Полное название:
Морфофункциональная концепция развития и прогрессирования хронического неспецифического инфекционно-зависимого воспалительного процесса в бронхах
В соответствии с теорией функциональных систем (П. К. Анохин, 1972), при анатомической перестройке органа, сопровождающейся полной или значительной утратой функции, возникает ущербное качественное состояние, которое низводит соответствующую функциональную систему на более низкий уровень. Нарушения нормального функционирования системы могут стать базисом для возникновения новых патогенетических факторов, воздействие которых приведет к развитию хронической болезни, характерной для периода деградации органа.
Теория функциональных систем, созданная автором применительно к нейрофизиологии, содержит обобщающие положения, которые могут быть применены к оценке состояния других функциональных систем. В частности, используя предложенные автором принципы, можно более четко представить патогенез хронических инфекционно-зависимых заболеваний органов человека, имеющих паренхиму и систему каналов, которыми органы прямо или косвенно сообщаются с внешней средой (легкие и бронхи; печень и желчный пузырь с желчевыводящими протоками, поджелудочная железа и Вирсунгиев проток, почки и мочевой пузырь с мочевыводящими протоками).
Огромный опыт врачей, изучавших заболевания указанных органов, свидетельствует о том, что анатомическая деградация паренхиматозных отделов, сопровождающаяся нарушением функции, неизбежно ведет к развитию хронического инфекционно-зависимого воспалительного процесса в каналах, связывающих орган с внешней средой.
Рассмотрим данное утверждение применительно к системе дыхания. Действительно ли анатомическая деградация паренхимы легких ведет к неизбежному инфекционно-зависимому поражению бронхов?
Для многих заболеваний легких характерно возникновение и прогрессирование анатомической несостоятельности паренхимы легких (приобретенные заболевания) или анатомическая несостоятельность существует изначально (пороки развития легких). Все эти заболевания составляют группу так называемых хронических неспецифических заболеваний легких, из которых часть болезней называют хроническими нагноительными заболеваниями легких (хронические абсцессы, бронхоэктатическая болезнь, нагноившиеся кисты, нагноившиеся пороки развития легких), часть — хроническими обструктивными заболеваниями легких (хроническая обструктивная болезнь легких, хронический бронхит, варианты диффузной эмфиземы). Следует отметить, что терминология применительно к этим заболеваниям часто изменяется. Эти болезни, весьма разнородные по этиологии, в чем-то сходны и одновременно в чем-то различны по патогенезу. Патогенетическое сходство выражается в неизбежном образовании фиброзных и эмфизематозных изменений в легких и рубцовых изменений в бронхах, ведущих к вентиляционным нарушениям. Патогенетическое различие состоит в различном патогенезе начального периода развития каждого из этих заболеваний, не одинаковом объеме исходных патологических изменений, в разном темпе развития фиброза и эмфиземы при разных заболеваниях и разном темпе нарастания функциональных нарушений.
В клинической практике можно постоянно наблюдать, что анатомическая деградация, реализующаяся через фиброзную трансформацию, через эмфизему или через недоразвитие органа, всегда сопровождается нарушением вентиляционной функции легких, и всегда при этом отмечается в разной степени выраженный инфекционно-зависимый хронический воспалительный процесс в системе дыхания, преимущественно в бронхах. Но до сих пор клиницисты не связывали возникший хронический инфекционный воспалительный процесс с анатомическими и функциональными нарушениями, вызванными основным заболеванием, а рассматривали его чаще как параллельно развившийся в ослабленном организме процесс. В настоящее время есть основания утверждать, что этот воспалительный процесс патогенетически связан с основным заболеванием легкого, сопровождающимся нарастающими морфологическими и функциональными изменениями, служащими пусковыми факторами для хронического инфекционно-зависимого воспалительного процесса.
Пороки развития легких составляют не высокий, но заметный удельный вес среди хронических неспецифических заболеваний легких. Все пороки развития характеризуются в большей или меньшей степени выраженным недоразвитием паренхимы и бронхов или наличием избыточных неправильно сформированных анатомических структур. В любом варианте это сопровождается нарушением вентиляции в порочно развитых отделах легких. Чем значительнее анатомические и функциональные нарушения, тем раньше возникает хронический воспалительный инфекционно-зависимый процесс и тем быстрее он прогрессирует.
