支气管哮喘的发病机制及其营养学干预支气管哮喘(简称哮喘)是一种世界范围内严重威胁公众健康的慢性呼吸道炎症疾病,全球约有3亿病例,我国的哮喘患者估计有2000多万。
近年来,随着城市化程度的不断提高、大气污染的加重和化学工业的发展,哮喘的发病率和死亡率呈逐年上升的趋势。
当前中国哮喘的患病率约为3.3%,成为我国的第二大呼吸道疾病;而在美国、英国、澳大利亚等工业化发达地区的发病率高达10%~30%。
1998年12月11日,在西班牙巴塞罗那举行了第二届世界哮喘会议,国际卫生组织将当天作为第一个世界哮喘日。
从2000年起,世界哮喘日改为每年5月的第一个星期二。
世界哮喘日的宗旨是:使人们意识到哮喘是一个全球性的健康问题。
1、哮喘的常见症状哮喘可引起反复发作的喘息、气促、胸闷、咳嗽等症状,多在夜间或清晨发作。
症状时隐时现,可持续几分钟或者几天,严重时可危及生命。
多数病人发病前常有明显的过敏源接触史或感染史,发作前数分钟可有粘膜过敏症状,比如鼻痒、眼睑痒、打喷嚏、流涕、流泪和干咳等。
有经验的哮喘病人,在先兆期若能及时防治,对于控制哮喘的发作是很有帮助的。
哮喘急性发作时有以下几种表现:1.1 呼吸困难常紧随先兆症状后出现胸闷、胸部紧迫甚至窒息感,胸部似被重石所压,10~15分钟后发生以呼气困难为主的呼吸困难,并带有哮鸣音。
病人被迫端坐,不能平卧,头向前俯,两肩耸起,两手撑膝,用力喘气。
发作可持续几十分钟到数小时,可自行缓解或经治疗缓解。
1.2 咳嗽、咯痰常在先兆期因支气管粘膜过敏而引起咳嗽,一般表现为干咳,至发作期咳嗽减轻,以喘息为主。
缓解期支气管痉挛及粘膜水肿减轻,大量分泌物得以排出,而咳嗽、咯痰症状加重。
若合并感染时,可咯出脓性痰液。
少数病人以咳嗽为唯一的表现。
1.3 其他症状哮喘发作较严重、时间较久者,可有胸痛。
部分病人也可有呕吐甚至大小便失禁、头痛、头昏、焦虑、神志模糊、嗜睡和昏迷等症状。
若合并感染,则可有发热。
发作过后多有疲乏、无力等全身症状。
2、哮喘的发病机制哮喘是一种由多因素引起的以可逆性气道阻塞、气道过敏和气道炎症为特征的免疫变态反应性疾病,其中以气道炎症为最主要的病理变化,并决定气道阻塞和气道过敏的程度。
哮喘病因复杂,有关其发病机制的国内外研究主要集中在以下四个方面。
2.1 免疫学机制具有免疫功能的T淋巴细胞因子平衡失调是哮喘发病的重要原因!细胞转录因子GATA-3是T细胞发育中的关键调节因子,当GATA-3过度表达是,趋化嗜酸粒细胞向呼吸道的炎症部位聚集,从而促进粘液的分泌,诱发气道过敏。
随着深入研究发现,黏膜免疫系统是相对独立于全身免疫系统外、又与全身免疫系统密不可分的子系统。
哮喘的主要炎症就是呼吸道的粘膜层。
临床血清免疫球蛋白A(IgA)检测发现,哮喘患者和肺功能低下者的血清IgA水平较正常人低。
2.2 神经机制免疫细胞除了分泌神经递质和内分泌激素之外,其表面还广泛存在这些递质和激素的受体,这表明免疫调节系统-神经系统-内分泌系统之间存在双向的沟通和调节作用。
国外研究哮喘患者痰液时发现,过敏性疾病特别是哮喘患者体内的神经生长因子(nerve growth factor,NGF)显著高于健康人群。
NGF一方面能够直接作用于机体免疫细胞,造成免疫功能紊乱;另一方面,NGF又可作用于呼吸道上皮细胞、平滑肌细胞,触发呼吸道神经源性炎性反应,使得呼吸道内嗜酸粒细胞、肥大细胞等持续分泌NGF,促使哮喘恶性循环。
2.3 遗传机制哮喘受遗传因素和环境因素的双重影响。
目前认为哮喘是一种多基因遗传疾病。
