Astma
Etiologia i przyczyny
Astma jest przewlekłą chorobą zapalną dróg oddechowych, charakteryzującą się obturacją oskrzeli, nadreaktywnością i nadmierną produkcją śluzu. Etiologia astmy jest wieloczynnikowa, obejmująca interakcje genetyczne i środowiskowe. Predyspozycje genetyczne, takie jak mutacje w genach ORMDL3, GSDMB, IL33, IL1R1, PYHIN1 oraz TSLP, odgrywają kluczową rolę, zwłaszcza u osób z obciążeniem rodzinnym (ryzyko 3-6-krotnie wyższe przy astmie u rodziców). Atopia i nadprodukcja IgE wobec alergenów środowiskowych (roztocza kurzu domowego, pleśń, pyłki, sierść zwierząt) są najsilniejszymi czynnikami ryzyka. Czynniki środowiskowe, takie jak zanieczyszczenie powietrza, dym tytoniowy, ekspozycja zawodowa, urbanizacja oraz hipoteza higieniczna, wpływają na rozwój i zaostrzenie astmy. Wczesne czynniki ryzyka obejmują wcześniactwo, niską masę urodzeniową, palenie matki w ciąży oraz infekcje wirusowe dróg oddechowych (RSV, rynowirus). Otyłość zwiększa ryzyko i nasilenie objawów astmy, prawdopodobnie poprzez mechanizmy zapalne i mechaniczne.
- Etiologia astmy – przyczyny i czynniki ryzyka
- Czynniki genetyczne
- Atopia i alergie
- Czynniki środowiskowe
- Czynniki okresu perinatalnego i wczesnodziecięcego
- Otyłość
- Różnice związane z płcią i wiekiem
- Czynniki etniczne
- Mechanizmy rozwijające astmę
- Czynniki wyzwalające ataki astmy
- Alergeny
- Infekcje dróg oddechowych
- Drażniące substancje środowiskowe
- Leki i substancje chemiczne
- Refluks żołądkowo-przełykowy (GERD)
- Wysiłek fizyczny i aktywność
- Dodatki do żywności
- Stres i emocje
- Czynniki wpływające na astmę nocną
- Teorie dotyczące rozwoju astmy
- Obecny stan wiedzy na temat etiologii astmy
Etiologia astmy – przyczyny i czynniki ryzyka
Astma jest przewlekłą chorobą zapalną dróg oddechowych charakteryzującą się zwężeniem oskrzeli, nadmierną produkcją śluzu oraz nadreaktywnością oskrzeli na różne bodźce. Dokładna przyczyna astmy nie jest w pełni poznana, jednak naukowcy uważają, że rozwój tej choroby jest wynikiem złożonej interakcji czynników genetycznych i środowiskowych.123
Czynniki genetyczne
Predyspozycje genetyczne odgrywają istotną rolę w rozwoju astmy. Badania wykazały, że ryzyko zachorowania jest znacznie wyższe u osób, których bliscy krewni chorują na astmę.23 Osoby, których rodzice chorują na astmę, mają 3-6 razy większe prawdopodobieństwo zachorowania niż osoby bez takiego obciążenia rodzinnego.24 Szczególnie silny związek obserwuje się, gdy na astmę choruje matka dziecka.5
Badania asocjacyjne całego genomu powiązały astmę o wczesnym początku z markerami w pobliżu genów ORMDL3 (regulator biosyntezy sfingolipidów) i GSDMB (białko podobne do gasderminy) na chromosomie 17q21.6 Inne istotne genetycznie powiązania obejmują geny takie jak interleukina-33 (IL33), geny podobne do receptora IL-1 (IL1R1) oraz nowy locus podatności w genie PYHIN1, który szczególnie wpływa na osoby pochodzenia afrykańskiego.7
Konsorcjum EVE zidentyfikowało również locus podatności dla limfopoetyny zrębu grasicy (TSLP), cytokiny pochodzącej z komórek nabłonkowych, zaangażowanej w inicjację zapalenia związanego z astmą.7 Dotychczas zidentyfikowano ponad 100 genów podatności na astmę, a wiele z nich ma związek z komórkami T pomocniczymi typu 2 (TH2) i może odgrywać rolę w procesach zapalnych.89
