Fumatul fumătorilor vs. plămânii sănătoși normali

Modificări vizuale, celulare, moleculare și funcționale în plămânii fumătorilor

Mulți oameni își amintesc să audă despre diferența dintre plămânii fumătorilor și plămânii normali sănătoși în școală. Puteți chiar să vă amintiți afișele care descriu plămânii negri și urât de oameni care fumează. Asta se întâmplă cu adevărat? Ce face fumatul de țigară cu plămânii?

Diferențele dintre plămânii fumătorilor și plămânii sănătoși normali

Pentru a înțelege cu adevărat efectul fumului de tutun asupra plămânilor trebuie să aruncăm o privire atât la anatomie - cum se schimbă aspectul plămânilor, cât și la fiziologie - cum funcția plămânilor unui fumător diferă de cea a plămânilor sănătoși.

Cu toate acestea, vrem să sapăm chiar mai adânc decât asta. Ce arata plamanii unui fumator incepand cu schimbarile pe care le puteti vedea cu ochiul liber, pana la modificarile genetice prea mici pentru a fi vazute sub microscop?

Afișele despre care am vorbit mai devreme nu mint. Să începem cu ceea ce puteți vedea dacă puteți privi plămânii întregi expuși tutunului.

Cum arata lungimea fumatorului?

Fotografia de mai sus este cu sinceritate ceea ce arata plămânii unui fumător de-a lungul vieții într-o inspecție vizuală cu ochiul liber. Este important să precizăm că nu toți plămânii negri sunt legați de fumul de tutun. Alte iritante care pot fi inhalate pot provoca acest aspect, de asemenea, cum ar fi boala pulmonară neagră, uneori văzută de minerii de cărbune. Cu toate acestea, este foarte ușor să vă spun când vă uitați la un set de plămâni, indiferent dacă o persoană a fumat în timpul vieții sale.

De unde provin de la culoarea negru sau maro? Când inhalați fumul de țigară, există mii de particule pe bază de carbon care sunt inhalate.

Corpurile noastre au un mod special de a se ocupa de aceste particule, pentru a le elimina din cale dacă vreți.

De îndată ce inhalezi un puf de fum de țigară, corpul tău este avertizat că particulele toxice au invadat. Celulele inflamatorii se îndreaptă spre scena. Un tip de celule albe din sânge numit macrofage poate fi considerat ca "camioanele de gunoi" ale sistemului nostru imunitar. Macrofagele în esență "mănâncă" particulele negre maro-negre din fumul de țigară într-un proces numit fagocitoză.

Din moment ce aceste particule ar putea fi dăunătoare chiar și celulelor de gunoi, acestea sunt zidite în mici vezicule și depozitate ca deșeuri toxice. Și acolo stau. Pe masura ce din ce in ce mai multi macrofage care contin reziduuri se formeaza in plamani si ganglioni limfatici in interiorul pieptului, cu atat devine mai intunecat plamanii.

Fumatul fumătorului la nivel celular

Având un pas în jos în dimensiune și privirea la plămâni mai îndeaproape, un număr tot mai mare de leziuni legate de tutun sunt găsite. Sub microscop, celulele și țesuturile din jur devin vizibile ca un oraș bine desemnat, dar un oraș devastat de norul toxic de fum care a coborât asupra lui.

Cilia: Cilia sunt mici accesorii asemănătoare părului care aliniază bronhiile și bronhiolele mai mici. Funcția cilia este de a prinde material străin care se găsește în căile respiratorii și îl învârte din plămâni în gât într-o manieră asemănătoare undelor. Din gât, acest material poate fi apoi înghițit și distrus de acizi de stomac.

Din păcate, toxinele din fumul de țigară, cum ar fi acroleina și formaldehida, paralizează aceste cilia minuscule, astfel încât să nu-și poată îndeplini funcția. Acest lucru are ca rezultat alte toxine (peste 70 dintre acestea carcinogene) și organismele infecțioase fiind lăsate în plămâni, unde pot afecta atât la nivel celular, cât și la nivel molecular, modificări care, la rândul lor, pot duce la cancer și alte boli.

Mucus: Celulele inflamatorii care sunt trase la scena din căile respiratorii secretă mucus ca răspuns la substanțele chimice nocive din fumul de țigară . Acest mucus poate limita cantitatea de aer bogat în oxigen care ajunge la cele mai mici căi respiratorii în care are loc schimbul de gaze. Mucusul poate oferi, de asemenea, un teren de reproducere nutritiv pentru creșterea bacteriilor dăunătoare.

