التغييرات المرئية والخلوية والجزيئية والوظيفية في رئة المدخن
يتذكر العديد من الناس أنهم سمعوا عن الفرق بين رئتين للمدخنين والرئتين الصحيتين في المدرسة. قد تتذكر حتى الملصقات التي تصور الرئتين السوداء القبيحة للأشخاص الذين يدخنون. هل هذا يحدث حقا؟ ماذا يفعل دخان السجائر فعلاً للرئتين؟
الاختلافات بين الرئتين المدخن والرئتين صحيتين عاديتين
لكي نفهم حقيقة تأثير دخان التبغ على الرئتين ، نحتاج إلى إلقاء نظرة على كل من التشريح ـ كيف يتغير مظهر الرئتين ، ووظائف الأعضاء ـ كيف تختلف وظائف رئة المدخنين عن تلك الموجودة في الرئة السليمة.
لكننا نريد أن نحفر أعمق من ذلك. كيف تبدو رئة المدخن وكأنها تبدأ بالتغييرات التي يمكن أن تراها بالعين المجردة ، وصولاً إلى التغيرات الوراثية الصغيرة جدًا حتى يمكن رؤيتها تحت المجهر؟
الملصقات التي تحدثنا عنها من قبل لم تكذب. دعونا نبدأ بما قد تراه إذا كنت تستطيع النظر إلى الرئتين الكاملتين المعرضتين للتبغ.
كيف تبدو مدخنة الرئة؟
الصورة أعلاه بصراحة ما تبدو رئتي المدخن مدى الحياة على الفحص البصري بالعين المجردة. من المهم أن نذكر أنه ليس كل الرئتين السوديتين مرتبطتان بدخان التبغ. قد تسبب المخرشات الأخرى التي يمكن استنشاقها ظهور هذا المظهر أيضًا ، مثل مرض الرئة السوداء الذي يُرى أحيانًا في مناجم الفحم. ومع ذلك ، من السهل جدًا معرفة ما إذا كنت تبحث عن مجموعة من الرئتين ، سواء كان الشخص يدخن أثناء حياته أم لا.
من أين يأتي اللون الأسود أو البني؟ عند استنشاق دخان السجائر ، هناك الآلاف من الجزيئات الدقيقة التي تعتمد على الكربون والتي يتم استنشاقها.
لدى أجسامنا طريقة خاصة للتعامل مع هذه الجسيمات لإخراجها من الطريق إن شئت.
بمجرد استنشاق نفخة من دخان السجائر يتم تنبيه جسمك إلى حقيقة أن الجسيمات السامة قد غزت. تندفع الخلايا الالتهابية إلى مكان الحادث. يمكن اعتبار أحد أنواع خلايا الدم البيضاء التي تسمى البلاعم macrophages بأنها "شاحنات لجمع القمامة" في أجهزة المناعة لدينا. أما "الماكولات" ، بشكل أساسي ، "تأكل" الجسيمات السوداء البنية البنية في دخان السجائر في عملية تسمى البلعمة.
بما أن هذه الجسيمات يمكن أن تكون ضارة حتى لخلايا شاحنة القمامة ، فإنها تكون مسورة في حويصلات صغيرة وتخزينها كنفايات سامة. وهناك يجلسون. كلما زاد عدد البلاعم التي تحتوي على حطام في الرئتين والعقد اللمفاوية داخل الصدر ، تظهر الرئتين أكثر قتامة.
رئة المدخن على المستوى الخلوي
وإذا أخذنا التنحى في الحجم وننظر إلى الرئتين عن كثب ، فقد تم العثور على عدد متزايد من الإصابات المتعلقة بالتبغ. تحت المجهر ، تصبح الخلايا والأنسجة المحيطة مرئية كمدينة مجهزة بشكل جيد ، ولكن المدينة التي تعصف بها سحابة الدخان السامة التي انزلقت عليها.
أهداب: الأهداب هي الزوائد الصغيرة التي تشبه الشعر التي تبطن الشعب الهوائية ، والقصبات الصغيرة. وظيفة الأهداب هي التقاط المواد الغريبة التي تجد طريقها إلى الشعب الهوائية وتدفعها من الرئتين إلى الحلق بطريقة تشبه الموجة الهوائية. من الحلق ، يمكن ابتلع هذه المادة وتدميرها بواسطة أحماض المعدة.
