa) • okolní prostředí – expozice alergenům a profesním látkám, které způsobí senzibilizaci, virové a bakteriální infekce, strava, kouření, socioekonomický stav a velikost rodiny, neurogenní vlivy

19. Buňky uplatňující se na chronickém alergickém zánětu • 1. Eozinofilní granulocyty • 2. Mastocyty • 3. T-lymfocyty • 4. Neutrofilní granulocyty • 5. Bazofilní granulocyty

20. Histologie • Histopatologickénálezy při vyšetření bioptických vzorků nemají jednoznačný vztah k průběhu onemocnění a změně plicní funkce, neboť i prokazovanábronchiální hyperreaktivitanekoreluje vždy s histologickým nálezem.

21. Změny ventilačních parametrů jsou prokazovány i u pacientů s adekvátní protizánětlivou léčbou x Trvale přítomná obstrukce dýchacích cest není prokazována u všech astmatiků.

22. Zánětlivé buňky Aktivace zánětlivých buněk Edém Mediátory zánětu Bronchokonstrikce Bronchiální hyperreaktivita

23. Alergenem indukovaný otok sliznice Čas nula 6 hodin

24. Zánětlivé změny vyvolávají: Akutní zánět Příznaky bronchokonstrikce

25. Zúžený bronchiolus (bronchokonstrikce, hlen…) Projeví se při expiriu Proč je při bronchiální obstrukci horší expirium ?

26. Proč létá letadlo?

27. Proč létá letadlo?

28. Proč létá letadlo?

29. Zúžený bronchiolus (bronchokonstrikce, hlen…)

30. Zúžený bronchiolus (bronchokonstrikce, hlen…) Inspirace – zúžení brání negativní nitrohrudní tlak

31. Zúžený bronchiolus (bronchokonstrikce, hlen…) Expirace – zúžení bronchiolů při výdechu

32. Zúžený bronchiolus (bronchokonstrikce, hlen…) Usilovná expirace vede ke zhoršení obstrukce

33. Při bronchiální obstrukci je ztížený výdech

34. AirCaptioning – předčasný uzávěr alveolů Obstrukce dechových cest „chycený vzduch“ v alveolech na konci výdechu Air captioning Norma Konec nádechu Alveolární hypoventilace konec výdechu VA Alveolární ventilace VA alveolus se nestačí dostatečně „vydechnout „ a alveloární ventilace se proto snižuje

35. Přetrvávání zánětu Zánětlivé buňky Aktivace zánětlivých buněk Snížení apoptózy Edém Mediátory zánětu Cytokiny a GF Bronchokonstrikce Bronchiální hyperreaktivita

36. Zánětlivé změny vyvolávají: Akutní zánět Chronický zánět Exacerbace Nespecifická hyperreaktivita Příznaky bronchokonstrikce

37. Chronický zánět u astmatu

38. Zvětšení počtu CD4+ T lymfocytů

39. Subepitelové struktury: • ztluštění bazální membrány • vyšší depozice extracelulární matrix pod epitelem • depozice kolagenu I., III., IV., V. a VII. V retikulární membráně • zvýšená depozice proteoglykanů (lumican, biblycan, decorin, fibromodulin, hyaluron, versica) • tenascin (odráží aktivitu chronického zánětu) • fibronectin

40. Zvýšení počtu hladkých svalových vláken Zvýšení počtu mukózních žlázek Přetrvávání zánětlivých buněk Uvolnění fibrogenních růstových faktorů Elastolýza Zvýšení mukozní sekrece během exacerbace Těžké bronchospazmy během exacerbace Následný zánět Depozice kolagenu na bazální a epiteliální membráně Snížená elasticita stěny

41. Přetrvávání zánětu Aktivace fibroblastů a makrofágů Zánětlivé buňky Aktivace zánětlivých buněk Snížení apoptózy Remodeling Edém Mediátory zánětu Cytokiny a GF Proliferace hladkých svalů a buněk mukózy Bronchokonstrikce Bronchiální hyperreaktivita Epiteliální buňky deskvamace

42. Zánětlivé změny vyvolávají: Remodelace dýchacích cest Akutní zánět Chronický zánět Exacerbace Nespecifická hyperreaktivita Příznaky bronchokonstrikce Přetrvávající obstrukce v dýchacích cestách

43. Přestavba dýchacích cest = remodeling • destrukce řasinkového epitelu dýchacích cest • edém bronchiální stěny

44. Destrukce povrchového epitelu u lehkého astmatu

45. Poškození epitelu u fatálního astmatu

46. Přestavba dýchacích cest = remodeling • destrukce řasinkového epitelu dýchacích cest • edém bronchiální stěny • stimulace proliferace fibroblastů

47. Exprese TGF-beta fibroblasty

48. Přestavba dýchacích cest = remodeling • destrukce řasinkového epitelu dýchacích cest • edém bronchiální stěny • stimulace proliferace fibroblastů • depozice kolagenu v lamina reticularis bazální membrány

49. Ztluštění basální membrány u astmatu

50. Přestavba dýchacích cest = remodeling • destrukce řasinkového epitelu dýchacích cest • edém bronchiální stěny • stimulace proliferace fibroblastů • depozice kolagenu v lamina reticularis bazální membrány • hypertrofie hladkých svalů