吸烟的肺与正常的肺:吸烟者肺部的视觉、细胞、分子和功能变化

   时间:2021-12-23 作者:戒烟18弯

许多人记得在某个时候听说过吸烟者的肺和正常健康的肺之间的区别。这些变化发生在视觉层面、细胞层面(显微镜下),甚至分子层面。除了这些结构变化外,健康的肺和吸烟者的肺也有一些功能上的差异,从肺容量到氧交换。你甚至可以回忆起那些描绘吸烟者黑色、丑陋的肺部的..

许多人记得在某个时候听说过吸烟者的肺和正常健康的肺之间的区别。这些变化发生在视觉层面、细胞层面(显微镜下),甚至分子层面。

吸烟的肺与正常的肺:吸烟者肺部的视觉、细胞、分子和功能变化

除了这些结构变化外,健康的肺和吸烟者的肺也有一些功能上的差异,从肺容量到氧交换。你甚至可以回忆起那些描绘吸烟者黑色、丑陋的肺部的海报。这真的发生了吗?吸烟对肺部的真正影响是什么?

吸烟者的肺是什么样的?

吸烟者的肺部可能呈黑色或棕色,肺活量减少,弹性增加,并含有更多的传染性细菌。

吸烟者的肺与正常健康的肺

要真正理解烟草烟雾对肺部的影响,我们需要了解肺部外观的解剖学变化,以及吸烟者肺部功能与健康肺部功能的生理学差异。

然而,我们希望挖掘得更深入。吸烟者的肺是什么样子的?从肉眼所能看到的变化开始,一直到基因变化太小以至于在显微镜下都看不到,但往往更不详细?我们之前提到的丑陋海报没有撒谎。让我们从你可能看到的开始,如果你能看到暴露在烟草下的整个肺。

吸烟的肺与正常的肺:吸烟者肺部的视觉、细胞、分子和功能变化

肺外观

上面的照片是一个终生吸烟者用肉眼观察肺部的真实情况。重要的是要说明并非所有的黑肺都与烟草烟雾有关。

其他可吸入的刺激物也可能导致这种症状,例如有时在煤矿工人中出现的黑肺病。然而,当观察一组肺时,很容易判断一个人一生中是否吸烟。

许多人想知道黑色或棕色是什么颜色。

当你吸入香烟烟雾时,会吸入数千个微小的碳基颗粒。

我们的身体有一种特殊的方式来处理这些粒子,如果你愿意的话,可以把它们排除在外。

只要你吸一口烟,你的身体就会意识到有毒颗粒物已经侵入。炎症细胞蜂拥而至。一种叫做巨噬细胞的白细胞可能被认为是我们免疫系统的“垃圾车”。巨噬细胞在一个被称为吞噬作用的过程中,基本上“吃掉”了香烟烟雾中令人讨厌的棕黑色颗粒。

由于这些颗粒甚至可能对垃圾车细胞造成损害,它们被隔离在微小的囊泡中,并作为有毒废物储存。他们坐在那里。随着越来越多的含有碎片的巨噬细胞在肺部和胸腔内的淋巴结中积聚,肺部变得越暗。

你可能想知道棕色和黑色是否会消失。毕竟,巨噬细胞不会永远存活。当一个巨噬细胞死亡,香烟废料的囊泡被释放时,年轻的巨噬细胞会冲向现场并吞食这些颗粒。这一过程可以在一个人的一生中反复发生。

这并不是说当有人戒烟时,康复就不会发生。是的。但肺部的变色可能会无限期地持续下去。

吸烟的肺与正常的肺:吸烟者肺部的视觉、细胞、分子和功能变化

吸烟者的肺的细胞水平

随着尺寸的减小和对肺部的更仔细观察,越来越多的烟草相关伤害被发现。在显微镜下,这些细胞和周围的组织变得清晰可见,就像一座设施完善的城市,但却被笼罩在其上的有毒烟雾所蹂躏。呼吸道的不同结构受到不同方式的影响。

纤毛

纤毛是细支气管和较小的细支气管周围的毛发状小附属物。纤毛的作用是捕捉进入气道的异物,并以波浪状的方式将其从肺部向上推出到喉咙。从喉咙,这种物质可以被吞咽并被胃酸破坏。

不幸的是,香烟烟雾中的毒素,如丙烯醛和甲醛,会麻痹这些纤毛,使它们无法发挥作用。这一结果是,其他毒素(其中70多种为致癌物)和感染性有机体最终留在肺部,在细胞水平和分子水平上都会造成损害,这些变化反过来会导致癌症和其他疾病。

