Astma jest jednostką chorobową znaną od dość dawna. W starożytnej Grecji mianem astmy określano stan sapania, utrudnionego oddechu. Dopiero od około 30 lat astma znajduje się w środku uwagi nie tylko środowisk medycznych, mediów, ale również samych chorych. Dowodem tego są liczne publikacje naukowe, jak i popularnonaukowe. Astma jest uważana za jeden z głównych czynników wzrostu kosztów leczenia, jak również głównych i zasadniczych czynników rosnącego inwalidztwa wśród chorych. Nie dziwi, zatem zainteresowanie środowisk medycznych jej prewencją, patogenezą, epidemiologią, diagnostyką, jak i skuteczniejszą terapią. To rosnące zainteresowanie zaowocowało nie tylko liczbą prac na temat astmy, ale również zmieniało niemalże z dnia na dzień poglądy na jej patogenezę i leczenie (3).

Niewiele osób ma trudności ze zdefiniowaniem astmy oskrzelowej, twierdząc, że jest to schorzenie przebiegające z napadową dusznością, która ustępuje samoistnie lub pod wpływem leczenia. Oczywiście jest to definicja słuszna, lecz niepełna, nie mówi nam ani o przyczynach choroby ani o zjawiskach chorobowych zachodzących w układzie oddechowym pod jej wpływem. Dlatego w 1995 grupa ekspertów zaproponowała nowe określenie obejmujące nie tylko poprzednie jej elementy czynnościowe, ale również kliniczne (11). Przede wszystkim określiła elementy patogenezy astmy oskrzelowej. Obecnie astmę oskrzelową definiujemy w sposób następujący: „astma jest przewlekłą chorobą zapalną dróg oddechowych, w której uczestniczy wiele komórek i substancji przez nie uwalnianych. Przewlekłe zapalenie jest przyczyną nadreaktywności oskrzeli, prowadzącej do nawracających epizodów świszczącego oddechu, duszności, ściskania w klatce piersiowej i kaszlu, występujących szczególnie w nocy lub nad ranem. Epizodom tym zwykle towarzyszy rozlana obturacja oskrzeli o zmiennym nasileniu, często ustępująca samoistnie lub pod wpływem leczenia ”(3). Niestety żaden z przytoczonych elementów nie jest unikalny dla astmy. Zatem i ta definicja nie jest doskonała, nie obejmuje przecież tak charakterystycznej ciszy objawów klinicznych między kolejnymi napadami, jak również często prawidłowych wyników określających (6) przepływy powietrza przez drogi oddechowe (wskaźniki spirometryczne) u tych chorych (97). Nadreaktywność oskrzeli może nie być obecna w astmie sezonowej, w okresie między napadami, a może być obecna u chorych z nieżytem alergicznym nosa (18, 34). Nawet obecność eozynofilii, wydawałoby się tak charakterystycznej dla astmy, wcale nie jest cechą tak powszechnie występującą. Istnieje grupa chorych z klinicznymi jak i czynnościowymi objawami astmy, u których nie stwierdza się eozynofilowych nacieków błony śluzowej oskrzeli (19). Jak również istnieje grupa chorych z eozynofilowym zapaleniem błony śluzowej dróg oddechowych z przewlekłym kaszlem, reagujących na wziewne leki steroidowe, u których nie stwierdza się objawów obturacji (27). Należy również pamiętać o grupie chorych na astmę, u których stwierdza się w drzewie oskrzelowym nacieki neutrofilowe a nie eozynofilowe (101).

Wspomniane trudności w zdefiniowaniu astmy mają swój wpływ na badania epidemiologiczne nad nią. Badania długofalowe opierające się na historycznej definicji mogą nie odzwierciedlać prawdziwych danych epidemiologicznych. Również porównywanie grup chorych definiowanych różnymi określeniami, może prowadzić do błędnych wniosków (54).

Jedną z najmniej zmieniających się definicji były tzw. zgony astmatyczne. Dlatego też wszelkie spostrzeżenia dotyczące śmiertelnych powikłań astmy można przyjąć za wiarygodne. Badania retrospektywne wykazują stały powolny wzrost odsetka zgonów z powodu astmy w krajach cywilizowanych. Jednak gwałtowny przyrost zgonów nastąpił dwukrotnie, głównie w Nowej Zelandii, Australii, Wielkiej Brytanii i w Norwegii (90). W krajach tych nastąpił dwu- a nawet pięciokrotny ich wzrost w przeciągu 5 lat. Wydaje się, że spowodowane było to zastosowaniem nowego wówczas leku, nieselektywnego beta 2 mimetyku, izoproterenolu. Z chwilą jego wycofania nastąpił wyraźny spadek odsetka zgonów w tych krajach. Drugi szczyt zgonów z powodu astmy odnotowano w Nowej Zelandii. Ponownie połączono go z zastosowaniem wziewnego leku – fenoterolu. Jednak w tym wypadku wiadomo, że nie, fenoterol lecz zła kontrola astmy była główną przyczyną rosnącej śmiertelności. Z chwilą wprowadzenia wziewnych steroidów, przy jednoczesnym takim samym spożyciu fenoterolu nastąpił znaczny spadek odsetka zgonów (1). Niemniej badania wyraźnie wskazywały na rosnącą liczbę zgonów u chorych na astmę jak również na rosnącą częstość hospitalizacji chorych na astmę we wszystkich krajach zachodnich (68). Rosnący odsetek hospitalizacji wykazano w USA, gdzie przyrost w latach 1965-1984 wynosił 50% wśród dorosłych, a o ponad 200% wśród dzieci (12, 63).

Ten wzrost zapewne należy wiązać z rosnącą zapadalnością na astmę, jak również z rosnącą zapadalnością na choroby alergiczne (91). Trendy te odzwierciedla rosnąca częstość występowania dodatnich odczynów skórnych na alergeny inhalacyjne (7). Ciekawym zjawiskiem jest równoległy do wzrostu zapadalności na astmę wzrost zapadalności na alergiczny nieżyt nosa (4). Obserwacje te zostały niezależnie potwierdzone w Finlandii, Anglii oraz Szwecji (55, 81).

