За останні 50 років було проведено безліч досліджень, які вивчають шкоду куріння і вплив тютюнового диму на організм людини і, перш за все, на захисні механізми органів дихання.
Вплив тютюнового диму на організм людини
1 - клітини миготливого епітелію; 2 - залози, що утворюють слиз; 3 - лімфатичний вузол; 4 - нейтрофіли; 5 - альвеолярнімакрофаги.
Токсини, що входять до складу тютюнового диму. при вдиханні потрапляють в бронхолегочную систему, де вони нейтралізуються або виводяться. Для цього в організмі людини є 4 рівня захисту, наявних на різних рівнях респіраторного тракту (дивіться малюнок).
Залежно від рівня, функціональна значимість кожного з цих механізмів різна, але між усіма системами захисту існує тісний взаємозв'язок.
Основну захисну роль респіраторних органів на рівні третьої і четвертої лінії захисту в найдрібніших бронхах, бронхіолах і альвеолах грають альвеолярнімакрофаги. Можливість отримання альвеолярнихмакрофагів за допомогою бронхоальвеолярного лаважу у людини дозволила вивчити їх кількість, морфологію та функціональні особливості у курців і некурців, здорових і хворих. Крім того, були виконані експерименти на тваринах після того, як вони різний час дихали тютюновим димом. Тепер відомо, що є великі відмінності у ставленні як числа альвеолярнихмакрофагів, так і їх морфологічної і функціональної характеристик. У легких курців відзначено збільшення числа альвеолярнихмакрофагів в 4-5 разів у порівнянні з некурящими, що свідчить про активну участь цих клітин в захисті від токсичних впливів тютюнового диму. Альвеолярний макрофаг є багатофункціональною кліткою, яка бере участь в очищенні глибоких відділів легень, бронхіол і в імунній відповіді, обробляючи і передаючи антигенну інформацію. Ця клітина за багатством ферментативного оснащення може бути віднесена до групи секреторних. Сурфактант полегшує пересування макрофагів.
При збільшенні в легких альвеолярнихмакрофагів, в перших виникають зміни будови, зокрема утворюються багатоядерні великі «супермакрофагі». Однак розмір і багатоядерність не дають супермакрофагам підвищених функціональних даних. Альвеолярнімакрофаги у курців мають відростки, густо і рівномірно розташовані на поверхні. Макрофаги курців коричневого кольору, містять пігментні включення, характеризуються підвищеною утилізацією глюкози і збільшеним поглинанням кисню. Водорозчинні фракції тютюнового диму гальмують синтез білка в альвеолярних макрофагах кролика. При електронній мікроскопії макрофагів мишей, оброблених водорозчинних конденсатом аерозолю тютюну, виявлені значні структурні зміни. Тютюновий дим пригнічує рух альвеолярнихмакрофагів, прилипання, фагоцитоз і піноцитозу. Було показано, що аерозоль поряд з пошкодженням процесів захоплення впливає і на перетравлення бактерій альвеолярними макрофагами. У мишей, яким спершу інгаляційно введена велика доза тютюнового диму, а потім проведено інгаляційне зараження бактеріями, відзначена найгірша в порівнянні з контролем бактерицидна активність легенів.
Токсичний вплив тютюнового диму на макрофаги в найбільшою мірою пояснюється Акролеїн - потужним окислювачем. Поряд з цим негативно діють і інші токсичні продукти, що містяться в тютюні. За допомогою електронного мікроскопа в фаголізосомах альвеолярнихмакрофагів осіб, що палять виявлені характерні включення. Ймовірно, ці включення представляють собою інгалірованниепредмети з аерозолем і фагоцитовані альвеолярними макрофагами частки каолінового пилу, які надають цитотоксичну дію на альвеолярнімакрофаги, подібно до інших силікатів. При фагоцитозі частинок каоліну зазвичай спостерігається виділення клітинами лізосомних і цитоплазматичних ензимів, що, ймовірно, відображає процес підвищення проникності мембран. Зазначені вище дані про шкідливу дію секретується макрофагами ензимів і стимуляції ними фиброгенеза можуть бути поясненням одного з механізмів формування пневмофиброза і емфіземи легенів у довгостроково курящих осіб. Було встановлено підвищення активності протеази в 18 разів в альвеолярних макрофагах курців в порівнянні з альвеолярними макрофагами некурящих.
За допомогою фазовоконтрастного мікроскопа були досліджені мембрани альвеолярнихмакрофагів кращих. На відміну від хвилястою поверхні макрофагів некурящих, що містить численні мікроворсинки, що полегшують перші етапи фагоцитозу, поверхня макрофагів курців осіб гладка, позбавлена на значних ділянках мікроворсинок, що ускладнює перші стадії фагоцитозу.
