Zapalenie opłucnej
Patofizjologia i mechanizm
Zapalenie opłucnej to stan zapalny opłucnej ściennej, manifestujący się ostrym, zlokalizowanym bólem w klatce piersiowej nasilającym się przy oddychaniu, kaszlu lub kichaniu. Ból ten wynika z aktywacji somatycznych receptorów bólu unerwionych przez nerw przeponowy, co odróżnia go od bólu opłucnej trzewnej o charakterze tępego i słabo zlokalizowanego dyskomfortu. Patogeneza obejmuje uwalnianie mediatorów zapalnych, takich jak IL-8, które indukują napływ neutrofilów do jamy opłucnowej, co jest szczególnie istotne w infekcjach bakteryjnych (np. Mycoplasma pneumoniae) oraz w chorobach wywołanych ekspozycją na azbest. Wysięki opłucnowe powstają na skutek zaburzeń równowagi między produkcją a drenażem płynu, co obserwuje się m.in. w zastoinowej niewydolności serca, infekcjach czy chorobach autoimmunologicznych (reumatoidalne zapalenie stawów, SLE). Wysięki parapneumoniczne przechodzą przez trzy stadia: wysiękowe, włóknikowo-ropne i organizacji, z charakterystycznymi parametrami płynu opłucnowego (glukoza >60 mg/dL, pH >7,20, LDH <3-krotność górnej granicy normy).
- Patogeneza zapalenia opłucnej
- Mechanizm bólu w zapaleniu opłucnej
- Procesy zapalne w zapaleniu opłucnej
- Mediatory zapalne w patogenezie zapalenia opłucnej
- Przyczyny i mechanizmy zapalenia opłucnej
- Infekcje jako przyczyna zapalenia opłucnej
- Mechanizmy powstawania wysięków opłucnowych
- Ewolucja parapneumonicznych wysięków opłucnowych
- Autoimmunologiczne i zapalne przyczyny zapalenia opłucnej
- Inne przyczyny zapalenia opłucnej
- Szczególne mechanizmy patologiczne w zapaleniu opłucnej
- Zapalenie opłucnej w odmie opłucnowej
- Zapalenie opłucnej w zatorowości płucnej
- Rola bakterii w patogenezie zapalenia opłucnej
- Mechanizm zapalenia płuc w kontekście zapalenia opłucnej
- Immunologiczne aspekty zapalenia opłucnej
Patogeneza zapalenia opłucnej
Zapalenie opłucnej (pleurisy, pleuritis) to stan zapalny opłucnej ściennej, który powoduje ostry, zlokalizowany ból w klatce piersiowej, typowo nasilający się podczas oddychania, kaszlu lub kichania. Zapalenie powierzchni opłucnowych lub zmiany w jamie opłucnej powodują tarcie powierzchni opłucnej o siebie, potencjalnie wytwarzając słyszalny szmer tarcia opłucnej.1
Mechanizm bólu w zapaleniu opłucnej
Podczas gdy opłucna trzewna nie zawiera receptorów bólu, opłucna ścienna jest unerwiona przez włókna somatyczne z nerwu przeponowego. Mediatory zapalne uwalniane podczas urazu lub zapalenia wyzwalają ból związany z zapaleniem opłucnej.1 Opłucna ścienna jest unerwiona przez nerwy somatyczne, które odczuwają ból, gdy opłucna ścienna jest zapalona. Zapalenie występujące na obwodzie miąższu płucnego może rozszerzyć się do jamy opłucnowej i objąć opłucną ścienną, aktywując tym samym somatyczne receptory bólu i powodując ból opłucnowy.2
Ból jest zlokalizowany w obszarze skórnym unerwianym przez te nerwy. Nerw przeponowy zaopatruje centralną część każdej połowy przepony; gdy włókna te są aktywowane, uczucie bólu jest odnoszone do ipsilateralnej szyi lub ramienia.2 Opłucna ścienna jest unerwiona przez receptory bólu somatycznego zaopatrywane przez nerw przeponowy; sygnały bólu są szybko przekazywane, prowadząc do bólu ostrego i zlokalizowanego. W przeciwieństwie do tego, opłucna trzewna ma autonomiczne unerwienie, które rozwija się z narządów wewnętrznych; odczucia bólu, jeśli występują, są przekazywane powoli i charakteryzują się jako tępe, bolesne i nieznacznie zlokalizowane.3
Procesy zapalne w zapaleniu opłucnej