Atopia i alergie
Najsilniejszym znanym czynnikiem ryzyka astmy jest atopia, charakteryzująca się genetyczną skłonnością do wytwarzania swoistych przeciwciał immunoglobuliny E (IgE) w odpowiedzi na powszechne alergeny środowiskowe.710 Osoby z innymi chorobami alergicznymi, takimi jak alergiczny nieżyt nosa (katar sienny), atopowe zapalenie skóry (egzema) czy alergie pokarmowe, mają znacznie zwiększone ryzyko rozwoju astmy.1211
Astma alergiczna, najczęstszy typ astmy, występuje, gdy układ odpornościowy reaguje nadmiernie na nieszkodliwe substancje w środowisku, takie jak:1213
- Roztocza kurzu domowego – mikroskopijne pajęczaki żywiące się ludzkimi złuszczonymi komórkami skóry; zarówno części ciała, jak i odchody roztoczy mogą wywoływać reakcje alergiczne13
- Pleśń – może rosnąć niemal wszędzie, gdzie występuje wilgoć13
- Zwierzęta – mocz, odchody, ślina, sierść lub złuszczone komórki naskórka zwierząt, takich jak koty, psy, myszy, szczury i ptaki są alergenami13
- Pyłki – pochodzące z drzew, traw i chwastów13
- Karaluchy – ich odchody, ślina i części ciała uważane są za alergeny13
Czynniki środowiskowe
Różne czynniki środowiskowe mogą zwiększać ryzyko rozwoju astmy lub zaostrzać jej objawy:1114
Zanieczyszczenie powietrza – niska jakość powietrza spowodowana zanieczyszczeniami komunikacyjnymi czy wysokim poziomem ozonu jest powiązana zarówno z rozwojem astmy, jak i zwiększoną ciężkością choroby.1516 Narażenie na lotne związki organiczne w pomieszczeniach może być czynnikiem wyzwalającym astmę; na przykład narażenie na formaldehyd wykazuje pozytywny związek z astmą.15
Dym tytoniowy – palenie w czasie ciąży i po porodzie wiąże się z większym ryzykiem objawów podobnych do astmy.15 Narażenie na dym papierosowy w dzieciństwie przyczynia się zarówno bezpośrednio, jak i pośrednio do rozwoju astmy.1017 Osoby palące mają wyższe ryzyko zachorowania na astmę.16
Narażenie zawodowe – ekspozycja na określone substancje chemiczne, opary, pyły i pleśnie w miejscu pracy może zwiększać ryzyko rozwoju astmy.118 Ponad 300 konkretnych czynników zawodowych wiąże się z astmą, która może rozwinąć się po raz pierwszy w miejscu pracy.1918
Urbanizacja i higiena – astma jest znacznie częstsza w krajach uprzemysłowionych takich jak Stany Zjednoczone niż w krajach rozwijających się, co może być związane z tzw. hipotezą higieniczną.1015 Zgodnie z tą hipotezą, zmniejszona ekspozycja na bakterie i wirusy w dzieciństwie, wynikająca z bardziej higienicznego stylu życia, mniejszych rodzin, czystszego środowiska domowego oraz wczesnego stosowania szczepionek i antybiotyków, może osłabiać prawidłowy rozwój układu odpornościowego, zwiększając ryzyko astmy i innych chorób alergicznych.2021
Czynniki okresu perinatalnego i wczesnodziecięcego
Wydarzenia w okresie okołoporodowym i wczesnym dzieciństwie mogą wpływać na rozwój płuc i zwiększać ryzyko astmy:14
- Wcześniactwo – jest najważniejszym czynnikiem ryzyka wpływającym na częstość występowania astmy w tym okresie1722
