T.C. SAĞLIK BAKANLIĞI SÜREYYAPAŞA GÖĞÜS HASTALIKLARI VE GÖĞÜS CERRAHİSİ EĞİTİM VE ARAŞTIRMA HASTANESİ Şef Dr. MELAHAT KURUTEPE KOAH HASTALARINDAKİ OKSİJEN SATÜRASYONUNUN PULSE OKSİMETRE İLE TESBİTİNİN ARTER KAN GAZI TETKİKİ İLE KORELASYONU VE BU KORELASYONU ETKİLEYEN FAKTÖRLER TIPTA UZMANLIK TEZİ Dr. Eylem ACARTÜRK İSTANBUL -2009
T.C. SAĞLIK BAKANLIĞI SÜREYYAPAŞA GÖĞÜS HASTALIKLARI VE GÖĞÜS CERRAHİSİ EĞİTİM VE ARAŞTIRMA HASTANESİ Şef Dr. MELAHAT KURUTEPE KOAH HASTALARINDAKİ OKSİJEN SATÜRASYONUNUN PULSE OKSİMETRE İLE TESBİTİNİN ARTER KAN GAZI TETKİKİ İLE KORELASYONU VE BU KORELASYONU ETKİLEYEN FAKTÖRLER TIPTA UZMANLIK TEZİ Dr. EYLEM ACARTÜRK İSTANBUL -2009
ÖNSÖZ Asistanlığım süresince mesleki bilgi ve tecrübeleri ile eğitimimde en büyük katkıyı sağlayan, yanında çalışmaktan onur duyduğum, ilgi ve desteğini her zaman yanımda hissettiğim, değerli hocam ve Klinik Şefim Dr. Melahat Kurutepe ye Süreyyapaşa Göğüs Hastalıkları ve Göğüs Cerrahisi Eğitim ve Araştırma Hastanesi Başhekimi Doç. Dr. Adnan Yılmaz a Uzmanlık eğitimim sırasında bilgi ve deneyimlerinden faydalandığım hastanemiz tüm Klinik Şeflerine, Tezimin hazırlanışı ve yazım aşamasında desteğini ve yardımını esirgemeyen, asistanlık eğitimimde çok önemli yeri olan uzmanım; Dr. Selahattin Öztaş a Birlikte çalışmaktan büyük keyif aldığım ve üzerimde büyük emekleri olan uzmanlarım; Dr. Özlen Tümer, Dr. Sema Saraç, Dr. İpek Erdem, Dr. Nalan Adıgüzel, Dr. Müge Zeynep Özdemir, Dr. Güliz Ataç a Rotasyonlarım sırasında bilgi ve birikimlerinden faydalandığım Dr.Lütfi Kırdar Kartal Eğitim ve Araştırma Hastanesi 2. Dâhiliye Şefi Prof.Dr.Mustafa Yaylacı ve Enfeksiyon Hastalıkları ve Mikrobiyoloji Klinik Şefi Dr. Serdar Özer e, Göztepe Eğitim ve Araştırma Hastanesi Radyoloji Klinik Şefi Dr. İhsan Kuru ya Birlikte çalışmaktan zevk aldığım servis arkadaşlarım; Dr. Yelda Başbuğ Tezel, Dr. Ali Vefa Öztürk, Dr. Gül Erdal, Dr. Ece Kipman, Dr. Semra Köklü, Dr. Aytül Şen Güler, Dr. Mahmut Reçper e Asistanlık eğitimim boyunca birlikte çalışmaktan ve nöbet tutmaktan büyük keyif aldığım tüm asistan ve hemşire arkadaşlarımla birlikte hastane personeline Destek ve sevgileri ile her zaman yanımda olan babam, annem ve ağabeyime Sonsuz teşekkürler Dr. Eylem ACARTÜRK I
İÇİNDEKİLER TEŞEKKÜR KISALTMALAR TABLO LİSTESİ ŞEKİL LİSTESİ I II-III IV-V VI GİRİŞ VE AMAÇ 1 GENEL BİLGİLER 2-46 KOAH 2-31 ARTER KAN GAZI 31-40 PULSE OKSİMETRE 40-46 GEREÇ VE YÖNTEM 47-49 BULGULAR 50-58 TARTIŞMA 59-64 SONUÇ 65 ÖZET 66-67 ABSTRACT 68-69 KAYNAKLAR 70-81
KISALTMALAR AAT AKG ARDS ATS BAL BE BHR BMI COHb DSÖ ERS FEV1 FFM FRC FVC GOLD KOAH NEP : Alfa-1 antitripsin : Arter kan gazı : Akut solunumsal sıkıntı sendromu :Amerikan Toraks Derneği : Bronkoalveolar lavaj : Baz fazlası : Bronş hiperreaktivitesi : Beden kitle indeksi : Karboksi hemoglobin satürasyonu : Dünya Sağlık Örgütü : Avrupa Solunum Derneği : 1. Saniyedeki ekspirasyon hacmi : Yağsız beden kitlesi : Foksiyonel rezidüel kapasite : Fonksiyonel Vital kapasite : Global Obstructive Lung Disease : Kronik Obstrüktif Akciğer Hastalığı : Nötral endopeptidaz II
NIPPV PAB PEEP PHT RV SFT SpO2 TLC V/Q oranı VC YÇBT : Noninvazif intermittan positif basınçlı ventilasyon : Pulmoner arter basıncı : Ekspirasyon sonu pozitif basınç : Pulmoner hipertansiyon : Rezidüel hacim : Solunum fonksiyon testi : Pulse oksimetre ile ölçülen oksijen satürasyonu : Total Akciğer Kapasitesi : Ventilasyon perfüzyon oranı : Vital kapasite : Yüksek çözünürlüklü bilgisayarlı tomografi III