Необратимые анатомические изменения нередко возникают при острых воспалительных заболеваниях легких с затяжным течением. Пневмония тяжелого течения, сопровождающаяся резко выраженным инфильтрированием легочной паренхимы, бронхов и сосудов, может приобретать затяжное течение с исходом в карнификацию, а затем в фиброзную трансформацию легочной ткани с рубцовой облитерацией мелких и средних бронхов. Еще чаще выраженные склеротические изменения в паренхиме легких и в бронхах формируются при гнойно-некротических деструкциях легких. При тяжелом течении пневмонии и гнойно-некротических поражениях легких массивные фиброзные изменения могут возникнуть в течение 3-4 недель, что ведет к значительному или полному нарушению вентиляции в пораженных участках легких. На этом фоне неизбежно появляется и прогрессирует хронический воспалительный процесс в системе дыхания.
Локальные поражения бронхов (приобретенные и врожденные стенозы, инородные тела бронхов, доброкачественные внутрибронхиальные опухоли) сопровождаются прекращением вентиляции в участках легких, соответствующих пораженным бронхам. Если эти поражения бронхов своевременно не устраняются, то неизбежно и довольно быстро в бронхах и паренхиме, расположенных дистальнее зоны поражения, возникает хронический воспалительный процесс.
Хроническая обструктивная болезнь легких отличается от выше указанных заболеваний медленным стадийным развитием и медленным нарастанием анатомических и функциональных нарушений. Хронический инфекционно-зависимый воспалительный процесс формируется также постепенно и только при достаточно выраженной фиброзной и эмфизематозной деградации легких и вентиляционных нарушениях, соответствующих 3-4 стадии ХОБЛ.
Таким образом, все изначально локальные и изначально диффузные хронические болезни легких объединяет в разной степени выраженная приобретенная или врожденная фиброзная и эмфизематозная деградация легочной ткани и бронхов, которая сопровождается постепенным ухудшением вентиляционной функции легких, что находит отражение в диагнозе как дыхательная недостаточность с указанием степени.
Однако кроме дыхательной недостаточности существует еще один патологический процесс, который с непременным постоянством появляется в бронхах и легких и нарастает параллельно с нарастанием склеротических, эмфизематозных и связанных с ними вентиляционных нарушений. Речь идет об инфекционно-зависимом хроническом воспалении, возникающем у больных с хроническими неспецифическими болезнями органов дыхания (ХНБОД) преимущественно в бронхах. Однако этот хронический, инфекционно-зависимый воспалительный процесс, протекающий, как правило, с многократными обострениями и ремиссиями, обычно воспринимается врачами как сопутствующее заболевание, патогенетически не связанное с основным заболеванием. Поэтому в клиническом диагнозе кроме основного заболевания указываются: «внебольничная пневмония», «острый бронхит», «хронический бронхит в фазе обострения». Причем, нередко, тяжело протекающие инфекционно-зависимые процессы помещаются в клиническом диагнозе на первом месте. Если бы врачи связывали инфекционно-зависимые процессы с патогенезом основного заболевания, то называли бы эти процессы «вторичная пневмония» или к основному заболеванию указывали бы его инфекционно-зависимую фазу обострения.
В данном сообщении мы попытаемся показать патогенетическую взаимосвязь инфекционно-зависимого хронического воспаления бронхов с выраженностью анатомических и функциональных нарушений, возникающих при острых и хронических заболеваниях легких, и неизбежность возникновения инфекционно-зависимого хронического воспалительного процесса при любых заболеваниях легких, сопровождающихся анатомической деградацией.
Для выработки единой концепции внутрибольничного и внебольничного ведения больных с ХНБОД необходимо выявить основные патогенетические факторы развития и прогрессирования инфекционно-зависимого хронического воспалительного процесса в бронхах с целью его предотвращения или устранения.
При изучении разных ХНБОД клинико-рентгенологическими и бронхологическими методами исследования установлено, что при любых ХНБОД, за редким исключением, раньше или позже возникает и прогрессирует инфекционно-зависимый воспалительный процесс. Оказалось, что развитие этого хронического воспалительного процесса, независимо от этиологии каждого из хронических заболеваний легких, имеет общие закономерности. Широкое применение комплексного бронхологического исследования и сопоставление выявляемых патологических изменений в бронхах с результатами клинико-рентгенологических исследований и исследования внешнего дыхания позволило выявить эти общие закономерности.
