Pathology · C/19
閉塞性肺疾患(COPDなど)
Obstructive lung diseases — COPD
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- 慢性閉塞性肺疾患慢性閉塞性肺疾患と肺気腫COPD急性増悪
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- 慢性閉塞性肺疾患
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- Charcot–Leyden結晶
🧠 全体像:COPDに含まれる疾患はいずれもFEV₁/FVC比の低下という共通の機能的特徴を持つが、侵される部位が違う——喘息・慢性気管支炎chronic bronchitis慢性気管支炎(chronic bronchitis)chronic bronchitis(慢性気管支炎)・気管支拡張症Bronchiectasis気管支拡張症(Bronchiectasis)Bronchiectasis(気管支拡張症)は気管支、肺気腫は腺房・肺胞——という一点で病理像と症状の違いを整理できる。肺気腫はプロテアーゼ・抗プロテアーゼと酸化・抗酸化antioxidant抗酸化(antioxidant)antioxidant(抗酸化)という2つの不均衡が線維化を伴わない肺胞壁破壊に収斂する点が機序の核心。
COPDの概要
- 閉塞性気道疾患airway disease気道疾患(airway disease)airway disease(気道疾患):部分・完全閉塞complete occlusion完全閉塞(complete occlusion)complete occlusion(完全閉塞)による抵抗増加のための気流制限airflow limitation気流制限(airflow limitation)airflow limitation(気流制限)
- 特徴:FEV₁低下(1秒量forced expiratory volume in one second (FEV1)1秒量(forced expiratory volume in one second (FEV1))forced expiratory volume in one second (FEV1)(1秒量))、FVCは正常または増加 → FEV₁/FVC比が低下
- 主症状:呼吸困難
| 疾患 | 部位 | 病理変化 | 病因 | 症状 |
|---|---|---|---|---|
| 喘息 | 気管支 | 平滑筋肥大smooth muscle hypertrophy平滑筋肥大(smooth muscle hypertrophy)smooth muscle hypertrophy(平滑筋肥大)・過形成、過剰な粘液、炎症 | 免疫学的または不明 | 発作性の喘鳴、咳、呼吸困難 |
| 肺気腫 | 腺房・肺胞 | 気腔airspace気腔(airspace)airspace(気腔)拡大、壁の破壊 | タバコtobaccoタバコ(tobacco)tobacco(タバコ)煙 | 呼吸困難 |
| 慢性気管支炎chronic bronchitis慢性気管支炎(chronic bronchitis)chronic bronchitis(慢性気管支炎) | 気管支 | 粘液腺の肥大mucous gland hypertrophy粘液腺の肥大(mucous gland hypertrophy)mucous gland hypertrophy(粘液腺の肥大)・過形成、過分泌 | タバコtobaccoタバコ(tobacco)tobacco(タバコ)煙、大気汚染air pollution大気汚染(air pollution)air pollution(大気汚染)物質 | 咳、喀痰、呼吸困難 |
| 気管支拡張症Bronchiectasis気管支拡張症(Bronchiectasis)Bronchiectasis(気管支拡張症) | 気管支 | 気道拡張と瘢痕化scarring瘢痕化(scarring)scarring(瘢痕化) | 持続性・重症感染 | 咳、膿性痰purulent sputum膿性痰(purulent sputum)purulent sputum(膿性痰)、発熱、呼吸困難 |
気管支喘息
定義
- 気道の慢性炎症性疾患 → 喘鳴・息切れshortness of breath / breathlessness息切れ(shortness of breath / breathlessness)shortness of breath / breathlessness(息切れ)・胸部絞扼感chest tightness胸部絞扼感(chest tightness)chest tightness(胸部絞扼感)・咳の反復発作
- 主な特徴:様々な刺激に対する気道反応性airway reactivity気道反応性(airway reactivity)airway reactivity(気道反応性)の亢進(気管支攣縮bronchospasm気管支攣縮(bronchospasm)bronchospasm(気管支攣縮))
症状
- 間欠性で可逆的な気道閉塞
- 好酸球を伴う慢性気管支炎chronic bronchitis慢性気管支炎(chronic bronchitis)chronic bronchitis(慢性気管支炎)症
- 気管支平滑筋bronchial smooth muscle気管支平滑筋(bronchial smooth muscle)bronchial smooth muscle(気管支平滑筋)の肥大・過反応