TABLO LİSTESİ Sayfa No Tablo 1: KOAH ile Astım arasındaki farklar 3 Tablo 2: KOAH ta risk faktörleri 6 Tablo 3: AAT incelenmesi gereken durumlar 10 Tablo 4: KOAH ta yaşam süresini kısaltan faktörler 11 Tablo 5: GOLD 2006 rehberine göre KOAH evrelemesi 23 Tablo 6: Hipoksemi nedenleri 36 Tablo 7: Hipoventilasyon nedenleri 37 Tablo 8: Pulse oksimetre ölçümlerinde hata nedenleri 46 Tablo 9: Satürasyon 70 için ağırlıklı kappa değeri 50 Tablo 10: Satürasyon 80 için ağırlıklı kappa değeri 51 Tablo 11: Satürasyon 90 için ağırlıklı kappa değeri 51 Tablo 12. AKG/ Pulse oksimetre değerleri için duyarlılık, özgüllük, 52 pozitif kestrim, negatif kestrim, doğruluk, Likelihood ratio değerleri Tablo 13: SpO₂ gruplarının cinsiyet dağılımı 53 Tablo 14: SpO2 gruplarının yaş dağılımı 54 Tablo 15: SpO2 gruplarında kalp yetmezliğinin dağılımı 55 IV
Sayfa No Tablo 16: SpO2 gruplarında anemi varlığının dağılım 55 Tablo 17: SpO₂ gruplarında hemoglobin değerlerinin dağılımı 55 Tablo 18: SpO₂ gruplarında ph değerlerinin dağılımı 56 Tablo 19: SpO2 gruplarında kalp yetmezliği varlığına 57 göre SpO2 ve SaO2 farklarının karşılaştırılması Tablo 20: SpO2 gruplarında ph değerine göre 57 SpO2 ve SaO2 farklarının karşılaştırılması Tablo 21: SpO2 gruplarında anemi varlığına 58 göre SpO2 ve SaO2 farklarının karşılaştırılması V
ŞEKİL LİSTESİ Sayfa No Şekil 1: Alt grupları gösteren venn şeması 4 Şekil 2: KOAH da fizyopatolojik değişimler 15 Şekil 3: Allen testi 33 Şekil 4: Oksihemoglobin dissosiasyon eğrisi 43 Şekil 5: Pearson korelasyonu 52 VI
GİRİŞ Kandaki oksijenin hemoglobine bağlı olarak taşınan miktarına oksijen satürasyonu denir ve bu da hücrelere oksijenin taşınmasındaki ana mekanizmayı oluşturur. Oksijen satürasyonu ölçümü hipoksi hakkında bilgi verir(1,2). KOAH hastalarındaki hipoksik solunum yetmezliğinin tesbitinde kan oksijen satürasyonu ölçümü klinik uygulamada sıklıkla gereklidir. Uygulama da karşımıza, altın standart olarak kabul edilen arter kan gazı ölçümü ve alternatif olarakta pulse oksimetre çıkmaktadır. Her iki yönteminde birbirine üstünlükleri ve tercih nedenleri vardır. Arter kan gazı ölçümleri; solunum yetmezliğinin patofizyolojisi ile mekanizmanın anlaşılması, kompansasyon derecesi, asit baz durumun tanımı ve izlenmesinde önemli rol oynar(3). Ancak invazif olması çok sık tekrarlanmasının sakıncaları ve beraberinde getirebileceği komplikasyonlar nedeniyle daha az invazif, ucuz kolay tekrarlanabilir, konforlu bir yöntem arayışı 1935 li yıllarda başlayan ve hemoglobin oksijen satürasyonu ölçen aletlerin geliştirilmesi ile devam eden süreçte 1980 li yıllarda pulse oksimetrenin servislerde kullanılan standart bir alet haline gelmesini sağlamıştır(4,5). Asıl önemli olan pulse oksimetre ile tesbit edilen oksijen satürasyon değerinin doğruluğu ve bunu etkileyebilecek faktörleri bilmektir. Birçok çalışmada pulse oksimetre ölçümünün doğruluğunu etkileyen faktörler araştırılmış arter kangazı ile karşılaştırılarak değerlendirilmiştir(6-12). Biz de en sık karşılaştığımız hastalık grubu olan KOAH ta, pulse oksimetre kullanımını ve sonuçları etkileyen faktörleri, ek hastalıkları da göz önüne alarak irdeledik. 1
2.GENEL BİLGİLER 2.1. KOAH (KRONİK OBSTRÜKTİF AKCİĞER HASTALIĞI) 2.1.1. Tanım Kronik bronşit ve amfizeme bağlı, genellikle geri dönüşsüz hava akımı kısıtlanması ile karakterize bir hastalık durumudur. Hava akımı sınırlanması genellikle ilerleyicidir ve zararlı partikül ve gazlara karşı akciğerlerde gelişen anormal inflamatuar yanıtla ilişkilidir(13). KOAH ın günümüzde en yaygın kullanılan tanımı GOLD KOAH a küresel yaklaşım oluşumu tarafından önerilen tanımlamadır. KOAH ta inflamasyon ve oksidatif stres sadece solunum yollarında sınırlı kalmamakta, periferik kanda, dolayısıyla tüm organizmada etkili olmaktadır(14). KOAH tanısı alan bir hastada altta yatan patolojilere bakıldığında şu özellikler yer alır: Kronik bronşit Amfizem Küçük havayollarını tutan hastalık (obliteratif bronşiolit) Kronik bronşit, başka bir pulmoner veya kardiyak nedene bağlı olmayan, 2 yıl içinde 3 ay üst üste öksürük ve balgam çıkarma yakınmalarının olması şeklinde tanımlanır. Amfizem ise, patolojik bir tanımlamadır ve akciğerin gaz alış verişini yapan bölümlerinin distansiyonu ve yıkımı şeklinde tanımlanır (15). 