Pathophysiology · 2-13
長期喫煙の気道・肺弾性線維への影響
Effects of prolonged smoking on airways and lung elastic fibers
閉塞性肺疾患
- 例:
- COPD（肺気腫）
- 気管支喘息bronchial asthma気管支喘息（bronchial asthma）bronchial asthma（気管支喘息）（アレルギー性炎症＋下気道過敏性airway hyperresponsiveness気道過敏性（airway hyperresponsiveness）airway hyperresponsiveness（気道過敏性））
- 初期は低酸素性hypoxic / hypoxemic低酸素性（hypoxic / hypoxemic）hypoxic / hypoxemic（低酸素性）（1型） → 長期に高CO₂血症性／全般性generalized全般性（generalized）generalized（全般性）（3型）へ。心不全などを合併。
喫煙が肺に及ぼす作用
🧠 流れの軸: 煙が上皮を刺激 → 慢性炎症の細胞が呼び込まれる → そのうち 好中球エラスターゼneutrophil elastase, NE好中球エラスターゼ（neutrophil elastase, NE）neutrophil elastase, NE（好中球エラスターゼ）が肺の弾性線維を消化 してしまう。弾性が失われると肺は膨らみっぱなしになる（＝肺気腫、emphysema）。「弾性を食われて縮めなくなる」のが本質。
flowchart TD
S["煙・刺激物 → <span class='jp-term jp-term-diagram' title='oxidant'>酸化物質</span>産生"] --> EP["上皮細胞が炎症メディエーター発現<br>（TGF-β→線維芽細胞, IL-8→好中球, TNF-α→<span class='jp-term jp-term-diagram' title='alveolar macrophages'>肺胞マクロファージ</span>）"]
EP --> MAC["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='alveolar macrophages'>肺胞マクロファージ</span>活性化<br>→ 線維芽細胞・好中球・CD8⁺ T細胞を呼ぶ"]
MAC --> NEU["好中球：<span class='jp-term jp-term-diagram' title='neutrophil elastase, NE'>好中球エラスターゼ</span>が弾性線維を消化"]
NEU --> EM["弾性↓・コンプライアンス↑ → 肺気腫（<span class='jp-term jp-term-diagram' title='hyperinflation'>過膨張</span>）＋<span class='jp-term jp-term-diagram' title='mucus hypersecretion'>粘液過分泌</span>"]
MAC --> FIB["線維芽細胞 → <span class='jp-term jp-term-diagram' title='pulmonary fibrosis'>肺線維症</span>"]| 細胞 | 作用 |
|---|---|
| 上皮細胞 | 炎症メディエーター発現 → 慢性炎症（TGF-β→線維芽細胞、IL-8→好中球、TNF-α→肺胞マクロファージalveolar macrophages肺胞マクロファージ（alveolar macrophages）alveolar macrophages（肺胞マクロファージ）） |
| 肺胞マクロファージalveolar macrophages肺胞マクロファージ（alveolar macrophages）alveolar macrophages（肺胞マクロファージ） | 走化性chemotaxis走化性（chemotaxis）chemotaxis（走化性）因子 → 線維芽細胞・好中球・CD8⁺ T細胞を活性化 |
| 好中球 | 好中球エラスターゼneutrophil elastase, NE好中球エラスターゼ（neutrophil elastase, NE）neutrophil elastase, NE（好中球エラスターゼ）が間質の弾性構造を消化 → 弾性↓・コンプライアンス↑ → 肺気腫（過膨張hyperinflation過膨張（hyperinflation）hyperinflation（過膨張））；粘液過分泌mucus hypersecretion粘液過分泌（mucus hypersecretion）mucus hypersecretion（粘液過分泌） |
| 線維芽細胞 | → 肺線維症pulmonary fibrosis肺線維症（pulmonary fibrosis）pulmonary fibrosis（肺線維症） |
喫煙による全身性炎症
- ある炎症機序が別の機序を増幅する連鎖。喫煙 →
- ROS↑（全身）→ 心血管疾患、T2DM、悪液質cachexia悪液質（cachexia）cachexia（悪液質）、骨粗鬆osteoporosis骨粗鬆（osteoporosis）osteoporosis（骨粗鬆）症。
- TNF-α↑（CRP 介在）→ COPD、CVD、T2DM、悪液質cachexia悪液質（cachexia）cachexia（悪液質）、骨粗鬆osteoporosis骨粗鬆（osteoporosis）osteoporosis（骨粗鬆）症。
- 心不全との連環: 喫煙 → アテローム硬化性プラークatherosclerotic plaqueアテローム硬化性プラーク（atherosclerotic plaque）atherosclerotic plaque（アテローム硬化性プラーク）形成/炎症 → 冠AS → 心筋収縮力myocardial contractility心筋収縮力（myocardial contractility）myocardial contractility（心筋収縮力）↓ → CO↓ → 肺うっ血（pulmonary congestion、拡張期心不全）→ 間質浮腫interstitial edema間質浮腫（interstitial edema）interstitial edema（間質浮腫） → O₂ 拡散↓。
- 肺うっ血は気道狭窄airway obstruction気道狭窄（airway obstruction）airway obstruction（気道狭窄）（閉塞性）と肺コンプライアンスlung compliance肺コンプライアンス（lung compliance）lung compliance（肺コンプライアンス）↓（拘束性restrictive拘束性（restrictive）restrictive（拘束性））を同時に作る。
心・骨格筋への影響
- pO₂↓ → 平均肺動脈圧mean pulmonary arterial pressure平均肺動脈圧（mean pulmonary arterial pressure）mean pulmonary arterial pressure（平均肺動脈圧）が直線的に↑ ＝ 低酸素性肺血管収縮pulmonary hypoxic vasoconstriction低酸素性肺血管収縮（pulmonary hypoxic vasoconstriction）pulmonary hypoxic vasoconstriction（低酸素性肺血管収縮）（生理的反応）。
- 骨格筋の消耗wasting; depletion消耗（wasting; depletion）wasting; depletion（消耗）: 障害度は筋骨格機能障害musculoskeletal dysfunction筋骨格機能障害（musculoskeletal dysfunction）musculoskeletal dysfunction（筋骨格機能障害）と相関。不活動（呼吸困難による）＋炎症/酸化ストレスoxidative stress酸化ストレス（oxidative stress）oxidative stress（酸化ストレス） → 蛋白合成↓＋分解↑ → 筋消耗wasting; depletion消耗（wasting; depletion）wasting; depletion（消耗）（COPD と心不全に共通の機序、喫煙が背景）。