- 粘液分泌の増加
型
- アトピーatopyアトピー(atopy)atopy(アトピー)型喘息(外因性) — 最多、小児期発症、家族歴、I型過敏(IgE介在、Th2)、環境抗原(塵、花粉、ふけ、食物)が誘因
- 非アトピーatopyアトピー(atopy)atopy(アトピー)型喘息(内因性) — 家族歴なし、アレルギーなし、ウイルス感染・大気汚染air pollution大気汚染(air pollution)air pollution(大気汚染)物質が誘因
発生機序(アトピー型)
- 過剰なTh2反応 → サイトカイン:
- IL-4 → IgE産生を刺激
- IL-5 → 好酸球を活性化
- IL-13 → 粘液産生を刺激
- IgE → 肥満細胞を被覆 → アレルゲン再曝露で顆粒放出
- 二相性bi-phasic二相性(bi-phasic)bi-phasic(二相性)のアレルゲン反応:
- 急性相:気管支収縮bronchoconstriction気管支収縮(bronchoconstriction)bronchoconstriction(気管支収縮)、浮腫、粘液分泌
- 遅発相late phase遅発相(late phase)late phase(遅発相)(4〜8時間後):好酸球流入 → 主要塩基性タンパクmajor basic protein主要塩基性タンパク(major basic protein)major basic protein(主要塩基性タンパク)の放出 → 組織傷害tissue injury組織傷害(tissue injury)tissue injury(組織傷害)
- 反復炎症recurrent inflammation反復炎症(recurrent inflammation)recurrent inflammation(反復炎症) → 気道リモデリングairway remodeling気道リモデリング(airway remodeling)airway remodeling(気道リモデリング):平滑筋肥大smooth muscle hypertrophy平滑筋肥大(smooth muscle hypertrophy)smooth muscle hypertrophy(平滑筋肥大)+コラーゲン沈着collagen depositionコラーゲン沈着(collagen deposition)collagen deposition(コラーゲン沈着)
形態
- 過膨張hyperinflation過膨張(hyperinflation)hyperinflation(過膨張)(空気捕捉air trapping空気捕捉(air trapping)air trapping(空気捕捉))による過拡張肺
- 気管支・細気管支bronchiole細気管支(bronchiole)bronchiole(細気管支)が粘液栓mucus plugging粘液栓(mucus plugging)mucus plugging(粘液栓)で閉塞
- 組織像:
- Curschmann螺旋体Curschmann spiralsCurschmann螺旋体(Curschmann spirals)Curschmann spirals(Curschmann螺旋体):脱落上皮の渦巻whirl / whorl渦巻(whirl / whorl)whirl / whorl(渦巻)き
- Charcot-Leyden結晶Charcot-Leyden crystalsCharcot-Leyden結晶(Charcot-Leyden crystals)Charcot-Leyden crystals(Charcot-Leyden結晶)+多数の好酸球
- 気道リモデリングairway remodeling気道リモデリング(airway remodeling)airway remodeling(気道リモデリング):肥厚した基底膜、平滑筋肥大smooth muscle hypertrophy平滑筋肥大(smooth muscle hypertrophy)smooth muscle hypertrophy(平滑筋肥大)、粘膜下submucosal粘膜下(submucosal)submucosal(粘膜下)腺の腫大
臨床
- 強い呼吸困難と喘鳴、呼気の困難(空気捕捉air trapping空気捕捉(air trapping)air trapping(空気捕捉) → 過膨張hyperinflation過膨張(hyperinflation)hyperinflation(過膨張))
- 発作は1時間〜数時間続き、自然に、または気管支拡張薬bronchodilator気管支拡張薬(bronchodilator)bronchodilator(気管支拡張薬)+コルチコステロイドcorticosteroidsコルチコステロイド(corticosteroids)corticosteroids(コルチコステロイド)で軽快
- 致死的というより日常生活を障害する
肺気腫
定義
- 腺房に限局したCOPD
- 終末細気管支terminal bronchiole終末細気管支(terminal bronchiole)terminal bronchiole(終末細気管支)より末梢の気腔airspace気腔(airspace)airspace(気腔)の永続的拡大に壁(肺胞)の破壊を伴うが、線維化はない
- 患者:息切れshortness of breath / breathlessness息切れ(shortness of breath / breathlessness)shortness of breath / breathlessness(息切れ)するが十分な酸素化を維持しうる → チアノーゼを回避