Wydaje się, że rzeczywiście mamy do czynienia ze wzrostem zachorowalności na astmę, ale również i na inne choroby alergiczne. Dotyczy to nie tylko krajów ucywilizowanych, ale również Trzeciego Świata (2).

Istnieją duże rozbieżności w częstości występowania objawów astmy oraz alergii w krajach a nawet w poszczególnych ośrodkach (2). Najwyższe współczynniki zapadalności notuje się w Anglii, Australii oraz Nowej Zelandii (20% populacji choruje na astmę), natomiast najniższe w Uzbekistanie, Grecji, Indonezji oraz krajach Europy Wschodniej (75).

Badania wykazały, że nie tylko atopia determinuje późniejszy rozwój astmy oskrzelowej oraz alergicznego nieżytu nosa, choć jej obecność jest jednym z najsilniejszych czynników ryzyka (74). Obecność atopii w rodzinie zwiększa ryzyko zachorowania na alergiczny nieżyt nosa pięciokrotnie a na astmę trzykrotnie (83).

Alergeny uczulające pochodzenia naturalnego stanowią niezależny czynnik ryzyka zachorowania na astmę oskrzelową. Wykazano to na przykładzie roztoczy kurzu domowego (79, 89). Inne alergeny, których obecność wiąże się ze zwiększonym ryzykiem zachorowania na astmę oskrzelową to alergeny kocie, karalusze oraz zarodniki Alternaria. Innym czynnikiem, który zwiększa ryzyko zachorowania na astmę jest stosowana dieta. Zależność tę wykazano w populacjach stosujących dietę typową dla krajów wysokorozwiniętych, o zwiększonym odsetku osób otyłych (38, 98). Ciekawe spostrzeżenia przyniosły dane z Nowej Zelandii wykazujące brak związku alergii na pyłki traw z zachorowaniem na astmę oskrzelową (87). Pozostałe czynniki słabiej powiązane z częstością zachorowania na astmę to: płeć męska, niska waga urodzeniowa, wcześniactwo, bierne palenie matki oraz wysoka konsumpcja soli w okresie ciąży (8, 55).

W ostatnim okresie w pracach badawczych obserwuje się duże zainteresowanie związkami częstych infekcji z występowaniem astmy oskrzelowej. Do niedawna były to badania oparte jedynie na obserwacji objawów klinicznych przeziębienia, poprzedzające zaostrzenia astmy lub wystąpienie tej jednostki chorobowej. Dodanie metod genetycznych do detekcji wirusów u chorych z objawami przeziębieniowymi, pozwoliło na wykazanie u prawie 80% dzieci i 40% dorosłych z zaostrzeniami astmy współistnienie zakażenia wirusowego (72). Wykazano również możliwość wywołania astmy przez powtarzające się zakażenia wirusowe, zwłaszcza te wywołane przez RSV (99). Sugestie te nie znalazły potwierdzenia w następnych latach. Badania przeprowadzone wśród dzieci sugerują możliwość ujawnienia, przez powtarzające się zakażenia wirusowe, predyspozycji do dominacji odpowiedzi Th2 zależnej, obecnej już w chwili zakażenia. Predyspozycja do odpowiedzi Th2 choć obecna, nie jest trwale ustalona. Przekierunkowanie jej w kierunku Th2, obecne w okresie płodowym, jest również przeniesione na okres neonatalny. Następnie ulega przeprogramowaniu na odpowiedź Th1. Jeżeli zjawisko to zostanie opóźnione, to niemowlę ma większe ryzyko w związku z przedłużoną odpowiedzią typu Th2 uczulenia na alergeny powietrznopochodne (96). Hipoteza ta sugeruje, że kontakt niemowlęcia z drobnoustrojami w obrębie dróg oddechowych jest odpowiedzialny na przekształcenie odpowiedzi Th2, fizjologicznie obecnej w okresie płodowym, w Th1 odpowiedzialnej za odporność skierowaną przeciwko drobnoustrojom. Zjawisko przesterowania Th1 – Th2 może być indukowane przez poszczególne wirusy. Niektóre z nich mają właściwości indukcji odpowiedzi Th2, odpowiedzi znacznie słabszej w eliminowaniu wirusów z ustroju (70).

„Chronienie” dziecka przed infekcjami wydaje się w świetle tej hipotezy odpowiedzialne za wzrost zachorowania na astmę wśród dzieci pochodzących z krajów wysokocywilizowanych (36). Badania epidemiologiczne wydają się potwierdzać tę hipotezę (95).

Dotychczas wydawało się, że zakażenia bakteryjne nie zaostrzają astmy oskrzelowej. Jednak znaczne zainteresowania budzą dwa gatunki bakterii Chlamydia i Mycoplasma. Oba jak wykazano występują znacznie częściej u chorych na astmę. W badaniu prospektywnym nad pozaszpitalnymi zapaleniami płuc wykazano, że u połowy chorych z zakażeniem Chlamydia pneumoniae występuje zjawisko skurczu oskrzeli (32). Podobne badania wykonane na populacji dzieci wykazało, że zakażenia Chlamydia pneumoniae może wywołać ostre napady świszczącego oddechu (23). Jeszcze ciekawsze dane przyniosły badania biopsyjne błony śluzowej oskrzeli chorych na astmę, w których wykazano u ponad połowy obecność w komórkach nabłonka oddechowego Mycoplasma pneumoniae (47).

Od dawna twierdzono, że istnieją predyspozycje genetyczne do występowania astmy oskrzelowej. Pierwsze prace pochodzą z 1860 roku, kiedy to Henryk Salter stwierdził, iż u 2 spośród 5 astmatyków można wykazać zjawisko dziedziczenia tej choroby. Te najwcześniejsze doniesienia są potwierdzane w najnowszych badaniach (86, 88).

Jak wspomniano, przewlekła astma oskrzelowa jest w swej istocie przewlekłym schorzeniem zapalnym, w którym dochodzi do naciekania ścian dróg oddechowych efektorowymi komórkami zapalnymi – limfocytami, makrofagami, mastocytami oraz granulocytami obojętno- i kwasochłonnymi. Mediatory zapalne wydzielane i syntetyzowane przez te komórki przyczyniają się do amplifikacji zapalenia w ścianach oskrzeli, jak również do powstawania zmian strukturalnych w drogach oddechowych (45, 46, 56, 66).