ولسوء الحظ ، فإن السموم في دخان السجائر مثل الأكرولين والفورمالدهيد تشل هذه الأهداب الصغيرة بحيث لا تستطيع أداء وظيفتها. وينتج عن ذلك سموم أخرى (أكثر من 70 منها مسرطنة) وتُركت الكائنات المعدية داخل الرئتين حيث يمكن أن تحدث ضررًا على المستوى الخلوي وعلى المستوى الجزيئي ، مما يؤدي بدوره إلى الإصابة بالسرطان وأمراض أخرى.
المخاط: الخلايا الالتهابية التي يتم رسمها في المشهد في المجاري الهوائية تفرز المخاط استجابة للمواد الكيميائية الضارة في دخان السجائر . يمكن لهذا المخاط أن يحد من كمية الهواء الغني بالأكسجين الذي يصل إلى أصغر مجرى الهواء حيث يتم تبادل الغازات. يمكن أن يوفر المخاط أيضا تربة خصبة لتغذية البكتيريا الضارة.
الخطوط الجوية: تحت المجهر ، يمكن أن تبدو الخطوط الجوية ممتدة - مثل المرونة في زوج قديم من السراويل القصيرة. هذا الانخفاض في المرونة الناتجة عن مكونات دخان التبغ له تداعيات وظيفية هامة أيضًا (تمت مناقشته لاحقًا).
الحويصلات الهوائية: الحويصلات الهوائية هي أصغر الممرات الهوائية والوجهة النهائية للأكسجين المستندة إلى الرئة والتي نتنفسها.
تحتوي هذه الحويصلات على الإيلاستين والكولاجين الذي يسمح لهم بالتوسع بالإلهام والتخلص من الإنقراض. إجمالاً ، تبلغ المساحة السطحية للحويصلات الخاصة بك حوالي 70 متر مربع ، وإذا قمت بوضعها بشكل مسطح ووضعتها نهاية إلى نهايتها فسوف تغطي ملعبًا للتنس.
تدمر السموم في دخان السجائر هذه الهياكل الصغيرة بطرق قليلة. من السهل أن تتسبب السموم في تلف الجدران الرقيقة مما يؤدي إلى تمزقها. كما يضر دخان السجائر الحويصلات التي تبقى سليمة ، مما يقلل من قدرتها على التوسع والتقلص.
الأضرار التي لحقت الحويصلات هي مشكلة دائمة. ومع تلف المزيد من الحويصلات الهوائية ، يكون هناك المزيد من اصطياد الهواء في الحويصلات الهوائية (لا يمكن نفخ الهواء) مما يؤدي إلى تمدد وتمزق المزيد من الحويصلات الهوائية. بشكل عام ، يجب أن تتضرر نسبة كبيرة من الحويصلات الهوائية قبل ظهور الأعراض - نقص الأوكسجين بسبب نقص الأكسجين اللازم للتبادل. وتناقش مشاكل في تبادل الأوكسجين بين الحويصلات الهوائية والشعيرات الدموية مزيد من تحت وظيفة.
الشعيرات الدموية: على المستوى الخلوي ، ليس مجرد أنسجة الرئة تالفة. أضرار أصغر من الأوعية الدموية ، والشعيرات الدموية ، التي ترتبط ارتباطا وثيقا مع أصغر الممرات الهوائية تضررت أيضا بسبب دخان التبغ. مثلما يمكن أن يتسبب التدخين في تلف الأوعية الدموية الكبيرة (التي يمكن أن تؤدي في النهاية إلى حدوث أزمات قلبية) ، يمكن أن يسبب تندب وتكثيف الجدران الشعرية في الرئتين - جدران يحتاج إليها الأكسجين من أجل الدمج مع الهيموغلوبين في خلايا الدم الحمراء ليتم نقلها من الرئتين إلى بقية الجسم.
رئة المدخن على المستوى الجزيئي: علم الوراثة والتخلق الوراثي
لكي نفهم حقاً كيف يتسبب التدخين في بعض أمراض الرئة مثل سرطان الرئة ، نحتاج إلى النظر أعمق داخل الخلايا إلى المستوى الجزيئي. هذا هو المستوى الذي لا نستطيع رؤيته مباشرة من خلال المجهر.
