Astma
Patofizjologia i mechanizm
Astma jest przewlekłą chorobą zapalną dróg oddechowych, charakteryzującą się zmienną obturacją oskrzeli, nadreaktywnością oraz przewlekłym zapaleniem, które jest centralnym elementem jej patofizjologii. Kluczową rolę odgrywa nieprawidłowa odpowiedź immunologiczna z dominacją limfocytów Th2, które poprzez cytokiny IL-4, IL-5 i IL-13 indukują eozynofilowe zapalenie dróg oddechowych. Fenotyp eozynofilowy stanowi około 50% przypadków astmy łagodnej do umiarkowanej oraz znaczną część astmy ciężkiej. Przebudowa dróg oddechowych, obejmująca przerost mięśni gładkich, zwłóknienie podnabłonkowe i hiperplazję gruczołów śluzowych, prowadzi do nieodwracalnej obturacji i utrzymującej się nadreaktywności. Diagnostyka nadreaktywności dróg oddechowych opiera się na testach prowokacji oskrzelowej, a leczenie ukierunkowane jest na kontrolę zarówno skurczu oskrzeli, jak i zapalenia, z wykorzystaniem m.in. leków przeciwzapalnych, bronchodilatatorów oraz terapii biologicznych, takich jak dupilumab (blokujący IL-4 i IL-13) i benralizumab (redukujący eozynofile).
- Wprowadzenie do patogenezy astmy
- Mechanizmy zapalne w astmie
- Reakcja immunologiczna typu Th2
- Fazy procesu zapalnego w astmie
- Rola cytokin w patogenezie astmy
- Komórki zapalne w astmie
- Nadreaktywność oskrzeli
- Przebudowa dróg oddechowych
- Obturacja dróg oddechowych
- Mechanizmy patogenetyczne różnych fenotypów astmy
- Mechanizmy niezależne od zapalenia
- Wpływ czynników genetycznych i środowiskowych
- Nowe koncepcje w patogenezie astmy
- Teoria beta-adrenergiczna astmy
- Hipoteza higieniczna
- Rola kolonizacji bakteryjnej
- Rola komórek tucznych w mięśniach gładkich dróg oddechowych
- Nowe cele terapeutyczne
- Mechanizmy astmy związanej z otyłością
- Związek astmy z cukrzycą typu 2
- Implikacje terapeutyczne
- Leki rozszerzające oskrzela
- Leki przeciwzapalne
- Terapie biologiczne
- Antagoniści receptora leukotrienowego
- Aspekty kliniczne i diagnostyczne
- Cechy różnicujące astmę ciężką i nieciężką
- Wiek a manifestacje kliniczne
- Wpływ zanieczyszczenia powietrza
- Podsumowanie i znaczenie kliniczne
Wprowadzenie do patogenezy astmy
Astma jest przewlekłą zapalną chorobą dróg oddechowych o złożonej etiopatogenezie, charakteryzującą się zmienną obturacją oskrzeli, nadreaktywnością oskrzeli oraz przewlekłym zapaleniem. Częstość występowania astmy wzrasta od wczesnych lat 90., a obecne szacunki wskazują, że choroba dotyka około 25 milionów osób w Stanach Zjednoczonych1. Patofizjologia astmy jest niezwykle złożona i obejmuje zmiany strukturalne oraz czynnościowe w drogach oddechowych, co ma istotne implikacje dla diagnostyki, leczenia i potencjalnej prewencji tej choroby2.
Kluczowe dla zrozumienia patogenezy astmy jest koncepcja interakcji genów ze środowiskiem. Astma nie dziedziczy się według prostego schematu mendlowskiego, lecz jest przekazywana przez wiele genów, z pewną zmiennością heterogeniczności locus i dziedziczenia wielogenowego, co prowadzi do wieloaspektowej ekspresji choroby3. Genotyp astmatyczny obejmuje liczne geny powiązane z regulacją limfocytów T, przebudową dróg oddechowych oraz procesami zapalnymi4.
Mechanizmy zapalne w astmie
Zapalenie stanowi centralny element patofizjologii astmy5. Intensywność i charakter procesów zapalnych mogą się różnić w zależności od fenotypu choroby, jednak obecność zapalenia dróg oddechowych jest wspólnym elementem wszystkich postaci astmy.