2.1.2. Ayırıcı Tanı KOAH ayırıcı tanısında hava akımı kısıtlaması ile seyreden hastalıklar yer almaktadır. Bu hastalıkların başında astım gelmektedir. Hava akımı kısıtlanmasında reversibilitenin belirgin olduğu ve bronşial hiperaktivitenin bulunduğu KOAH hastalığı ile irreversibil hava akımı kısıtlamasının olduğu yaşlı astım hastalarının ayırıcı tanısı oldukça zor olmaktadır. Bazı klinik ve işlevsel özelliklerin varlığı bu hastalıkların ayırımına yardımcı olmaktadır ( Tablo1). 2
Tablo 1: KOAH ile Astım arasındaki farklar Özellikler KOAH ASTIM Klinik Her yaşta başlangıç - ++ Ani başlangıç - ++ Sigara öyküsü (Halen veya daha önce) +++ + Atopi + ++ Eozinofili (total IgE artışı) + ++ Tekrarlayan nefes darlığı wheezing + ++ Nazal semptomlar - ++ Başlıca anormallikler Hava yolu hiperreaktivitesi ++ +++ Reversibilite (erken ve /veya tam) - ++ Parankim harabiyeti ++ - Difüzyon kapasitesinde azalma ++ _ (-) hemen hiç yok (+) bazen var (++) genellikle var (+++) hemen daima var Sigara içme öyküsü, amfizeme ait radyolojik bulgular difüzyon kapasitesinde düşüklük ve kronik hipoksemi KOAH tanısını desteklerken atopi ve reversibilite varlığı astım tanısı lehine bulgulardır(16,17). Kronik bronşit, amfizem, astım ve hava akımı kısıtlanması arasındaki ilişki Venn diyagramı ile ortaya konmuştur (Şekil 1) (17). 3
Şekil 1. Kronik bronşit, amfizem ve astım hastalarına ait alt grupları gösteren venn şeması Hava yollarındaki obstrüksiyonun tamamen geri dönüşümlü olduğu astım hastaları (alan 9) KOAH lı kabul edilemez. Obstrüksiyonun geri dönüşümsüz olduğu astım hastalarını, hava yollarında hiperaktivite ile birlikte kısmen geri dönüşümlü obstrüksiyon bulunan kronik bronşit ve amfizem hastalarından ayırt etmek güçtür (alan 6, 7 ve 8). Hava yolu obstruksiyonuna sahip kronik bronşit ve amfizem genellikle birlikte bulunur. Alan 5 ve bazı olgularda bu iki hastalığa astımda eşlik eder (alan 8). Sigara dumanı gibi kronik bazı irritanlara maruz kalan astımlılarda (alan 6), kronik bronşitin özelliği olarak bilinen prodüktif öksürük gelişebilir. Hava yollarında obstrüksiyon bulunmayan ve/veya amfizem hastaları (alan 1, 2 ve 11) KOAH lı olarak değerlendirilemez. Bronşektazi, kistik fibrozis veya obliteratif bronşiolit gibi özgül etyoloji ve patolojiye sahip hastalıklara bağlı hava yolu obstrüksiyonu bulunan olgular (alan 10); KOAH tanımı dışında kalmaktadır. Benzer şekilde bisinozis, hipogamaglobülinemi, lenfanjioleiomiyomatozis gibi bazı interstisyel akciğer hastalıkları da kronik hava akımı obstrüksiyonuna sebep olabilirler, ancak KOAH kapsamına alınmazlar (16,17). 4
2.1.3. Epidemiyoloji 2.1.3.1. Mortalite Önemli bir halk sağlığı tehditi olan KOAH, dünya çapında hastalık yükü olarak 12. sıradadır, yaşam süresi ve kalitesinde yol açacağı kayıplar nedeni ile 2020 yılında 5. sırayı alması beklenmektedir(18). Bugün tüm dünyada en sık rastlanan ölüm nedenleri içinde 5. sırada yer alan KOAH ın, 2020 yılında 3. ölüm nedeni haline gelmesi beklenmektedir(19). Türkiye de 5 milyon kişiyi etkileyen, her yıl 25 bin kişinin ölümüne neden olan KOAH ülkemizin önemli bir halk sağlığı sorunudur. Adana ilinde yapılan bir çalışmada 40 yaş üstü yetişkinlerde KOAH prevalansının % 19,2 (erkeklerde % 29,3 kadınlarda % 9,9) olduğu bildirilmiştir. Sağlık Bakanlığı ve Dünya Sağlık Örgütü nün birlikte yürüttüğü Ulusal hastalık yükü ve maliyet etkililik çalışmasında KOAH Türkiye'de ölüm nedenleri arasında üçüncü sıradadır (tüm ölümlerin % 5,8'i)(20). 