Airways: Sub microscop, căile respiratorii pot apărea întinse - ca elasticul într-o pereche de pantaloni scurți. Această scădere a elasticității cauzată de componentele fumului de tutun are și repercusiuni funcționale importante (discutate mai târziu.)

Alveoli: Alveolele sunt cele mai mici dintre căile respiratorii și destinația finală a oxigenului pe care am respirat-o.

Aceste alveole conțin elastină și colagen care le permite să se extindă prin inspirație și să se dezumfle cu expirare. În total, suprafața alveolelor dvs. este de aproximativ 70 de metri pătrați, iar dacă le-ați așezat pe plat și l-ați pus la capăt, acestea ar acoperi un teren de tenis.

Toxinele din fumul de țigară afectează aceste structuri minuscule în câteva moduri. Este ușor ca toxinele să deterioreze pereții subțiri, provocând ruperea acestora. Fumul de țigară afectează, de asemenea, alveolele care rămân intacte, diminuând capacitatea lor de a se extinde și de a se contracta.

Deteriorarea alveolelor este o problemă de auto-perpetuare. Pe măsură ce mai multe alveole sunt deteriorate, există mai multe capcane de aer în alveole (aerul nu poate fi respins), ceea ce duce la dilatarea și ruperea mai multor alveole. În general, un procent mare din alveole trebuie să fie deteriorat înainte de apariția simptomelor - hipoxie din cauza lipsei de oxigen pentru a avea loc schimbul. Problemele cu schimbul de oxigen între alveole și capilare sunt discutate în continuare în funcție.

Capilare: La nivel celular, nu este doar un țesut pulmonar care este deteriorat. Cel mai mic dintre vasele de sânge, capilarele, care sunt strâns asociate cu cele mai mici căi respiratorii, sunt de asemenea afectate de fumul de tutun. La fel cum fumatul poate cauza deteriorarea vaselor de sânge mai mari (ceea ce poate duce la atacuri de inimă), poate provoca cicatrizarea și îngroșarea pereților capilare din pereții plămânilor pe care oxigenul trebuie să treacă pentru a se combina cu hemoglobina în celulele roșii din sânge să fie purtate de la plămâni până la restul corpului.

Fumatul fumătorilor la nivel molecular: genetică și epigenetică

Pentru a înțelege cu adevărat cum fumatul cauzează unele boli pulmonare, cum ar fi cancerul pulmonar, trebuie să privim mai adânc în interiorul celulelor la nivel molecular. Acesta este un nivel pe care nu îl putem vedea direct printr-un microscop.

În nucleul fiecăruia dintre celulele noastre pulmonare trăiește ADN-ul nostru - planul celulei. Acest ADN conține instrucțiunile pentru a face fiecare proteină necesară celulei să crească, să funcționeze, să se repare și să spună celulei că este timpul să moară când devine vechi sau deteriorat.

Este posibil să fi auzit că o serie de mutații dintr-o celulă este responsabilă pentru legătura dintre cancerul pulmonar și fumat, dar multe mutații durează de obicei înainte ca o celulă să devină canceroasă. De fapt, există de obicei mii de mutații într-o singură celulă pulmonară expusă tutunului.

Unele gene din celulele pulmonare codifică proteine ​​care sunt responsabile pentru creșterea și diviziunea celulei. Un tip de gene numite oncogene, determină creșterea și împărțirea celulelor (chiar și atunci când acestea nu ar trebui să fie). Alte gene, numite gene supresoare tumorale, codifică proteinele care repara ADN deteriorat sau elimină celulele deteriorate care nu pot fi reparate.

Câteva componente ale fumului de țigară s-au dovedit a provoca mutații (sunt cancerigene), dar studiile au arătat chiar și modalități prin care tutunul provoacă în mod specific daunele care pot duce la cancer. De exemplu, unii agenți cancerigeni provoacă mutații în gena p53, o genă supresoare tumorală care codifică proteinele care repara celulele deteriorate sau le elimină astfel încât să nu se nască o celulă de cancer.

În cele din urmă, în plus față de modificările genetice cauzate de fumat, tutunul poate provoca modificări "epigenetice" și în celulele pulmonare. Modificările epigenetice nu se referă la modificările actuale ale ADN-ului unei celule, ci la modul în care genele sunt exprimate.

Fapte despre funcția de plămâni fumător vs plămâni sănătoși: Fiziologie

Așa cum există multe modificări care se produc structural în plămânii unei persoane care fumează, există câteva schimbări care au loc și la un nivel funcțional. Testele funcționale pulmonare care compară cei care fumează cu cei care nu fumează prezintă adesea schimbări foarte devreme, chiar și la adolescenți care fumează și cu mult înainte de apariția simptomelor.