W przebiegu astmy dochodzi do szeregu zmian strukturalnych w drogach oddechowych. Przede wszystkim dochodzi do złuszczania się komórek nabłonka. Cecha ta opisywana od lat, uważana była przez niektórych jako artefakt histologiczny powstały w trakcie opracowywania materiału. Jednak badania Jeffery´a wykazały niezbicie, że opisywane wcześniej złuszczanie całych płatów nabłonka oddechowego jest rzeczywiście charakterystyczne dla astmy oskrzelowej (43). Inną cechą charakterystyczną jest pojawienie się zmian metaplazji płaskonabłonkowej (20). Może ona współistnieć z poprzednio opisywanym złuszczaniem nabłonka. W ciężkiej astmie oskrzelowej hiperplazja komórek kubkowych jest jedną z bardziej charakterystycznych zmian. Przerost warstwy gruczołowej przyczynia się do wytwarzania nieprawidłowego gęstego śluzu tak charakterystycznego w tej postaci astmy (5).

Kolejną cechą astmy są nacieki eozynofilowe w ścianach oskrzeli (21, 51). Nacieki te składają się przede wszystkim z aktywowanych eozynofili. Ich intensywność i liczebność znacznie różni się między chorymi. Należy pamiętać, że u niektórych wręcz nie stwierdzono ich obecności (80).

Zmiany zachodzące w warstwie podnabłonkowej związane są z depozycją kolagenu typu III i V, fibronektyny i tenascyny (50). Źródłem tych protein są, mielofibroblasty, których populacja jest znacznie zwiększona w astmie (13).

W astmie w ścianach dróg oddechowych obserwuje się znaczny przyrost naczyń. Naczynia te pełnią znaczącą rolę w regulacji szerokości dróg oddechowych. Zwiększenie liczby naczyń, jak i wzrost przepuszczalności naczyń na skutek działania mediatorów zapalnych przyczynia się do powstawania obrzęku błony śluzowej, wpływając tym samym na szerokość światła dróg oddechowych (64).

Kolejnym czynnikiem wpływającym na drożność dróg oddechowych jest zachowanie się warstwy mięśni dróg oddechowych. W astmie spostrzegamy przerost oraz hipertrofię warstwy mięśniowej (15).

Czynnikiem zmieniającym sam kształt oskrzeli, decydującym o skuteczności terapii inhalacyjnej są zmiany w budowie chrząstek. Opisywane są przypadki zaburzeń ich budowy u chorych z zaawansowaną, ciężką astmą oskrzelową (33).

Przebudowa strukturalna dróg oddechowych wpływa również na fizjologię uwalnianego śluzu w drogach oddechowych. U większości chorych cechą charakterystyczną jest obecność gęstego, lepkiego śluzu tworzącego w ciężkiej astmie oskrzelowej czopy zatykające ujścia oskrzeli segmentarnych i płatowych. Należy pamiętać, że również zmiany w śluzie dotyczą nie tylko zmian ilościowych, ale również jakościowych. Zmiany w mikrokrążeniu, budowie nabłonka oddechowego wpływają na właściwości reologiczne śluzu. Nacieki z granulocytów kwasochłonnych przyczyniają się do pojawienia się kryształów Charkot – Leyden (zbudowanych z lisofosfolipazy eozynfolilowej) (85). Gęstość śluzu jest zwiększona na skutek wzrostu zawartości mucyn w jego składzie, co wpływa na pojawienie się charakterystycznych dla tej jednostki chorobowej spirali Curschmana (85). Złuszczony nabłonek wraz ze śluzem tworzą ciałka Creola (28). Wzrost przepuszczalności naczyń ścian oskrzeli, przyczyniający się do zwiększonego przesięku przyczynia się do wzrostu stężenia albuminy, DNA w wydzielinie oskrzelowej (25). Metaplazja i hiperplazja komórek kubkowych powodują zaleganie gęstego śluzu w najdrobniejszych oskrzelach (35). Wszystkie te zmiany powodują znaczne ograniczenie przepływu powietrza przez i tak już zwężone drogi oddechowe przyczyniając się do wzrostu duszności i coraz mniejszej tolerancji wysiłku u chorych na astmę oskrzelową.

Zmiany strukturalne dróg oddechowych przebiegają podobnie w dużych oskrzelach i w obwodowych drogach oddechowych. Nacieki kwasochłonne sięgają aż do pęcherzyków płucnych (48), a stopień odkładania kolagenu w okolicy pod błoną podstawną jest podobny w dużych jak i małych oskrzelach (43).

Choć od dawna istnieje podział na astmę atopową i nieatopową (określane na podstawie wyników testów skórnych oraz IgE) to zmiany zachodzące w drogach oddechowych w obu jednostkach nie różnią się zasadniczo między sobą (40, 57). Intensywność procesu chorobowego koreluje z liczbą komórek kwasochłonnych naciekających ściany oskrzeli jak również tych obecnych w wydzielinie oskrzelowej lub materiale z płukania oskrzelowo-pęcherzykowego (30). Natomiast ciężkość astmy nie jest już tak ewidentna w powiązaniu z włóknieniem ścian oskrzeli ( remodellingiem) (10, 16, 69, 82).

Zmiany zachodzące w ścianach dróg oddechowych, a zwłaszcza pojawienie się nacieków kwasochłonnych nie jest swoista dla astmy oskrzelowej. Nacieki takie spotyka się w przewlekłym zapaleniu oskrzeli, w przewlekłej obturacyjnej chorobie płuc i w innych zapalnych schorzeniach układu oddechowego, a także u chorych na alergiczny nieżyt nosa bez współistniejącej astmy oskrzelowej (26, 49). Również przerost warstwy mięśniowej nie jest spotykany tylko w astmie, ale również jest postrzegana w przewlekłym zapaleniu oskrzeli (76). Nacieki te różnicuje pojawienie się w astmie komórek CD4+, natomiast w pozostałych schorzeniach dominują limfocyty CD8+ (76) (ryc. 1).