2.1.3.2. Morbidite ve Prevelans Dünya Sağlık Örgütü (DSÖ) ve Dünya Bankası nın desteği ile yapılan Küresel Hastalık Yükü Çalışması nda 1990 yılında tüm dünyada KOAH prevalansı erkeklerde 9,34 / 1000, kadınlarda da 7,33 / 1000 olarak tahmin edilmiştir(13). Hastalık erkekler arasında yaygındır ve yaşla artmaktadır. Bu cinsiyet farklılığı erkeklerin daha çok sigara içmesi ve mesleksel nedenlerle toksik maddelerle daha çok karşılaşmalarıyla açıklanmaktadır. Sigara içme alışkanlığının kadınlarda giderek yaygınlaşması, bu farkın yakın gelecekte ortadan kalkacağını düşündürmektedir(21). 2.1.4. Risk Faktörleri KOAH la ilişkili risk faktörleri hem konakçı ile ilgili faktörleri hem de çevresel maruziyetleri içermektedir(13). Sigara, mesleki ve çevresel toz ve gazlara maruz kalma, herediter -1 antitripsin eksikliği KOAH gelişiminde belirlenmiş olan risk faktörleridir. Muhtemel risk faktörleri arasında hava kirliliği, pasif sigara dumanına maruz kalma, solunum infeksiyonları, bronş aşırı duyarlılığı, genetik ve ırk sayılabilir(22). 5
Günümüzde KOAH ın bireysel genetik duyarlılık ile olumsuz çevre faktörlerinin karşılıklı etkileşimi sonucu geliştiği düşünülmektedir. KOAH gelişiminde rol oynadığı kesinleşmiş olası risk faktörleri Tablo 2 de görülmektedir (13). Tablo 2: KOAH ta risk faktörleri Çevre faktörleri Konakçı ile ilgili faktörler Sigara içimi α-1 antitripsin eksikliği Aktif sigara içimi Genetik faktörler Pasif sigara içimi Aile öyküsü Annenin sigara içimi Etnik faktörler Mesleki karşılaşmalar Yaş Hava kirliliği Hava yolu aşırı cevaplılığı Dış ortam Atopi İç ortam Düşük doğum ağırlığı Sosyoekonomik faktörler/yoksulluk Semptomlar (aşırı mukus yapımı vb) Diyetle ilgili faktörler Yüksek tuzlu diyet Diyette antioksidan vitaminlerin azlığı Diyette doymamış yağ asitlerinin azlığı Enfeksiyonlar 2.1.4.1. Sigara Epidemiyolojik çalışmalar, sigara ile amfizem arasında ilişki olduğunu göstermekle beraber, hangi mekanizmaların buna neden olduğu tartışmalıdır. Gelişmiş ülkelerde KOAH gelişiminden % 80-90 oranında sigara içiminin sorumlu olduğu bilinmektedir. Sigara içen kişilerde, sigara içmeyenlere göre KOAH gelişme riskinin 9,7-30 kat arttığı gösterilmiştir. Sigara içenlerin %50 sinde kronik bronşit gelişirken, %15-20 sinde KOAH gelişmektedir. Ancak KOAH gelişmesinin nedeni tam olarak anlaşılabilmiş değildir. İleri sürülen ve ekzojen oksidanlar ile proteaz inhibitörleri, antioksidanlar ve akciğer bağ dokusu arasındaki etkileşimlerdir (23). 6
Sigara içmeyen sağlıklı kişilerde FEV 1 değeri, yaklaşık 35 yaşından sonra her yıl 25-30 ml kadar azalır. Bu azalma sigaranın zararlı etkilerine duyarlı kişilerde günlük sigara tüketimine paralel olarak daha hızlı olup, yılda 150ml ye kadar ulaşabilmektedir. Duyarlı sigara içenler olarak adlandırılan bu kişileri belirleyecek herhangi bir laboratuar testi yoktur. Sigara miktarı ile FEV 1 deki yıllık azalma arasındaki doz cevap ilişkisinin yanı sıra, kişilerin hayatın hangi evresinde sigara dumanına maruz kaldıkları da önemlidir. Gebelik sırasında sigara içen annelerin çocuklarının, 8-12 yaşları arasında ölçülen FEV 1 lerinin %1,3 oranında daha düşük olduğu saptanmıştır. Sigara içenlerin çoğu sigara içmeye henüz maksimum akciğer fonksiyonlarına erişmedikleri adolesan dönemde başlamıştır. Sigara içen adolesanların, 15-20 yaşları arasında FEV 1 lerinin %8 oranında daha düşük olduğu görülmüş, sigara içmeyen yaşıtları ile karşılaştırıldıklarında daha düşük maksimum akciğer fonksiyonlarına ulaştıkları bildirilmiştir(13,24). Sigaranın bırakılması FEV 1 deki azalma hızını yavaşlatır ve FEV 1 azalma hızı, hiç sigara içmemiş aynı yaştaki kişilerdeki değerlere ulaşır. Bu nedenle sigaranın bırakılması hangi yaşta olursa olsun, prognozu olumlu yönde etkilemektedir(25). Pasif sigara içiminin etkileri prenatal dönemde ve/veya postnatal dönemde görülebilir. Yapılan çalışmalarda anne-babaları sigara içen çocuklarda ve çevresel tütün dumanı ile karşılaşan yetişkinlerde, solunumsal semptomların ve solunum sistemi hastalıklarının daha sık görüldüğü bildirilmiştir. Mevcut bilgiler, pasif sigara içiminin prenatal dönemdeki etkisinin daha önemli olabileceğini düşündürmektedir. Çünkü bu etki, intrauterin dönemde akciğerlerin gelişmesini etkilemektedir(26). 2.1.4.2. Meslek Mesleki tozlara ve kimyasallara (buharlar, irritanlar, gazlar), yeterli yoğunluk veya süre maruz kalındığında, sigara içmeden bağımsız olarak KOAH gelişebilir, eş zamanlı sigara içimi varlığında ise, hastalık gelişme riski artabilir(13). 7