في نواة كل من خلايا الرئة لدينا تعيش الحمض النووي الخاص بنا - مخطط الخلية. يحتوي هذا الحمض النووي على تعليمات لصنع كل البروتين اللازم للخلية كي تنمو ، وتعمل ، وترمم نفسها ، وتخبر الخلية بأنها قد حان وقت الموت عندما تصبح قديمة أو تالفة.
قد تكون سمعت أن سلسلة من الطفرات في الخلية مسؤولة عن العلاقة بين سرطان الرئة والتدخين ، لكن العديد من الطفرات عادة ما تأخذ قبل أن تصبح الخلية سرطانية. في الواقع ، هناك عادة آلاف الطفرات في خلية رئة واحدة معرضة للتبغ.
ترمز بعض الجينات في خلايا الرئة إلى بروتينات مسؤولة عن نمو الخلية وتقسيمها. نوع واحد من الجينات يسمى الجينات المسببة للجلد ، مما يجعل الخلايا تنمو وتنقسم (حتى عندما لا ينبغي لها ذلك). جينات أخرى ، تسمى الجينات الكابتة للورم ، رمز للبروتينات التي تقوم بإصلاح الحمض النووي التالف أو القضاء على الخلايا التالفة التي لا يمكن إصلاحها.
تم العثور على العديد من المكونات في دخان السجائر تسبب طفرات (وهي مسببة للسرطان) ولكن الدراسات أظهرت حتى الطرق التي يسبب التبغ على وجه التحديد الضرر الذي قد يؤدي إلى السرطان. على سبيل المثال ، تسبب بعض المواد المسرطنة للتبغ طفرات في الجين p53 ، وهو جين موانع الورم الذي يرمّز البروتينات التي تقوم بإصلاح الخلايا التالفة أو القضاء عليها حتى لا تولد خلية سرطانية.
وأخيراً ، بالإضافة إلى التغيرات الجينية التي يسببها التدخين ، يمكن للتبغ أن يسبب تغيرات "جينية" في خلايا الرئة أيضًا. تشير التغيرات الوراثية اللاجينية إلى التغيرات الفعلية في الحمض النووي للخلية ، ولكن الطريقة التي يتم التعبير عنها الجينات.
حقائق عن وظيفة الرئتين المدخنات مقابل الرئة سليمة: علم وظائف الأعضاء
كما أن هناك العديد من التغييرات التي تحدث هيكليا في رئتي شخص يدخن ، هناك العديد من التغييرات التي تحدث على المستوى الوظيفي كذلك. إن اختبارات وظائف الرئة التي تقارن أولئك الذين يدخنون مع أولئك الذين لا يدخنون غالباً ما تظهر تغييرات مبكرة جداً ، حتى في المراهقين الذين يدخنون ، وقبل وقت طويل من ظهور أي أعراض.
سعة الرئة في رئة المدخن مقابل الرئة الصحية
يتم تقليل إجمالي سعة الرئة ، أو إجمالي كمية الهواء التي تستنشقها لأخذ نفس أعمق نفس ممكن عن طريق التدخين بعدة طرق. يمكن أن يؤدي التدخين إلى إلحاق أضرار بالعضلات الموجودة في الصدر مما يقلل من التوسع اللازم لأخذ نفس عميق. وبالمثل تتأثر مرونة العضلات الملساء في المجاري التنفسية ، ويمكن أن تقيد كمية الهواء المنفوخ أيضًا ، بالإضافة إلى فقدان المرونة. وعلى المستوى المجهري ، عندما تكون حويصلات أقل ، أو لا يستطيع الهواء الوصول إلى الحويصلات الهوائية ، يتأثر أيضًا مقدار التنفس. كل هذه القوى تعمل معا لتقليل قدرة الرئة.
بالإضافة إلى قدرة الرئة ، يؤدي التدخين إلى صعوبة في زفير ثاني أكسيد الكربون الذي يتم نقله من الشعيرات الدموية في الرئتين إلى الحويصلات الهوائية. كما لوحظ أعلاه ، فإن انخفاض مرونة المسالك الهوائية الكبيرة وانخفاض ارتداد الحويصلات الهوائية يؤدي إلى اصطياد الهواء. هذا يؤدي إلى انخفاض في حجم الزفير القسري.