Astma oskrzelowa jest schorzeniem, charakteryzującym się złożonymi mechanizmami patofizjologicznymi, wywołanymi interakcjami zachodzącymi między wieloma komórkami zapalnymi, a komórkami nabłonka oddechowego. Objawy kliniczne astmy – duszność, świszczący oddech, kaszel – odzwierciedlają złożoność procesów zachodzących w drogach oddechowych. Jak już wspomniano kluczowym elementem astmy jest proces zapalny zachodzący w oskrzelach. Proces ten to skutek interakcji wielu komórek ze sobą. Wiele prac badawczych miało na celu określenie komórki pełniącej rolę głównego dyrygenta całej reakcji zapalnej. Kandydatami były: mastocyt, eozynofile, komórka nabłonkowa dróg oddechowych, oraz limfocyt T CD4+. Obecnie oraz więcej dowodów przemawia za tezą, że to limfocyt T CD4+ jest tym dyrygentem (ryc. 2).

W okresie ostatnich 10 lat udowodniono, że zjawiska immunologiczne zachodzące w ścianie oskrzeli są odpowiedzialne za objawy kliniczne astmy oskrzelowej. To alergiczne zapalenie rozpoczyna się z chwilą zetknięcia się alergenu powietrznopochodnego z komórkami prezentującymi antygen – komórkami dendrytycznymi i makrofagami. W zależności od rodzaju cytokin, które oddziaływują w tym momencie na limfocyt dziewiczy wytwarzane są różne klasy efektorowych limfocytów T (Th2, Th1) (ryc. 2). Źródłem tych różnic mogą być: zachowanie się samych limfocytów T, komórek prezentujących antygen, komórek nabłonka oddechowego, mastocytów, eozynofilii, makrofagów, a nawet miofibroblastów i komórek mięśni gładkich. Na ukierunkowanie odpowiedzi mają również wpływ współistniejące zakażenia wirusami i bakteriami, jak również charakter samych alergenów. Cytokiny wytwarzane przez komórki Th1 i Th2 różnią się. Tylko cytokiny Th2 (IL-3, IL-4, IL-5, IL-6, IL-9, IL-10 i IL-13) są związane z reakcjami zapalnymi charakterystycznymi dla astmy oskrzelowej. Cytokiny komórek Th1 wyhamowują reakcje zapalne alergiczne w drogach oddechowych (INF-γ i IL-12) (ryc. 2).

Spośród komórek prezentujących antygen – komórki nabłonka oddechowego, makrofagi, komórki dendrytyczne (zwane komórkami Langerhansa) – to te ostatnie wydają się najważniejsze. One to najsilniej indukują proces zapalny w drogach oddechowych. Znajdują się w jak i pod nabłonkiem oddechowym tak, aby jak najszybciej spełnić rolę komórki prezentującej antygen (52). Liczba ich jest podwyższona w astmie oskrzelowej. Mają one zdolność syntezowania, krytycznych dla komórek CD4+, IL-12, prostaglandyny E₂ oraz IL-10.

Odpowiedź immunologiczną w astmie skrzelowej charakteryzuje obecność limfocytów CD4+ w nabłonku oddechowym jak również w warstwie podśluzówkowej (39). Komórki te kumulują się w płucach pod wpływem rozmaitych czynników, głównie IL-16. Wszystkie cytokiny są ważne w patogenezie astmy oskrzelowej jednak wydaje się, że dwie spośród nich pełnią najważniejszą rolę – IL-4 i IL-13. IL-4 jest odpowiedzialna za zmianę rodzaju produkowanych immunoglobulin przez limfocyty B z IgG1,IgG2,IgG3 i IgM w kierunku IgE i IgG4 oraz za zmianę fenotypu limfocytów Th0 w kierunku Th2. IL-13 może stymulować syntezę IgE, ale ważniejsza jej rola to mediacja nadreaktywności oskrzeli, hiperplazji komórek kubkowych i eozynofilii oskrzelowej (31, 94, 103).

Spośród pozostałych cytokin dość istotne są IL-12 i IL-10. IL-10 syntetyzowana jest nie tylko przez komórki Th2, ale również przez komórki nabłonka oddechowego i makrofagi. IL-10 reguluje alergiczne zapalenie dróg oddechowych poprzez swój wpływ na komórki dendrytyczne (17).

Nabłonek dróg oddechowych poza funkcją ochronną a także udziałem w mechanizmach obronnych (transport śluzowo-rzęskowy) pełni szereg dość istotnych funkcji. Komórki nabłonka uczestniczą w lokalnych reakcjach immunologicznych. Pod wpływem różnych bodźców posiadają zdolność wytwarzania pozapalnych mediatorów oraz protein. Efektem, czego jest modelowanie reakcji zapalnej na poziomie nabłonka (73, 77). Uwalniane czynniki mają różnorodny wpływ na organizm m.in. działają jako czynniki chemotaktyczne dla krążących leukocytów, regulują napięcie mięśni oskrzeli, regulują wydzielanie śluzu przez gruczoły w drogach oddechowych (37).

Makrofagi oprócz nieswoistych funkcji obronnych realizowanych między innymi poprzez zjawisko fagocytozy, uczestniczą w zapoczątkowaniu i podtrzymywaniu procesu zapalnego wywołanego przez alergen. Makrofagi pełnią aktywną rolę w swoistych procesach immunologicznych jako komórki przygotowujące antygen, ściśle współpracują z limfocytami, mają wpływ na chemotaksję i aktywność granulocytów obojętnochłonnych, a także zdolność uwalniania wielu substancji o właściwościach mediatorów zapalenia. Zaliczają się do nich wolne rodniki tlenowe, enzymy proteolityczne, antyproteazy, hormony polipeptydowe, lipidy bioaktywne (PAF, leukotrieny, prostaglandyny) (65, 93).

Makrofagi umiejscowione w obrębie miąższu płucnego można podzielić na makrofagi pęcherzyków płucnych, makrofagi dróg oddechowych, makrofagi tkanki śródmiąższowej i makrofagi w naczyniach włosowatych łożyska płucnego. Najlepiej poznane ze względu na łatwą technikę uzyskania za pomocą płukania oskrzelowo-pęcherzykowego, są makrofagi pęcherzyków płucnych.