Reakcja immunologiczna typu Th2
Nieprawidłowa odpowiedź immunologiczna z dominacją limfocytów pomocniczych typu 2 (Th2) stanowi najważniejszy proces patologiczny w astmie, zwłaszcza w fenotypie eozynofilowym. Odpowiedź ta jest mediowana przez cytokiny Th2, takie jak interleukina-5 (IL-5), interleukina-4 (IL-4) i interleukina-13 (IL-13)6. Około 50% przypadków astmy łagodnej do umiarkowanej i znaczna część przypadków astmy ciężkiej jest indukowana zapaleniem zależnym od limfocytów Th27.
Astma alergiczna jest wynikiem zapalenia dróg oddechowych wywołanego ekspozycją na alergen środowiskowy. Pacjenci z astmą wykazują nasiloną odpowiedź humoralną zależną od limfocytów Th2 i produkcji IgE8. Mechanizm zapalny w astmie może mieć charakter ostry, podostry lub przewlekły, a obecność obrzęku dróg oddechowych i wydzielania śluzu przyczynia się do obturacji dróg oddechowych i reaktywności oskrzeli9.
Fazy procesu zapalnego w astmie
W przebiegu astmy alergicznej wyróżnia się dwie główne fazy odpowiedzi zapalnej:
- Faza sensytyzacji: Gdy alergeny dostają się do dolnych dróg oddechowych, komórki prezentujące antygen przetwarzają i prezentują alergeny limfocytom Th2, które wydzielają cytokiny Th2, w tym IL-5, IL-4 i IL-1310.
- Faza odpowiedzi: Gdy te same alergeny ponownie dostają się do dróg oddechowych, wiążą się z IgE, co indukuje komórki tuczne do uwalniania mediatorów, takich jak leukotrieny (LT), histamina i interleukiny11.
W zaostrzeniach astmy wyróżnia się dwie fazy: wczesną i późną. Faza wczesna jest inicjowana przez przeciwciała IgE, które są uwrażliwione i uwalniane przez komórki plazmatyczne12. Z komórek tucznych uwalniane są histamina, prostaglandyny i leukotrieny, które powodują skurcz mięśni gładkich i zwężenie dróg oddechowych13.
W ciągu kilku kolejnych godzin następuje faza późna, w której eozynofile, bazofile, neutrofile oraz pomocnicze i pamięciowe limfocyty T lokalizują się w płucach, powodując skurcz oskrzeli i zapalenie14. Rozpoznanie tych dwóch mechanizmów jest kluczowe dla ukierunkowania terapii i łagodzenia zarówno skurczu oskrzeli, jak i zapalenia, w zależności od nasilenia choroby15.
Rola cytokin w patogenezie astmy
Limfocyty Th2 odgrywają kluczową rolę w patogenezie astmy, produkując szereg interleukin (IL-4, IL-5, IL-13) i GM-CSF, które pomagają w komunikacji z innymi komórkami i podtrzymują zapalenie16. IL-5 ułatwia produkcję, dojrzewanie i rekrutację eozynofili do płuc. Eozynofile uwalniają także mediatory, w tym główne białko zasadowe (MBP), które stymuluje komórki tuczne do uwalniania histaminy i leukotrienów17.
Najnowsze badania wykazały, że nabłonek dróg oddechowych produkuje cytokiny w odpowiedzi na uraz, infekcję i zanieczyszczenia. Cytokiny te obejmują limfopoetynę zrębu grasicy (TSLP), IL-25 i IL-33. TSLP, IL-25 i IL-33 aktywują wrodzone limfocyty limfoidalne typu 2 (ILC2), które generują cytokiny Th2, takie jak IL-5 i IL-13, i indukują zapalenie płuc typu Th218.
Komórki zapalne w astmie
W patogenezie astmy uczestniczy wiele typów komórek zapalnych:
- Eozynofile – granulocyty produkowane w szpiku kostnym, stanowiące około 13% krwinek białych. Odgrywają istotną rolę w odpowiedzi immunologicznej typu 2 w astmie alergicznej. Podczas ataku astmy eozynofile są stymulowane do uwalniania białek z ziarnistości, w tym głównego białka zasadowego, peroksydazy eozynofilowej, kationowego białka eozynofilowego i neurotoksyny eozynofilowej, które są toksyczne dla komórek nabłonka dróg oddechowych19.
