Пушените бели дробове срещу нормалните здрави бели дробове

Визуални, клетъчни, молекулярни и функционални промени в белите дробове на пушачите

Много хора не забравят да чуят за разликата между белите дробове на пушача и нормалните здрави дробове в училище. Можете дори да си припомните плакатите, изобразяващи черно-грозните бели дробове на хора, които пушат. Това наистина ли се случи? Какво прави цигареният дим наистина на белите дробове?

Разлики между белите дробове на пушача и нормалните здрави бели дробове

За да разберем действително ефекта от тютюневия дим върху белите дробове, трябва да погледнем както анатомията, така и промените в белия дроб и физиологията - как се различават функциите на белите дробове на пушачите от тези на здравите бели дробове.

И все пак искаме да копаем дори по-дълбоко от това. Как изглеждат белите дробове на пушачите, като започват с промените, които можете да видите с невъоръжено око, до генетичните промени, твърде малки, дори да се видят под микроскоп?

Плакатите, за които говорихме по-рано, не лъжеха. Нека започнем с това, което може да видите, ако можете да погледнете цели бели дробове, изложени на тютюн.

Как изглежда белите дробове на пушачите?

Снимката по-горе е честно какво представляват белите дробове на човек, живеещ по цял живот, при визуална инспекция с невъоръжено око. Важно е да се отбележи, че не всички черни дробове са свързани с тютюнев дим. Други дразнители, които могат да бъдат вдишани, могат да причинят този външен вид, като например чернодробно заболяване, наблюдавано понякога при миньорите на въглища. И все пак, много е лесно да се каже, когато се гледа на набор от бели дробове, независимо дали човек е пушел или не през живота си.

Откъде идва черният или кафяв цвят? Когато вдишвате цигарения дим, има хиляди малки въглеродни частици, които се вдишват.

Телата ни имат специален начин да се справят с тези частици, за да ги измъкнат от пътя, ако желаете.

Веднага щом вдишвате пушек от цигарен дим, тялото ви се предупреждава за факта, че токсичните частици са нахлули. Възпалителните клетки се втурват към сцената. Един вид бели кръвни телца, наречени макрофаги, може да се смята за "боклук" на нашите имунни системи. Макрофагите по същество "ядат" лошите кафяви черни частици в цигарения дим в процес, наречен фагоцитоза.

Тъй като тези частици могат да бъдат вредни дори за камионите за боклук, те се затварят в малък везикул и се съхраняват като токсични отпадъци. И там седят. Тъй като все повече и повече макрофаги, съдържащи отломки, се натрупват в белите дробове и лимфните възли в гръдния кош, по-тъмните се появяват белите дробове.

Пушенето на белите дробове на клетъчно ниво

С намаляването на размера и по-внимателно гледане на белите дробове се установява нарастващ брой травми, свързани с тютюна. Под микроскоп клетките и околните тъкани стават видими като добре определен град, но град, опустошен от токсичния облак дим, който се е спуснал върху него.

Кръвчета: Кръвта са малки придатъци, приличащи на косми, които прилягат на бронхите и по-малките бронхиоли. Работата на ресничките е да уловят чужд материал, който се вмъква в дихателните пътища и го задвижва нагоре и навън от белите дробове до гърлото по вълнообразен начин. От гърлото този материал може да бъде погълнат и унищожен от стомашни киселини.

За съжаление, токсините в цигарения дим, като акролеин и формалдехид, парализират тези миниатюрни ресни, така че да не могат да изпълняват своята функция. Това води до други токсини (над 70 от тях канцерогенни) и инфекциозни организми, останали в белите дробове, където могат да навредят както на клетъчно ниво, така и на молекулярно ниво, промени, които от своя страна могат да доведат до рак и други заболявания.

Мук: Възпалителни клетки, които са насочени към сцената в дихателните пътища, отделят слуз в отговор на вредните химикали в цигарения дим . Тази слуз може да ограничи количеството на богатия на кислород въздух, който достига до най-малките дихателни пътища, където се извършва обмен на газ. Мукусът може да осигури и хранителна среда за растежа на вредните бактерии.

Въздушните пътища : Под микроскопа, дихателните пътища могат да изглеждат разтегнати - подобно на еластичността в стари къси шорти. Това намаляване на еластичността, причинено от компонентите на тютюневия дим, има и важни функционални последици (обсъдени по-нататък).