1997年哮喘遗传学协作研究组将哮喘候选基因粗略定位于5p15、5q23~31、6p23、11p15、12q14~24.2、13q21.3、14q11.2~13、17p11.1、17q11.2、19q1.3、21q21和2q33。
2.4 环境诱因尽管哮喘的发病机理复杂,但气道炎性反应是主要病理特征。
导致气道炎症的不仅和个体内在的免疫-神经系统-内分泌系统的协同作用有关,还与外在的环境诱因关系密切。
其中大气环境污染、室内环境污染是哮喘的重要诱因。
家庭装修释放的甲醛、苯系物、氨;居家燃烧的煤气、天然气所释放的可吸入颗粒物、碳氮硫氧化物等;室内的尘螨、动物毛皮屑、细菌、真菌、病毒等过敏源;家用电冰箱、油烟机、微波炉、手机等电器释放的电磁辐射,上述污染源均能直接或间接导致人体氧化、致敏、感染炎症而诱发哮喘。
3、哮喘的药物治疗随着对哮喘发病机制的不断深入研究,哮喘的治疗也有了很大的进展和突破。
20世纪70年代医学认为支气管哮喘的原因是支气管平滑肌痉挛,因此短效β2受体激动剂(SABA)成为当时哮喘的主导治疗思路,其虽能短期改善哮喘患者的症状,但病死率却不断上升。
20世纪80年代以后,深入研究发现哮喘患者的支气管黏膜上皮脱落、黏膜下嗜酸性粒细胞(EOS)和T、B淋巴细胞浸润、基底膜破坏,支气管哮喘的慢性炎症学说逐渐深入人心,并且发现吸入糖皮质激素(ICS)具有广泛的抗气道炎症的作用,ICS开始得到应用。
90年代的研究显示,哮喘患者的气道存在基底膜增厚、黏膜下胶原组织沉积、平滑肌细胞增生等组织改变,因此认为哮喘是一种气道重塑性疾病。
大量研究证实,糖皮质激素是到目前为止控制气道炎症最有效的药物,可调控靶细胞转录,抑制多种炎性细胞活化和炎性因子的生成和释放,减少微血管的渗漏,提高β受体的敏感性,进而预防气道重塑,糖皮质激素(ICS)在哮喘治疗中的地位逐渐得到肯定,成为哮喘治疗的基础。
随着哮喘治疗大量医学资料的积累及2006年全球哮喘防治创议(GINA)的发布和深入宣传,抗白细胞三烯受体拮抗剂(LTRA)、孟鲁司特静脉制剂、LT合成阻断剂齐留通(Zileuton)、十布地耐德(beclomethasone dipropionate,BDP)、氢化可的松、环索奈德气雾剂(ciclesonide)、沙美特罗替卡松粉吸入剂等传统药物和炎性介质、细胞因子拮抗剂以及基因疗法、支气管热成型(bronchial thermoplasty)等在哮喘治疗中的地位得到重新认识。
哮喘防治新型药物的不断开发和涌现,使得哮喘患者的生活质量得到改善。
4、哮喘患者体内微量元素特征哮喘是一种支气管气道粘膜炎性反应,这种炎症与机体营养状况有着密切的关系。
4.1 哮喘患者体内缺乏维生素A(VA)维生素A的学名为视黄醇,是最早被发现的维生素。
VA缺乏是目前世界上主要的营养缺乏病之一,在儿童中发病率远较成人高。
已被“世界儿童首脑会议”列入重点解决的儿童健康问题。
VA严重缺乏可致眼部病变和皮肤干燥症等,近年的研究结果表明VA缺乏时,还会降低儿童的抗感染能力,易感染呼吸道和消化道等黏膜系统疾病。
吉林省儿科研究所对反复呼吸道感染、哮喘、正常健康儿童的血清维生素A水平测定结果显示,易发反复呼吸道感染、哮喘的儿童血清VA的水平显著低于健康儿童。
V A缺乏儿童的呼吸道感染发生率为正常儿童的2倍。
体格(体重、身高)发育正常伴随VA缺乏的儿童其呼吸道感染的发生率亦明显高于体格营养状况较差而V A正常的儿童。
国外的Arora等学者检测哮喘儿童和健康儿童血清V A,对比研究结果显示:哮喘儿血清V A水平显著低于健康组,哮喘组V A低下的发生率是健康组的4倍,而且哮喘的严重程度和血清V A 水平呈负相关,V A水平越低哮喘越严重,严重持续性哮喘的血清VA 水平显著低于轻度间歇性哮喘患者。