- Komórki tuczne – są źródłem cytokin Th2, w tym IL-4 i IL-5, które regulują przełączanie klas przeciwciał na IgE i produkcję eozynofili20.
- Limfocyty T pomocnicze – zwłaszcza subpopulacja Th2, która produkuje IL-4, IL-5 i IL-13.
- Wrodzone komórki limfoidalne typu 2 (ILC2) – są to komórki non-B/non-T, które uwalniają IL-5 i IL-13 po aktywacji przez IL-25 i IL-3321.
Nadreaktywność oskrzeli
Nadreaktywność dróg oddechowych (ang. airway hyperresponsiveness, AHR) jest kluczową cechą astmy, polegającą na wzmożonej reakcji skurczowej oskrzeli na różne bodźce22. Obecność nadreaktywności dróg oddechowych w astmie oznacza przesadną odpowiedź na liczne egzogenne i endogenne bodźce23.
Zaangażowane mechanizmy obejmują bezpośrednią stymulację mięśni gładkich dróg oddechowych oraz pośrednią stymulację przez substancje farmakologicznie aktywne pochodzące z komórek wydzielających mediatory, takich jak komórki tuczne lub niemielinizowane neurony czuciowe24. Stopień nadreaktywności dróg oddechowych generalnie koreluje z klinicznym nasileniem astmy25.
Do oceny nadreaktywności dróg oddechowych stosuje się testy prowokacji oskrzelowej, które pozwalają określić jej nasilenie26. Dzięki temu można wcześnie zastosować ukierunkowane leczenie w celu zwalczania astmy i nadreaktywności27.
Przebudowa dróg oddechowych
Osoba z astmą może mieć nieodwracalną obturację przepływu powietrza, co jest związane z przebudową dróg oddechowych28. Przebudowa ta zachodzi poprzez przejście komórek nabłonkowych do mezenchymalnych i zwiększenie zawartości mięśni gładkich29.
Eozynofile mogą dodatkowo nasilać przebudowę dróg oddechowych poprzez uwalnianie TGF-β i cytokin poprzez interakcje z komórkami tucznymi30. Te mechanizmy przebudowy dróg oddechowych mogą z czasem nasilać zapalenie i pogarszać astmę, jeśli nie zostanie ona odpowiednio leczona i kontrolowana31.
Przewlekłe zapalenie dróg oddechowych jest związane ze zwiększoną nadreaktywnością oskrzeli, co prowadzi do skurczu oskrzeli i typowych objawów świszczącego oddechu, duszności i kaszlu po ekspozycji na alergeny, czynniki drażniące środowiskowe, wirusy, zimne powietrze lub wysiłek fizyczny32. U niektórych pacjentów z przewlekłą astmą ograniczenie przepływu powietrza może być tylko częściowo odwracalne z powodu przebudowy dróg oddechowych (przerost i hiperplazja mięśni gładkich, angiogeneza i zwłóknienie podnabłonkowe), które występują w przewlekłej nieleczonej chorobie33.
Skutki przebudowy dróg oddechowych
Przebudowa dróg oddechowych wiąże się z aktywacją wielu komórek strukturalnych, z konsekwencją w postaci trwałych zmian w drogach oddechowych, które zwiększają obturację przepływu powietrza i reaktywność dróg oddechowych oraz zmniejszają odpowiedź pacjenta na terapię34.
Główne cechy patofizjologiczne astmy to zapalenie i przebudowa dróg oddechowych, które obejmują hiperplazję komórek kubkowych, zwłóknienie podnabłonkowe, odkładanie kolagenu, hiperplazję gruczołów śluzowych, przerost mięśni gładkich i zmiany w macierzy pozakomórkowej. Te zmiany mogą prowadzić do zaburzenia równowagi układu immunologicznego, ostatecznie prowadząc do nadreaktywności dróg oddechowych35.
