慢性気管支炎の原因は？

この疾患は、様々な有害因子（喫煙、塵埃、煙、一酸化炭素、二酸化硫黄、窒素酸化物、その他の化学物質で汚染された空気の吸入）による気管支の長期的な刺激、および反復性呼吸器感染症（呼吸器ウイルス、ファイファー桿菌、肺炎球菌）に関連しており、嚢胞性線維症やα1-アンチトリプシン欠乏症を伴うことは稀です。素因としては、肺や上気道における慢性的な炎症および化膿性プロセス、体力の低下、呼吸器疾患に対する遺伝的素因などが挙げられます。

喫煙

喫煙は、国民の間で喫煙がかなり蔓延していることと、呼吸器系やその他の臓器やシステムに顕著な攻撃的な影響を与えることから、慢性気管支炎の最も重要な病因です。

10歳以上の男性の喫煙率は35～80%（各種情報源による）、女性では10～20%です。喫煙は若者、特に10代の若者の間で広く見られます。

1990 年の第 7 回世界喫煙と健康会議によれば、喫煙は 300 万人の死亡原因となっている。

タバコの煙には、毒性、変異原性、発がん性を持つ 1,900 種類以上の成分が含まれていることが分かっています (ニコチン、発がん性を持つ多環芳香族炭化水素からなる「タール」（ベンゾピレン、クレゾール、フェノールなど）、放射性物質（ポロニウムなど）、一酸化炭素、酸化窒素、ウレタン、塩化ビニル、青酸、カドミウム、ホルムアルデヒドなど)。

喫煙が気管支肺系に及ぼす影響については、次のようなマイナス面が強調されています。

• ニコチンは一酸化窒素と相互作用して N-ニトロソジミンを形成し、これが癌の発生に寄与します。
• ウレタン、ベンズピレン、塩化ビニルは発がん性物質です。これらの物質の中で、ベンズピレンの生体内変換過程は最も研究されています。呼吸器系において、ベンズピレンはP450系によってエポキシド化合物に代謝され、さらにエポキシドジヒドロジオールとエポキシドジオールへと変化します。これらの物質も発がん性を有しています。
• カドミウムは気管支肺系の細胞に重大な損傷を与える重金属です。
• ポロニウム210は癌の発生を促進します。現在、ポロニウムは大気からタバコに吸着され、半減期は138日を超えると考えられています。
• 気管支の繊毛上皮の機能と粘液繊毛輸送が損なわれ、つまり気管支の排水機能が急激に低下します。1日に15本のタバコを吸うと、繊毛上皮の繊毛の運動活動が完全に麻痺します。粘液繊毛クリアランスの低下は、気管支樹の感染症の発生に寄与します。
• タバコの煙の成分の影響により、好中球やマクロファージの貪食機能が低下します。
• タバコの煙に含まれる化学成分は、気管支内容物のタンパク質分解活性を刺激します。これは、気管支内容物中の好中球数が正常値の2～3倍に増加するためです。好中球はタンパク質分解酵素である好中球エラスターゼを大量に産生し、これが肺の弾性線維の破壊を促進し、肺気腫の発生を促します。さらに、気管支粘液の高いタンパク質分解活性は、気管支の繊毛上皮を損傷します。
• タバコの煙の影響下では、繊毛上皮細胞とクララ細胞（非繊毛上皮細胞）の化生が起こり、杯状の粘液形成細胞へと変化します。化生細胞は癌細胞の前駆細胞となる可能性があります。
• 喫煙は好中球および肺胞マクロファージの貪食機能の低下を招き、マクロファージの抗菌システムの活性も低下させます。肺胞マクロファージはタバコの煙に含まれる不溶性粒子（カドミウム、ポロニウムなど）を貪食し、その細胞質は特徴的な砂色を呈し、腫瘤はより強い黄色を呈します。肺胞マクロファージのこのような特徴的な形態変化は、喫煙者の生物学的マーカーと考えられています。インターフェロンおよび抗腫瘍性サイトカインの産生抑制により、腫瘍細胞に対する肺胞マクロファージの細胞傷害活性が低下することが報告されています。
• 喫煙はサーファクタントの合成と機能を妨げます。
• 免疫系（局所気管支肺免疫系を含む）の防御機能が低下し、通常は循環腫瘍細胞を殺傷し転移を防ぐTリンパ球キラーの数と機能が著しく低下します。これらの変化の結果、気管支癌を発症する可能性が急激に高まります。現在、喫煙者においてタバコの煙の成分に対する抗体が生成され、T細胞およびB細胞依存性抗原に対する免疫応答を抑制し、細胞傷害性リンパ球およびナチュラルキラーを損傷する可能性のある免疫複合体が形成されるというデータがあります。
• 肺胞マクロファージにはアンジオテンシン変換酵素が含まれており、この酵素はアンジオテンシンIをアンジオテンシンIIに変換することが知られています。喫煙の影響下では、肺胞マクロファージにおけるこの酵素の活性が上昇し、強力な血管収縮作用を持つアンジオテンシンIIの合成が増加し、肺高血圧の形成に寄与します。
• ニコチンはアレルギー反応の発症に寄与します。タバコの煙は現在、アトピー性反応の発症に関与する免疫グロブリンEの合成増加を促すアレルゲンと考えられています。喫煙者の血清中のIgE含有量は増加しており、これは外因性アレルゲンへの感作と関連しています。喫煙者の痰中のヒスタミン含有量は著しく増加することが確認されており、これは上皮内の肥満細胞数の増加と相関しています。喫煙中の肥満細胞の脱顆粒プロセスは著しく促進され、ヒスタミンやその他のアレルギーおよび炎症のメディエーターの放出につながり、気管支けいれんの発症を促進します。