型(解剖学的分布による)
- 小葉中心型Centroacinar小葉中心型(Centroacinar)Centroacinar(小葉中心型) — 呼吸細気管支respiratory bronchiole呼吸細気管支(respiratory bronchiole)respiratory bronchiole(呼吸細気管支)が侵され、末梢肺胞は保たれる、上葉(特に肺尖apex of lung肺尖(apex of lung)apex of lung(肺尖))、喫煙者で最多
- 汎小葉型Panacinar汎小葉型(Panacinar)Panacinar(汎小葉型) — 腺房全体が拡大、下葉、α₁-アンチトリプシン欠損AAT / A1ATアンチトリプシン欠損(AAT / A1AT)AAT / A1AT(アンチトリプシン欠損)と関連
- 遠位腺房型(傍隔壁型・paraseptal) — 近位腺房は保たれ遠位が侵される、胸膜近く、嚢胞状cystic嚢胞状(cystic)cystic(嚢胞状)のブラ、若年成人の自然気胸spontaneous pneumothorax自然気胸(spontaneous pneumothorax)spontaneous pneumothorax(自然気胸)と関連
- 不規則型 — 腺房が不規則に侵される、瘢痕と関連、最多だが通常無症状
発生機序:2つの不均衡
- プロテアーゼ・抗プロテアーゼの不均衡:
- α₁-アンチトリプシンtrypsinトリプシン(trypsin)trypsin(トリプシン)(抗プロテアーゼ)欠損 → 好中球プロテアーゼが抑制されず活性 → 弾性組織の破壊
- 喫煙:好中球を誘引・活性化 → マクロファージのエラスターゼelastaseエラスターゼ(elastase)elastase(エラスターゼ)活性を増強
- 酸化・抗酸化antioxidant抗酸化(antioxidant)antioxidant(抗酸化)の不均衡:
- タバコtobaccoタバコ(tobacco)tobacco(タバコ)煙 → ROS → 抗酸化antioxidant抗酸化(antioxidant)antioxidant(抗酸化)物質を枯渇 → 組織傷害tissue injury組織傷害(tissue injury)tissue injury(組織傷害)+内因性抗プロテアーゼの不活化 → 機能的α₁-アンチトリプシン欠損AAT / A1ATアンチトリプシン欠損(AAT / A1AT)AAT / A1AT(アンチトリプシン欠損)
flowchart TD
A["喫煙・α1-<span class='jp-term jp-term-diagram' title='AAT / A1AT'>アンチトリプシン欠損</span>"] --> B["好中球プロテアーゼが抑制されず活性化"]
A --> C["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='tobacco'>タバコ</span>煙由来ROS"]
C --> D["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='antioxidant'>抗酸化</span>物質の枯渇"]
D --> E["内因性抗プロテアーゼの不活化<br>(機能的α1-AT欠損)"]
B --> F["弾性組織の破壊"]
E --> F
F --> G["線維化を伴わない肺胞壁破壊"]
G --> H["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='airspace'>気腔</span>の永続的拡大(肺気腫)"]
形態
- 汎小葉型Panacinar汎小葉型(Panacinar)Panacinar(汎小葉型):蒼白で容積の大きい肺
- 小葉中心型Centroacinar小葉中心型(Centroacinar)Centroacinar(小葉中心型):より濃いピンク、容積は小さい、上2/3が最も侵される
- 組織像:線維化を伴わない肺胞壁破壊 → 気腔airspace気腔(airspace)airspace(気腔)拡大、弾性組織の喪失 → 呼気時の虚脱、肺胞毛細血管の減少
臨床
- 慢性気管支炎chronic bronchitis慢性気管支炎(chronic bronchitis)chronic bronchitis(慢性気管支炎)なし(「pink puffer」):樽状胸Barrel chest樽状胸(Barrel chest)Barrel chest(樽状胸)、呼気延長prolonged expiration呼気延長(prolonged expiration)prolonged expiration(呼気延長)を伴う呼吸困難、過換気hyperventilation過換気(hyperventilation)hyperventilation(過換気)、十分な酸素化、著明な体重減少
- 慢性気管支炎chronic bronchitis慢性気管支炎(chronic bronchitis)chronic bronchitis(慢性気管支炎)あり(「blue bloater」):呼吸困難は目立たず、CO₂貯留 → 低酸素+チアノーゼ、肥満、二次性肺高血圧secondary pulmonary hypertension二次性肺高血圧(secondary pulmonary hypertension)secondary pulmonary hypertension(二次性肺高血圧)