Długotrwałe zapalenie uszkadza drogi oddechowe i indukuje przebudowę dróg oddechowych, powodując zwłóknienie podnabłonkowe pod błoną podstawną, przerost mięśni gładkich i hiperplazję gruczołów podśluzówkowych. Prowadzi to do opornej na leczenie astmy, charakteryzującej się nieodwracalnym ograniczeniem przepływu powietrza i utrzymującą się nadreaktywnością dróg oddechowych36.
Obturacja dróg oddechowych
Obturację przepływu powietrza mogą powodować różne zmiany, w tym ostry skurcz oskrzeli, obrzęk dróg oddechowych, przewlekłe tworzenie się zatorów śluzowych i przebudowa dróg oddechowych. Ostry skurcz oskrzeli jest konsekwencją zależnego od immunoglobuliny E uwalniania mediatorów po ekspozycji na alergeny wziewne i jest głównym składnikiem wczesnej odpowiedzi astmatycznej37.
Obturacja dróg oddechowych powoduje zwiększenie oporu dla przepływu powietrza i zmniejszenie prędkości przepływu wydechowego. Zmiany te prowadzą do zmniejszonej zdolności wydalania powietrza i mogą powodować hiperinflację38. Hiperinflacja kompensuje obturację przepływu powietrza, ale ta kompensacja jest ograniczona, gdy objętość oddechowa zbliża się do objętości przestrzeni martwej płuc; rezultatem jest hipowentylacja pęcherzykowa39.
Astma powoduje skurcz oskrzeli, zapalenie, gęsty śluz i zwężenie dróg oddechowych40. Normalne drogi oddechowe kobiety podczas ataku astmy stają się zwężone, zapalne i pełne śluzu41.
Mechanizmy patogenetyczne różnych fenotypów astmy
Astma o fenotypie eozynofilowym
Astma eozynofilowa jest znana jako główny fenotyp astmy, sklasyfikowany na podstawie komórek immunologicznych zaangażowanych w odpowiedź zapalną w drogach oddechowych42. Różne komórki i cytokiny są zaangażowane w jej patogenezę, w tym eozynofile, komórki tuczne, limfocyty pomocnicze typu 2, wrodzone komórki limfoidalne, IL-4, IL-5 i IL-1343.
Zapalenie eozynofilowe dróg oddechowych jest głównym mechanizmem patofizjologicznym astmy eozynofilowej. Astma eozynofilowa rozwija się w wyniku złożonych mechanizmów immunologicznych i prozapalnych, głównie napędzanych przez komórki T pomocnicze 2 (Th2), które są częścią adaptacyjnej odpowiedzi immunologicznej, uwalniające interleukiny (IL-5, IL-4 i IL-13)44.
Eozynofilia dróg oddechowych powstaje w wyniku aktywności biologicznej zarówno limfocytów pomocniczych typu 2 (Th2), jak i wrodzonych komórek limfoidalnych typu 2 (ILC2), które krytycznie uczestniczą w patogenicznym procesie zapalenia typu 2 w eozynofilowej astmie alergicznej i niealergicznej45.
Astma o fenotypie niskim Th2
Astma o niskim poziomie Th2 może być mediowana przez cytokiny inne niż Th2, w tym IL-17 i czynnik martwicy nowotworów-α46. W astmie o niskim poziomie Th2, IL-17 i TNF-α promują rekrutację neutrofilów do płuc47.
Patofizjologicznie rozróżnia się dwa główne podtypy astmy: podtyp Th2-wysoki charakteryzuje się znaczną infiltracją eozynofilową dróg oddechowych, podczas gdy podtyp Th2-niski charakteryzuje się infiltracją neutrofilową48.
Astma zawodowa
Astma zawodowa to rodzaj astmy związanej z pracą, która jest spowodowana immunologicznymi (zidentyfikowanymi lub przypuszczalnymi) i nieimmunologicznymi bodźcami obecnymi w miejscu pracy49.
Wyróżnia się dwa główne typy astmy zawodowej:
- Astma o podłożu immunologicznym: Ten typ obejmuje odpowiedzi mediowane przez immunoglobulinę E (IgE) i odpowiedzi niezależne od IgE po przewlekłej ekspozycji i uczuleniu dróg oddechowych na czynniki o wysokiej lub niskiej masie cząsteczkowej50.