粘液

呼吸道中的炎症细胞会分泌粘液,以应对香烟烟雾中的有害化学物质。这种粘液可以限制到达气体交换发生的最小气道的富氧空气量。粘液还可以为有害细菌的生长提供营养繁殖场所。

呼吸道

在显微镜下,呼吸道可以像一条旧短裤上的弹性一样伸展开来。烟草烟雾成分导致的弹性降低也有重要的功能影响(稍后讨论)。

肺泡

肺泡是最小的气道,也是我们吸入氧气的最终肺部目的地。这些肺泡含有弹性蛋白和胶原蛋白,使它们在吸气时扩张,呼气时收缩。总的来说,肺泡的表面积约为70平方米,如果你把它们平放并端对端放置,它们将覆盖一个网球场。

香烟烟雾中的毒素会以几种方式破坏这些微小的结构。毒素很容易破坏薄壁,导致薄壁破裂。香烟烟雾也会损害保持完整的肺泡,降低其扩张和收缩的能力。

肺泡损伤是一个自我延续的问题。随着更多的肺泡受损,肺泡中有更多的空气滞留(无法呼出空气),从而导致更多的肺泡扩张和破裂。

一般来说,在出现缺氧症状之前,肺泡的很大一部分必须被破坏,因为交换所需的氧气较少。肺泡和毛细血管之间的氧交换问题将在功能下进一步讨论。

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毛细血管

在细胞水平上,受损的不仅仅是肺组织。与最小的气道密切相关的最小的血管,即毛细血管,也会受到烟草烟雾的损害。

正如吸烟会导致大血管受损(最终可能导致心脏病发作),它也会导致肺壁毛细血管壁的疤痕和增厚,氧气需要通过这些毛细血管壁才能与红细胞中的血红蛋白结合,从肺输送到身体的其他部位。

遗传学和表观遗传学

要真正了解吸烟是如何导致肺癌等肺部疾病的,我们需要从分子水平上深入研究细胞内部。这是一个我们无法通过显微镜直接看到的水平。

在我们每个肺细胞的细胞核中,我们的DNA是细胞的蓝图。这种DNA包含了制造细胞生长、功能、自我修复所需的每一种蛋白质的指令,并告诉细胞衰老或受损时是时候死亡了。

你可能听说过,一个细胞中的一系列突变是导致肺癌和吸烟之间联系的原因,但许多突变通常发生在细胞癌变之前。

暴露于烟草的单个肺细胞通常有数千个突变。

肺细胞中的一些基因编码负责细胞生长和分裂的蛋白质。一种叫做癌基因的基因会导致细胞生长和分裂(即使它们不应该生长和分裂)。其他被称为肿瘤抑制基因的基因编码蛋白质,修复受损的DNA或清除无法修复的受损细胞。

已经发现香烟烟雾中的几种致癌成分会导致突变,但研究甚至显示了烟草特别导致可能导致癌症的损害的方式。例如,一些烟草致癌物会导致p53基因突变,这是一种肿瘤抑制基因,编码修复受损细胞或消除受损细胞的蛋白质,从而使癌细胞不会诞生。

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表观遗传学

最后,除了吸烟引起的基因变化外,烟草还可以引起肺细胞的“表观遗传”变化。表观遗传变化不是指细胞DNA的实际变化,而是指基因的表达方式。

根据2017年的一项研究,吸烟人群血液中检测到的DNA甲基化(表观遗传学变化)与肺癌风险增加相关。与细胞中的遗传变化不同,健康的生活方式更有可能逆转表观遗传变化。