Вплив на імунну систему
Істотні захисні функції від впливу токсичних речовин, інгалірованних під час куріння, виконує епітеліальна вистилання бронхів і альвеол. Тривале куріння викликає посилену проліферацію епітелію слизової оболонки цих структур. Використавши мітку з пероксидазою, довели наявність у курців дефектів в міжклітинних з'єднаннях епітелію дрібних і найдрібніших бронхів, що створює сприятливі умови для проникнення в глиб слизової оболонки інфекційних агентів, канцерогенних і токсичних речовин. Крім того, наявність міжклітинних дефектів слизової оболонки змінює умови для просування через слизову оболонку лейкоцитів і інших клітинних елементів, що теж негативно позначається на захисті бронхів і легенів від інфекції і різних інгалірованних речовин.
Поруч досліджень було показано, що у хворих на бронхіальну астму та хронічний бронхіт при зміненому і надмірному бронхіальному секреті, характерному для довгостроково курящих, клітини епітелію бронхів починають поглинати міститься в просвіті секрет, що порушує їх функцію, погіршує мукоциліарний кліренс і в кінцевому підсумку призводить до загибелі клітин і порушення цілісності епітеліального покриву слизової оболонки бронхів.
Таким чином, отримані до теперішнього часу поки нечисленні відомості про вплив куріння на епітелій бронхів з безсумнівною очевидністю свідчать про значні пошкодження епітеліального покриву у курців, зниженні стійкості респіраторного тракту до впливу несприятливих факторів.
При електронно-мікроскопічному дослідженні продуцентів сурфактанту - пневмоцитов типу II - в їх цитоплазмі був виявлений холестерин. Поки неясно, про що свідчить виявлення холестерину в цитоплазмі пневмоцитов типу II. Можливо, поява холестерину в цитоплазмі продуцентів сурфактанта свідчить про дегенеративні зміни цих клітин внаслідок куріння. Крім того, холестерин в цитоплазмі пневмоцитов типу II може бути побічним продуктом підвищеного синтезу легеневого сурфактанта.
Результати згаданих вище досліджень переконливо свідчать про виражений негативний вплив тютюнового диму на сурфактант, що в свою чергу сприяє порушенню прохідності дрібних бронхів, спадання альвеол і виникненню ателектазів, знижує антимікробний захист, викликає активізацію інфекції, виникнення пневмонії, має і інші негативні наслідки для бронхолегеневої системи .
Виражене протеолітичну дію вмісту бронхів на інгалірованниепредмети мертві і живі білкові частинки є одним з істотних захисних механізмів бронхів і легенів. Разом з тим відомо, що розвиток емфіземи в значній мірі пов'язано з протеолітичних дією на легеневу тканину. Це підтверджено зв'язком емфіземи з генетичною недостатністю основного антіпротеолітіческого ферменту - a1-антитрипсину. Доведено, що у формуванні емфіземи бере участь протеолітичний фермент, що секретується поліморфноядерними лейкоцитами людини, - еластаза. Вивчено результати впливу конденсату тютюнового диму на вивільнення еластази з нейтрофілів людини in vitro. Встановлено, що еластаза вивільняється з нейтрофілів також при введенні їх в суміші з конденсатом безпосередньо в легені щурів.
Дослідження підтвердили, що вплив тютюнового диму на нейтрофіли може призвести до серйозного пошкодження сполучної тканини легенів. Крім того, показано, що продукти горіння тютюну одночасно гальмують активність найважливіших легеневих антипротеаз.
Обидві сторони дії тютюнового диму (виділення еластази з нейтрофілів при зниження активності легеневих антипротеаз) мають негативний синергізм і сприяють розвитку емфіземи легенів. До цього потрібно додати згадувані вище дані про активну секреції альвеолярними макрофагами протеолітичних ферментів під впливом аерозолю тютюну.
Таким чином, вплив куріння на підвищення протеолітичної активності бронхів, що приводить до необоротного розсмоктуванню соединительнотканного каркаса легких і формування емфіземи, не викликає сумнівів.
Куріння тютюну призводить до порушення функціонування всіх вивчених механізмів і шляхів виведення інгалірованних чужорідних речовин. Основний шлях виведення з бронхіальному дереву назовні з подальшим откашливанием у курців порушений. Виведення з альвеол, з бронхіол утруднено, в зв'язку з чим порушена система сурфактанту, що призводить до їх спадання. Бронхіоли закупорюються запальним ексудатом, а функція «чистильників» - альвеолярнихмакрофагів - знижена. Крім того, у курців з емфіземою легенів, що виникла під впливом тютюнового диму, під час видиху виникає так звана повітряна пастка (так звана «аутоПДКВ») - спадання бронхіол і дрібних бронхів під час видиху, що приводить до передчасного припинення видиху, збільшення залишкового повітря і додатковому розтягуванню легких.