- Astma nieimmunologiczna, mediowana przez czynniki drażniące: Ten typ obejmuje zespół reaktywnej dysfunkcji dróg oddechowych (RADS) spowodowany pojedynczą ekspozycją na wysoki poziom czynnika drażniącego, astmę wywołaną przez czynniki drażniące spowodowaną wielokrotną ekspozycją na wysoki poziom czynnika drażniącego oraz potencjalnie astmę spowodowaną przewlekłą ekspozycją na niższy poziom czynnika drażniącego, chociaż ta ostatnia jest kontrowersyjna51.
Mechanizmy niezależne od zapalenia
Coraz więcej dowodów wskazuje, że procesy niezależne od zapalenia również przyczyniają się do patogenezy astmy52. Na przykład, niedawne badania wykazują, że kinazy białkowe, białka adaptorowe i inne cząsteczki przyczyniają się do patogenezy astmy53.
C-Abl (kinaza tyrozynowa Abelsona, Abl, ABL1) jest nieceptorową kinazą tyrozynową, która uczestniczy w regulacji skurczu, migracji i proliferacji mięśni gładkich54. Wyniki badań sugerują, że c-Abl jest białkiem regulującym Th2, a nie białkiem zależnym od Th255.
Kinazy białkowe, białko adaptorowe, miRy, ORMDL3 i gasdermina B to nowo zidentyfikowane cząsteczki, które przyczyniają się do patogenezy astmy, niezależnie od zapalenia56.
Wpływ czynników genetycznych i środowiskowych
Mechanizmy fenotypu astmy mają silną korelację z dziedziczeniem, ale mechanizm jest bardziej złożony, ponieważ astma nie podąża za wzorcem mendlowskim57. Astma jest najprawdopodobniej przekazywana przez wiele genów, z pewną zmiennością heterogeniczności locus i dziedziczenia wielogenowego, co prowadzi do wieloaspektowej ekspresji astmy58.
Atopia lub przeciwciała IgE atakują określone antygeny lub zanieczyszczenia, które mogą przyczyniać się do rozwoju choroby59. Opracowanie przeciwciał monoklonalnych przeciwko IgE wykazało, że redukcja IgE jest skuteczna w leczeniu astmy60.
Rola genetyki w produkcji IgE, nadreaktywności dróg oddechowych i dysfunkcyjnej regulacji wytwarzania mediatorów zapalnych zwróciła na siebie dużą uwagę61. Wpływ wirusowych infekcji dróg oddechowych na rozwój astmy może zależeć od interakcji z atopią62.
Astma ma wiele przyczyn, w tym:
- Alergie: Posiadanie alergii może zwiększać ryzyko rozwoju astmy63.
- Czynniki środowiskowe: Ludzie mogą rozwinąć astmę po ekspozycji na rzeczy, które drażnią drogi oddechowe. Substancje te obejmują alergeny, toksyny, opary i dym z drugiej lub trzeciej ręki64.
- Genetyka: Jeśli w twojej rodzinie występuje historia astmy lub chorób alergicznych, masz wyższe ryzyko rozwoju choroby65.
- Infekcje dróg oddechowych: Niektóre infekcje dróg oddechowych, takie jak syncytialny wirus oddechowy (RSV), mogą uszkadzać rozwijające się płuca małych dzieci66.
Nowe koncepcje w patogenezie astmy
Teoria beta-adrenergiczna astmy
W 1968 roku Andor Szentivanyi jako pierwszy opisał Teorię Beta Adrenergiczną Astmy, w której blokada receptorów Beta-2 komórek mięśni gładkich płuc powoduje astmę67. W 1995 roku Szentivanyi i współpracownicy wykazali, że IgE blokuje receptory beta-2. Ponieważ nadprodukcja IgE jest kluczowa dla wszystkich chorób atopowych, był to przełomowy moment w świecie alergii68.
Hipoteza higieniczna
Obecna „hipoteza higieniczna” astmy ilustruje, jak ten brak równowagi cytokin może wyjaśnić niektóre dramatyczne wzrosty częstości występowania astmy w krajach zachodnich69. Zgodnie z tą hipotezą, zmniejszona ekspozycja na czynniki infekcyjne we wczesnym dzieciństwie może prowadzić do niedorozwoju układu odpornościowego i zwiększonej podatności na choroby alergiczne, w tym astmę.