- Niska masa urodzeniowa – zwiększa ryzyko rozwoju astmy w późniejszym okresie życia2214
- Palenie przez matkę w czasie ciąży – powoduje zmniejszenie czynności płuc u noworodków i zwiększa prawdopodobieństwo rozwoju astmy w dzieciństwie1723
- Infekcje dróg oddechowych – świszczący oddech spowodowany infekcjami wirusowymi, szczególnie wirusem syncytialnym oddechowym (RSV) i rynowirusem, może predysponować niemowlęta i małe dzieci do rozwoju astmy w późniejszym życiu1719
Otyłość
Dzieci i dorośli z nadwagą lub otyłością są narażeni na większe ryzyko astmy.114 Chociaż dokładne mechanizmy nie są jednoznacznie określone, niektórzy eksperci wskazują na zapalenie o niskim stopniu nasilenia w organizmie, które występuje przy nadmiarze masy ciała.16 Otyli pacjenci często stosują więcej leków, cierpią na cięższe objawy i mają mniejsze możliwości kontrolowania astmy niż pacjenci o prawidłowej masie ciała.16 Nadmiar tkanki tłuszczowej wokół klatki piersiowej i brzucha może uciskać płuca, a ponadto tkanka tłuszczowa produkuje substancje zapalne, które mogą wpływać na funkcję płuc.24
Różnice związane z płcią i wiekiem
Astma wykazuje różnice w występowaniu w zależności od płci i wieku:5
- W dzieciństwie astma jest częstsza u chłopców niż u dziewcząt35
- W okresie dojrzewania i dorosłości astma częściej występuje u kobiet525
- Hormony żeńskie mogą wpływać na rozwój i nasilenie astmy – zmiany hormonalne, w tym ciąża, menopauza i przyjmowanie estrogenów po menopauzie, mogą powodować astmę u dorosłych2325
Czynniki etniczne
Istnieją różnice w występowaniu astmy w zależności od pochodzenia etnicznego:5
- Osoby pochodzenia portorykańskiego oraz osoby czarnoskóre/afroamerykańskie mają wyższe ryzyko zachorowania na astmę niż osoby z innych grup rasowych lub etnicznych35
- Konsorcjum EVE zidentyfikowało locus podatności w genie PYHIN1, który szczególnie wpływa na osoby pochodzenia afrykańskiego7
Mechanizmy rozwijające astmę
Patofizjologia astmy jest złożona i obejmuje zapalenie dróg oddechowych, okresową obturację przepływu powietrza i nadreaktywność oskrzeli.19 Mechanizm zapalenia w astmie może mieć charakter ostry, podostry lub przewlekły, a obrzęk dróg oddechowych i wydzielanie śluzu przyczyniają się do obturacji przepływu powietrza i reaktywności oskrzeli.19
W rozwoju astmy istotną rolę odgrywają następujące procesy:26
- Zapalenie – wewnętrzna wyściółka dróg oddechowych ulega obrzękowi w wyniku działania czynnika wyzwalającego, co czyni je bardziej wrażliwymi26
- Nadmierne wydzielanie – zwiększona produkcja lepkiego śluzu, powszechnie znanego jako flegma lub określanego jako plwocina26
- Skurcz oskrzeli – mięśnie wokół dróg oddechowych napinają się, dodatkowo zwężając drogi oddechowe, a płuca stają się bardziej wrażliwe26
- Niedrożność dróg oddechowych – dodatkowy śluz i obrzęk zapalny blokują drogi oddechowe26
W różnym stopniu w drogach oddechowych osób z astmą występuje naciek komórek jednojądrzastych i eozynofilów, nadmierne wydzielanie śluzu, złuszczanie nabłonka, hiperplazja mięśni gładkich i przebudowa dróg oddechowych.19
Typy astmy
