Наиболее распространенная причина абсцесса легкого – аспирация
Абсцесс легкого – локализованное скопление гноя в зоне разрушением легочной паренхимы (включая альвеолы, бронхи и сосуды).
Более 90% абсцессов легкого вызвано аспирацией анаэробных бактерий из ротоглотки, которая происходит при угнетённом сознании. Микробный состав смешанный. Это, как правило, Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae, Streptococcus pneumoniae, Nocardia, фузобактерии и разновидности бактероидов.
Для развития абсцесса легкого требуется два условия. Первое: в полости рта должно быть много анаэробных бактерий. Это наблюдается у лиц с заболеваниями периодонта и у людей, не заботящиеся о гигиене полости рта. Второе: должен быть ослаблен кашлевой рефлекс или трахеобронхиальный клиренс. Не удивительно, что алкогольная интоксикация является наиболее распространенным предрасполагающим фактором к развитию абсцесса легкого. Также имеют риск развития абсцесса легкого неврологические больные и пациенты с передозировкой психотропных средств. Другими причинами абсцесса легкого являются некротические пневмонии, бронхиальная обструкция, микробная эмболия, проникающее ранение, и контактное распространение инфекции из соседних тканей.
Патология
Абсцессы легкого имеют в большинстве случаев диаметр около 2 – 6 см. Примерно в 10 – 20% случаев абсцессы имеют несколько полостей, их причиной является некротическая пневмония или микробная эмболия. Правое легкое поражается более часто, т.к. правый главный бронх является как бы продолжением трахеи. Острые абсцессы легкого плохо отграничены от окружающей легочной паренхимы. Вначале они представлены плотным нейтрофильным инфильтратом, в центре которого появляется некротический детрит (гной). Рано или поздно абсцесс прорвется в близлежащий бронх, что приведет к одномоментному отхаркиванию большого количества гноя. Как только начнется дренирование, в полости абсцесса рентгенологически начнет выявляться «уровень жидкости». Стенка острого абсцесса представлена плотным нейтрофильным инфильтратом с примесью макрофагов. У хронического абсцесса внутренняя стенка представлена грануляционной тканью с обилием нейтрофилов, а наружной стенкой является фиброзная ткань (рис. 12-31). При длительном существовании абсцесса он покрывается из бронха метапластическим многослойным плоским эпителием. Стенки старых абсцессов могут быть выстланы реснитчатым респираторным эпителием, из-за чего они напоминают бронхоэктазы.
Рис. 12-31. Абсцесс легкого. В полости абсцесса содержится гной. Снаружи отмечается фиброзная капсула. В окружающей легочной паренхиме присутствует пневмония.
Клинические проявления
Почти все пациенты с абсцессом легкого сначала жалуются на кашель с лихорадкой. Один из наиболее характерных признаков - отхаркивание большого количества зловонной мокроты. Многих пациентов беспокоит боль в груди (сухой плеврит) и у 20% больных развивается кровохарканье.
Необходимо проводить дифференциальный диагноз с кавернозным туберкулезом и раком легкого. В настоящее время наиболее распространенной причиной образования полостей в легком является рак, нежели абсцесс. Приблизительно половина всех образованных полостей в легком возникает из-за некроза опухоли. Реже встречаются бронхиальная обструкция с последующим инфицированием и развитием бронхоэктаза. В отличие от абсцесса легкого, в туберкулезной каверне редко обнаруживается «уровень жидкости».
Осложнения абсцесса легкого включают выраженное кровохарканье и прорыв гноя в плевральную полость, что приводит к эмпиеме плевры. Стекающий вниз по бронху гной из абсцесса может инфицировать другие отделы легких. Несмотря на энергичную антимикробную терапию, преимущественно направленную против анаэробных бактерий, летальность остается на уровне 5 – 10%.
Диффузное альвеолярное повреждение
(острый респираторный дистресс-синдром)
Диффузное альвеолярное повреждение (DAD) - универсальная реакция на повреждение пневмоцитов и эндотелиальных клеток от различных причин (Таблица 12-1). Клиническим проявлением выраженного DAD является острый респираторный дистресс-синдром взрослых (РДСВ). Главным клиническим признаком РДСВ служит быстро прогрессирующая дыхательная недостаточность. Кроме того, это состояние характеризуется снижением легочной податливости (обычное требование искусственной вентиляции легких) и гипоксемией. На рентгенограмме обнаруживаются обширные затемнения в обоих легких («white-out»). Летальность при РДСВ – более 50%, а у пациентов старшее 60 лет составляет 90%.