現在では、喫煙が慢性気管支炎（閉塞性を含む）、閉塞性細気管支炎、肺気腫、気管支喘息、肺がん、小児の肺異常など、さまざまな気管支肺疾患の発症につながることが確実に立証されています。

疫学研究によると、慢性気管支炎の特徴的な症状は喫煙15～20年で現れ、20～25年で慢性閉塞性気管支炎の合併症である肺性心疾患や呼吸不全が現れます。喫煙者における慢性気管支炎の発症率は、非喫煙者に比べて2～5倍高くなっています。喫煙は心血管系に大きな悪影響を及ぼします。タバコを1本吸うごとに寿命は5.5分縮まり、喫煙者の平均寿命は非喫煙者よりも15年短くなります。

タバコの煙の悪影響は、能動喫煙だけでなく、受動喫煙（煙の充満した部屋で受動的にタバコの煙を吸い込むこと）でも現れます。

汚染された空気の吸入

大気汚染の高い地域に住む人々の慢性気管支炎の発生率は、生態学的に清浄な地域に住む人々よりも高いことが分かっています。これは、汚染された空気を吸い込む際に、様々な汚染物質（様々な性質と化学構造を持つ攻撃的な物質）を吸い込むためです。これらの物質は、気管支肺系に刺激を与え、損傷を与えます。大気汚染は通常、現代の工業生産における廃棄物、様々な燃料の燃焼生成物、そして「排気」ガスが大気中に放出されることによって発生します。

大気汚染の主な指標は、高濃度の硫黄と二酸化窒素（SO2、NO2）および煙と考えられています。しかし、汚染された空気には、炭化水素、窒素酸化物、アルデヒド、硝酸塩などの汚染物質が含まれている場合があります。急性の大規模な大気汚染（スモッグ）は、慢性気管支炎の重篤な悪化につながる可能性があります。スモッグは、燃料の燃焼生成物による急速な大気汚染の結果として形成され、無風時には暖かい空気の層の下に蓄積され、低地では冷たい空気の層の上に位置します。空気中に含まれる窒素酸化物と硫黄酸化物は水と結合して硫酸と硝酸の蒸気を形成し、これを吸入すると気管支肺系に重大な損傷を与えます。

職業上の危険の影響

慢性気管支炎の発症を引き起こす職業上の危険には以下のものがあります。

• さまざまな種類の粉塵（綿、小麦粉、石炭、セメント、石英、木材など）への曝露 - いわゆる「粉塵」気管支炎を発症します。
• 有毒な蒸気やガス（アンモニア、塩素、酸、二酸化硫黄、一酸化炭素、ホスゲン、オゾン、ガス溶接や電気溶接中に生成される蒸気やガス）の影響。
• 生産施設や作業場における、気温が高すぎたり低すぎたり、隙間風やその他の微気候のマイナス特性。