Zapalenie opłucnej występuje w wyniku zapalenia opłucnej, albo jako konsekwencja pierwotnej choroby opłucnej, albo wtórnie do ogólnoustrojowego urazu.4 Zapalenie powoduje pogrubienie błon, które mogą wkraczać do jamy opłucnowej. Długotrwałe zapalenie prowadzi do nagromadzenia makrofagów opłucnowych, które z kolei inicjują proliferację fibrocytów.5
W długotrwałych stanach patologicznych błony mogą przylegać do siebie, a złogi wapnia mogą pojawiać się w starej włóknistej opłucnej i często są związane z przewlekłymi stanami, takimi jak azbestoza. Gdy jest to znaczące, taki poziom zwłóknienia może ograniczać ruchy oddechowe.5
Mediatory zapalne w patogenezie zapalenia opłucnej
Mediatory zapalne odgrywają kluczową rolę w patogenezie zapalenia opłucnej. Badania wskazują, że niektóre cytokiny zapalne, takie jak IL-8, mogą być odpowiedzialne za napływ neutrofilów do przestrzeni opłucnowej podczas ostrego zapalenia opłucnej.6 Podobnie, w przypadku zapalenia opłucnej wywołanego przez azbestozy, komórki mezotelialne opłucnej są bezpośrednio stymulowane do syntezy IL-8, która może odgrywać ważną rolę w pośredniczeniu w zapaleniu opłucnej wywołanym azbestem.6
W kontekście zapalenia płuc spowodowanego przez Mycoplasma pneumoniae, badania wykazały, że oś M. pneumoniae/IL-8/neutrofil prawdopodobnie odgrywa ważną rolę w patogenezie zapalenia płuc. Komórki nabłonka oskrzelowego zakażone przez M. pneumoniae nadmiernie ekspresjonują IL-8, co następnie zwiększa aktywność neutrofilów poprzez uwalnianie mieloperoksydazy (MPO), metaloproteinazy macierzy-9 (MMP-9) i elastazy neutrofilowej (NE).7
Przyczyny i mechanizmy zapalenia opłucnej
Infekcje jako przyczyna zapalenia opłucnej
Infekcja opłucnej jest najczęstszą przyczyną zapalenia opłucnej i często wynika z choroby powstającej w ipsilateralnym płucu, ale uraz i rozprzestrzenianie się naczyniowe również odgrywają ważną rolę.4 Jeśli jesteś ogólnie zdrowy, najprawdopodobniej zapalenie opłucnej wywołane zostanie przez wirus (jak grypa), bakterie lub inne infekcje w płucach. Infekcje mogą powodować zapalenie opłucnej, powodując ból w klatce piersiowej.8
Podczas infekcji zapalenie może rozprzestrzenić się z płuc do opłucnej, powodując ból opłucnowy. Ból związany z tymi infekcjami prawdopodobnie rozwija się na skutek zapalenia opłucnej wtórnego do zajęcia miąższu płucnego przez infekcję.9 Warto zauważyć, że istnieje znany związek między grypą a zapaleniem płuc, który został teraz zbadany na poziomie genetycznym i komórkowym. Badania wykazały, że wirus grypy wycisza wrodzoną odpowiedź immunologiczną organizmu, w szczególności hamując działanie monocytów – głównego typu leukocytów odpowiedzialnych za wydalanie ciał obcych, takich jak wirusy i bakterie.10
Mechanizmy powstawania wysięków opłucnowych
Istnieją trzy mechanizmy, które są uważane za powodujące wysięk opłucnowy (gromadzenie się nadmiaru płynu w jamie opłucnowej):11
- W pierwszym mechanizmie zwiększona produkcja płynu przez komórki ścienne w jamie opłucnowej przewyższa zdolność układu limfatycznego do usuwania płynu.
- W drugim mechanizmie płyn opłucnowy gromadzi się, gdy zwiększony drenaż płynu do jamy opłucnowej występuje z powodu przepływu wstecznego z płuc lub wątroby. Można to zaobserwować u pacjentów z zastoinową niewydolnością serca, w której serce nie jest w stanie utrzymać pojemności minutowej, co prowadzi do zastoju płucnego. Ten zastój w krążeniu płucnym może powodować wyciek płynu z pęcherzyków płucnych do jamy opłucnowej.
- W trzecim mechanizmie zmniejszenie drenażu płynu z jamy opłucnowej wtórne do niedrożności może uniemożliwić reabsorpcję płynu do krwiobiegu. Niedrożność tego typu może wystąpić, gdy guz naciska na opłucną.