Табл. 12-1. Важнейшие причины острого респираторного дистресс-синдрома
Травма |
Инфекция |
Аспирация |
Лечебные воздействия и химические вещества |
шок любой этиологии |
грам-отрицательная септицемия |
утопление |
героин |
жировая эмболия |
другие бактериальные инфекции |
аспирация желудочного содержимого |
кислород |
|
вирусные инфекции |
|
облучение |
|
|
|
паракват* |
|
|
|
цитотоксические средства |
DAD – универсальное повреждение легких, вызываемое большим разнообразием причин (см. Таблицу 12-1). Они включают в себя острые респираторные инфекции, сепсис, шок, аспирацию желудочного содержимого, ингаляция ядовитых газов, неполное утопление, лучевой пневмонит и большой ассортимент лекарств, наркотиков и других химических веществ. Хотя этиологические факторы весьма разнообразны, все они могут повреждать эпителиальные и эндотелиальные клетки альвеол, запуская DAD. Обратите внимание, что патоморфологическое исследование не может установить причину DAD, т.к. эта реакция является универсальной. У некоторых пациентов не удается обнаружить причину, тогда говорят об идиопатической форме DAD. Идиопатическое диффузное альвеолярное повреждение клинически протекает как острая интерстициальная пневмония (AIP) или как болезнь Хаммена-Рича.
Повреждение эндотелия приводит к экссудации плазмы крови в интерстициальное пространство (рис. 12-32). Разрушение пневмоцитов I типа позволяет экссудату проникать в альвеолы. В альвеолах из экссудата выпадает фибрин, который оседает на поврежденных альвеолярных стенках (рис. 12-33). Выпавший фибрин называют «гиалиновые мембраны». Несмотря на десквамацию пневмоцитов I типа, базальная мембрана альвеол остается неповрежденной. Пневмоциты II типа пролиферируют и замещают дефекты поверхности альвеол. В ответ на DAD, в интерстициальном пространстве скапливаются клетки воспаления.
Рис. 12-32. Диффузное альвеолярное повреждение (респираторный дистресс-синдром взрослых, РДСВ). При РДСВ, клетки I типа погибают и слущиваются. Развивается альвеолярный отек, далее происходит формирование гиалиновых мембран (из белкового экссудата и клеточного детрита). В острой стадии, легкие увеличиваются в весе из-за полнокровия и отека. Клетки II типа размножаются и заселяют альвеолярную поверхность. Обязательно присутствует интерстициальное воспаление. Диффузное альвеолярное повреждение может полностью восстанавливаться или исходить в прогрессирующий интерстициальный фиброз. PMN = полинуклеарный нейтрофил.
Рис. 12-33. Диффузное альвеолярное повреждение – DAD, острая (экссудативная) стадия. Альвеолярные перегородки утолщены за счет отека и единичных воспалительных клеток. Альвеолы выстланы эозинофильными гиалиновыми мембранами.
Если пациент переживает острую стадию РДСВ, начинается пролиферация фибробластов в интерстициальном пространстве с отложением коллагена (рис. 12-34). Исход может быть разным. Имеются случаи полного выздоровления с восстановлением нормальной легочной функции. При этом происходит рассасыванием гиалиновых мембран, восстанавливается нормальный эпителий альвеол, прекращается пролиферация фибробластов, а избыточные отложения коллагена утилизируется. В случаях неполного выздоровления в легких прогрессирует пневмосклероз, который приводит к перестройке легочной архитектуры с образованием повсюду множества мелких полостей. Это так называемое «сотовое легкое». Микроскопически сотовое легкое представлено фиброзными перегородками, выстлаными пневмоцитами II типа, мерцательным или многослойным плоским эпителием.
Рис. 12-34. Диффузное альвеолярное повреждение – DAD, острая стадия и стадия организации.
Помимо гиалиновых мембран отмечается утолщение альвеолярных стенок за счет склероза (пролиферация фибробластов и отложение коллагена).
Патогенез
Патогенез DAD до конца не ясен. Предполагается, что активация комплемента (например, эндотоксином в случае грамм-отрицательного сепсиса) вызывает краевое стояние лейкоцитов в сосудах. Около ⅔ всех нейтрофилов оседает в легких и лишь ⅓ их циркулирует в крови. В обычном состоянии нейтрофилы не активны, однако после активации комплементом, они высвобождают радикалы кислорода и гидролитические ферменты, которые повреждают эндотелий легочных капилляров. Роль полинуклеарных лейкоцитов в патогенезе DAD все еще не ясна, т.к. были сообщения о РДСВ у пациентов с доказанной нейтропенией.