Capacitatea pulmonară în plămânii fumătorilor față de plămânii sănătoși

Capacitatea totală a plămânilor sau cantitatea totală de aer pe care o puteți respira în cea mai profundă respirație posibilă este scăzută prin fumat în mai multe moduri. Fumatul poate duce la deteriorarea mușchilor din piept, reducând expansiunea necesară respirației profunde. Elasticitatea mușchiului neted în căile respiratorii este, de asemenea, afectată și, combinată cu pierderea elasticității, poate limita cantitatea de aer inspirată. Și la un nivel microscopic, când sunt prezente mai puține alveole sau aerul nu poate ajunge în alveole, aportul de respirație este, de asemenea, afectat. Aceste forțe lucrează împreună pentru a scădea capacitatea pulmonară.

În plus față de capacitatea pulmonară, fumatul dă rezultate în dificultate la expirarea dioxidului de carbon care este transferat de la capilarele din plămâni la alveole. După cum s-a menționat mai sus, scăderea elasticității căilor respiratorii mai mari și reducerea reculului alveolelor conduc la captarea aerului. Aceasta duce la o scădere a volumului expirator forțat.

Din fericire, cercetătorii au remarcat că unul dintre beneficiile renunțării la fumat care are loc după numai 2 săptămâni este o creștere atât a capacității pulmonare, cât și a volumului expirator.

Schimbul de oxigen în plămânii fumătorilor vs. plămânii sănătoși

Nu este doar capacitatea oxigenului de a intra și trece în alveole sau chiar de numărul de alveole sănătoase prezente. Oxigenul care ajunge în acele alveole trebuie să treacă prin garnitura singulară a celulelor alveole și apoi prin stratul dublu de celulă capilarilor pentru a ajunge la hemoglobina din celulele roșii din sânge pentru a fi transmisă restului corpului.

După cum sa menționat mai sus, fumul de țigară poate afecta atât alveolele cât și căptușeala capilarelor, ceea ce face ca trecerea oxigenului și a dioxidului de carbon între cele două să fie mai dificilă. Nu numai că există o suprafață mai mică disponibilă pentru schimbul de gaze, dar schimbul este compromis. Este mai greu ca oxigenul să treacă prin pereții zvelți ai alveolelor și capilarelor. Capacitatea de difuzie este un test al funcției pulmonare care măsoară această capacitate a unui gaz pentru a face această tranziție de la alveole în sânge.

Alte modificări fiziologice ale plămânilor unui fumător

Există multe schimbări care apar în plămânii unei persoane care fumează, iar cele menționate aici ating doar suprafața. În timp ce unele dintre aceste modificări nu sunt reversibile, nu este niciodată prea târziu să renunți la fumat atât pentru a minimiza daunele, cât și pentru a permite corpului dumneavoastră să repare daunele care pot fi restaurate și vindecate.

Linia de jos: plămânii unui fumător vs. non-fumător

Privind la toate modificările structurale și funcționale ale plămânilor cuiva care fumează, subliniază importanța renunțării la fumat, deși nu este vorba doar de plămânii care sunt îngrijorători. Există o multitudine de boli cauzate de fumat, iar tutunul joacă un rol în aproape toate sistemele corpului. De asemenea, nu este doar cancerul pulmonar care este îngrijorător. Uitați-vă la această listă de forme de cancer cauzate de fumat, dacă încă mai simțiți orice reticență în a opri astăzi.

Renunțarea la fumat: Ajutorul este disponibil!

Din fericire, renunțarea la fumat în orice moment poate împiedica alte daune de la a fi făcut în plămâni și poate reduce riscul de a dezvolta bolile și cancerele legate de obicei. Știm că nu este ușor. Totuși, este posibil. Începeți astăzi cu lecția de fumat 101 - motive să renunțați pentru a face această încercare încercarea dvs. finală și de succes de a lovi cu piciorul obiceiul.

surse:

Baglietto, L., Ponzi, E., Haycock, P. și colab. Modificările ADN de metilare măsurate în probele pre-diagnosticare ale sângelui periferic sunt asociate cu riscul de fumat și cancer pulmonar. Jurnalul Internațional al Cancerului . 2016 Sep 15 (Epub înainte de imprimare).

Centrele pentru Controlul și Prevenirea Bolilor. Modul în care fumul de tutun provoacă boala: Biologia și comportamentul bazei pentru boala care poate fi atribuită fumatului: Un raport al chirurgului general. 2010. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK53021/

Gibbons, D., Byers, L. și J. Kurie. Fumatul, mutația p53 și cancerul pulmonar. Cercetarea cancerului molecular . 2014. 12 (1): 3-13.