Ewolucja parapneumonicznych wysięków opłucnowych
Wysięki parapneumoniczne powstają w wyniku zapalenia w płucach i jamie opłucnowej z bezpośredniej inwazji bakterii, kaskady zdarzeń zapalnych i cech zjadliwości bakteriologicznej.12 Ewolucję wysięku parapneumonicznego można podzielić na trzy postępujące etapy: (I) stadium wysiękowe; (II) stadium włóknikowo-ropne; i (III) stadium organizacji z tworzeniem się łuski opłucnowej.12
We wczesnym stadium wysiękowym następuje szybkie wylewanie się płynu i komórek zapalnych do jamy opłucnowej z powodu zwiększonej przepuszczalności naczyń włosowatych.13 Proces zapalny miąższu płucnego rozszerza się na opłucną trzewną, powodując zmiany w komórkach mezotelialnych wyścielających opłucną, umożliwiając zwiększony ruch płynu.13
Płyn opłucnowy w tym wczesnym stadium wysiękowym jest zwykle klarownym, swobodnie płynącym płynem wysiękowym z przewagą neutrofilów i charakteryzuje się negatywnymi posiewami bakteryjnymi, poziomem glukozy większym niż 60 mg/dL, pH powyżej 7,20, dehydrogenazą mleczanową (LDH) mniejszą niż trzykrotność górnej granicy normy dla surowicy.13
Pacjenci mogą postępować do stadium 2, stadium włóknikowo-ropnego w ciągu kilku godzin, jeśli nie zostanie zastosowane skuteczne leczenie.13 To kolejne stadium charakteryzuje się osadzaniem skrzepów fibrynowych i błon fibrynowych w jamie opłucnowej, prowadząc do lokalizacji i izolowanych zbiorników płynu.13
Jeśli płyn opłucnowy ze stadium 2 nie zostanie zdrenowany w połączeniu ze skuteczną antybiotykoterapią, wysięk może postępować do stadium 3, stadium organizacji.13 To ostateczne stadium charakteryzuje się fibroblastami, które proliferują i wnikają do płynu opłucnowego zarówno z opłucnej trzewnej, jak i ściennej, tworząc grubą łuskę opłucnową.13
Autoimmunologiczne i zapalne przyczyny zapalenia opłucnej
Zapalenie i zaburzenia autoimmunologiczne często dotykające opłucną obejmują reumatoidalne zapalenie stawów i toczeń rumieniowaty układowy (SLE).14 Badacze uważają, że upośledzona resorpcja płynu w zapalnej opłucnej, martwica podopłucnowych guzków reumatoidalnych oraz uszkodzenie śródbłonka i przepuszczalność naczyń włosowatych spowodowane lokalną produkcją cytokin i kompleksów immunologicznych przyczyniają się do wysięków płucnych i choroby opłucnej u pacjentów z reumatoidalnym zapaleniem stawów.14
Zapalenie i dysregulacja odpowiedzi immunologicznej są krytycznymi czynnikami w chorobie opłucnej związanej z SLE.14 Możesz również dostać zapalenie opłucnej z chorób autoimmunologicznych, takich jak toczeń, reumatoidalne zapalenie stawów lub rodzinna gorączka śródziemnomorska (FMF).8
Inne przyczyny zapalenia opłucnej
Zapalenie płuc, odma opłucnowa, zatorowość płucna, krwiak opłucnej i zrosty płucne mogą wszystkie powodować zapalenie opłucnej poprzez uwalnianie mediatorów zapalnych do jamy opłucnowej.14 W zespołach pourazowych serca, takich jak zespół po perikardiotomii i zespół Dresslera, początkowe uszkodzenie serca wyzwala odpowiedź immunologiczną.14
Wysięki płucne i zapalenie opłucnej są powszechne u pacjentów z przewlekłą chorobą nerek (CKD).15 Leki mogą wyzwalać różne odpowiedzi płucne, w tym SLE indukowane przez leki, eozynofilowy wysięk opłucnowy oraz pogrubienie lub zwłóknienie opłucnej.15
Istnieje wiele raportów przypadków omawiających zaburzenia płucne wywołane przez leki, ale niewiele uwagi poświęcono chorobom opłucnej wywołanym przez leki, w tym wysiękom opłucnowym, zapaleniu opłucnej i/lub pogrubieniu opłucnej. Wraz z wprowadzaniem coraz większej liczby leków, konieczne jest zrozumienie mechanizmów, za pomocą których zgłaszane środki powodowały chorobę opłucnej.16