2.1.4.3.Hava Kirliliği Hava kirliliği ile kronik bronşit ve solunum yetmezliğinden ölümlerin ilişkisi 1950 lerde Britanya da gözlenmiştir. Bunu izleyen yıllarda yapılan çalışmalarda hava kirliliğinin çocukluk çağında akciğer fonksiyonlarını olumsuz etkilediği ve KOAH ta alevlenmeleri, hastaneye başvuruları ve mortaliteyi arttırdığı gösterilmiştir. Yüksek hava kirliliğine sahip kentlerde oturan kişilerde solunum sistemi semptomlarının daha yaygın olduğu ve akciğer fonksiyonlarında hafif azalma geliştiği gösterilmiştir. Dış hava kirliliği kadar ev içi hava kirliliği de önemlidir. Ülkemizde özellikle kırsal kesimde yaşayan kadınlarda iyi havalandırılmayan kapalı ortamlarda yemek pişirmek, ısınmak gibi amaçlarla biyolojik katı yakıtların kullanılması KOAH için önemli bir risk faktörüdür(27). 2.1.4.4.Sosyoekonomik Durum ve Cinsiyet Dünyanın büyük bölümünde KOAH prevelansı ve mortalitesi erkeklerde kadınlara göre yüksektir. Gelişmekte olan ülkelerde bu fark daha azdır ve son yıllarda KOAH prevelansı kadınlarda dramatik bir şekilde artmaktadır. Cinsiyet farklılığının nedenleri çok iyi bilinmemektedir. Bu farklılığın olası nedenleri cinsiyetler arasında akciğerin yapısal farklılığı, hormonal faktörler, sigara içme alışkanlığı, cinsiyetler arasında inflamatuar yanıt farklılığı, çocukluk, adolesan ve erişkin dönemlerde bulunulan farklı sosyokültürel çevredir. Günümüzde sigara içiminin ve hava kirliliğinin zararlı etkilerine karşı kadınların erkeklerden daha duyarlı olduğu gösterilmiştir. Ev içi hava kirliliğine kadınlar daha çok maruz kalırken, erkeklerde mesleksel olarak mineral tozlar ve kimyasallara maruziyet fazladır. Erkekler daha çok sigara içmekle birlikte mesleksel nedenlerle toz ve partiküllere daha fazla maruz kalmaktadırlar(26,28). Düşük sosyoekonomik koşullarda yaşayanlarda akciğer fonksiyonları daha düşük bulunmakta, hastalığın morbidite ve mortalitesi artmaktadır(25). 2.1.4.5. Diyet Yapılan çalışmalarda diyetle antioksidan vitaminlerin ( A,C,E) ve doymamış yağ asitlerinin yetersiz alımı ve tuzun fazla alınmasının KOAH gelişimi ile ilişkili olduğu öne sürülmüştür. 8
Mevcut bilgiler, diyetin sigara içiminin oksijen radikalleri aracılığı ile yaptığı zararlı etkileri değiştirebileceğini göstermektedir. Omega-3 yağ asitlerinden zengin bir diyet araşidonik asit sentezini inhibe ederek bronkokonstrüksiyonu önleyebilir. Meyva ve sebzeden zengin bir diyetle beslenmenin azalmış KOAH riski ile ilişkili olduğu gösterilmiştir(26,29). 2.1.4.6. Solunum Sistemi Enfeksiyonları Henüz akciğer gelişiminin tamamlanmadığı çocukluk döneminde geçirilen solunum sistemi infeksiyonları, akciğerin gelişimini etkileyerek daha ileri yaşlarda KOAH riskini artırabilir. Yapılan çalışmalarda çocukluk çağında bronşiolit, krup ve pnömoninin ileri yaşlarda akciğer fonksiyonlarında bozukluğa yol açtığı görülmüştür. Latent Adenovirüs infeksiyonu, hava yollarının Haemophilus İnfluenza, Branhamella Catarhalis ya da Chlamydia Pneumoniae ile kolonize olmasının KOAH patogenezinde rolü olabilir. Solunumsal infeksiyonlar da KOAH ın etyolojisinde, patogenezinde ve doğal seyrinde önemli etkilere sahiptir(30). 