Astma może być różnorodna pod względem fenotypowym, co prawdopodobnie wynika ze złożonych interakcji między czynnikami genetycznymi i środowiskowymi.6 Niektórzy naukowcy uważają, że to, co nazywamy „astmą”, to w rzeczywistości kilka różnych chorób, powstających w różny sposób.10
Ze względu na czynniki wyzwalające, astmę można podzielić na następujące typy:527
- Astma alergiczna – wywoływana przez alergeny takie jak pyłki, sierść zwierząt, roztocza kurzu domowego czy pleśń528
- Astma niealergiczna – wywoływana przez czynniki niebędące alergenami, takie jak zimne powietrze, infekcje dróg oddechowych, dym tytoniowy, silne zapachy czy zanieczyszczenia powietrza5
- Astma zawodowa – spowodowana wdychaniem substancji chemicznych lub pyłów przemysłowych w miejscu pracy5
- Astma indukowana wysiłkiem – pojawia się podczas wysiłku fizycznego, zwłaszcza gdy powietrze jest suche5
- Astma eozynofilowa – charakteryzująca się zwiększoną liczbą eozynofilów, rodzaju białych krwinek pomagających zwalczać choroby i zakażenia28
- Astma neutrofilowa – typ astmy nieoeozynofilowej28
W zależności od typu zapalenia, ciężką astmę można podzielić na dwie główne kategorie: zapalenie typu 2 i zapalenie nie-typu 2.28
Czynniki wyzwalające ataki astmy
Czynniki wyzwalające astmę to substancje, stany lub działania, które prowadzą do objawów astmy.29 Mogą one różnić się znacznie u poszczególnych osób i mogą zmieniać się w czasie.530
Alergeny
Alergeny są jednymi z najczęstszych czynników wyzwalających astmę. Obejmują one:3129
- Roztocza kurzu domowego29
- Naskórek zwierząt, szczególnie kotów i psów29
- Zarodniki pleśni, które mogą być bardziej intensywne w określonych porach roku29
- Pyłki traw, chwastów i drzew, zwykle występujące sezonowo29
- Substancje w miejscu pracy, takie jak lateks, pył drzewny lub mąka29
Infekcje dróg oddechowych
Infekcje wirusowe dróg oddechowych, w tym grypa, są główną przyczyną ostrych ataków astmy.32 Przeziębienia, grypa, infekcje zatok i wirus syncytialny oddechowy (RSV) mogą wywoływać ataki astmy.26 U wielu osób z astmą objawy nie pojawiają się, dopóki nie zostaną narażone na czynniki wyzwalające.32
Drażniące substancje środowiskowe
Różne substancje drażniące w środowisku mogą również wywoływać epizod astmatyczny:31
- Dym tytoniowy – dym papierosowy zawiera różne chemikalia i gazy, które mogą drażnić płuca33
- Zanieczyszczenia powietrza – zarówno w domu, jak i na zewnątrz3123
- Silne zapachy z perfum, środków czyszczących itp.34
- Zimne, suche powietrze lub nagłe zmiany pogody czy temperatury31
Leki i substancje chemiczne
Niektóre leki mogą wywoływać astmę, takie jak:31
- Aspiryna i niesteroidowe leki przeciwzapalne (NLPZ) jak ibuprofen3132
- Beta-blokery, które często są przepisywane na nadciśnienie, jaskrę, migrenowe bóle głowy i dusznicę bolesną – mogą powodować skurcz oskrzeli32
Refluks żołądkowo-przełykowy (GERD)
Ciężka zgaga i astma często idą w parze. Do 89% osób z astmą cierpi również na ciężką zgagę.34 Obecność kwasu w dalszej części przełyku, za pośrednictwem nerwu błędnego lub innych odruchów nerwowych, może znacznie zwiększyć opór dróg oddechowych i reaktywność dróg oddechowych.19 Osoby z astmą są dwa razy bardziej narażone na rozwój przewlekłego refluksu kwasu, który nasila się w nocy, znanego jako choroba refluksowa przełyku (GERD).35