Baker等针对成人哮喘患者的膳食称重调查发现,与健康成人相比,哮喘组V A 摄入量显著较低。
V A缺乏诱发哮喘的机制如下:①V A对呼吸道上皮细胞分化及保持其完整性具有重要作用。
V A缺乏时,气道上皮细胞纤毛消失,上皮细胞表层出现鳞状角化,腺体细胞功能失常引起分泌型免疫球蛋白-A(sIgA)产生低下,脱落细胞阻塞管腔,局部防御功能下降,易致病原体侵入而引起上呼吸道反复感染,引发慢性炎症及气道的反应性增高,从而诱发和加重支气管哮喘。
②V A有提高细胞免疫和体液免疫的功能。
V A缺乏时,外周血淋巴细胞数量减少,损伤了T、B淋巴细胞的功能,机体免疫功能下降,促使哮喘的发生和发展。
尽管V A对人体十分重要,对哮喘的防治有帮助,可是V A的摄入剂量是一个比较难把控的现实问题。
中国营养学会建议正常成人每天VA的参考摄入量为男性:800ugRE(2670国际单位)、女性为700ugRE(2330国际单位)、儿童约为500-700ugRE(1670-2330国际单位)。
若长期过量摄入就会出现恶心、呕吐、眩晕等毒副反应。
因为,V A作为一种脂溶性的维生素,是可以储存在人体肝脏的。
营养学界为了解决V A过量摄入的毒副作用,深入研究发现,摄入维生素A的前体——类胡萝卜素是一个既安全又有效的可行方案。
类胡萝卜素在人体小肠黏膜中可转化为VA,富余的类胡萝卜素将被储存在人体皮脂腺较为丰富的皮肤底层,待体内需要VA时即可调度转化。
当摄入类胡萝卜素一段时间后人体手掌、足底、面部会有发黄的现象,而眼睛的巩膜不会发黄(这是类胡萝卜素区别于黄疸标志)。
当停止补充2~6周后,皮肤黄染即可自行消退。
4.2 哮喘患者体内缺乏维生素C(VC)维生素C有维生素之王的美誉,学名抗坏血酸,是一种水溶性的维生素。
VC具有抗氧化消炎、提升免疫、预防癌症、心脑血管疾病,保护牙龈、美白皮肤等功效。
维生素C作为还原剂在体内高浓度时能消除氧自由基及单线态氧,提高谷胧甘肤过氧化物酶活性而清除细胞内外氧自由基。
它还能使氧化状态的VE还原而维持其含量,近年国内外研究发现,补充VC 对于人体呼吸道的氧化损伤具有良好的修复保护作用。
美国2002年进行的维生素C与哮喘的关系调查发现,体内低VC水平儿童的哮喘发病风险升高。
2007年广东江门市妇幼保健院研究发现,哮喘儿童血清VC水平低于健康儿童。
2001年安徽省淮北市哮喘研究人员对哮喘患儿进行大剂量VC辅助治疗,发现疗效确切,安全可靠。
大剂量VC(300mg/kg ,≤5克/天,5日为一疗程)辅助治疗3日内有72.8%的患儿哮喘完全缓解,比常规疗效高出24.7%;5日内哮喘完全缓解的人数高达93.4%,比常规疗效胜出14.1%。
尿液、血液检测结果显示大剂量VC对肝肾功能无损害、静滴局部也未发生静脉炎。
2000年山东临沂市第一人民医院对成年哮喘患者进行大剂量VC(10克/天)辅助治疗结果显示,患者最大呼气流量(PEF)显著增加,嗜碱性细胞脱颗粒(HBDT)明显降低,从而减少了炎症介质的释放,降低气道炎症细胞浸润,改善哮喘。
中国营养学会建议成年人每日需摄入100毫克VC。
美国专家认为,每人每天VC 的最佳用量应为200~300毫克。
食物中的VC被人体小肠上段吸收后储存于人体水溶性结构中,正常成人体内VC约有1.5~3克,即便大剂量(10克/天)口服或注射对人体不会产生毒副作用,因为富余的VC经代谢分解成草酸或抗坏血酸-2-硫酸由尿液排出体外。