Chociaż zakłada się, że występuje efekt klasowy, gdy stosowane są NLPZ, badania na ludziach dotyczące stosowania NLPZ w leczeniu bólu w klatce piersiowej opłucnowego ograniczały się do indometacyny.16
Szczególne mechanizmy patologiczne w zapaleniu opłucnej
Zapalenie opłucnej w odmie opłucnowej
Patofizjologia odmy opłucnowej prowadzi do hipoksji i hiperkapni w dotkniętym płucu poprzez zmiany w perfuzji i wentylacji.5 Najczęstszą przyczyną samoistnej odmy opłucnowej u pacjentów z chorobami płuc jest pęknięta pęcherz rozedmowy lub bulla.5 Odma prężna może powstać, jeśli przerwanie opłucnej jest takie, że uraz działa jak zawór.5
Konkretny mechanizm bólu opłucnowego wtórnego do odmy opłucnowej jest słabo poznany, sugeruje się, że powietrze w jamie opłucnowej może powodować eozynofilowe zapalenie opłucnej.9
Zapalenie opłucnej w zatorowości płucnej
Ból opłucnowy jest spowodowany podrażnieniem opłucnej ściennej wynikającym z zapalenia leżącej pod spodem opłucnej trzewnej dotkniętej przez zator. Może pojawić się po początkowych objawach zatorowości płucnej.9
Rola bakterii w patogenezie zapalenia opłucnej
Badacze zidentyfikowali nowy mechanizm zjadliwości dla białka powierzchniowego na bakteriach powodujących zapalenie płuc S. pneumoniae.17 Białko powierzchniowe PspA działa jako adezyna do umierających komórek gospodarza, oprócz kilku innych wcześniej ustalonych mechanizmów wirulencji.17 Zarówno infekcja wirusem grypy typu A, jak i uwolnienie toksyny pneumolizyny S. pneumoniae powodują śmierć komórek nabłonka płucnego.17
Wiązanie PspA-GAPDH-zapośredniczone do komórek płuc zwiększyło lokalizację S. pneumoniae w dolnych drogach oddechowych, a to było wzmocnione przez ekspozycję na pneumolizynę lub współinfekcję z wirusem grypy typu A.17 Co ważne, i pomimo ponad 30 lat od jego odkrycia, PspA nie było wcześniej pokazane jako działające jako adezyna. Tak więc, odkrycie roli PspA w przyczepności znacznie poszerza naszą wiedzę na temat interakcji S. pneumoniae z jego gospodarzem.17
Mechanizm zapalenia płuc w kontekście zapalenia opłucnej
Zapalenie płuc to zakażenie jednego lub obu płuc. Zapalenie płuc powoduje zapalenie w pęcherzykach płucnych. Pęcherzyki są wypełnione płynem lub ropą, co utrudnia oddychanie.18 Zapalenie płuc to zapalenie i konsolidacja tkanki płucnej z powodu czynnika zakaźnego. Konsolidacja to induracja (stwardnienie) normalnie napowietrzonego płuca z powodu obecności wysięku komórkowego w pęcherzykach.18
Większość czasu organizm filtruje organizmy patogenne. To utrzymuje płuca przed zakażeniem. Jednak organizmy czasami dostają się do płuc i powodują infekcje. Jest to bardziej prawdopodobne, gdy: układ odpornościowy jest słaby, organizm jest bardzo silny, ciało nie filtruje organizmów.18
Zapalenie płuc jest zapalnym stanem płuc spowodowanym przez bakterie lub wirusy, które dostają się do płuc. Kiedy patogeny dostają się do pęcherzyków, czyli woreczków powietrznych, białe krwinki spieszą na walkę z infekcją, wypełniając woreczki płynem i ropą. Streptococcus pneumoniae jest najczęstszą przyczyną bakteryjną.19
Immunologiczne aspekty zapalenia opłucnej
Rola monocytów i neutrofilów
Wirusy takie jak grypa tłumią funkcję immunologiczną gospodarza za pomocą różnych metod.20 Nowatorski mechanizm immunosupresji występuje podczas infekcji grypy poprzez uszczuplenie rezydentnych makrofagów pęcherzykowych (AM). Wśród innych potencjalnych skutków, ustanawia to niszę dla wtórnej infekcji pneumokokowej poprzez zmianę wczesnej komórkowej odporności wrodzonej w płucach, czego wynikiem jest rozrost pneumokoków i śmiertelne zapalenie płuc.20
Ten nowatorski mechanizm będzie informował o rozwoju nowatorskich podejść terapeutycznych do przywrócenia wrodzonej odporności płuc przeciwko super-infekcjom bakteryjnym.20