الحمد لله ، وقد لاحظ الباحثون أن واحدة من فوائد الإقلاع عن التدخين الذي يحدث بعد أسبوعين فقط هو زيادة في كل من سعة الرئة وحجم الزفير.
تبادل الأكسجين في الرئتين المدخنين مقابل الرئة صحية
إنها ليست مجرد قدرة الأكسجين على الدخول والنزول إلى الحويصلات الهوائية ، أو حتى عدد الحويصلات الهوائية السليمة. يجب أن يمر الأكسجين الذي يصل إلى الحويصلات الهوائية من خلال بطانة خلية واحدة من الحويصلات الهوائية ومن ثم من خلال طبقة الخلايا المزدوجة من الشعيرات الدموية للوصول إلى الهيموجلوبين في خلايا الدم الحمراء ليتم تسليمها إلى بقية الجسم.
كما لوحظ أعلاه ، يمكن أن يؤثر دخان السجائر على كل من الحويصلات الهوائية وبطانة الشعيرات الدموية مما يجعل مرور الأكسجين وثاني أكسيد الكربون بين الاثنين أكثر صعوبة. ليس فقط هناك مساحة أقل متاحة لتبادل الغازات ، ولكن يتم اختراق البورصة. يصعب على الأكسجين أن يمر عبر جدران الحويصلات الهوائية والشعيرات الدموية. قدرة الانتشار هي اختبار وظيفة الرئة الذي يقيس هذه القدرة من الغاز لجعل هذا الانتقال من الحويصلات الهوائية إلى مجرى الدم.
التغيرات الفسيولوجية الأخرى في رئتي المدخن
هناك العديد من التغييرات التي تحدث في رئتي شخص يدخن ، وتلك التي تم ذكرها هنا تلمس السطح فقط. في حين أن بعض هذه التغييرات لا يمكن عكسها ، إلا أنه لم يفت الأوان أبداً على الإقلاع عن التدخين للحد من الضرر والسماح لجسمك بإصلاح الأضرار التي يمكن ترميمها وشفاءها.
The Bottom Line: Lungs of a smokers vs. Non-smoker
إن النظر إلى جميع التغيرات الهيكلية والوظيفية في الرئتين لدى شخص يدخن يشدد على أهمية التوقف عن التدخين ، رغم أن الأمر لا يقتصر على الرئتين. هناك العديد من الأمراض التي يسببها التدخين ، حيث يلعب التبغ دورًا في كل نظام من أجهزة الجسم تقريبًا. كما أنه ليس فقط سرطان الرئة الذي يثير القلق. إلقاء نظرة على هذه القائمة من السرطانات الناجمة عن التدخين إذا كنت لا تزال تشعر بأي تردد في التوقف اليوم.
الإقلاع عن التدخين: المساعدة متاحة!
لحسن الحظ ، فإن الإقلاع عن التدخين في أي وقت يمكن أن يمنع حدوث المزيد من الضرر للرئتين ويمكن أن يقلل من خطر الإصابة بالأمراض والسرطانات المرتبطة بالعادة. نحن نعرف أنه ليس سهلاً. تبدأ اليوم مع الإقلاع عن التدخين 101 درس - أسباب الإقلاع عن التدخين من أجل جعل هذه المحاولة الخاصة بك محاولة نهائية وناجحة لطرد هذه العادة.
مصادر:
Baglietto، L.، Ponzi، E.، Haycock، P. et al. يقترن تغيير ميثيل الحمض النووي المقاسة في عينات الدم المحيطي قبل التشخيص من مخاطر التدخين وسرطان الرئة. المجلة الدولية للسرطان . 2016 سبتمبر 15. (Epub before of print).
مراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها. كيف يسبب التدخين دخان المرض: البيولوجيا والأسس السلوكية للأمراض المنسوبة إلى التدخين: تقرير الجراح العام. 2010. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK53021/
Gibbons، D.، Byers، L.، and J. Kurie. التدخين ، p53 الطفرة ، وسرطان الرئة. بحوث السرطان الجزيئي . 2014. 12 (1): 3-13.