Patogeneza astmy zawodowej – mechanizmy choroby

Astma zawodowa stanowi jedną z najczęstszych chorób zawodowych układu oddechowego w krajach uprzemysłowionych. Jej patogeneza jest złożona i obejmuje różnorodne mechanizmy prowadzące do rozwoju przewlekłego stanu zapalnego dróg oddechowych, nadreaktywności oskrzeli oraz charakterystycznych objawów astmy¹.

Podstawowe mechanizmy patogenetyczne

Patogeneza astmy zawodowej opiera się na dwóch głównych mechanizmach: immunologicznym i nieimmunologicznym. Mechanizm immunologiczny obejmuje reakcje zależne od immunoglobulin E (IgE) oraz niezależne od IgE, które rozwijają się po okresie utajonej sensityzacji¹². Mechanizm nieimmunologiczny, zwany także zespołem reaktywnej dysfunkcji dróg oddechowych (RADS), występuje bez okresu utajonego i jest związany z bezpośrednim działaniem drażniącym substancji².

Przewlekła nieodwracalna obturacja przepływu powietrza obserwowana u niektórych pracowników z astmą zawodową wiąże się z przebudową dróg oddechowych. Zmiany odzwierciedlające przebudowę obejmują utratę komórek nabłonka rzęskowego, zwiększone wydzielanie śluzu przez komórki kubkowe, pogrubienie błony podstawnej wskutek włóknienia podnabłonkowego z aktywacją fibroblastów i miofibroblastów oraz przerost komórek mięśni gładkich dróg oddechowych³.

Mechanizmy immunologiczne

Specyficzna sensityzacja za pośrednictwem IgE do antygenu miejsca pracy stanowi przyczynę 90% przypadków astmy zawodowej³. W reakcjach nadwrażliwości typu I zależnych od IgE, przeciwciała IgE wiążą się i tworzą mostki z receptorami komórek tucznych, prowadząc do degranulacji i uwolnienia mediatorów, które wywołują reakcje astmatyczne u podatnych osób³.

Substancje o wysokiej masie cząsteczkowej (HMW) działają jako kompletne antygeny i indukują produkcję swoistych przeciwciał IgE, podczas gdy substancje o niskiej masie cząsteczkowej (LMW) działają jako hapteny i wiążą się z białkami, tworząc funkcjonalne antygeny⁴. Po krzyżowym wiązaniu IgE przez antygen, komórki tuczne uwalniają histaminę, prostaglandyny i cysteinyloleukotrieny⁴ Zobacz więcej: Mechanizmy immunologiczne astmy zawodowej.

Alternatywne mechanizmy patogenetyczne

Główną cechą przewlekłej astmy zawodowej wywołanej przez prototypowy chemiczny sensybilizator o niskiej masie cząsteczkowej, diizocyjanian toluenu (TDI), jest stan zapalny dróg oddechowych⁵. Warto zauważyć, że pomimo faktu, iż swoiste IgE jest wykrywalne tylko u mniejszości przypadków astmy wywołanej diizocyjanianami, zmiany histopatologiczne są nieodróżnialne od tych obserwowanych u osób z astmą alergiczną⁵.

Zaproponowano alternatywne mechanizmy wyjaśniające chemicznie indukowaną astmę zawodową. Postulowano odporność komórkową lub nadwrażliwość typu opóźnionego jako możliwy mechanizm astmy izocyjanianowej, jednak brakuje dowodów naukowych na tę hipotezę⁵. Nieadaptacyjne odpowiedzi immunologiczne mogą odgrywać rolę w chemicznie indukowanej astmie zawodowej – izocyjaniany mogą mieć wewnętrzne działania prowadzące do produkcji prozapalnych cytokin⁵ Zobacz więcej: Mechanizmy nieimmunologiczne astmy zawodowej.

Rola nabłonka dróg oddechowych

Chociaż układ oddechowy był przedmiotem większości badań nad astmą zawodową, gromadzą się dowody, że skóra może również odgrywać ważną rolę w patogenezie, jako droga narażenia inicjująca sensityzację immunologiczną⁶. Sugeruje się, że chociaż układ immunologiczny wyraźnie odgrywa ważną rolę w astmie zawodowej, ta odpowiedź może być zjawiskiem wtórnym, a nie podstawową przyczyną choroby⁶.

Nabłonek dróg oddechowych stanowi granicę między środowiskiem wewnętrznym płuc a środowiskiem zewnętrznym⁶. Postuluje się, że gdy uszkodzenie nabłonka i jego naprawa stają się przewlekłym cyklem, struktura ściany dróg oddechowych może ulec przebudowie, co dodatkowo zwiększa możliwości penetracji tkanek przez alergeny, toksyny i wirusy⁷.

Stres oksydacyjny i mechanizmy obronne

Wiele związków powodujących astmę zawodową jest cytotoksycznych w stosunkowo niskich dawkach, w tym chemikalia o niskiej masie cząsteczkowej: izocyjaniany, bezwodniki kwasowe, akrylany i niektóre metale⁷. Liczne różne badania dostarczają dowodów na zwiększony stres oksydacyjny podczas astmy, zarówno lokalnie w drogach oddechowych, jak i ogólnoustrojowo⁷.

Tiole, szczególnie glutation, odgrywają główną rolę w ochronie dróg oddechowych przed uszkodzeniem oksydacyjnym⁷. Ściana dróg oddechowych jest przeplatana włóknami neuronów, z których niektóre przechodzą przez błonę podstawną, docierając do warstwy komórek nabłonka, gdzie wykrywają sygnały zewnętrzne poprzez specyficzne receptory i wydzielają czynniki zdolne do wywołania stanu zapalnego i skurczu oskrzeli⁷.

Czynniki genetyczne i wieloczynnikowa natura choroby

Zespoły astmy zawodowej, podobnie jak astma niezawodowa, są prawdopodobnie zaburzeniami poligenicznymi⁸. Identyfikacja specyficznych genów przyczyniających się do astmy zawodowej jest trudna, ponieważ populacje badane są stosunkowo mniejsze niż te potrzebne do badań asocjacyjnych genetycznych⁸.

Znaczenie kliniczne i terapeutyczne

Kliniczne postępowanie z pacjentami z astmą zawodową zależy od zrozumienia wieloczynnikowych mechanizmów patogenetycznych, które mogą przyczyniać się do tej choroby⁸. Astma zawodowa, podobnie jak astma niezawodowa, jest prawdopodobnie wynikiem wielokrotnych wpływów genetycznych, środowiskowych i behawioralnych⁹. Czynniki środowiskowe, które mogą wpływać na inicjację astmy zawodowej, obejmują wewnętrzne charakterystyki czynników sprawczych oraz wpływ poziomu i drogi narażenia w miejscu pracy⁹.