2.1.4.7. α-1 Antitripsin Eksikliği Pek çok genetik faktörün kişide KOAH gelişme riskini arttırdığına inanılmaktadır. Genetik duyarlılığın KOAH ta önemli risk faktörü olduğunu düşündüren kanıtlar; hastalığın bazı ailelerde birikim göstermesi, KOAH lı hastaların akrabalarında kontrol grubuna göre KOAH ve kronik bronşit insidansının yüksek olması, anne babalar ile çocukları arasında ve ikiz kardeşler arasında akciğer fonksiyonları yönünden benzerlik bulunması, genetik yatkınlık azaldıkça hastalık prevelansı ve akciğer fonksiyonları arasındaki benzerliğin azalması, monozigot ikizlerde dizigot ikizlere göre akciğer fonksiyonları bozukluğunun daha fazla benzerlik göstermesidir(31). Konjenital α-1 antitripsin (AAT) enzim eksikliği, serum AAT düzeylerinde belirgin azalma ve 30-40 yaşlarında amfizem gelişme riski ile karakterize kalıtsal bir hastalıktır(32). Kalıtsal AAT eksikliği günümüzde KOAH, gelişimine neden olduğu bilinen tek genetik anormalliktir. AAT eksikliği otozomal dominant geçişli bir hastalıktır ve genetik yatkınlık ve çevresel maruziyetler arasında etkileşme sonucu ortaya çıkar. 9
Bu genetik hastalıktan; nispeten genç yaşta şiddetli KOAH gelişenlerle (özellikle onların kardeş ve ailelerinde varsa) az veya hiç sigara içmeyenlerde şüphe edilmelidir(33). Proteaz inhibitörü olarak da bilinen AAT, karaciğer tarafından yapılan bir serum proteinidir. Normalde akciğerlerde bulunur, başlıca rolü nötrofil elastaz inhibisyonudur. AAT normal serum düzeyleri 150-350 mg/dl dir. Şiddetli eksiklik kategorisindeki kişilerin %95 den fazlası, PiZZ olarak gösterilen homozigot alelidir. Klasik metodla 80mg / dl nin altında ise fenotip tayini yapılmalıdır(34). Sigara içimine maruz kalan AAT eksikliği olan insanlarda, KOAH erken gelişir ve eksikliği olmayan insanlara göre şiddetli seyreder(35). AAT eksikliği tanısı AAT düzeyinin ölçülmesi ile konulur ve Pi tiplendirmesiyle doğrulanır. Bu testlerin yapılmasını gerektiren durumlar Tablo 3 de gösterilmiştir. Tablo 3: AAT incelenmesi gereken durumlar Sigara içmeyen bir kişide KOAH varlığı Risk faktörü olmaksızın bronşektazi varlığı KOAH ın 50 yaşından önce gelişmiş olması Akciğer tabanlarında belirgin amfizem varlığında Özellikle 50 yaş altında tedaviye yanıt vermeyen astım Ailede AAT eksikliği ya da 50 yaşından önce gelişmiş KOAH varlığı Risk faktörü bulunmaksızın siroz varlığı 2.1.4.8. Atopi, Hava Yolu Aşırı Cevaplılığı (BHR), Astım Akciğer sağlığı çalışmasında, erken dönemde hava akımı obstrüksiyonuna sahip sigara içiciler arasında BHR insidansı oldukça yüksek bulunmuştur (erkek sigara içicilerde %59, kadın sigara içicilerde %85). Mevcut kanıtlar, BHR ile KOAH gelişimi arsında güçlü bir ilişkinin bulunduğunu düşündürmektedir. Fakat bu ilişkinin temeli henüz iyi bilinmemektedir. Son yapılan çalışmalarda astım varlığının KOAH gelişimi için önemli bir risk faktörü olduğu, astımlı hastalarda FEV 1 deki yıllık azalma hızının arttığı bildirilmiştir(36). 10
2.1.5.Prognoz ve Doğal Seyir KOAH mobidite ve mortalitesinin en önemli belirleyicisi FEV 1 deki azalmadır. Bu nedenle KOAH seyri, yıllık FEV 1 azalması ile değerlendirilir. KOAH ta yaşam süresini kısaltan faktörler Tablo 4 te görülmektedir. Tablo 4: KOAH ta yaşam süresini kısaltan faktörler İleri yaş Sigara içmeye devam edilmesi FEV 1 in <%50 olması FEV 1 deki azalmanın hızlı olması Bronkodilatöre yanıtsızlık Tedavi edilemeyen ileri derecede hipoksemi Kor pulmonale 2.1.6. Patoloji KOAH a özgü patolojik değişiklikler akciğerlerin dört farklı bölümünde(büyük hava yolları, küçük hava yolları, akciğer parankimi, akciğer damarları) gerçekleşmekte ve her hastada bu değişiklikler farklı boyutlarda olmaktadır(20). Merkezi hava yollarında(trakea, bronşlar, iç çapları 2-4 mm den büyük bronşioller) inflamatuar hücreler yüzey epitelini infiltre eder. Sigara dumanı ve diğer irritanlara maruz kalma, büyük hava yollarında submukozal bezlerin sayı ve büyüklüğünde ve yüzey epitelinde mukus salgılayan hücrelerin sayısında artışa yol açmaktadır. Ayrıca yerel skuamöz metaplazi ve siliyer hücrelerin sayısında azalma görülmektedir. Hava yolu epiteli ve submukozal bezlerde T lenfosit ve nötrofillerin, submukozada ise T lenfosit ve makrofajların egemen olduğu bir inflamasyon mevcuttur(13, 37). Periferik hava yollarında(iç çapları 2 mm den küçük bronş ve bronşioller) müköz tıkaçlar, goblet hücre metaplazisi, hava yolu duvarında inflamasyon, peribronşiyal fibrozis, düz kas hipertrofisi gözlenmektedir.kronik inflamasyon tekrarlayan hasaronarım döngüsüne neden olur. 11