Утруднення прохідності дрібних, середніх і великих бронхів у курців настає через закупорку їх і бронхоспазму. Причин закупорки у курців багато. Одна з них - гіперсекреція слизу слизовими залозами у відповідь на роздратування тютюновим димом. Крім того, це запальний набряк слизової оболонки, виражений у курців особливо значно, так як продукти горіння тютюну пригнічують протимікробну захист. Поряд з підвищеною продукцією вмісту бронхів у курців різко знижена функція систем, покликаних видаляти з бронхіальний секрет, мікроби і інгалірованниепредмети частки. Це перш за все відноситься до системи мукоциліарногокліренсу. Функція війок у курців різко знижена, а секрет бронхіальних залоз підвищеної в'язкості. Все це порушує функції мукоциліарного ескалатора, який повинен, як на конвеєрній стрічці, виносити назовні інгалірованниепредмети частки. Погіршена очищення респіраторного тракту курців і за допомогою фагоцитів (альвеолярнихмакрофагів і нейтрофілів), функції яких у курців знижені.
Бронхоспазм у курців виникає через подразнення іррітантних рецепторів блукаючих нервів. Подразнення рецепторів блукаючих нервів сприяє хронічний запальний процес у слизовій оболонці бронхів у курців з подальшою атрофією слизової оболонки і оголенням рецепторів.
Крім порушення прохідності бронхів частинки, що містяться в аерозолі тютюну, ускладнюють відтік лімфи від бронхіального дерева внаслідок відкладення частинок з тютюнового диму в лімфатичних вузлах, розташованих поблизу легких. Вони перешкоджають лимфатическому дренажу, що грає основну роль в очищенні респіраторного тракту від різних, в тому числі і канцерогенних, речовин, інгалірованних з димом тютюну.
Порушено виведення інгалірованних з тютюновим димом речовин і по легеневих капілярах. Було показано, що частинки аерозолю тютюну можуть швидко проходити в легеневе капілярний русло, фіксуватися на тромбоцитах і приводити до внутрішньосудинного згортання крові та утруднення циркуляції крові по легеневих судинах.
Всі перераховані вище порушення механізмів, що забезпечують у некурящих повноцінне і своєчасне виведення інгалірованних речовин, призводять до тривалої затримки частинок тютюнового диму в респіраторному тракті. В експерименті на щурах показано, що після пасивного куріння значне число часток виявляється в легких і через 6 міс. За морфологічними даними, отриманим у курців, яким вдалося кинути палити. термін відновлення стану легень, близького до нормального, становить від 4 до 13 років.
Тривалої затримки в легенях і глибокому поширенню аерозолю тютюну сприяють особливості дихання під час куріння: курець робить глибокий вдих і затримує дихання на вдиху - «затягується» тютюновим димом. При такому диханні частинки, що містяться в аерозолі тютюну, проникають до самих альвеол і затримуються в найбільш уразливому ділянці респіраторного тракту - в бронхіолах і дрібних бронхах.
Необхідно зупинитися на морфологічних змінах в бронхах і легенях, що розвиваються у курців. Серед специфічних морфологічних змін у курців відзначені:
- висока частота метаплазії келихоподібних клітин,
- гіпертрофія гладком'язових тканини,
- інфільтраціястінок мононуклеарами,
- розвиток респіраторних бронхиолитов,
- звуження просвіту бронхіол.
Ці зміни корельовані зі ступенем розвитку в легких курців центрилобулярной емфіземи. Крім того, у курців відзначені значне потовщення гладком'язових оболонки і інтими легеневих судин, переважання легеневих артерій м'язового типу діаметром менше 200 мкм. Ці зміни корельовані зі ступенем вираженості обструктивних порушень бронхіол діаметром 2 мм і менше і виникненням у курців центрилобулярной емфіземи.
Таким чином, встановлена висока ступінь токсичного впливу тютюнового диму на організм людини. Токсичної дії на органи дихання сприяють особливості його вдихання під час куріння: глибоке дихання з затримкою інгалірованних диму на вдиху. У курящих порушуються всі захисні механізми бронхолегеневої системи на всіх рівнях респіраторного тракту, що призводить до обтурації бронхів, виникнення:
- хронічного бронхіту,
- емфіземи легенів,
- раку легенів,
- легеневої недостатності.
Алергія на тютюновий дим
Вченими проводилося вивчення алергії на тютюновий дим. При цьому було встановлено наявність специфічних імунних зрушень у тютюнників, що підтверджує можливість сенсибілізації організму тютюновим пилом. Сенсибілізуючими властивостями поряд з органічними сполуками, що містяться в тютюні, мають мікробні, мікотіческіе і пестицидні компоненти пилу. При впливі тютюнової диму на людину виникають алергія, що характеризується гіперчутливістю уповільненого і негайного типів. Зазначені вище дані підтверджуються виявленням в крові курців преципитирующих антитіл до антигенів тютюну набагато частіше і в набагато більш високих титрах, ніж у некурящих. Ймовірно, сенсибілізація кращих антигенами тютюну супроводжується виробленням гістаміну і огрядними клітинами антитіл типу реагинов, що відносяться до імуноглобулінів класу Е, так як в групі курців виявлено більш високий рівень імуноглобуліну Е, ніж у некурящих.
Схожі медичні статті
- Склад тютюнового диму
- Шкода куріння і вплив на організм людини
- Куріння і його вплив на здоров'я людини
- Боротьба та профілактика куріння
