Pathophysiologie der ambulant erworbenen Pneumonie

Einleitung

Ständige Exposition gegenüber kontaminierter Luft und häufiges Absaugen der Nasopharynxflora machen das Lungenparenchym anfällig für virulente Mikroorganismen. Die meisten Mikroorganismen erreichen die unteren Atemwege als inhalierte und kontaminierte Mikrotröpfchen. Komplexe Wechselwirkungen zwischen Virulenz und Aktivität aspirierter oder inhalierter Mikroorganismen, die in die unteren Atemwege gelangen, Integrität der Abwehrbarrieren und Wirtsimmunitätsstatus, entscheiden über das Auftreten von Lungenentzündung.1,2

Partikel mit einem Durchmesser von mehr als 100 µm fallen leicht aus und werden nicht inhaliert. Partikel, die größer als 10 µm sind, werden in Nasensekreten eingeschlossen. Die meisten Partikel nehmen aufgrund der Befeuchtung in der Luftröhre an Größe zu und werden in den Hauptbronchien eingeschlossen.3 Partikel mit einem Durchmesser von weniger als 5 µm erreichen die Alveolen. Solche Partikel können je nach Bakteriengröße ein bakterielles Inokulum von bis zu 100 Mikroorganismen transportieren. Obwohl der Durchmesser der meisten Bakterien 1 µm oder mehr beträgt, sind Mycoplasma, Chlamydophila und Coxiella 5 bis 100 mal kleiner.

Die meisten ambulant erworbenen Pneumonien (CAP) sind bakteriellen Ursprungs und folgen häufig einer kurzen viralen Infektion der oberen Atemwege. In aufrechter Position sind die unteren Lappen am besten belüftet, daher ist die Ablagerung von eingeatmeten Mikroorganismen in diesen Lappen höher. Inhalationspneumonie ist am häufigsten auf Mikroorganismen zurückzuführen (a) Das kann in der Luft schweben bleiben, um weit weg transportiert zu werden, (b) überleben lange genug während des Transports, (c) haben eine Größe von weniger als 5 µm (d) ein hohes Inokulum tragen, und (e) lokalen Abwehrmechanismen des Wirts ausweichen. Die Infektion durch intrazelluläre Bakterien wie Mycoplasma pneumoniae, Chlamydophila und Coxiella burnetii erfolgt auf kontaminiertem Aerosolinhalationsweg. CAP aufgrund von Streptococcus pneumoniae, Haemophilus und gramnegativen Bazillen tritt durch Mikroaspiration auf. Einige der wichtigsten pathophysiologischen Ausbreitungsarten von Mikroorganismen sind in Tabelle 1 zusammengefasst.

Atemschutzmechanismen

Eine Reihe von Immun- und Nichtimmun-Atemschutzmechanismen, die auf verschiedenen Ebenen effektiv arbeiten, halten die normale Lunge in einer bakterienfreien Zone.1,2

Einige dieser wichtigen Abwehrmechanismen der Atemwege sind in Tabelle 2 zusammengefasst.

Das Versagen dieser Abwehrmechanismen und das Vorhandensein bestimmter prädisponierender Faktoren machen die Person anfällig für Infektionen, die CAP verursachen. Einige dieser Bedingungen werden kurz wie folgt beschrieben:

1. Veränderung der normalen oropharyngealen Flora. Das Vorhandensein von lokalen Immunglobulinen, insbesondere Immunglobulin A, Komplement und normaler Flora verhindert auch die Besiedlung des Oropharynx durch virulente Mikroorganismen.4 Diabetes, Unterernährung, Alkoholismus und andere chronische systemische Störungen senken den Speichelfibronektin-Spiegel und erhöhen die Besiedlung durch gramnegative Bazillen.5 Antibiotika assoziierte Unterdrückung der normalen Mundflora erleichtern auch die Besiedlung durch resistente gramnegative Bazillen.
2. Depressive Husten- und Stimmritzenreflexe. Dies kann eine Aspiration des Mageninhalts ermöglichen, insbesondere im Alter, bei Patienten mit COPD, thorakoabdominaler Operation oder neuromuskulärer Erkrankung
3. Verändertes Bewusstsein. Gesunde Erwachsene haben 10 bis 100 Millionen Bakterien pro Milliliter Oropharynxsekret und bis zu 50% der gesunden Erwachsenen saugen im Tiefschlaf kleine Mengen Pharynxsekret ab.6 Oropharyngealer Inhalt kann in Situationen wie Koma, Krampfanfällen, zerebrovaskulären Unfällen, Alkoholismus und Überdosierung von ZNS-Depressiva häufiger abgesaugt werden.
4. Beeinträchtigter Mechanismus des Mukoziliarapparates. Die effektive mukoziliäre Clearance hängt von der effektiven Ziliarbewegung und den physikalischen Eigenschaften des Schleims ab. Submuköse Drüsen und oberflächenepitheliale Becherzellen produzieren Atemwegsoberflächenflüssigkeit. Diese Flüssigkeit besteht aus einer oberen Gelschicht wie Mucin und einer unteren nicht gelartigen Flüssigkeit. Die Zilien schlagen in diesem speziellen Medium und treiben das Gel in Richtung Mund. Der Schutz, den das mit Schleim bedeckte Flimmerepithel vom Kehlkopf bis zu den terminalen Bronchiolen bietet, ist in vielen Situationen wie chronischem Zigarettenrauchen, viralen Atemwegsinfektionen, Exposition gegenüber heißer / kalter Luft oder anderen schädlichen Gasen, immotilem Ziliensyndrom, endobronchialer Obstruktion und Alter beeinträchtigt. Diese Situationen begünstigen somit den Durchgang von Mikroorganismen in das Lungenparenchym.
5. Funktionsstörung der Alveolarmakrophagen. Monozyten differenzieren sich nach der Transmigration schnell zu ‘entzündlichen’ Makrophagen, um die Aktivitäten und Funktionen der ‘residenten Makrophagen’ zu ergänzen. Neben anderen Serumbestandteilen sind insbesondere 1-25-Dihydroxyvitamin D3 und Interleukin-10 in der Lage, diese Reaktion auszulösen.7,8 Alveolarmakrophagen sind hochwirksame Phagozytenzellen, die in der Lage sind, ein breites Spektrum von Partikelmaterial abzufangen. Die meisten Mikroorganismen werden innerhalb des lysosomalen Systems der Alveolarmakrophagen schnell abgebaut. Substanzen, die zu einer solchen Auflösung nicht in der Lage sind, werden nur in sekundären Lysosomen isoliert und befinden sich dort für die verbleibende Lebensdauer des Makrophagen. Weitere wichtige mikrobizide Mechanismen von Makrophagen sind Toll-Like-Rezeptorproteine, die Erzeugung reaktiver Sauerstoffspezies und die Bildung von Stickoxid. Es ist bekannt, dass chronisches Zigarettenrauchen, chronische Anämie, anhaltender Hunger, Hypoxämie und respiratorische Virusinfektionen eine Beeinträchtigung der Alveolarmakrophagen verursachen und das Auftreten einer Lungenentzündung begünstigen.
6. Immunschwäche. Die Immunantwort ist die Hauptabwehr gegen Infektionen durch pathogene Mikroorganismen, einschließlich solcher, die durch die Atemwege gelangen und dort verweilen. Diese Immunantworten hängen von der spezifischen Erkennung von Antigenen durch T- und B-Lymphozyten ab. Solche Reaktionen werden auch durch unspezifische Entzündungszellen des Immunsystems wie pulmonale dendritische Zellen, Makrophagen, Neutrophile, Eosinophile und Mastzellen reguliert und ergänzt. Störung der Granulozyten, Lymphozyten, angeborene / erworbene Immundefekte und immunsuppressive Therapie prädisponieren für Lungenentzündung.

Klassifikation der Pneumonie

Basierend auf dem anatomischen Teil des beteiligten Lungenparenchyms werden Pneumonien traditionell in folgende drei Typen eingeteilt:

Lobarpneumonie: Tritt aufgrund einer akuten bakteriellen Infektion eines Teils eines Lappens oder eines vollständigen Lappens auf. Der ganze Lappen ist oft betroffen, da sich die Entzündung durch die Poren der Khon- und Lambert-Kanäle ausbreitet. Häufig sind Streptococcus pneumoniae, Staphylococcus aureus, β-hämolytische Streptokokken und seltener Haemophilus influenzae, Klebsiella pneumoniae, für die Lobärpneumonie verantwortlich.

Bronchopneumonie: Akute bakterielle Infektion der terminalen Bronchiolen, gekennzeichnet durch eitrige Exsudate, die sich über den endobronchialen Weg in die umgebenden Alveolen erstrecken und zu einer fleckigen Konsolidierung führen. Es ist in der Regel in extremen Alter und in Verbindung mit chronischen schwächenden Bedingungen gesehen. Häufig sind Streptokokken, Staphylococcus aureus, β-hämolytische Streptokokken, Haemophilus influenzae, Klebsiella-Pneumonie und Pseudomonas für Bronchopneumonie verantwortlich.

Interstitielle Pneumonie: Fleckige entzündliche Veränderungen, verursacht durch Virus- oder Mykoplasmen-Infektion, meist beschränkt auf das interstitielle Gewebe der Lunge ohne alveoläre Exsudate. Es ist durch ein Alveolarseptumödem und mononukleäre Infiltrate gekennzeichnet. Häufig sind Mycoplasma pneumoniae, Respiratory Syncytial Virus, Influenzavirus, Adenoviren, Cytomegaloviren und gelegentlich Chlamydien und Coxiella für die interstitielle Pneumonie verantwortlich.