気候要因

慢性気管支炎の発症と悪化は、湿気と寒冷な気候によって促進されます。悪化は通常、秋、冬、早春に起こります。

感染

ほとんどの呼吸器科医は、感染因子は二次的なものであり、前述の病因の影響を受けて気管支の感染条件が既に形成された後に、後から加わると考えています。したがって、感染は慢性気管支炎の増悪と持続に寄与するものであり、発症の主因となることははるかに少ないのです。

Yu. B. Belousov ら (1996) は、慢性気管支炎の急性および増悪の病因について以下のデータを示しています (米国、1989 年)。

• インフルエンザ菌 50％
• 肺炎球菌 - 14%;
• 緑膿菌 - 14%
• モラクセラ（ナイセリアまたはブランハメラ）カタラーリス - 17%
• 黄色ブドウ球菌 - 2%
• その他 - 3% のケース。

Yu. Novikov (1995) によると、慢性気管支炎の悪化における主な病原体は次のとおりです。

• 肺炎球菌 - 30.7%;
• インフルエンザ菌 - 21%
• 溶血性連鎖球菌 - 11%
• 黄色ブドウ球菌 13.4%
• 緑膿菌 5％;
• マイコプラズマ - 4.9%
• 病原体が検出されない - 症例の14%

提示されたデータから、慢性気管支炎の増悪において主導的な役割を果たしているのは肺炎球菌とインフルエンザ菌であることが明らかです。ZV Bulatova (1980) によると、慢性気管支炎の増悪の原因は以下のとおりです。

• モノウイルス感染症 - 15%
• 混合ウイルス感染 - 7%
• マイコプラズマは35％
• ウイルス＋マイコプラズマ - 13％
• 細菌 - 30％の症例

その結果、ウイルス感染またはマイコプラズマ感染が大きな役割を果たします。化膿性気管支炎の増悪時には、微生物の関与が重要な役割を果たします。ウイルス性気管支炎の後、患者の気管支分泌物中のインフルエンザ菌コロニー数は急増します。

感染性病原体は、気管支の繊毛上皮に損傷を与える様々な毒素を分泌します。インフルエンザ菌は、繊毛の振動を遅くする低分子ペプチドグリカンと、繊毛上皮の剥離を促進するリポオリゴ糖を産生します。肺炎球菌は、繊毛の振動を遅くし、細胞壊死を引き起こし、細胞膜に穴を開けるニューモリシンを分泌します。緑膿菌は、ピオシアニン（L-ヒドロキシフェナジン）を産生します。ピオシアニンは、繊毛の振動を遅くし、活性ヒドロキシアニオンを産生して細胞死を引き起こします。また、ラムノリピドも産生します。ラムノリピドは細胞膜を破壊し、細胞死を引き起こします。

急性気管支炎

急性、長期化、再発性気管支炎を治療せずに放置すると、特に慢性気管支炎になりやすい体質の人や原因となる因子が存在する場合、将来的に慢性気管支炎を発症する可能性があります。

遺伝的要因、体質的素因

慢性気管支炎の発症には、遺伝的要因と体質的素因が大きな役割を果たします。これらの要因は、前述の病因に加え、体内のアレルギー反応の変化という状況下で、発症に寄与します。慢性気管支炎の遺伝的負荷を受けると、特に母親が慢性気管支炎に罹患している場合、子孫（特に女性）におけるこの疾患の発症リスクが大幅に高まります。I型ハプトグロビン、B型（III）、Rh貪食症の患者は、慢性気管支炎を発症しやすいという報告があります。

慢性気管支炎の発症につながる要因

慢性気管支炎の発症には以下の要因が影響します。

• 慢性扁桃炎、鼻炎、副鼻腔炎、咽頭炎、虫歯;
• あらゆる種類の鼻呼吸の障害（例えば、鼻ポリープの存在など）
• あらゆる原因による肺の鬱血。
• アルコール乱用（経口摂取したアルコールは気管支粘膜から分泌され、気管支粘膜に損傷を与えます）
• 慢性腎不全（気管支粘膜から分泌される窒素代謝産物が腎障害を引き起こす）。