При DAD, вызванном ингаляцией ядовитых газов или неполным утоплением, в первую очередь страдает альвеолярный эпителий. Пневмоциты очень плотно сцеплены друг с другом; повреждение эпителия разрушает альвеолярный покров, что влечет за собой экссудацию жидкости и белков из интерстиция в просвет альвеол.
Патология
В течение DAD различают начальную (экссудативную) стадию и стадию организации.
Экссудативная стадия DAD развивается в течение первой недели после воздействия повреждающего фактора. Она характеризуется отеком с выходом плазменных белков, формированием гиалиновых мембран и накоплением воспалительных клеток (см. рис. 12-33). Самые ранние признаки альвеолярного повреждения обнаруживаются при электронной микроскопии, которая выявляет дегенеративные изменения в эндотелиальных клетках и пневмоцитах I типа. Погибшие пневмоциты I типа слущиваются и оголяют базальные мембраны. В первый день хорошо заметен интерстициальный и альвеолярный отек, однако он скоро уменьшается. Первые «гиалиновые мембраны» появляться к второй день, максимального количества они достигают на 4 – 5 день. «Гиалиновые мембраны» – наиболее заметный морфологический признак экссудативной стадии. Они представляют собой ровные эозинофильные «мембраны», состоящие из выпавших плазменных белков и цитоплазматического и ядерного детрита слущенных эпителиальных клеток. Интерстициальное воспаление представлено инфильтратом, состоящим из лимфоцитов, плазматических клеток и макрофагов. Клеточный инфильтрат становится заметным достаточно рано и в течение недели он достигает максимальной плотности. В конце первой недели и на протяжении всей стадии организации пневмоциты II типа пролиферируют и заселяют все десквамированные участки. Межальвеолярные капилляры и артериолы могут содержать фибриновые тромбы. У умерших в стадию экссудации легкие повышенной массы, отечные и фактически безвоздушные.
Стадия организации DAD начинается со второй недели после воздействия повреждающего агента. Она характеризуется пролиферацией фибробластов внутри альвеолярных перегородок (см. рис. 12-34). Сохраняется воспалительный инфильтрат в интерстиции. Альвеолы выстланы преимущественно пневмоцитами II типа. Гиалиновые мембраны переваривают альвеолярные макрофаги. Межальвеолярные перегородки утолщаются за счет фиброза. В случаях умеренно выраженного DAD этот фиброз рассасывается. В тяжелых случаях пневмосклероз нарастает, приводя к перестройке легочной ткани с образованием кист.
Клинические проявления
В течение нескольких часов после воздействия повреждающего агента РДСВ никак не проявляется, затем появляется одышка и учащается дыхание. Исследования газов крови выявляет артериальную гипоксемию и уменьшенное PCO2. По мере развития РДСВ одышка нарастает, присоединяется цианоз. Рентгенологически выявляются двусторонние диффузные интерстициальные и альвеолярные инфильтраты. В этой стадии артериальную гипоксемию не удается скорректировать только лишь кислородной маской, становится необходимой искусственная вентиляция легких. В тяжелых случаях учащение дыхания, обязательно сопровождаемое уменьшением дыхательного объема, приводит к альвеолярной гиповентиляции, что усиливает гипоксемией и увеличивает PCO2.
У пациентов, переживших РДСВ может наступать полное выздоровление. В других случаях образуется пневмосклероз, сопровождаемый дыхательной недостаточностью и, в некоторых случаях, легочной гипертензией.
Диффузное альвеолярное повреждение может иметь определенные причины
Кислород
В течение второй мировой войны, летчикам на большой высоте требовалось дышать повышенными концентрациями кислорода. Эксперименты на животных продемонстрировали неблагоприятное воздействие кислорода на легкие. Позднее, наблюдения за пациентами, получавшими высокие концентрации кислорода по поводу респираторных заболеваний, подтвердили развитие DAD. Повреждения легких развились у пациентов с длительной ингаляцией небольшого количества кислорода (28%). При этом другие эксперименты показали безопасность длительного дыхания 40 – 60% кислорода. Как полагают, токсическое действие вызвано повышенным производством в легких свободных радикалов кислорода (см. Главу 1).
Шок
РДСВ часто следует за шоком любой этиологии (включая септический, травматический или геморрагический), при котором развивается «шоковое легкое». Патогенез DAD, вызванного шоком, плохо изучен, по всей вероятности он многофакторный. Некроз тканей при травмах или ишемии приводит к выбросу в кровь вазоактивных пептидов. Они повышают сосудистую проницаемость в легких. Диссеминированное внутрисосудистое свертывание может повреждать легочные капилляры. Образующиеся при переломах костей жировые капли могут закупоривать капиллярное русло легких. Патогенез повреждения эндотелиальных клеток при септическом шоке рассмотрен в Главе 7.