Onarım süreci, hava yolu duvarında kollajen içeriğinde artış ve skar dokusu oluşumu ile karakterize yapısal değişikliklere(remodeling) yol açar. Bu durum hava yolu lümenini daraltır, kalıcı hava yolu obstrüksiyonu gelişimine neden olur(13,37). KOAH lı hastalarda akciğer parankiminin yıkımı tipik olarak sentrilobüler amfizem şeklinde gerçekleşir. Respiratuar bronşiollerde dilatasyon ve yıkım vardır. Bu lezyonlar hafif olgularda akciğerin üst zonlarında daha sık görülürken, ilerlemiş olgularda tüm akciğer alanlarında yaygın olarak görülebilir ve akciğer kapiller yatağında da yıkıma neden olurlar(13). Patolojik anatomik lokalizasyonuna göre 4 temel amfizem tipi vardır: 1.Proksimal asiner(sentrasiner ya da sentrlobüler) amfizem: Sentrasiner amfizemde asinüsün merkezi kısmı etkilenmiştir ve esas olarak respiratuvar bronşiollerde yerel yıkım gözlenmektedir. Özellikle uzun süreli sigara içicilerde ve pnömokonyozda izlenen amfizem tipidir. Üst loblarda ve alt lobun üst bölgelerinde gelişir. 2. Panasiner amfizem: Panasiner amfizemde asinüsteki tüm alveollerde harabiyet vardır ve daha çok akciğerlerin alt loblarını tutar. Bu amfizem formu erken yaşta sigaraya bağlı amfizem gelişen hastalarda ve α-1 antitripsin eksikliğinde görülür. 3. Distal asiner amfizem (Paraseptal, subplevral veya lokalize amfizem): Terminal respiratuar ünitenin proksimal kısımları sağlam kalırken periferik bölgelerde alveollerin duvarlarının hasarlanması sonucu plevra altlarında görülür. Distal asiner amfizem apikal bül oluşumuna sebep olabilir ve özellikle gençlerde bülün rüptürü sonucu spontan pnömotoraks gelişebilir. 4. Düzensiz amfizem: Daha önce herhangi bir nedenle hasarlanmış akciğerde oluşan skar dokusuna eşlik eden amfizem tipidir (örneğin, tüberküloz veya infarkt nedbesi). Yaygınlık öncülük eden nedbe alanlarının yaygınlığına bağlıdır (38). KOAH ta akciğer damarlarındaki değişiklikler, damar duvar kalınlaşması ile karakterizedir. İntimadaki kalınlaşma ilk yapısal değişikliktir. Bunu düz kasta artış ve damar duvarının inflamatuar hücrelerce infiltrasyonu izlemektedir. KOAH ilerledikçe düz kas, proteoglikanlar ve kollagen miktarının artmasıyla damar duvarı daha da kalınlaşır(13). 12
KOAH da ilerleyici hava akımı kısıtlanmasına neden olan inflamasyon, düz kas kontraksiyonu ve dinamik hiperinflasyon kısmen geri dönüşümlü olan ögelerdir. Geri dönüşümsüz ögeler ise, hava yollarında fibrozis ve daralma, akciğer elastikiyetinin azalması ve periferik hava yollarının açık kalmasını sağlayan alveolar desteğin kaybıdır(39). Tüm bu patolojiler sistemik hastalık belirtilerinin de ortaya çıkmasına neden olmakta ve hastanın yatağa bağımlı hale gelerek sağlıkla ilgili yaşam kalitesinin bozulması ile sonuçlanmaktadır. KOAH da küçük hava yolu obstrüksiyonu hava yolu duvarı kalınlaşması ile birliktedir. Bu kalınlaşma, doku tamirine bağlı yeniden yapılanma(remodeling) süreci ve doğal savunma mekanizması olan mukosiliyer temizlenmenin bozulması sonucunda lümende inflamatuar eksüdanın toplanmasına bağlıdır. Alt hava yollarında kolonizasyon ve infeksiyon, adaptif immun yanıt ile birlikte lenfositlerin artışına ve bu hücrelerin toplanarak ağır ve çok ağır KOAH lı hastalarda hava yollarında lenfoid folliküllerin oluşmasına neden olmaktadır(40). 