Na powierzchni makrofagów znajdują się receptory umożliwiające im interakcję ze środowiskiem. Ze względu na właściwości można je podzielić na immunologiczne i nieimmunologiczne. Do immunologicznych zaliczają się receptory dla fragmentów Fc immunoglobulin, receptory dla składników dopełniacza, a także receptory głównego układu zgodności tkankowej klasy II. Obecność receptorów dla fragmentów Fc immunoglobulin, a także składnika dopełniacza C3b umożliwia makrofagom proces fagocytozy. Oprócz receptorów określanych jako immunologiczne, makrofagi posiadają także wiele receptorów nieimmunologicznych potwierdzających wielokierunkowy wpływ tych komórek na homeostazę organizmu.

Receptory układu zgodności tkankowej klasy II umożliwiają makrofagom prezentację antygenów limfocytom T. Limfocyty T swoiście wiążące epitopy alergenów uwalniają cytokiny, między innymi TNF-α, pobudzając w ten sposób inne funkcje makrofagów. Makrofagi odgrywają szczególnie dużą rolę w prezentacji antygenów pochodzących z dużych cząstek lub bakterii, czego nie potrafią inne komórki mające zdolność prezentacji antygenów, tj. limfocyty B czy komórki dendrytyczne.

Bardzo istotny jest wpływ makrofagów na granulocyty, a przede wszystkim na eozynofile poprzez wydzielane mediatory. Produkowany między innymi przez makrofagi GM-CSF stymuluje dojrzewanie i różnicowanie granulocytów, pobudza eozynofile do produkcji LTC4 i PAF, a także zwiększa uwalnianie histaminy z bazofilów. Współpracując z limfocytami, uczestniczą aktywnie w swoistej odpowiedzi immunologicznej. Aktywowane limfocyty T wydzielają natomiast IL-4, która między innymi posiada zdolność zwiększania ekspresji Fc-Σ-RII na makrofagach. Ponadto makrofagi wraz z płytkami i limfocytami syntetyzują i wydzielają grupę substancji określanych jako czynniki uwalniające histaminę. Komórki te mogą także bezpośrednio wpływać na kurczliwość mięśni gładkich poprzez uwalnianie prostanoidów.

Alergiczne reakcje typu I są bardzo istotne w zaostrzeniach astmy oskrzelowej. To one odpowiedzialne są za utrzymywanie się przewlekłego stanu zapalnego w drogach oddechowych. W reakcjach tych na skutek połączenia IgE z receptorem komórki tucznej lub bazofila dochodzi do uwalniania szeregu bardzo aktywnych substancji – histaminy, tryptazy, chymazy, leukotrienów, czynników płytkowych, oraz IL-4, IL-5, TNF-α. Wszystkie te czynniki są odpowiedzialne za nadmierne wydzielanie śluzu oraz zjawisko nadreaktywności oskrzeli, aktywację fibroblastów, degradację neuropeptydów, IgE zależną aktywację mastocytów i bazofili. Razem stanowią części składowe wczesnej i późnej reakcji astmatycznej na wdychany alergen (24).

Wśród komórek migrujących za istotne w rozwoju astmy uważa się krwinki kwasochłonne. Po aktywacji komórek znajdujących się w drogach oddechowych, zwłaszcza komórek tucznych, makrofagów oraz komórek nabłonkowych dochodzi do napływu eozynofili, jak również pozostałych komórek zapalnych granulocytów kwasochłonnych, zasadochłonnych, granulocytów obojętnochłonnych i płytek krwi.

Rola eozynofilów w reakcjach alergicznych w dalszym ciągu nie jest do końca wyjaśniona. Eozynofile powstają w szpiku, osiągają pełną dojrzałość w ciągu 5-6 dni. Za proliferację, zróżnicowanie eozynofilów odpowiedzialne są GM-CSF i IL-5, które mają wpływ na rozwój oraz przedłużanie żywotności eozynofilów. Liczba eozynofilów we krwi jest kilkusetkrotnie mniejsza niż w tkance łącznej. Szczególnie dużo tych komórek spotyka się w tkankach objętych procesem zapalnym o podłożu alergicznym (29).

Można wyróżnić dwie postacie eozynofilów hypodensyjne (lekkie) i normodensyjne, odzwierciedlające prawdopodobnie stan aktywacji tych komórek. Te pierwsze uznawane są za aktywowane, te drugie – za spoczynkowe. Lekkie eozynofile mają mniej ziaren w cytoplazmie, ale więcej receptorów dla składników dopełniacza i dla IgE. U zdrowych osób lekkie eozynofile stanowią ok. 10% eozynofilów, u astmatyków odsetek ten może sięgać 30-60% (100).

Mediatory wydzielone przez eozynofile można podzielić na 3 grupy: mediatory ziaren, mediatory błony komórkowej i mediatory produkowane i uwolnione podczas aktywacji. Są nimi wydzielane przez te komórki MBP (major basic protein), ECF (eosinophil cathionic protein), EDN (eosinophil derived neurotoxin) i EPO (eosinophil peroxidase) powodujące uszkodzenie i złuszczenie nabłonka oskrzeli oraz zatrzymanie ruchu rzęsek.

Od dawna uważa się, że liczba eozynofilów we krwi i w tkankach wzrasta w przebiegu astmy oskrzelowej. Za zjawisko to odpowiedzialne są różne czynniki, działające chemotaktycznie lub aktywująco. Można wśród nich wyróżnić: ECF-A wydzielany przez komórki tuczne ( eosinophil chemotactic factor of anaphylaxis), GM-CSF ( granulocyte- macrophage colony stimulating factor), IL-5, IL-2 i IL-3 wydzielane przez limfocyty, TNF wydzielany przez makrofagi.