Mechanizmy odpowiedzi immunologicznej na kolonizację pneumokokową były dokładnie badane na myszach, ale pozostają słabo zrozumiane u ludzi.21 Po raz pierwszy wykorzystując eksperymentalny model ludzkiego wyzwania z osłabionym wirusem grypy i pneumokokami, badacze odkryli, że u ludzi, w przeciwieństwie do myszy, nosowe zakażenie bakteryjne prowadzi szybko do aktywacji neutrofilów, innego typu limfocytów zawsze obecnych w ludzkim nosie, i do rekrutacji monocytów, które oczyszczają nozdrza z bakterii poprzez rozrywanie ich pęcherzyków (liza).21
Rola cytokin i mediatorów zapalnych
Rola krążących cytokin prozapalnych w patogenezie wstrząsu septycznego została dobrze opisana.22 Badania nad patogenezą wstrząsu septycznego występującego po zapaleniu płuc wywołanym przez Pseudomonas aeruginosa wykazały, że uszkodzenie nabłonka pęcherzykowego umożliwia uwolnienie mediatorów prozapalnych do krążenia, które są głównie odpowiedzialne za wstrząs septyczny.22
Badacze postawili hipotezę, że wstrząs septyczny związany z zapaleniem płuc wywołanym przez P. aeruginosa był wtórny do wycieku mediatorów generowanych w płucach przekraczających uszkodzoną barierę nabłonkową do krążenia.23 Badania wykazały, że instylacja PA103UT prowadziła do znacznie podwyższonych poziomów TNF-α w BALF płuc królików – poziomów 10 000 razy wyższych niż w osoczu tych samych zwierząt.23 Różnica między poziomami TNF-α w przestrzeniach powietrznych a osoczem jest zgodna z zawartością TNF-α w płucach przez nienaruszoną barierę nabłonkową.23
Badanie dokumentuje, że znaczące uszkodzenie nabłonka pęcherzykowego wywołane przez bakterie powoduje postępujący wzrost krążącego TNF-α i IL-8, co jest najprawdopodobniej spowodowane wyciekiem z przestrzeni powietrznych.23 Wyniki są zgodne z interpretacją, że mediatory wyciekały z płuca w odpowiedzi na cytotoksyczność bakteryjną i przyczyniały się do rozwoju wstrząsu septycznego.23
Rola układu nerwowego w odpowiedzi na zapalenie opłucnej
Bardzo ważnym odkryciem w niedawnym badaniu było zidentyfikowanie szlaku transdukcji sygnału od płuc do mózgu zapośredniczonego przez neurony czuciowe TRPV1+ wyrażające TLR4. Te neurony skutecznie łączą odpowiedź LPS-TLR4 z chorobą. Badacze wykazali, że rzeczywistą przyczyną choroby nie jest samo zapalenie, ale raczej aktywacja odpowiedzi stresowych w jądrach przykomorowych podwzgórza. Ta aktywacja neuronów uwalniających hormon kortykoliberynę ostatecznie napędza odpowiedź chorobową, podkreślając złożoną interakcję między infekcją mikrobiologiczną, odpowiedzią immunologiczną i sygnalizacją neurologiczną w manifestacji choroby.24
W szczególności interwencje mające na celu hamowanie wykrywania mikrobów przez nerwy czuciowe, tym samym zmniejszające aktywację szlaków stresowych, wykazują potencjał w łagodzeniu ciężkości choroby i poprawie wyników klinicznych w ciężkich przypadkach zapalenia płuc.24
Mechanizmy lecznicze w zapaleniu opłucnej
Ciepłe okłady mogą odgrywać rolę w łagodzeniu objawów zapalenia opłucnej. Podstawową funkcją ciepłego okładu jest promowanie lokalnego ciepła w obszarze aplikacji. To ciepło pomaga poprawić przepływ krwi, dostarczając więcej tlenu i składników odżywczych do uszkodzonych tkanek, przyspieszając tym samym proces gojenia.25
Gdy ciepłe okłady są stosowane na obszar klatki piersiowej dotknięty zapaleniem opłucnej, działają w podobny sposób. Ciepło z okładów rozszerza naczynia krwionośne w obszarze klatki piersiowej, promując zwiększony przepływ krwi. Zwiększony przepływ krwi może pomóc zmniejszyć zapalenie i złagodzić ból spowodowany zapaleniem opłucnej.25
Mimo że ciepłe okłady nie są lekarstwem na zapalenie opłucnej, mogą zapewnić znaczną ulgę w objawach i mogą być częścią kompleksowego planu leczenia.25
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.