- 死因:肺不全(呼吸性アシドーシスrespiratory acidosis呼吸性アシドーシス(respiratory acidosis)respiratory acidosis(呼吸性アシドーシス)、低酸素、昏睡)または肺性心cor pulmonale肺性心(cor pulmonale)cor pulmonale(肺性心)(右心不全)
💡 ポイント: 喘息 = IgE/Th2、好酸球、Curschmann螺旋体Curschmann spiralsCurschmann螺旋体(Curschmann spirals)Curschmann spirals(Curschmann螺旋体)+Charcot-Leyden結晶Charcot-Leyden crystalsCharcot-Leyden結晶(Charcot-Leyden crystals)Charcot-Leyden crystals(Charcot-Leyden結晶)、可逆的な気管支攣縮bronchospasm気管支攣縮(bronchospasm)bronchospasm(気管支攣縮)。肺気腫 = 線維化を伴わない肺胞破壊、α₁-AT欠損 → 汎小葉型Panacinar汎小葉型(Panacinar)Panacinar(汎小葉型)、喫煙 → 小葉中心型Centroacinar小葉中心型(Centroacinar)Centroacinar(小葉中心型)。ピンクパファーPink pufferピンクパファー(Pink puffer)Pink puffer(ピンクパファー)(肺気腫)と ブルーブロータblue bloaterブルーブロータ(blue bloater)blue bloater(ブルーブロータ)(肺気腫+気管支炎)。すべてのCOPDでFEV₁/FVC低下。
まとめ
- COPDに含まれる疾患はいずれもFEV₁低下・FEV₁/FVC比低下を示すが、侵される部位が異なる(喘息・慢性気管支炎chronic bronchitis慢性気管支炎(chronic bronchitis)chronic bronchitis(慢性気管支炎)・気管支拡張症Bronchiectasis気管支拡張症(Bronchiectasis)Bronchiectasis(気管支拡張症)は気管支、肺気腫は腺房・肺胞)。
- 気管支喘息bronchial asthma気管支喘息(bronchial asthma)bronchial asthma(気管支喘息)はアトピーatopyアトピー(atopy)atopy(アトピー)型(IgE介在、Th2優位、IL-4/IL-5/IL-13)と非アトピーatopyアトピー(atopy)atopy(アトピー)型に分かれ、Curschmann螺旋体Curschmann spiralsCurschmann螺旋体(Curschmann spirals)Curschmann spirals(Curschmann螺旋体)・Charcot-Leyden結晶Charcot-Leyden crystalsCharcot-Leyden結晶(Charcot-Leyden crystals)Charcot-Leyden crystals(Charcot-Leyden結晶)が組織学的特徴。
- 気管支喘息bronchial asthma気管支喘息(bronchial asthma)bronchial asthma(気管支喘息)の気道リモデリングairway remodeling気道リモデリング(airway remodeling)airway remodeling(気道リモデリング)は反復炎症recurrent inflammation反復炎症(recurrent inflammation)recurrent inflammation(反復炎症)による平滑筋肥大smooth muscle hypertrophy平滑筋肥大(smooth muscle hypertrophy)smooth muscle hypertrophy(平滑筋肥大)とコラーゲン沈着collagen depositionコラーゲン沈着(collagen deposition)collagen deposition(コラーゲン沈着)で、可逆的な気管支攣縮bronchospasm気管支攣縮(bronchospasm)bronchospasm(気管支攣縮)を基本病態とする。
- 肺気腫はプロテアーゼ・抗プロテアーゼの不均衡と酸化・抗酸化antioxidant抗酸化(antioxidant)antioxidant(抗酸化)の不均衡という2つの機序が、線維化を伴わない肺胞壁破壊に収斂する。
- 肺気腫は解剖学的分布により小葉中心型Centroacinar小葉中心型(Centroacinar)Centroacinar(小葉中心型)(喫煙者、上葉)、汎小葉型Panacinar汎小葉型(Panacinar)Panacinar(汎小葉型)(α1-AT欠損、下葉)、遠位腺房型(若年成人の自然気胸spontaneous pneumothorax自然気胸(spontaneous pneumothorax)spontaneous pneumothorax(自然気胸)と関連)、不規則型に分かれる。
- 臨床的にはpink puffer(肺気腫優位、十分な酸素化)とblue bloater(慢性気管支炎chronic bronchitis慢性気管支炎(chronic bronchitis)chronic bronchitis(慢性気管支炎)あり、低酸素+チアノーゼ)で対比される。