W miejscu reakcji alergicznych eozynofile mogą swoiście uczestniczyć w toczącym się procesie zapalnym. Dzieje się tak dzięki obecności na ich powierzchni receptorów FcER II. FcER może indukować fagocytozę cząsteczek opłaszczonych przeciwciałami IgE, ale nie jest to prawdopodobnie jego główna funkcja. W wyniku proteolizy może być on uwolniony w formie rozpuszczalnej do środowiska. Sam FcER II ma właściwości autoproteolityczne. Podwyższony poziom IgE w środowisku zwiększa gęstość występowania FcER II na komórkach. Nie wynika to jednak ze zwiększonej syntezy tego receptora, lecz prawdopodobnie jest następstwem przyłączenia się IgE do Fc RII i hamowania proteolizy uwalniającej go do środowiska. FcER II bierze udział w aktywacji odpowiedzi humoralnej w zakresie przeciwciał IgE i prawdopodobnie aktywuje limfocyty B. Istnieją dwie odmiany tego receptora: FcERII i FcERI i b. Pierwszy występuje tylko na limfocytach B, a drugi na monocytach i eozynofilach oraz na limfocytach B pobudzonych przez IL-4. Różnią się one w odcinku cytoplazmatycznym.

Można założyć, że przy niewielkim narażeniu na alergen „przyciąganie” w miejscu objętym reakcją zapalną jest do pewnego stopnia przypadkowe i może mieć charakter korzystny. Eozynofile są w stanie fagocytować kompleksy immunologiczne, mogą inaktywować mediatory np. histaminę, leukotrieny. Natomiast w przypadku masywnego i długotrwałego narażenia na alergeny mogą stać się komórkami współuczestniczącymi w procesie destrukcji tkanek. Uszkodzenie tkanek w przebiegu astmy jest w dużej mierze związane z działaniem uwolnionych mediatorów.

Eozynofile mogą odgrywać w przebiegu astmy oskrzelowej rolę korzystną, obojętną lub szkodliwą. Zależy to nie tylko od czasu trwania narażenia na alergen, ale także od „jakości” bodźca, czego dowodem jest różne zachowanie się eozynofilii w zależności od sygnału aktywującego.

W ostatnich latach pojawiają się doniesienia na temat roli neutrofili w astmie oskrzelowej. Choć ich liczba w świetle dróg oddechowych oraz w ścianach dróg oddechowych nie jest podwyższona, to jednak istnieją populacje chorych na astmę, u których stwierdzamy podwyższony odsetek tych komórek. Zwłaszcza dotyczy to chorych, u których stwierdzamy astmę o bardzo ciężkim przebiegu (42, 100).

Drogi oddechowe są bogato unerwione. Wewnątrzścienny układ nerwowy stanowiący element układu autonomicznego składa się ze zwojów, komórek i włókien nerwowych. Receptory czuciowe generujące sygnały dla nerwów są określone zbiorczo jako receptory kaszlu. Wyróżnia się receptory włókien C, receptory wrażliwe na bodźce drażniące ( irritant receptors), receptory szybko adaptujące ( RAR – rapidly adapting receptors) i mięśniowe receptory wolno adaptujące ( SAR – slowly adapting receptors).

Oprócz generowania sygnałów aferentnych, autonomiczne zakończenia czuciowe w trakcie stymulacji wydzielają neuropeptydy NANC ( nonadrenergic noncholinergic), które wpływają na czynność mięśni gładkich oskrzeli, wytwarzanie śluzu przez gruczoły podśluzowe oraz transport jonów przez nabłonek. W ścianie dróg oddechowych wykazano istnienie tachykinin (NKA, NKB, SP), CGRP,VIP, PHM/L. Z zakończeń nerwowych może uwalniać się też tlenek azotu. Fizjologiczna rola wewnątrzściennego układu nerwowego polega na scalaniu czynności ściany drogi oddechowej w skuteczne reakcje oczyszczające i utrzymujące drożność.

W czasie przeciążenia mechanizmów fizjologicznych stymulacja układu NANC doprowadza do wystąpienia reakcji tkankowych, określanych jako neurogenne zapalenie. Dochodzi wtedy do lokalnego przekrwienia, zwiększenia przepuszczalności naczyń krwionośnych i nabłonka oraz do aktywacji komórek odpornościowych i uwalniania innych, typowych mediatorów reakcji zapalnych. Mechanizm odruchu aksonalnego może dodatkowo powodować skurcz błony mięśniowej.

W nabłonku znajdują się też komórki neuroendokrynowe. Są to komórki neuroepitelialne. Skupienia wewnątrzbłonkowe tych komórek są nazywane ciałami neuroepitelialnymi ( neuropithelial bodies). Komórki te zawierają neuromediatory, a czasem też i neuropeptydy (serotonina, histamina, CGRP i inne).

Neuromediatory i neuropeptydy wydzielane z elementów neurohormonalnych w ścianie drogi oddechowej mogą stymulować komórki nabłonkowe, a także komórki układu odpornościowego i w ten sposób inicjować lub wzmacniać reakcje zapalne i swoiste reakcje immunologiczne. Mediatory zapalenia, limfokiny i inne czynniki aktywujące pochodzące z układu immunologicznego ze swojej strony mają działanie pobudzające na elementy nerwowe, endokrynowe i nabłonek dróg oddechowych. W pewnych sytuacjach patofizjologicznych oba układy – neuroendokrynowy i immunologiczny – mogą nawzajem się pobudzać, doprowadzając do głębokich zaburzeń procesów oczyszczania i utrzymania drożności. Jednak prawidłowo działająca „sieć cytokin” i układ NANC działają w układzie samoregulujących się sprzężeń, gdzie efekty prozapalne są równoważone przez efektywne wpływy przeciwzapalne.

W astmie oskrzelowej powyższe mechanizmy mają swoją rolę. Wykazano to na podstawie badań doświadczalnych u chorych na stmę, którzy rozwijali skurcz oskrzeli po inhalacji neurokininy A lub substancji P (44).Tachikininy te są rozkładane w nabłonku dróg oddechowych przez endopeptydazę (NEP). Wydaje, że w astmie oskrzelowej dochodzi do zaburzeń równowagi między aktywnością tachikin i endopeptydaz.