Аспирация
Аспирация желудочного содержимого в альвеолы, представляющего собой кислоту с pH менее 3.0, вызывает серьезное химическое повреждение альвеолярной выстилки. При неполном утоплении, аспирация воды также вызывает повреждение пневмоцитов I типа, что ведет к развитию РДСВ.
Лекарственное диффузное альвеолярное повреждение
Многие лекарственные препараты могут вызвать DAD, особенно опасны цитотоксические химиотерапевтические средства. Наиболее известны блеомицин, BCNU, метотрексат, 5-фторурацил, бусульфан и циклофосфамид. Токсическое действие на легкие блеомицина не связано с его дозой. У других средств прослеживается связь между дозой и DAD.
Для химиотерапевтического DAD характерны причудливые, атипичные, гиперхромные ядра в пневмоцитах II типа (рис. 12-35). Диффузное альвеолярное повреждение прогрессирует несмотря на прекращение воздействия химиотерапевтического средства. Прервать развивающийся DAD можно назначением кортикостероидов. В исходе наблюдается прогрессирующий интерстициальный фиброз, обычно с сохранением структуры легкого. Метотрексат отличается от других химиотерапевтических средств. Он может иногда вызывать аллергическую реакцию в легких. При отмене препарата DAD прекращается. Аллергические повреждения характеризуются гранулематозным воспалением и иногда васкулитом.
Некоторые другие лекарства также вызывают DAD. Примером являются - нитрофурантион, амиодарон и пеницилламин.
Рис. 12-35. Диффузное альвеолярное повреждение (DAD) вызванное бусульфатом.
Виден атипичный пневмоцит и фиброз межальвеолярных перегородок.
Лучевой пневмонит
Лучевой пневмонит протекает в двух формах: острой (DAD) и хронической (легочный фиброз). Предполагают, что повреждение альвеол вызывается радикалами кислорода, возникающими при радиолизе воды (см. Главу 1).
Острый лучевой пневмонит встречается у 10% пациентов, облученных по поводу рака легкого, рака молочной железы или лимфомы средостения. На развитие радиационного DAD влияет полученная доза облучения. DAD развивается через 1 – 6 месяцев после лучевой терапии. Пациенты предъявляют жалобы на лихорадку, кашель и одышку. При микроскопическом исследовании легких выявляются атипичные пневмоциты с увеличенными гиперхромными ядрами, а также многоядерные клетки. Большинство пациентов с острым лучевым пневмонитом выздоравливают.
Хронический лучевой пневмонит характеризуется интерстициальным фиброзом. Он может следовать за острым лучевым диффузным альвеолярным повреждением, а может развиваться изначально самостоятельно. Биопсия легкого выявляет интерстициальный фиброз, радиационные поражения сосудов и атипичные пневмоциты II типа. Болезнь протекает бессимптомно, если затронут небольшой объем легких.
Паракват
При попадании внутрь широко используемого гербицида паракват вызывает DAD. РДСВ развивается на 4 – 7 день. Пациенты редко выздоравливают при появлении легочных осложнений. Paraquat-обусловленный DAD проходит те же стадии экссудации и организации, что и DAD, вызванный иными причинами. Особенностью является образование грануляций в просветах альвеол на месте бывшего внутриальвеолярного экссудата.
Респираторный дистресс-синдром новорожденного - аналог РДСВ
Аналог РДСВ у младенцев назван респираторным дистресс-синдромом новорожденного (РДСН). РДСН, называемый также синдромом гиалиновых мембран, возникает из-за незрелости в системе сурфактанта у недоношенных новорожденных. Появление заместительной терапии сурфактанта и усовершенствованных методов дыхания улучшило выживаемость и уменьшило частоту осложнений РДСН у недоношенных младенцев. Очень недоношенные новорожденные могут развивать бронхолегочную дисплазию (BPD). Этот состояние у новорожденных вызывается изначальным повреждением легочных ацинусов с последующей попыткой их восстановления, приводящие к ателектазам, фиброзу и разрушению групп ацинусов. С появлением заместительной терапии сурфактанта, такие проявления бронхолегочной дисплазии, как некротический бронхиолит и альвеолярный септальный фиброз, в почти исчезли. Главное состояние, с которым приходиться сталкиваться сегодня, это малое количество альвеол в легких новорожденных. Детали РДСН и BPD обсуждены в Главе 6.