Rola kolonizacji bakteryjnej
Rola kolonizacji bakteryjnej dróg oddechowych w przewlekłej stabilnej astmie jest niejasna. Jednak istnieje coraz więcej dowodów na rolę związanych z patogenami bakteryjnymi wzorców molekularnych, takich jak lipopolisacharyd, w aktywacji wrodzonego układu odpornościowego, co może prowadzić do ekspresji fenotypu astmy neutrofilowej70.
Kolonizacja dróg oddechowych potencjalnie patogennymi bakteriami jest częstą cechą ciężkiej astmy i jest związana z neutrofilowym fenotypem zapalenia dróg oddechowych71.
Rola komórek tucznych w mięśniach gładkich dróg oddechowych
Komórki tuczne odgrywają ważną rolę w patogenezie astmy72. Charakterystyczną cechą astmy jest obecność komórek tucznych w mięśniach gładkich dróg oddechowych (ASM)73. Te aktywowane, pozbawione histaminy HLMC są nadal w stanie uwalniać równoważne ilości histaminy po aktywacji zależnej od IgE, co wskazuje, że mogą nadal reagować na wdychanie alergenów74.
Wyniki badań sugerują, że lokalizacja komórek tucznych w wiązce mięśni gładkich dróg oddechowych sprzyja różnicowaniu komórek mięśni gładkich dróg oddechowych w bardziej kurczliwy fenotyp, przyczyniając się w ten sposób do zaburzonej fizjologii dróg oddechowych, która charakteryzuje astmę75.
Nowe cele terapeutyczne
Ścieżka sygnałowa IL-4-IL-13-JAK-STAT-MAP kinaz, adiponektyna-iNOS-NF-κB, PGD2-CRTH2, IFNs-RIG, Wnt/β-katenina-FAM13A, FOXC1-miR-PI3K/AKT, JNK-Gal-7, Nrf2-ROS, Foxp3-RORγt, CysLTR, AMP, Fas-FasL, PTHrP/PPAR, PAI-1, FcεRI-LAT-SLP-76, Tim-3-Gal-9, TLRs-MyD88, PAR2 i Keap1/Nrf2/ARE to potencjalne cele molekularne terapii astmy76.
Ścieżka sygnałowa IL-4/IL-13/STAT-6 jest kluczowym modulatorem patofizjologii astmy. Aktywację STAT-6 można zablokować, zakłócając interakcję STAT-6-MAP kinazy z ERK1/2 i p38, a także przez hamowanie fosforylacji seryny STAT-6, zapobieganie acetylacji STAT-6 i hamowanie rekrutacji koaktywatora transkrypcyjnego p30077.
Wprowadzono kilka terapeutyków mających na celu zakłócenie ścieżki IL-4/IL-13/JAK/STAT-6. Obejmują one inhibitory JAK, supresory dimeryzacji, fosfopeptydów ukierunkowanych na domenę SH2 STAT-6, oligonukleotydy wabikowe, siRNA i wreszcie syntetyczne małe cząsteczki78.
Mechanizmy astmy związanej z otyłością
Otyłość jest zarówno czynnikiem ryzyka, jak i modyfikatorem choroby dla astmy, ponieważ otyłość zwiększa ryzyko rozwoju astmy, a pacjenci z astmą i otyłością mają więcej objawów i więcej zaostrzeń oraz nie reagują dobrze na kilka standardowych leków przeciwastmatycznych79.
Odkryto, że hormon zwany cholecystokininą przyczynia się częściowo do zwężenia dróg oddechowych, które powoduje ograniczenie przepływu powietrza w astmie związanej z otyłością. Kiedy zablokowano działanie tego hormonu, udało się poprawić przepływ powietrza w płucach otyłych myszy80.
Istniejące związki farmakologiczne, które blokują CCKAR, znane jako antagoniści CCKAR (proglumid, lorglumid i dewazepid), mogą zmniejszyć objawy astmy u otyłych myszy. Związki te były pierwotnie przeznaczone do stosowania w innych chorobach, takich jak wrzody żołądka. Są one ogólnie bezpieczne w użyciu bez niebezpiecznych działań niepożądanych81.