Алвеолите: Алвеолите са най-малките въздушни пътища и крайната белодробна цел на кислорода, в която вдишваме.

Тези алвеоли съдържат еластин и колаген, което им позволява да се разширяват с вдъхновение и да се дефлират с изтичане. Като цяло повърхността на вашите алвеоли е около 70 квадратни метра, и ако ги сложите настрани и ги сложите край до края, ще покрият тенис корт.

Токсините в цигарения дим увреждат тези малки структури по няколко начина. Лесно е токсините да повреждат тънките стени, причинявайки им разкъсване. Цигареният дим уврежда и алвеолите, които остават непокътнати, намалявайки способността им да се разширяват и свиват.

Увреждането на алвеолите е проблем, предизвикващ самоусъвършенстване. Тъй като се повреждат повече алвеоли, в алвеолите има повече въздушно улавяне (въздухът не може да бъде издърпан), което води до разширяване и разрушаване на повече алвеоли. По принцип голям процент от алвеолите трябва да се повредят, преди да настъпят симптоми - хипоксия поради по-малкото наличие на кислород за обмен. Проблемите с обмяната на кислород между алвеолите и капилярите се обсъждат по-нататък под функция.

Капилярите: На клетъчно ниво не е само увредена белодробна тъкан. Най-малките кръвоносни съдове, капилярите, които са тясно свързани с най-малките дихателни пътища, също са засегнати от тютюневия дим. Точно както пушенето може да причини увреждане на по-големите кръвоносни съдове (което може да доведе до сърдечни пристъпи), това може да предизвика белези и удебеляване на капилярните стени в белите дробове, които кислородът трябва да премине, за да се комбинира с хемоглобина червените кръвни клетки трябва да се носят от белите дробове до останалата част от тялото.

Пушените бели дробове на молекулярно ниво: генетика и епигенетика

За да разберем наистина как тютюнопушенето причинява някои белодробни заболявания като рак на белия дроб, трябва да погледнем по-навътре в клетките до молекулярно ниво. Това е ниво, което не можем да видим директно чрез микроскоп.

В ядрото на всяка от нашите белодробни клетки живее нашата ДНК - планът на клетката. Тази ДНК съдържа инструкциите за създаване на всеки протеин, който е необходим на клетката да расте, да функционира, да се ремонтира и да каже на клетката, че е време да умре, когато стане стар или повреден.

Може да сте чули, че редица мутации в клетката са отговорни за връзката между рака на белия дроб и пушенето, но много мутации обикновено се приемат преди клетката да стане ракова. Всъщност обикновено има хиляди мутации в една белодробна клетка, изложена на тютюн.

Някои гени в белодробните клетки кодират протеини, които са отговорни за растежа и разделянето на клетката. Един вид гени, наречени онкогени, карат клетките да растат и да се разделят (дори когато не би трябвало). Други гени, наречени туморни супресорни гени, кодират протеини, които ремонтират увредена ДНК или елиминират увредените клетки, които не могат да бъдат ремонтирани.

Известно е, че няколко компонента в цигарения дим причиняват мутации (те са канцерогенни), но проучванията дори показват начини, по които тютюнът причинява специфично увреждане, което може да доведе до рак. Например, някои канцерогенни тютюни предизвикват мутации в гена р53, тумор-супресорен ген, който кодира протеини, които ремонтират увредените клетки или ги елиминират, така че да не се ражда ракова клетка.

И накрая, в допълнение към генетичните промени, причинени от тютюнопушенето, тютюнът може да причини "епигенетични" промени и в белодробните клетки. Епигенетичните промени не се отнасят до действителните промени в ДНК на клетката, а до начина, по който се изразяват гени.

Факти за функцията на белите дробове на пушачи срещу здрави бели дробове: физиология

Точно както има много промени, които се появяват структурно в белите дробове на някой, който пуши, има няколко промени, които се случват и на функционално ниво. Тестовете за белодробна функция, сравняващи онези, които пушат с тези, които не пушат, често проявяват промени много рано, дори при тийнейджъри, които пушат и дълго преди появата на симптоми.