2.1.7. Patogenez KOAH hava yollarının, parankimin ve pulmoner damarların kronik inflamasyonu ile karakterizedir. Makrofajlar, T lenfositler (özellikle CD8+) ve nötrofiller akciğerin çeşitli bölümlerinde artmıştır. Akciğerlerdeki inflamasyon, inhale edilen zararlı gaz ve partiküllere maruziyet sonucu gelişir. Aktive olmuş inflamatuar hücreler, akciğer yapılarında hasara yol açabilen ve/veya nötrofilik inflamasyonun sürmesini sağlayabilen lökotrien B4 (LTB4), tümör nekroz faktör-α (TNF-α) gibi bir dizi mediatör salar. KOAH lı hastaların bronkoalveoler lavaj (BAL) ve balgamlarında nötrofil sayısı belirgin olarak yüksektir, BAL da makrofaj sayısı da 5-10 kat artmıştır. İnterlökin-8 (IL-8) nötrofiller için seçici özellikte bir kemokindir ve KOAH lı hastaların indüklenmiş balgamlarında yüksek seviyede bulunmaktadır. IL- 8, makrofajlar, nötrofil ve hava yolu epitel hücrelerinden salgılanmaktadır. Nötrofiller için kemoatraktan özellikteki diğer bir sitokin LTB4 tür. Kemotaktik faktörlerce hava yollarına çekilen nötrofiller, nötrofil elastaz ve diğer proteazları salgılayarak parankim harabiyeti ve mukus hipersekresyonuna neden olurlar(13, 37). 13
KOAH da hava yolu inflamasyonu proteinaz ile proteinaz inhibitör kapasitesi arasındaki dengenin bozulmasına, oksidatif stresin artmasına neden olmaktadır. Bunların tümü inflamasyonun bir sonucu olabileceği gibi, çevresel(tütün dumanındaki oksidan bileşikler) ya da genetik faktörlerden de( -1 AT eksikliği) kaynaklanabilmektedir. Nötrofil elastaz, matriks metalloproteinaz gibi proteolitik enzimler hayvanlarda hava yollarına uygulandığında insanlardaki amfizem ve kronik bronşite benzer şekilde patolojik değişikliklere yol açmaktadır. Aynı zamanda nötrofil elastaz inhibitörü olan -1 antitripsin eksikliğinde kronik bronşit ve amfizem daha erken oluşabilmektedir. Kemotaktik yanıtın artması, degranülasyonun artmasına, böylece doku hasarının daha da yaygınlaşmasına yol açar. İnflamasyon sırasında salınan çeşitli sitokinler, özellikle TNF- inflamasyonun devamında ve KOAH da gelişen kaşekside önemli bir mediatördür(41). 2.1.8. Fizyopatoloji Kronik obstrüktif akciğer hastalığı fizyopatolojik olarak tanımlandığında; 1. KOAH daha çok periferik solunum yollarında daralma, solunum yolu açıklığının korunmasında azalma ve elastik geri çekim basıncında (elastik recoil) azalmadan kaynaklanan ekspiratuar itici basınçta azalma, 2. Ventilasyonun ve kan akımının dengesiz dağılımının sebep olduğu hipoksemi ve ilerlemiş KOAH olgularında oluşan hiperkapni, 3. Solunum mekaniğindeki değişikliklere ilave olarak çizgili kas performansındaki azalmalara bağlı olarak KOAH da egzersiz performansında azalma, 4. Ekspirasyonda solunum yollarının aşırı daralması yüksek volümlerde solunumu sürdüren KOAH lılarda aşırı havalanmaya neden olur. Aşırı havalanma ekspirasyon sonu intrensek pozitif basıncın (İPEEP) artmasına ve inspiratuar solunum kasları üzerinde aşırı yük oluşmasına neden olur. İnspiratuar solunum kas yorgunluğu ve güçte azalma, 5. Total akciğer kapasitesi, statik kompliyans, elastik geri çekim basıncı ve difüzyonda azalma ile karakterize kronik inflamatuar bir hastalıktır(42). 14
Akciğerlerdeki patolojik değişiklikler, mukus hipersekresyonu, silier disfonksiyon, hava akımı sınırlanması, pulmoner hiperinflasyon, gaz değişim anormallikleri, pulmoner hipertansiyon ve kor pulmonale gibi fizyolojik değişikliklere yol açar(şekil 2). Bu değişiklikler genellikle hastalığın ilerlemesine paralel olarak sırayla ortaya çıkar(13). KOAH da en önemli fizyolojik değişiklik, ekspiratuar hava akım obstrüksiyonudur. Ekspiratuar akım hızındaki azalma, Proteolitik akciğer harabiyeti sonucu elastik geri çekilme özelliğindeki kayıp(amfizem), Hava yolu direncinde artma(küçük hava yolu hastalığı), Hava yollarının kollabe olma eğilimindeki artış mekanizmalarıyla gelişmektedir(43). Şekil 2: KOAH da fizyopatolojik değişimler. 15