Columbia University Irving Medical Center

Anatomia internă a plămânilor este surprinzător de variabilă, iar unele dintre aceste variații sunt asociate cu un risc mai mare de boală pulmonară obstructivă cronică (BPOC), a descoperit un nou studiu realizat de cercetătorii Centrului Medical Irving de la Universitatea Columbia.

variațiile apar în ramurile mari ale căilor respiratorii din lobii inferiori ai plămânilor și sunt ușor detectate cu scanări CT standard. Scanările ar putea fi folosite pentru a găsi persoane care sunt mai susceptibile de a dezvolta BPOC, iar descoperirile sugerează că persoanele cu anumite variații ar putea, în viitor, să aibă nevoie de tratamente mai personalizate.

ramuri suplimentare și lipsă

cercetătorii au analizat structura pulmonară pentru a căuta factori de risc BPOC, alții decât fumatul.BPOC este o boală pulmonară progresivă care provoacă inflamația căilor respiratorii, îngreunează respirația și este a patra cauză principală de deces în Statele Unite și în lume. BPOC apare de obicei la persoanele cu antecedente de fumat, de obicei după ce au renunțat la fumat, dar este din ce în ce mai recunoscută la cei care nu au fumat niciodată.”căile respiratorii ale plămânului funcționează, în parte, pentru a ajuta la filtrarea particulelor dăunătoare din aer, iar structura căilor respiratorii afectează modul în care aceste particule sunt depozitate în plămâni, așa că am crezut că structura ar putea juca un rol”, spune R. Graham Barr, MD, DrPH, șef de medicină generală la CUIMC și autorul principal al studiului.

„colegul meu, Benjamin Smith , a observat că variațiile căilor respiratorii mari au fost raportate în studiile vechi de autopsie. Am vrut să vedem cât de frecvente sunt în populația generală și dacă au fost asociate cu BPOC.”

în cadrul studiului, cercetătorii au examinat scanările CT de la mai mult de 3.000 de persoane din studiul pulmonar multietnic al aterosclerozei (MESA) și au constatat că 26% posedau căi respiratorii care se ramifică într-un model care nu urmează modelul manualului.

„cantitatea de variație pulmonară ridicată în arborele căilor respiratorii a fost o surpriză pentru noi”, spune dr.Barr. „Aceste schimbări au loc la un nivel de ramificare echivalent cu degetele–deci este ca un sfert dintre noi având patru sau șase degete în loc de cinci.”aproximativ 16% dintre oameni posedă o ramură suplimentară a căilor respiratorii în plămâni, aproximativ 6% lipsesc o ramură, iar alți 4% au o combinație de variante sau alte modele.

persoanele cu o ramură suplimentară a căilor respiratorii au avut cu 40% mai multe șanse de a avea BPOC decât persoanele cu anatomie standard. Și persoanele care lipsesc o ramură specifică a căilor respiratorii aveau aproape de două ori mai multe șanse de a avea BPOC, dar numai dacă fumau. Rezultatele au fost reproduse într-un al doilea studiu efectuat pe aproape 3.000 de pacienți cu și fără BPOC.

paradigma BPOC se schimbă

aproximativ 10% dintre americanii cu vârsta peste 45 de ani se crede că au BPOC, care este acum a patra cauză de deces a națiunii, în spatele bolilor de inimă, cancerului și accidentelor.

până acum câțiva ani, relativ puțini cercetători căutau factori de risc pentru BPOC, deoarece majoritatea credeau că este aproape întotdeauna cauzată de fumat.

„fumatul este foarte important, iar evitarea și încetarea fumatului este de cea mai mare importanță pentru a reduce riscul nu doar de BPOC, ci și de boli de inimă, cancer pulmonar, accident vascular cerebral și multe alte boli”, spune dr.Barr. „Dar nu este întreaga poveste pentru riscul de BPOC.”Nu toți fumătorii primesc BPOC și până la 25% dintre persoanele cu BPOC nu au fumat niciodată. „În plus, BPOC nu scade atât de repede pe cât era de așteptat, având în vedere scăderea fumatului în ultimele decenii.”