生理学

正如吸烟者的肺在结构上有许多变化一样,在功能水平上也有一些变化。

比较吸烟和不吸烟的人的肺功能测试通常在很早的时候就显示出变化,甚至在吸烟的青少年中,并且在任何症状出现之前很久。

一些吸烟的人感到放心,如果他们的呼吸没有问题,他们就没有问题。然而,大部分肺组织通常在症状出现之前就被破坏了。

为了更好地理解这一点,考虑那些有一个全肺切除(肺切除)的人,或者是其他健康的人,可以适应,以便他们能够进行一个合理的正常生活方式。有些人甚至爬山。

相对肺活量

吸烟可以通过多种方式影响肺功能的测量。

总肺容量

吸烟可以通过几种方式降低总肺容量(TLC),或者说你能在尽可能深的呼吸中呼吸的总空气量。吸烟会损害胸部肌肉,减少深呼吸所需的扩张。

气道平滑肌的弹性同样受到影响,再加上弹性的丧失,也会限制吸入的空气量。

在微观层面上,当肺泡较少时(由于香烟烟雾的破坏),或空气无法到达肺泡时(由于香烟对气道的损害和粘液的积聚),呼吸的摄入也会受到影响。这些力共同作用降低肺容量。

如果吸烟者继续发展为COPD,他们的TLC会上升,因为阻塞会导致空气滞留在肺部,从而使整个肺容积上升。随着TLC升高,横膈膜变平,处于机械不利状态,不利于有效通气,导致严重呼吸困难。

吸烟的肺与正常的肺:吸烟者肺部的视觉、细胞、分子和功能变化

用力呼气量

除了肺活量外,吸烟还会导致从肺部毛细血管向肺泡输送二氧化碳的困难。如上所述,大气道弹性的降低和肺泡反冲的减少导致空气滞留。这导致用力呼气量减少。

戒烟有帮助

值得庆幸的是,研究人员已经注意到,戒烟两周后的好处之一是增加肺容量和呼气量。

氧交换

这不仅仅是氧气进入肺泡并向下传递的能力,甚至不是健康肺泡的数量。到达肺泡的氧气必须通过肺泡的单细胞衬里,然后通过毛细血管的双细胞层,到达红细胞中的血红蛋白,然后输送到身体的其他部位。

扩散能力

如上所述,香烟烟雾会影响肺泡和毛细血管内壁,使氧气和二氧化碳更难在两者之间通过。不仅可用于气体交换的表面积较少,而且交换也受到影响。氧气更难通过有疤痕的肺泡和毛细血管壁。

扩散能力是一种肺功能测试,用于测量气体从肺泡进入血流的能力。几十年来,我们都知道吸烟会降低扩散能力。

其他生理变化

吸烟者的肺部会发生更多的变化,这里提到的变化只触及表面。我们提到了香烟烟雾是如何影响毛细血管的,但也会影响体内的每一条血管。对大血管的损伤可能导致血流变化,从而首先影响血液输送到肺部毛细血管。

而且不仅仅是动脉。吸烟与腿部血栓形成(深静脉血栓形成)的风险显著增加有关。这些血凝块反过来会破裂并进入肺部(肺栓塞),造成进一步的损伤,导致肺组织不太健康(如果一个人存活下来)。

虽然这些变化中有一些是不可逆的,但戒烟永远都不会太迟,因为它既可以将伤害降至最低,也可以让你的身体修复可以恢复和治愈的伤害。

吸烟的肺与正常的肺:吸烟者肺部的视觉、细胞、分子和功能变化

总结

纵观吸烟者肺部的所有结构和功能变化,强调了戒烟的重要性,尽管人们关注的不仅仅是肺部。

吸烟引起的疾病很多,烟草几乎在每个身体系统中都起着作用。值得关注的不仅仅是肺癌。如果你今天还不愿意戒烟的话,看看这张由吸烟引起的癌症清单。

如果您仍然需要一些事实来鼓励您戒烟:

●30%的癌症是由吸烟引起的

●总的来说,五分之一的死亡是由吸烟引起的

●吸烟导致80%的肺癌,这是导致男性和女性癌症死亡的主要原因5

●吸烟导致80%的COPD死亡,是美国第四大死因

但消息并不全是坏消息:

●心脏病风险在戒烟后一年内急剧下降

●戒烟2至5年后,中风风险显著下降

●许多癌症的风险在戒烟五年后显著降低

戒烟

谢天谢地,任何时候戒烟都可以阻止对你的肺部造成进一步的损害,并可以降低你患上与吸烟有关的疾病和癌症的风险。我们知道这并不容易。但这是可能的。从今天开始,学习戒烟的原因,让这次尝试成为你最后一次成功戒烟的尝试。

戒烟18弯的一句话

吸烟影响肺部结构和功能的众多方面来看,这可能有点让人不知所措,但重要的是,吸烟不会以一种方式影响肺部。即使我们有办法绕过对肺泡造成的损害,吸烟仍然是个问题。

换句话说,除了戒烟,没有健康的选择。尽管有如此巨大的伤害,我们的身体仍有惊人的恢复力,在最后一次吸烟几秒钟后,修复工作才开始了。

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