Wysiłek fizyczny i aktywność
Ćwiczenia i inne czynności, które zmuszają do cięższego oddychania, mogą wpływać na astmę.31 U około 80% osób z astmą intensywny wysiłek fizyczny może powodować zwężenie dróg oddechowych. Ćwiczenia są często głównym czynnikiem wyzwalającym astmę.34
Dodatki do żywności
Najczęstszym żywnościowym czynnikiem wyzwalającym astmę są siarczyny, konserwanty stosowane w takich produktach jak:32
Stres i emocje
Gdy odczuwasz silne emocje, twój oddech zmienia się, nawet jeśli nie masz astmy.31 Silne emocje, takie jak stany lękowe, śmiech, smutek lub stres, mogą wywoływać objawy astmy.36 Chociaż dowody są nadal niejednoznaczne, niektóre badania sugerują, że stres wywołuje odpowiedź immunologiczną, która może zapalać drogi oddechowe, prowadząc do zwiększonego prawdopodobieństwa ataku u osób z astmą.35
Czynniki wpływające na astmę nocną
Dokładna przyczyna zaostrzenia astmy w nocy (astmy nocnej) nie jest do końca poznana, choć uważa się, że rolę odgrywają następujące czynniki:3537
- Wewnętrzny zegar organizmu, czyli rytm dobowy, wpływa na hormony takie jak adrenalina, kortyzol i melatonina, które zmieniają się w ciągu dnia i mogą wyzwalać nocne objawy astmy37
- Rytm dobowy może również wpływać na poziom zapalenia dróg oddechowych37
- Śluz z wycieku zanosowego, alergeny i zimne powietrze mogą wywoływać nocne ataki astmy37
- Chłodne pomieszczenie jest lepsze dla snu, ale nocna astma może być gorsza zimą lub w klimatyzowanym pomieszczeniu, ponieważ zimne powietrze jest suche – utrata wilgoci i ciepła w drogach oddechowych może wywołać atak astmy35
Teorie dotyczące rozwoju astmy
Naukowcy opracowali kilka teorii wyjaśniających, dlaczego astma staje się coraz powszechniejsza, mimo że dokładna przyczyna pozostaje nieznana.1038
Hipoteza higieniczna
Hipoteza higieniczna próbuje wyjaśnić zwiększone wskaźniki astmy na całym świecie jako bezpośredni i niezamierzony rezultat zmniejszonej ekspozycji w dzieciństwie na niechorobotwórcze bakterie i wirusy.15 Według tej hipotezy, zwiększona ekspozycja na określone czynniki zakaźne, takie jak bakterie, wirusy i pasożyty, ma korzystny wpływ na rozwój układu odpornościowego.39
Ekspozycja na większą różnorodność zarazków w młodym wieku, będąca wynikiem wychowywania się na obszarach wiejskich lub w dużej rodzinie, w porównaniu z wychowywaniem jedynaka lub dziecka w czystszym, miejskim środowisku, pomaga rozwijającemu się układowi odpornościowemu skutecznie odróżniać substancje szkodliwe od nieszkodliwych.39
Najnowsze badania wykazują, że niemowlęta, które są narażone na wysokie ryzyko rozwoju astmy, mają zaburzony skład mikrobioty jelitowej już w wieku jednego miesiąca.40 Wiele znanych czynników ryzyka astmy, takich jak zła dieta (niska zawartość błonnika/wysoka zawartość cukru), życie w mieście, mniejsza liczebność rodziny, porody przez cesarskie cięcie, karmienie sztuczne i większe stosowanie antybiotyków, wpływa na różnorodność mikrobioty.40
Teoria wieloczynnikowa („uderzeń”)