Капацитет на белите дробове в белите дробове на пушачи срещу здрави бели дробове

Общият капацитет на белите дробове или общото количество въздух, който можете да вдишате, като вземате възможно най-дълбоко дъх, се намалява с тютюнопушенето по няколко начина. Тютюнопушенето може да доведе до увреждане на мускулите в гръдния кош, намалявайки експанзията, необходима за дълбокото дишане. Еластичността на гладкия мускул в дихателните пътища също е засегната и в съчетание със загубата на еластичност може да ограничи и количеството въздух, вдъхновен. И на микроскопично ниво, когато има по-малко алвеоли или въздухът не може да достигне алвеолите, приемането на въздух също е засегнато. Всички тези сили работят заедно, за да намалят капацитета на белите дробове.

В допълнение към капацитета на белите дробове, тютюнопушенето води до затруднение при излагане на въглеродния диоксид, който се пренася от капилярите в белите дробове до алвеолите. Както бе отбелязано по-горе, понижената еластичност на по-големите дихателни пътища и намаленият обръщане на алвеолите води до улавяне на въздуха. Това води до намаляване на принудителния експираторен обем.

За щастие учените са отбелязали, че едно от ползите от отказването от пушене, което се случва след само 2 седмици, е увеличаването както на белодробния капацитет, така и на експираторния обем.

Кислородната борса в белите дробове на пушачи срещу здрави бели дробове

Това не е просто способността на кислорода да влиза и преминава до алвеолите или дори броя на наличните здрави алвеоли. Кислородът, който достига до тези алвеоли, трябва да преминава през единичната клетъчна облицовка на алвеолите и след това през двойния клетъчен слой на капилярите, за да достигне до хемоглобина в червените кръвни клетки, които трябва да се доставят на останалата част от тялото.

Както бе отбелязано по-горе, цигареният дим може да засегне както алвеолите, така и облицовката на капилярите, които правят преминаването на кислорода и въглеродния диоксид между двата по-трудни. Не само има по-малка площ на разположение за обмен на газ, но замяната е компрометирана. По-трудно е кислородът да преминава през белезите на алвеолите и капилярите. Дифузионният капацитет е тест за белодробна функция, който измерва тази способност на газа да направи този преход от алвеолите в кръвния поток.

Други физиологични промени в белите дробове на пушач

Има много повече промени, които се появяват в белите дробове на някой, който пуши, а споменатите тук само докосват повърхността. Докато някои от тези промени не са обратими, никога не е твърде късно да се откажат от пушенето, за да се сведе до минимум увреждането и да се позволи на тялото ви да поправи щетите, които могат да бъдат възстановени и излекувани.

Задният ред: белите дробове на пушачи срещу непушачи

Разглеждайки всички структурни и функционални промени в белите дробове на някой, който пуши, подчертава значението на спирането на тютюнопушенето, въпреки че това не е само загриженост за белите дробове. Има множество заболявания, причинени от тютюнопушенето, като тютюнът играе роля в почти всяка телесна система. Това също не е само рак на белите дробове. Обърнете внимание на този списък с ракови заболявания, причинени от тютюнопушенето, ако все още смятате, че не сте склонни да спрете днес.

Прекратяване на пушенето: Помощта е налице!

За щастие отказването от тютюнопушене по всяко време може да спре да причинява допълнителни щети на вашите бели дробове и да намали риска от развитие на заболявания и ракови заболявания, свързани с навика. Знаем, че не е лесно. Но това е възможно. Започнете днес с прекъсване на урока по пушенето 101 - причини да напуснете, за да направите този опит ваш последен и успешен опит да се възползвате от навика.

Източници:

Baglietto, L., Ponzi, Е., Haycock, P. et al. Промените в метилацията на ДНК, измерени в предиагностичните периферни кръвни проби, са свързани с риск от тютюнопушене и рак на белия дроб. Международен журнал за рака . 2016 Sep 15. (Epub пред печат).

Центрове за контрол и превенция на заболяванията. Как димът на тютюна причинява заболявания: Биологията и поведенческата основа за заболявания, причиняващи тютюнопушене: Доклад на генералния хирург. 2010. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK53021/

Gibbons, D., Byers, L. и J. Kurie. Пушенето, мутацията на р53 и рака на белия дроб. Молекулярно изследване на рака . 2014 г. 12 (1): 3-13.