Przewlekłe procesy zapalne toczące się w układzie oddechowym u chorych na astmę oskrzelową mają swoje reperkusje w zmianach strukturalnych dróg oddechowych. Zjawisko przebudowy ścian oskrzeli ( remodelling) jest konsekwencją toczącego się przewlekłego procesu zapalnego, i obecne jest wyłącznie u chorych na astmę oskrzelową. W ścianie oskrzela dochodzi do odkładania się kolagenu, zarówno w dużych oskrzelach (drogach centralnych) jak i w małych (drogach obwodowych). To pogrubienie dróg oddechowych jest nie tylko widoczne w badaniach biopsyjnych, ale również w badaniach radiologicznych narządu oddechowego (71). Przebudowa ścian oskrzeli ma konsekwencję w postaci wzrostu unaczynienia ściany (zjawisko angiogenezy) co wraz z hiperplazją gruczołów śluzowych prowadzi do zwężenia dróg oddechowych, pojawienia się częściowo odwracalnego skurczu oskrzeli oraz nasilenia zjawiska nadreaktywności oskrzeli (14, 102).

Zjawisko przebudowy nie jest do końca poznane. Istnieje szereg teorii tłumaczących postrzegane zjawisko. Coraz więcej zwolenników ma teoria przebudowy ścian dróg oddechowych pod wpływem metaloproteinaz ( MMP – matrix metalloproteinases) zwłaszcza MMP-9 i MMP-2.

Głównymi objawami astmy oskrzelowej są świszczący oddech, kaszel i napadowa duszność. (53). Aż 90% chorych stwierdza obecność wymienionych objawów. Mogą być wywołane przez wysiłek, zimne powietrze, ekspozycję na alergen, ekspozycję na czynniki drażniące, pod wpływem emocji, ale również jako konsekwencja zakażenia wirusowego (59). Charakterystyczna cecha to znaczna zmienność objawów, zwłaszcza w nasileniu się duszności, kaszlu. Bardzo dużo chorych skarży się nie tylko na zmienność objawów, ale przede wszystkim na ich obecność w nocy (60). Pomimo tak częstego występowania tej triady objawów żaden z nich nie jest patognomiczny dla astmy oskrzelowej. Świszczący oddech spostrzegany jest u ponad 70% chorych na przewlekłą obturacyjną chorobę płuc i u 20% chorych na niewydolność krążenia. Natomiast uczucie duszności, ucisku w klatce piersiowej podaje od 60-80% chorych na POChP, oraz 50% na niewydolność krążenia (22, 59).

Obecność, lub raczej nieobecność typowych objawów spowodowało pojawienie się kilku zespołów (postaci) astmy oskrzelowej. Przykładem tego jest zespół Currao – postać kaszlowa astmy ( cough variant asthma) (58). Kaszel, bardzo częsty objaw astmy, aż u ponad 50% chorych nie jest rozpoznawany jako objaw tej choroby (41). Kaszel u chorych na astmę jest suchy, męczący, często występujący w nocy, trwający do kilku lat zanim zostanie ustalone prawidłowe rozpoznanie. Pogarsza się pod wpływem takich czynników jak zmiana temperatury, pojawienie się alergenów powietrznopochodnych, kurzu, mgły, czy zimnego powietrza. Objaw ten ustępuje po wdrożeniu leków przeciwastmatycznych.

Nadmierne odkrztuszanie gęstej lepkiej wydzieliny jest bardzo częstym objawem astmy oskrzelowej. W takich przypadkach bardzo często rozpoznaje się nawrotowe przewlekłe spastyczne zapalenie oskrzeli, gdy tymczasem mamy do czynienia po prostu z astmą oskrzelową. Nadmierne odkrztuszanie spowodowane jest wspomnianym już wcześniej przerostem warstwy gruczołowej w drogach oddechowych oraz nadmiernym wydzielaniem mucyn. W rozpoznaniu różnicowym bardzo pomaga dokładnie zebrany wywiad lekarski i charakterystyczne dla astmy cechy.

Najbardziej charakterystycznym objawem fizykalnym astmy jest obecność świstów wydechowych spowodowanych turbulentnym przepływem powietrza przez obwodowe drogi oddechowe. Nieobecność tego objawu nie oznacza braku obturacji. Świsty, jak wspomniano, spowodowane są przez turbulentny przepływ powietrza, a ten wymaga wysiłku. Chory, zmęczony, przedłużającym się napadem astmy, osłuchiwany podczas napadu duszności może nie mieć siły wygenerować przepływ turbulentny. Zatem nieobecność świstów należy bardzo ostrożnie interpretować (61). Nadmierne rozdęcie klatki piersiowej jest typowym objawem pułapki powietrznej, co również dowodzi obecności skurczu oskrzeli.

Jedynym sposobem pomiaru stopnia obturacji są badania spirometryczne (3). Badania czynnościowe obejmują ocenę krzywych przepływu (MEFV), szczytowego przepływu (PEF), jak również FEV₁. Redukcja wartości MEF nie jest swoista dla astmy, gdyż w astmie dochodzi do okresowego, przejściowego skurczu oskrzeli. Jeżeli wartości te są prawidłowe należy wykonać badania prowokacyjne – swoiste lub nieswoiste. Wykazanie u chorych podejrzanych o astmę oskrzelową nadreaktywności oskrzeli wystarcza do ustalenia rozpoznania (104). Spirometria pomaga w diagnostyce astmy, ponieważ wzrost FEV₁ o ≥12% (samoistny, po inhalacji leku rozszerzającego oskrzela) przemawia za jej rozpoznaniem. Istotną rolę w rozpoznawaniu i leczeniu astmy spełnia ocena szczytowego przepływu wydechowego (PEF) (3). Również wzrost wartości PEF o ≥15% po inhalacji leku rozszerzającego oskrzela przemawia za rozpoznaniem astmy (78). Wykazanie dobowej zmienności PEF przekraczającej 20% jest charakterystyczne dla astmy. Codzienne pomiary PEF spełniają jeszcze jedną bardzo pożyteczną rolę – pozwalają kontrolować terapię przez samego chorego.

Określenie IgE w surowicy, wykonanie testów skórnych z alergenami powietrznopochodnymi, eozynofilia we krwi obwodowej to tylko badania pomocne w ustaleniu rozpoznania astmy. Rutynowe badanie radiologiczne klatki piersiowej może wykazać nadmierne rozdęcie miąższu płucnego, wzmożony rysunek skrzelowy w dolnych płatach, ogniska niedodmy – wszystkie te cechy, często obecne, nie pozwalają na podstawie badania radiologicznego na ustalenie rozpoznania astmy.