Klinisch ist es ratsam, Pneumonien nach der Umgebung zu klassifizieren, in der sie auftreten, da dies dem behandelnden Arzt hilft, eine empirische antimikrobielle Therapie durchzuführen. Dementsprechend kann die Pneumonie als CAP (typische und atypische CAP), nosokomiale Pneumonie, Aspirationspneumonie, Pneumonie bei immungeschwächtem Wirt und nekrotisierende Pneumonie klassifiziert werden.

Ursprünglich ergab sich die Einteilung der Pneumonie in “atypische” und “typische” Formen aus der Beobachtung, dass die klinischen Merkmale und die Naturgeschichte einiger Patienten mit Pneumonie im Vergleich zur “typischen” Präsentation von Patienten mit Pneumokokkeninfektion unterschiedlich waren.9,10 Das “atypische” Pneumoniesyndrom wurde ursprünglich M. pneumoniae zugeschrieben.10 Später wurden andere bakterielle und virale Erreger identifiziert, die eine subakute Krankheit hervorrufen könnten, die von der durch M. pneumoniae verursachten Krankheit nicht zu unterscheiden ist.11,12 Obwohl die Begriffe “Typische und atypische Pneumonie” keine genaue Beschreibung der klinischen Merkmale von CAP now sind, wurde der Begriff “atypisch” in diesem Artikel beibehalten, um sich auf die in Tabelle 3 aufgeführten spezifischen Erreger zu beziehen.

Mit Fortschritten beim Verständnis der Ätiopathogenese und bei der Untersuchung von Instrumenten wird derzeit die ätiologische Klassifikation der Pneumonie wie in Tabelle 4 angegeben verfolgt.

Pathologische Stadien der Pneumokokken-Lobarpneumonie

In der präantibiotischen Ära wurden Pneumonien, die eine Lobarpneumonie verursachen, traditionell in vier aufeinanderfolgenden, aber unterschiedlichen Stadien beobachtet:

1. Stadium der Stauung: Dieses Stadium stellt eine frühe akute Entzündungsreaktion dar. Der betroffene Lappen wird aufgrund von Gefäßverstopfungen rot und schwer. In den Alveolen sind reichlich proteinhaltige Flüssigkeit, reichlich Neutrophile und viele Bakterien zu sehen. Diese Phase dauert 1 bis 2 Tage.
2. Stadium der roten Leberentzündung: Der betroffene Lappen wird rot, fest und erhält eine leberähnliche Konsistenz. Proteinflüssigkeit wandelt sich in Fibrinstränge mit ausgeprägten zellulären Exsudaten von Neutrophilen um. Extravasation von roten Blutkörperchen, die der Lunge eine rote Farbe verleihen. Diese Phase dauert 2 bis 4 Tage.
3. Stadium der grauen Lebererkrankung: Der betroffene Lappen wird durch lysierte rote Blutkörperchen trocken, fest und grau. Neutrophile zelluläre Exsudate nehmen aufgrund des Abbaus von Entzündungszellen und Makrophagen ab. Die Belastung des Mikroorganismus nimmt ebenfalls ab. Diese Phase dauert 4 bis 7 Tage.
4. Stadium der Auflösung: Aufgrund der enzymatischen Wirkung wird fibrinöse Substanz verflüssigt und die Lungenbelüftung wird allmählich wiederhergestellt. Makrophagen sind die Hauptzellen in den Alveolen. Es gibt eine fortschreitende Reduktion von Flüssigkeit und zellulären Exsudaten aus den Alveolen durch Auswurf und Lymphdrainage, die in über 3 Wochen zu einem normalen Lungenparenchym führt.

Schlussfolgerung

Komplexe Wechselwirkungen zwischen Virulenz und Aktivität aspirierter oder inhalierter Mikroorganismen, die in die unteren Atemwege gelangen, Integrität der Abwehrbarrieren und Status der Wirtsimmunität entscheiden über das Auftreten einer Lungenentzündung. Ein depressiver Hustenreflex, ein verändertes Bewusstsein, ein gestörtes mukoziliäres Rolltreppensystem und eine Immunsuppression sind wichtige prädisponierende Faktoren. Die meisten ambulant erworbenen Pneumonien sind bakteriellen Ursprungs und folgen häufig einer kurzen viralen Infektion der oberen Atemwege. Die Infektion durch intrazelluläre Bakterien wie Mycoplasma pneumoniae, Chlamydophila und Coxiella burnetii erfolgt durch kontaminierte Aerosolinhalation, während die Infektion durch Streptococcus pneumoniae, Haemophilus influenza und andere gramnegative Bazillen auf Mikroaspiration zurückzuführen ist. Typische KAPPE, in der präantibiotischen Ära, entwickelte sich durch vier aufeinanderfolgende Konsolidierungsstufen, Rote Hepatisierung, Graue Hepatisierung und Auflösung in über 03 Wochen. Der frühe Einsatz von Antibiotika hat diese Dauer auf nur wenige Tage aufgehoben.