Związek astmy z cukrzycą typu 2
Odkryto związek między astmą a cukrzycą typu 2, który utrzymuje się po skorygowaniu o BMI, co wskazuje, że samo BMI nie wyjaśnia tej relacji82. Odkryto również, że te dwa schorzenia współwystępują u rodzeństwa, co wskazuje, że związek ten jest częściowo spowodowany wspólnymi rodzinnymi genetycznymi i środowiskowymi czynnikami ryzyka83.
Implikacje terapeutyczne
Zrozumienie patofizjologii astmy jest kluczowe dla ukierunkowania skutecznego leczenia. Cele terapeutyczne obejmują zarówno skurcz oskrzeli, jak i zapalenie, w zależności od nasilenia choroby.
Leki rozszerzające oskrzela
Bronchodylatory to leki, które rozluźniają mięśnie wokół dróg oddechowych. Rozluźnione mięśnie pozwalają na przepływ powietrza przez drogi oddechowe. Ułatwiają również przepływ śluzu przez drogi oddechowe84.
Leki przeciwzapalne
Leki przeciwzapalne zmniejszają obrzęk i produkcję śluzu w drogach oddechowych. Ułatwiają one wejście i wyjście powietrza z płuc85.
Terapie biologiczne
Terapie biologiczne w leczeniu astmy są stosowane w ciężkiej astmie, gdy objawy utrzymują się pomimo właściwej terapii inhalacyjnej86.
Przykładem terapii biologicznej jest DUPIXENT (dupilumab), który jest jedynym podwójnym inhibitorem sygnalizacji IL-4 i IL-13, dwóch kluczowych czynników powodujących miejscowe i ogólnoustrojowe zapalenie typu 2 w astmie87. Mechanizm działania dupilumabu nie został jednoznacznie ustalony88.
IL-13 jest kluczowym źródłem miejscowego zapalenia typu 2. Po aktywacji przyczynia się do dysfunkcji bariery nabłonkowej, zapalenia eozynofilowego, nadprodukcji śluzu i skurczu mięśni gładkich89. IL-4 jest kluczowym źródłem ogólnoustrojowego zapalenia typu 2, które powoduje przemieszczanie się eozynofili do miejsca zapalenia90.
DUPIXENT wiąże się z receptorem IL-4, blokując wewnątrzkomórkową sygnalizację IL-4 i IL-1391. DUPIXENT wiąże się również z receptorem IL-13, zapobiegając wiązaniu receptora IL-13 z IL-13, a także kompleksowaniu receptora IL-13 z kompleksem receptora IL-492.
Innym przykładem terapii biologicznej jest FASENRA (benralizumab), który pomaga zapobiegać atakom astmy (zaostrzeniom) i może poprawić oddychanie. Leki takie jak FASENRA zmniejszają liczbę eozynofili we krwi. Eozynofile to rodzaj białych krwinek, które mogą przyczyniać się do astmy93. FASENRA jest zaprojektowana do celowania i usuwania eozynofili, kluczowej przyczyny astmy. Mechanizm działania FASENRY w astmie nie jest w pełni znany94.
Antagoniści receptora leukotrienowego
Montelukast pomaga poprawić objawy astmy poprzez blokowanie substancji w organizmie zwanych leukotrienami, które powodują zapalenie i obrzęk95. Montelukast jest powszechnie stosowany w długoterminowym leczeniu astmy i zapobieganiu objawom astmy wywołanej wysiłkiem96.
Montelukast należy do klasy leków zwanych antagonistami receptora leukotrienowego (LTRA). Działa on poprzez blokowanie działania substancji w organizmie, które powodują objawy astmy i alergicznego nieżytu nosa97.
Aspekty kliniczne i diagnostyczne
Patofizjologia astmy odnosi się do zmian, które zachodzą w drogach oddechowych i płucach, prowadzących do objawów astmy. Zrozumienie patofizjologii może pomóc w ukierunkowaniu leczenia astmy98.