Astma będąca tak powszechnie rozpoznawaną jednostką chorobową może być nadrozpoznawana, a należy pamiętać, że obturacja oskrzeli może być tylko objawem wchodzącym w skład całego zespołu chorobowego. Spośród najczęściej mylonych zespołów chorobowych z astmą należy wymienić POChP (tab. 1). Cechą różnicującą te jednostki jest obecność częściowej lub całkowicie odwracalnej obturacji oskrzeli (ryc. 1).

Wszystkie przypadki astmy oskrzelowej charakteryzuje obecność objawów klinicznych – kaszlu, duszności, świstów, odwracalnej obturacji i nadreaktywności oskrzeli. Można ją podzielić ze względu na etiologię, ciężkość i rodzaj obturacji. Istnieją liczne próby podziału astmy na podstawie jej etiologii, ze względu na uczulające czynniki środowiskowe. Wartość takiej klasyfikacji jest ograniczona, gdyż często nie możemy określić tego czynnika. Ciężkość astmy oskrzelowej ocenia się na podstawie objawów, zużycia sympatykomimetyków krótkodziałających (β₂-mimetyków) oraz parametrów czynnościowych (tab. 2) (3). Wykazano, że klasyfikacja ta koreluje ze zmianami zapalnymi toczącymi się w drogach oddechowych. Klasyfikacja ta jest modyfikowana, gdy chorzy są leczeni (tab. 3) (3).

Dotychczas nie znaleziono jeszcze skutecznego leku pozwalającego wyleczyć astmę oskrzelową. Niemniej leczenie chorego należy tak prowadzić, aby uzyskać pełną kontrolę procesu chorobowego. Kontrolę astmy można zdefiniować jako: obecność niewielkich przewlekłych objawów chorobowych, rzadko dochodzi do pojawienia się zaostrzeń, chory nie wymaga interwencji lekarskiej, doraźnie (niewielkie) zażywa β₂-mimetyki, nie występują ograniczenia w aktywności życiowej, dobowa zmienność PEF jest mniejsza niż 20%.

Leczenie ustala się na podstawie stopnia ciężkości astmy oraz dostępności leków przeciwastmatycznych. U większości chorych na astmę sporadyczną nie zaleca się codziennego stosowania leków. Wymagają oni jedynie stosowanych doraźnie (w razie potrzeby) β₂-mimetyków krótkodziałających. Chorych z astmą sporadyczną, u których częściej pojawiają się zaostrzenia należy leczyć jak chorych na astmę przewlekłą umiarkowaną (tab. 4). Najczęściej leczenie polega na podaniu leku przed spodziewanym wysiłkiem fizycznym lub ekspozycja na alergen. Leczenie zaostrzeń zależy od stopnia ciężkości.

Chorzy na astmę przewlekłą lekką (stopień 2) wymagają codziennego stosowania leku kontrolującego proces zapalny. Lekami preferowanymi są steroidy wziewne (tab. 5) (62). Dawka wstępna powinna wynosić 200-500 μg dipropionianu beklometazonu lub 200-400 μg budezonidu lub 100-250 μg propionianu flutikazonu w dwóch dawkach podzielonych. Alternatywne leki kontrolujące to leki przeciwleukotrienowe, preparaty teofiliny o zmodyfikowanym uwalnianiu, oraz kromony. Są one mniej skuteczne od steroidów wziewnych (3). Poza lekami kontrolującymi chory powinien mieć stały dostęp do β₂-mimetyku krótkodziałającego, którego nie powinien dostawać częściej niż 3-4 razy na dobę.

Chorzy na astmę przewlekłą umiarkowaną (stopień 3) wymagają codziennego przyjmowania leków kontrolujących proces chorobowy. Zaleca się kojarzenie steroidów wziewnych z długodziałającym β₂-mimetykiem (67, 84). Dawka steroidu winna wynosić – 200-1000 μg dipropionianu beklometazonu, lub 400-1000 μg budezonidu, lub 250-500 μg propionianu flutikazonu w dwóch dawkach podzielonych (tab. 5). Alternatywne leki kontrolujące mogą być stosowane, ale są one mniej skuteczne niż steroidy wziewne (tab. 4). Poza lekami kontrolującymi chory powinien mieć stały dostęp do β₂-mimetyku krótkodziałającego, którego nie powinien dostawać częściej niż 3-4 razy na dobę.

U chorych na astmę przewlekłą ciężką (stopień 4) leczeniem z wyboru jest stosowanie glikokortikosteroidów wziewnych w dużych dawkach (> 1000 μg beklometazonu) razem z długodziałającym β₂-mimetykiem wziewnym inhalowanym dwa razy dziennie. Niekiedy lepszą kontrolę leczenia uzyskuje się stosując steroidy w czterech dawkach w ciągu dnia (92). W razie potrzeby powinno stosować się steroid systemowy doustnie, najlepiej w jednej porcji rano. Można stosować u tych chorych steroidy w nebulizacji.

Po osiągnięciu i utrzymaniu kontroli astmy, przez co najmniej 3 miesiące należy spróbować powolnego zmniejszania dawki dobowej steroidów wziewnych w celu ustalenia dawki podtrzymującej wystarczającej do utrzymywania optymalnej kontroli procesu chorobowego. Dawkę steroidu zmniejsza się, o 25% co 3 miesiące. W okresie zmniejszania dawki leków chory musi pozostawać pod stałą kontrolą lekarską. Po zmniejszeniu dawki steroidu do minimalnej, można odstawić inne leki, w tym β₂-mimetyki.

Astma jest istotną przyczyną rosnących kosztów pośrednich i bezpośrednich w opiece zdrowotnej. Ponadto jesteśmy świadkami rosnących wskaźników zachorowalności, ale również śmiertelności nie tylko w krajach Trzeciego Świata, ale również tych najbogatszych. Jest to schorzenie wynikające z zaburzeń immunologicznych, na występowanie, których oddziaływują liczne czynniki, w tym genetyczne, jak również zakażenia wirusowe. Jak najszybsze prawidłowo ustalone rozpoznanie, ocena ciężkości procesu chorobowego, opracowanie schematu leczenia, a następnie kontrolowanie tego leczenia to obecnie podstawa dobrej praktyki lekarskiej.