Механизм развития инфекционно-зависимого хронического воспалительного процесса в бронхах
Первый фактор — фиброзная трансформация легочной ткани после тяжелого острого заболевания или на фоне длительного хронического заболевания или врожденная анатомическая несостоятельность являются непременным условием для возникновения последующих патогенетических факторов.
Второй фактор — стойкое нарушение функции (вентиляции) выступает как пусковой патогенетический фактор развития и медленного прогрессирования хронического инфекционно-зависимого воспалительного процесса в бронхах. Чем значительнее функциональные нарушения, тем раньше развивается хронический воспалительный процесс и тем быстрее он прогрессирует.
Третий фактор — нарушение процессов самоочищения бронхов. Бронхи и паренхима нормально вентилирующихся сегментов стерильны. Стерильность поддерживается за счет процессов самоочищения бронхов: сократимость бронхов, кинетическая энергия воздушного потока на выдохе, эскалаторная функция мукоцилиарного аппарата, местные иммунологические защитные реакции (В. П. Сильвестров, 1981). В здоровых бронхах нет условий для размножения микрофлоры. Когда после острого воспаления слизистая бронхов подвергается метаплазии, а паренхима легкого замещается фиброзной тканью и вентиляция нарушается, то происходит нарушение процессов самоочищения бронхов. Значительно уменьшается или полностью прекращается движение воздуха по бронхам, и в связи с этим выключаются главные факторы самоочищения — эскалаторная функция мукоцилиарного аппарата и кинетическая энергия выдыхаемого воздуха, страдает также сократимость бронхов и местный иммунитет.
В связи с неэффективностью процессов самоочищения бронхов возникает четвертый патогенетический фактор — задержка в бронхах бронхиального секрета, служащего питательной средой для бактерий.
При появлении питательной среды неизбежно возникает пятый фактор, происходит бактериальная колонизация бронхов разнообразной условно патогенной микрофлорой.
При увеличении в бронхах количества условно патогенных бактерий происходит увеличение их вирулентности и патогенности, у них появляется способность вызывать воспалительный процесс — хронический локальный бронхит, являющийся шестым патогенетическим фактором. Воспаление в бронхах развивается и прогрессирует медленно, но непрерывно и вначале протекает скрыто. Со временем появляются заметные его признаки в виде усиливающегося кашля, небольшого количества слизистой или слизисто-гнойной мокроты.
Хроническое воспаление в бронхах приводит к появлению седьмого патогенетического фактора — развитию соединительной ткани в слизистых оболочках и более глубоких слоях с глубокой рубцовой трансформацией стенок бронхов.
Фиброзная ткань в бронхах подвергается растяжению, и постепенно на месте рубцов формируются бронхоэктазы (восьмой фактор). В бронхах не вентилирующихся сегментов бронхоэктазы возникают в течение двух-шести месяцев.
Механизм прогрессирования инфекционно-зависимого хронического воспаления в бронхах
После возникновения вторичных бронхоэктазов в бронхах тех сегментов, в которых нарушена анатомия и отсутствует вентиляция, воспаление постепенно распространяется на бронхи соседних нормально вентилирующихся сегментов легких. В первую очередь при этом поражаются бронхи нижних долей, так как в них легче попадает инфицированная мокрота. Затем хронический инфекционно-зависимый воспалительный процесс постепенно распространяется по бронхам снизу вверх, вызывая развитие тотального поражения бронхов и паренхимы всех сегментов обоих легких.
В бронхах доли, в которой развились вторичные бронхоэктазы, постоянно тлеет хронический инфекционно-зависимый воспалительный процесс. В этих бронхах имеется гнойное или слизисто-гнойное содержимое, поэтому бронхи соседних здоровых сегментов подвергаются непрерывному инфицированию (фактор 1). Постоянное инфицирование бронхов соседних сегментов в условиях периодической холодовой (простудной) гиперсенсибилизации ведет к развитию в них хронического эндобронхита и рецидивирующей вторичной пневмонии с постепенным замещением альвеол рубцовой тканью и рубцовой облитерацией мелких бронхов, что приводит к нарушению вентиляции (фактор 2). Формируются первые два пусковых патогенетических фактора, и в действие вступает вышеприведенный порочный круг взаимообусловленных патогенетических факторов (1 — фиброз, 2 — нарушение вентиляции, 3 — нарушение самоочищения бронхов, 4 — задержка бронхиального секрета, 5 — бактериальная колонизация бронхов, 6 — развитие локального хронического бронхита, 7 — склеротическое перерождение стенок бронхов, 8 — развитие бронхоэктазов). Порочный круг замыкается формированием вторичных бронхоэктазов в бронхах соседних сегментов. Чаще всего вначале поражаются бронхи нижних долей.