Patofizjologia astmy to proces lub sposoby, w jakie astma zmienia płuca. Dokładny proces i wpływ na płuca mogą się nieco różnić w zależności od typu astmy, który ktoś ma. Jednak patofizjologia pozostaje podobna. Zrozumienie patofizjologii astmy pomaga w określeniu skutecznego leczenia99.
Obturacja przepływu powietrza, która występuje z powodu zmniejszenia średnicy dróg oddechowych, rozwija się również jako część procesu astmatycznego100. Drogi oddechowe stają się węższe z powodu aktywacji i uwalniania komórek immunologicznych, takich jak eozynofile, neutrofile i komórki tuczne. Zapalenie rozwija się jako odpowiedź na uwalnianie komórek, prowadząc do obrzęku dróg oddechowych101.
Gdy rozwinie się ta odpowiedź zapalna, powoduje ona kaskadę niekorzystnych skutków w drogach oddechowych. Na przykład, powoduje skurcz mięśni gładkich dróg oddechowych, prowadząc do skurczu oskrzeli. Zapalenie powoduje również nadmierną produkcję śluzu w drogach oddechowych, potencjalnie tworząc zator śluzowy102.
Cechy różnicujące astmę ciężką i nieciężką
Pacjenci z ciężką astmą stanowią 4,6% wszystkich pacjentów z astmą w Finlandii i częściej są kobietami, są starsi i mają wyższy wskaźnik masy ciała (BMI) oraz wyższą liczbę eozynofili we krwi niż pacjenci z astmą nieciężką103.
Najważniejsze czynniki predykcyjne rozwoju ciężkiej astmy obejmują: wiek 51-60 lat (iloraz szans [OR], 3,90; 95% CI, 3,42-4,47), przewlekłe zapalenie zatok (OR, 2,48; 95% CI, 2,12-2,89) i wyższą liczbę eozynofili we krwi (≥600 komórek/μl; OR, 2,10; 95% CI, 1,56-2,28)104.
Wiek a manifestacje kliniczne
Wiek 51-60 lat, przewlekłe zapalenie zatok i liczba eozynofili we krwi ≥600 komórek/μl wiązały się z najwyższym ryzykiem rozwoju ciężkiej astmy w kolejnych latach105.
Wpływ zanieczyszczenia powietrza
Zaostrzenia astmy pozostają znaczącym globalnym problemem zdrowotnym pomimo postępów w zarządzaniu. Drobne cząsteczki (PM2.5, cząsteczki ≤2,5 μm średnicy) są znanym czynnikiem wyzwalającym zaostrzenia astmy106.
PM2.5 promuje generowanie reaktywnych form tlenu w drogach oddechowych, prowadząc do zapalenia alergicznego i nadreaktywności dróg oddechowych. Jednak dokładne szlaki zapalne pozostają niejasne107.
Podsumowanie i znaczenie kliniczne
Choć astma jest chorobą długoterminową, astmatycy mogą żyć bez astmy, jeśli unikają czynników wyzwalających i stosują się do zaleceń dotyczących leków wziewnych108. Głównym celem leczenia astmy jest stosowanie terapii kombinowanej, która działa zarówno jako środek zapobiegawczy, jak i łagodzący ataki astmy oraz progresję choroby109.
Objawy astmy nie są tym, na czym należy się skupiać, ale mechanizmem leżącym u podstaw, który powoduje astmę, czyli podstawowym zapaleniem110. Leżące u podstaw zapalenie trwa i może postępować nawet wtedy, gdy pacjent nie ma widocznego ataku, co prowadzi do uszkodzenia dróg oddechowych111.
Niektóre geny zostały ustalone jako zwiększające podatność jednostki na astmę, ale ujawnia się to tylko w odpowiednim środowisku i obecności czynnika wyzwalającego112. Objawy astmy, takie jak kaszel, uczucie ściskania w klatce piersiowej, świszczący oddech i trudności w oddychaniu, mogą być wywoływane przez wiele czynników, w tym dym, kurz, zanieczyszczenia przemysłowe, pyłki, karaluchy i zmiany pogody113.
Zrozumienie patofizjologii astmy pomaga w identyfikacji celów terapeutycznych i opracowaniu nowych leków dla tej powszechnej, ale skomplikowanej choroby układu oddechowego.
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.