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二、影响肺功能的危险因素

(一)吸烟

吸烟是肺功能最主要的危险因素。与不吸烟者相比,成人吸烟者肺功能及小气道指标均明显降低。研究资料显示,约20%的吸烟者发展成慢性阻塞性肺疾病(COPD)。调查表明,吸烟者COPD的患病率是不吸烟者的2~4倍。吸烟时间越长、烟量越大,COPD患病率越高。为什么吸烟会导致肺功能降低?
首先,香烟燃烧可释放4000多种化学物质,主要有烟碱(尼古丁)、烟焦油、亚硝基氨、一氧化碳、氰化物和芳香烃等刺激性烟雾。这些毒性物质易聚集在内径<2mm的细支气管内,激活巨噬细胞、T淋巴细胞和中性粒细胞等,导致这些细胞释放包括肿瘤坏死因子、白介素26、白介素28等炎性介质,引起气道内炎症风暴、气道纤维化和结构重塑、不可逆的气流受限及肺功能降低。
其次,香烟烟雾引起呼吸道黏膜上的纤毛摆动频率下降。纤毛生长在气管、支气管的黏膜上,通过纤毛摆动,产生痰液以及咳嗽等动作,把随空气进入呼吸道的污染物和细菌等物质排出体外。但是,研究表明,香烟烟雾导致纤毛的摆动频率从每秒12~15次降到10次以下。随着纤毛摆动频率的下降,其排出有毒物质的能力也相应降低,病菌无法及时被排出,从而引起各种炎症、肺气肿等呼吸道疾病。
最后,烟雾中含有的毒性物质会破坏肺泡等肺部组织,引起急性肺损伤。研究表明,成人每天抽20支烟,如果连续一年以上,可导致1000万左右的肺泡损伤;如果连续20年以上,可导致1. 5亿左右的肺泡损伤,即一半左右的肺泡发生不可逆转的破坏。损伤的肺泡不再具有气体交换等功能,引起肺功能的下降。

(二)室内外空气污染

室内外空气污染包括粉尘颗粒,微生物,化学毒物如二氧化氮、二氧化硫、氯气等。大气颗粒物是悬浮在大气中固体和液体颗粒物的总称,其主要来源包括:自然界的风沙尘土等;各种燃料如汽车尾气、煤炭、液化石油气、天然气等的燃烧;钢铁厂、水泥厂、石油化工厂等工业生产过程中产生的污染气体;公路扬尘、建筑物扬尘等。此外,取暖和烹调(特别是采用生物燃料如柴草、煤炭)也是造成室内空气污染的一个因素。
因为肺每天要吸入大量空气,虽然气管及支气管黏膜纤毛能清除部分空气中的污染物,但长时间处于污染的空气中,比如在雾霾天气,烟尘等颗粒物质沉积在肺部气泡内,很难被清除。久而久之,各种有毒物质将导致肺部组织炎症水平升高,肺泡受损,肺纤维化,弹性变差。最终导致肺功能下降,肺部排出污染物的能力降低。

(三)职业因素

过去几十年,随着中国房地产市场的飞速发展,水泥等基本建筑材料需求不断增加,水泥厂接触粉尘的人数近年迅速增多。而对煤炭等能源的巨大需求,又导致大量矿工开采煤矿。同时,作为世界工厂,大量工人工作在电子、纺织等领域,很多人在缺少防护的条件下受到粉尘和大气中的有害化学物质(工业废气、刺激性物质、烟雾等)污染。粉尘污染源主要来自采矿机、破碎机、烘干机、生料磨机、水泥磨机、包装机以及料库提升机、输送机等设备,每道工序都存在不同程度的粉尘外溢。工人在含有高浓度生产性粉尘的工作环境里作业,通过呼吸含尘空气,生产性粉尘吸附在肺黏膜中,长期积累,并沉积在肺泡中,使肺纹理变粗、扭曲,肺组织弥漫性纤维化。肺部纤维化使肺弹性阻力增大,顺应性降低,肺容积减少,引起限制性通气功能障碍,形成尘肺。目前,尘肺病仍然是我国最严重的职业病。虽然国家投入了大量人力、物力进行防治,但是,因治理技术、缺乏有效监管等方面的原因,长期以来得不到有效治理,对作业工人的身体健康构成威胁。

(四)其他

老年人随着年龄的增大,支气管管壁硬度增加,肺弹性回缩力下降,呼吸张力减退等,使其肺活量呈进行性下降。肺和胸壁的变化使老年人肺换气能发生改变,并导致肺通气或血流的比例失调,呼吸道阻力增加,肺泡壁所含胶原成分增多,呼吸膜的有效面积减少,使其最大通气量随年龄增加而逐渐减少,60岁时有可能下降到原来水平的一半,而残气量却逐渐增加。
人体肺功能的下降除了和环境相关,也和基因有关。一些遗传因素如α1-抗胰蛋白酶缺失等可以导致人体肺功能的下降,使此类人群暴露于相同的环境因素后更易罹患肺气肿。其他的相关基因包括与炎症、蛋白酶—抗蛋白酶、氧化—抗氧化相关的一些基因。随着人类基因组计划的进展,鉴别更多的COPD相关基因逐渐成为可能。
呼吸道感染是COPD发生和急性加重的重要原因。研究表明,儿童期感染与成年后肺功能降低有关。流感嗜血杆菌、肺炎链球菌、卡他莫拉菌是COPD急性加重的主要病原菌。鼻病毒、流感病毒、副流感病毒、腺病毒、呼吸道合胞病毒等,对COPD的发生、发展亦起重要作用。近年来发现,肺炎衣原体和肺炎支原体也是COPD急性加重的较常见病原体。