Последующее прогрессирование происходит снизу вверх с постепенным вовлечением в хронический воспалительный процесс всех бронхов. Возникает диффузный хронический эндобронхит, сопровождающийся вторичной, двухсторонней, часто рецидивирующей пневмонией и включением выше указанной цепочки патогенетических факторов, ведущих к развитию вторичных бронхоэктазов во всех бронхах. По мере увеличения количества пораженных сегментов темп прогрессирования инфекционно-зависимого хронического воспалительного процесса нарастает, интенсивность клинических проявлений болезни увеличивается. Наблюдения показали, что воспалительный процесс, возникший в бронхах одной фиброзно-измененной, плохо вентилирующейся доли, распространяется на бронхи всех сегментов обоих легких в среднем за 15-20 лет и приводит к выраженной легочно-сердечной недостаточности и хронической гнойной интоксикации.
Скорость развития и прогрессирования хронического инфекционно-зависимого воспалительного процесса зависит также от локализации первоначальных фиброзных изменений, вызывающих вентиляционные нарушения. При нижнедолевом фиброзе хронический воспалительный процесс в бронхах развивается раньше и прогрессирует быстрее, чем при верхнедолевом. Это связано с тем, что процессы самоочищения в нижнедолевых бронхах в большей степени связаны с кинетической энергией выдыхаемого воздуха. При выключении из вентиляции верхней доли самоочищение бронхов частично поддерживается пассивным оттоком бронхиального секрета при вертикальном положении человека и поэтому инфекционно-зависимый хронический воспалительный процесс в верхней доле бронхов формируется медленнее.
Изложенная морфофункциональная концепция развития и прогрессирования ХНБОД является универсальной и, как показывают наблюдения, прослеживается при всех заболеваниях легких, завершающихся развитием пневмофиброза с нарушением вентиляции. При приобретенной патологии пусковым фактором служит фиброз и частично эмфизема, при врожденной — недоразвитие органа. Любой из этих процессов ведет к нарушению вентиляции, и начинает действовать порочный круг патогенетических факторов.
При диффузных хронических заболеваниях легких (хронический бронхит, бронхиальная астма, эмфизема легких) ведущими патогенетическими факторами являются:
- длительное воздействие экзогенных токсичных полютантов,
- бронхоспазм,
- гиперсекреция,
- гиперреактивность бронхов,
- снижение эластичности легких,
- временная и стойкая обструкция бронхов.
В развитии и прогрессировании диффузных процессов эти факторы длительное время играют доминирующую роль, поэтому в процессе диспансеризации пациентов с этими заболеваниями необходимо применять специально разработанную программу профилактических и лечебных мероприятий, предусматривающую устранение воздействия перечисленных факторов.
Однако и при диффузных хронических заболеваниях легких может присоединиться вышеуказанная цепочка патогенетических факторов, характерная для локальных ХНБОД. Это неизбежно произойдет, если профилактические лечебные мероприятия при диффузных болезнях не проводятся или когда они недостаточно эффективны.