studii mai noi privind BPOC arată că probabil jumătate dintre persoanele cu BPOC pot începe cu o funcție pulmonară scăzută la începutul vieții și starea progresează mai lent decât pacientul clasic cu BPOC care a fumat, spune dr.Smith, profesor asistent de medicină clinică. „Acești oameni pot avea un prognostic diferit și au nevoie de tratament diferit, iar modelele de ramificare pe care le-am găsit pot servi ca o modalitate de a identifica acești oameni și de a personaliza riscul și tratamentul în viitor.”

variantele căilor respiratorii sunt markeri ai unor modificări anatomice mai profunde

Dr.Barr și Smith cred aceste modele alternative de ramificare centrală sunt legate de BPOC, deoarece indică modificări anatomice mai profunde ale plămânului.

imagistica RMN avansată publicată în studiu a arătat că persoanele cu o ramură suplimentară a căilor respiratorii au avut, de asemenea, un număr mai mare de ramuri mai mici mai adânci în plămâni. Deoarece particulele de fum și poluare sunt capturate în punctele de ramificație, acești plămâni pot fi susceptibili la BPOC, deoarece colectează mai multe particule.

în plămânii cu o ramură lipsă a căilor respiratorii, BPOC poate apărea din căile respiratorii mai înguste care apar mai adânc în acești plămâni. Căile respiratorii înguste indică faptul că este mai greu să mutați aerul prin acești plămâni, ceea ce poate duce la mai multe inflamații și leziuni în plămâni.

baza genetică pentru variantele căilor respiratorii

deși cercetătorii trebuie să confirme că variațiile de ramificare pe care le-au raportat sunt stabile pe tot parcursul vieții, „credem că te-ai născut cu aceste variații”, spune dr.Barr. Când Dr. Barr și Smith s-au uitat la scanările CT ale unor participanți de acum 10 ani, modelele de ramificare identice au fost evidente.

cercetătorii au văzut, de asemenea, că modelele neobișnuite de ramificare se desfășoară în familii și sunt probabil determinate genetic. Ei au descoperit că o variantă este asociată cu o genă despre care se știe că reglează ramificarea pulmonară in utero și poate acționa, de asemenea, pentru a crește inflamația în plămânii mai maturi.

studiile pentru a aborda aceste întrebări sunt acum în curs de desfășurare.

despre studiu

studiul, intitulat „variația ramurii căilor respiratorii umane și Boala pulmonară obstructivă cronică”, a fost publicat Jan. 16 înainte de tipărire în Proceedings of the National Academy of Sciences.

alți autori: Hussein Traboulsi (McGill Univ.), John H. M. Austin (Columbia), Ani Manichaikul (Univ. din Virginia), Eric A. Hoffman (Univ. din Iowa), Eugene R. Bleecker (Univ. din Arizona), Wellington V. Cardoso (Columbia), Christopher Cooper (UCLA), David J. Couper (UNC-Chapel Hill), Stephen M. Dashnaw (Columbia), Jia Guo (Columbia), MeiLan K. Han (Univ. din Michigan), Nadia N. Hansel( Johns Hopkins), Emlyn W. Hughes (Columbia), David R. Jacobs Jr. (Univ. din Minnesota), Richard E. Kanner (Univ. din Utah), Joel D. Kaufman (Univ. din Washington), Eric Kleerup( UCLA), Ching-long Lin (Univ. din Iowa), Kiang Liu (Nord-Vest), Christian M. Lo Cascio (Columbia), Fernando J. Martinez (Cornell Univ.), Jennifer N. Nguyen (Univ. din Virginia), Martin R. Prince (Cornell Univ.), Stephen Rennard (Univ. din Nebraska), Stephen S. Rich (Univ. Virginia), Leora Simon (McGill Univ.), Yanping Sun (Columbia), Karol E. Watson (UCLA), Prescott G. Woodruff (UCSF) și Carolyn J. Baglole (McGill Univ.).

sprijinul financiar a fost oferit de Institutele Naționale de sănătate (R01hl130506, R01HL077612, R01HL093081, R01HL112986, RC1HL100543, RD831697, N01HC95159, N01HC95160, N01HC95169, n01hc95162, n01hc95164, U01HL114494, N01HC95159-HC95169), Institutul de cercetare al Centrului de sănătate al Universității McGill și Fondul de cercetare în domeniul sănătății din Quebec (fondul de cercetare în domeniul sănătății din Quebec).

un co-autor (EAH) este co-fondator și acționar în Vida Diagnostics, care a fost folosit pentru a evalua unele, dar nu principalele, măsuri pulmonare din studiu.