Jedna z teorii wyjaśniających powstawanie astmy zakłada kombinację wrodzonej podatności i ekspozycji środowiskowej, często określanej jako „uderzenia” (ang. „hits”).10 Zgodnie z tą teorią, u osób predysponowanych do rozwoju astmy, obrzęk dróg oddechowych pojawia się w związku z ekspozycją na określone czynniki wyzwalające.39
Astma jako choroba heterogenna
Obecnie wiadomo, że istnieją różne podtypy astmy, które mogą mieć różne przyczyny.38 Dominujący podtyp, który dotyka około 50% astmatyków, określany jest jako astma eozynofilowa.40 Kilka nowych terapii wykorzystujących przeciwciała, które neutralizują lub absorbują określone białka, wchodzi obecnie na rynek i okazuje się skutecznych u pacjentów z ciężką astmą.40
Ponieważ częstość występowania astmy wzrosła tak gwałtownie w ciągu ostatnich 50 lat, oznacza to, że sama nasza struktura genetyczna nie może być odpowiedzialna za ten wzrost.40 To kieruje uwagę na zachodni styl życia i jego wpływ na metagenom (czyli nasz genom wraz z mnogością genomów mikrobiologicznych).41
Naukowcy muszą teraz dowiedzieć się, w jaki sposób mikrobiota wpływa na nasz układ odpornościowy, aby zapewnić ochronę lub podatność na infekcje wirusowe dróg oddechowych, a później na astmę.41 Jedno z badań wykazało, że leczenie myszy antybiotykami (które zaburzają mikrobiotę) zmniejsza ich zdolność do produkcji białek interferonu w odpowiedzi na zakażenie wirusem grypy, co może być prawdopodobnym wyjaśnieniem tego zjawiska.41
Obecny stan wiedzy na temat etiologii astmy
Pomimo znacznych postępów w zrozumieniu genetycznych loci, czynników środowiskowych i czynników ryzyka związanych z astmą, wciąż brakuje skutecznych strategii klinicznych mających na celu zmniejszenie ryzyka rozwoju przewlekłej astmy w okresie dojrzewania i dorosłości.6
Astma wydaje się być chorobą, która rozwija się w wyniku złożonych interakcji między wieloma czynnikami podatności genetycznej a czynnikami środowiskowymi. Do tej pory zidentyfikowano wiele czynników ryzyka astmy, głównie poprzez badania asocjacyjne, ale dla większości z tych czynników nie wiadomo, w jakim stopniu można je złagodzić, aby zmienić prawdopodobieństwo wystąpienia astmy.42
Coraz większą uwagę zwraca się na okres prenatalny i okołoporodowy w celu zidentyfikowania czynników, które mogą pomóc przewidzieć rozwój astmy i świszczących chorób dolnych dróg oddechowych.42 Istnieje wyraźnie dziedziczny komponent fenotypu astmy, chociaż te odziedziczone komponenty nie podążają za prostym wzorcem mendlowskim, a konkretne geny odpowiedzialne za te odziedziczone komponenty i sposób, w jaki wchodzą w interakcje ze sobą i ekspozycjami środowiskowymi, muszą zostać jeszcze określone.42
Badania nad potencjalnymi genami podatności na astmę rozwijają się dynamicznie, ale wciąż brakuje jednoznacznego zrozumienia, w jaki sposób geny i środowisko współdziałają w powstawaniu tej choroby. Dzięki obecnym badaniom naukowcy mają nadzieję lepiej zrozumieć, jak nasze geny i środowisko, w którym żyjemy, wpływają na ryzyko rozwoju astmy.43
Kolejne rozdziały
Zapraszamy do dalszego czytania naszego leksykonu.
Wybierz kolejny rozdział z menu poniżej, aby otworzyć nową podstronę kompedium wiedzy i uzyskać szczegółowe informację o leku, substancji lub chorobie.