Возникновение инфекционно-зависимого периода особенно характерно для хронической обструктивной болезни легких у курильщиков. Происходит это следующим образом. Длительное воздействие табачного дыма вызывает постепенное (15-40 лет) нарастание выраженных склеротических и эмфизематозных изменений в легких (фактор 1). В нижних долях формируется преимущественно пневмосклероз, в верхних долях — преимущественно эмфизема. Когда жизненная емкость легких, объем форсированного выдоха за первую секунду и другие параметры внешнего дыхания ухудшаются по сравнению с должными в 2 раза и более, то в связи с нарушением вентиляции (фактор 2) значительно ухудшаются процессы самоочищения бронхов (фактор 3), в бронхах задерживается бронхиальный секрет (фактор 4), происходит массивная бактериальная колонизация бронхов (фактор 5), развивается хронический эндобронхит (фактор 6), возникают фиброзные и рубцовые изменения в стенках бронхов (фактор 7), на месте рубцов формируются вторичные бронхоэктазы (фактор 8). У всех без исключения больных с 3-4-й стадией течения хронической обструктивной болезни легких, которым производилось контрастное исследование бронхов, мы обнаруживали вторичные бронхоэктазы. При 3-й стадии бронхоэктазы обнаруживались в бронхах нижних долей, при 4-й стадии — в бронхах всех долей легких. При 3-й и 4-й стадиях в бронхах постоянно тлеет хронический воспалительный процесс, сопровождаясь частыми обострениями. Таким образом, длительный неинфекционный период (1-2-й стадии) прогрессирования хронической обструктивной болезни легких в возрасте 50-55 лет переходит в инфекционно-зависимый период прогрессирования. С этого времени прогрессирование становится быстротечным и за 5-7 лет развивается хроническая гнойно-обструктивная болезнь легких, основными проявлениями которой являются хроническая дыхательная недостаточность и хроническая гнойная интоксикация. Затем часто возникают инфекционные осложнения (вторичная пневмония, гнойно-некротические деструкции легких, плеврит, эмпиема). Указанные присоединившиеся заболевания независимо от их тяжести в диагнозе должны стоять как осложнения основного заболевания.
Сходство в патогенезе развития и прогрессирования инфекционно-зависимого хронического воспалительного процесса при всех ХНБОД позволяет создать единую концепцию проведения лечебных и профилактических мероприятий в процессе диспансерного наблюдения, внося лишь необходимые коррективы с учетом характера заболевания.
Среди восьми взаимодействующих патогенетических факторов прогрессирования локальных и диффузных ХНБОД (развитие фиброза, нарушение вентиляции, нарушение самоочищения бронхов, скопление бронхиального секрета, развитие локального хронического бронхита, склероз стенок бронхов, возникновение вторичных бронхоэктазов) имеется патогенетический фактор (четвертый фактор), воздействуя на который можно прервать прогрессирование воспалительного процесса. Можно препятствовать скоплению секрета в бронхах, применяя эффективные методы бронхиальной санации. Эффективными и щадящими методами являются интратрахеальные инстилляции, введение санирующих растворов через назотрахеальный катетер и лечебная бронхоскопия под местным обезболиванием. Ингаляционный метод может быть эффективным только при бронхиальной астме и не всегда при хронической обструктивной болезни легких. Другие методы (периодическое противовоспалительное лечение, назначение бронхоспазмолитиков, отхаркивающих, десенсибилизирующих и других препаратов) имеют вспомогательное значение. При периодической санации бронхов (две недели интратрахеальных инстилляций каждые два месяца) исчезает необходимость в применении антибиотиков и уменьшается потребность в бронходилятаторах.
Заключение
- Установлена последовательность формирования патогенетических факторов развития хронического неспецифического инфекционно-зависимого воспалительного процесса в бронхах при разных хронических заболеваниях легких.
- Выявленная последовательность формирования патогенетических факторов едина для всех заболеваний, сопровождающихся выраженными нарушениями вентиляции, и не зависит от характера исходного заболевания.
- Пусковыми факторами являются пневмофиброз и нарушение вентиляции, от быстроты развития и выраженности которых зависит темп формирования других патогенетических факторов развития хронического неспецифического инфекционно-зависимого воспаления в бронхах.
- Знание последовательности и механизмов формирования патогенетических факторов хронического инфекционно-зависимого воспаления в бронхах позволяет предвидеть их развитие и своевременно обеспечить применение профилактических мероприятий.
- Выявление единых патогенетических факторов развития и прогрессирования ХНБОД позволяет унифицировать методы профилактического лечения при внебольничном ведении больных с хроническими неспецифическими болезнями органов дыхания. Основным методом профилактики и лечения инфекционно-зависимого хронического воспалительного процесса в бронхах являются методы санации бронхов.
Лаптев А. Н., Лаптева Е. А.
Белорусский государственный медицинский университет, Республиканский клинический медицинский центр Управления делами Президента Республики Беларусь.
Журнал «Медицинская панорама» № 9, октябрь 2009.