Cambios visuales, celulares, moleculares y funcionales en los pulmones del fumador
Muchas personas recuerdan haber escuchado acerca de la diferencia entre los pulmones del fumador y los pulmones sanos normales en la escuela. Incluso puede recordar los carteles que muestran los pulmones negros y feos de las personas que fuman. ¿Eso realmente sucede? ¿Qué efecto tiene el humo del cigarrillo en los pulmones?
Diferencias entre los pulmones del fumador y los pulmones sanos normales
Para comprender realmente el efecto del humo de tabaco en los pulmones, debemos analizar tanto la anatomía, cómo cambia la apariencia de los pulmones, y la fisiología, cómo la función de los pulmones de un fumador difiere de la de los pulmones sanos.
Sin embargo, queremos cavar aún más profundo que eso. ¿Cómo se ven los pulmones de un fumador comenzando con los cambios que puede ver a simple vista, hasta los cambios genéticos demasiado pequeños como para ser vistos bajo un microscopio?
Los carteles de los que hablamos anteriormente no mienten. Comencemos con lo que puede ver si pudiera ver los pulmones enteros expuestos al tabaco.
¿Cómo se ve el pulmón de Smoker?
La foto de arriba es honestamente lo que parecen los pulmones de un fumador de por vida en una inspección visual a simple vista. Es importante indicar que no todos los pulmones negros están relacionados con el humo del tabaco. Otros irritantes que se pueden inhalar también pueden causar esta apariencia, como la enfermedad del pulmón negro que a veces se observa en los mineros del carbón. Sin embargo, es muy fácil decir al mirar un conjunto de pulmones si una persona fumó o no durante su vida.
¿De dónde viene el color negro o marrón? Cuando inhala el humo del cigarrillo, hay miles de diminutas partículas de carbono que se inhalan.
Nuestros cuerpos tienen una forma especial de tratar estas partículas para quitárselos del camino, si así lo desean.
Tan pronto como inhalas una bocanada de humo de cigarrillo, tu cuerpo es alertado del hecho de que las partículas tóxicas han invadido. Las células inflamatorias se apresuran a la escena. Un tipo de glóbulo blanco llamado macrófagos se puede considerar como los "camiones de basura" de nuestro sistema inmunológico. Los macrófagos esencialmente "comen" las desagradables partículas café-negras en el humo del cigarrillo en un proceso llamado fagocitosis.
Dado que estas partículas pueden ser dañinas incluso para las células del camión de basura, están amuralladas en pequeñas vesículas y se almacenan como desechos tóxicos. Y allí se sientan A medida que se acumulan más y más macrófagos que contienen residuos en los pulmones y los ganglios linfáticos dentro del tórax, más oscuros aparecen los pulmones.
Los pulmones del fumador a nivel celular
Dando un paso de menor tamaño y mirando los pulmones más de cerca, se encuentra un número creciente de lesiones relacionadas con el tabaco. Bajo un microscopio, las células y los tejidos circundantes se vuelven visibles como una ciudad bien diseñada, pero una ciudad devastada por la nube tóxica de humo que ha descendido sobre ella.
Cilios: los cilios son pequeños apéndices en forma de pelos que recubren los bronquios y los bronquiolos más pequeños. El trabajo de los cilios es atrapar material extraño que encuentra su camino hacia las vías respiratorias y lo impulsa hacia arriba y hacia afuera de los pulmones hasta la garganta de una forma ondulada. Desde la garganta, este material puede ser tragado y destruido por los ácidos estomacales.
Desafortunadamente, las toxinas en el humo del cigarrillo, como la acroleína y el formaldehído, paralizan estos diminutos cilios, por lo que no pueden realizar su función. Esto da como resultado otras toxinas (más de 70 de ellas cancerígenas) y organismos infecciosos que se dejan dentro de los pulmones donde pueden causar daño tanto a nivel celular como a nivel molecular, cambios que a su vez pueden provocar cáncer y otras enfermedades.
Mucus: las células inflamatorias que son atraídas a la escena en las vías respiratorias secretan moco en respuesta a los químicos dañinos en el humo del cigarrillo . Este moco puede limitar la cantidad de aire rico en oxígeno que llega a las vías respiratorias más pequeñas donde se produce el intercambio de gases. Mucus también puede proporcionar un caldo de cultivo nutritivo para el crecimiento de bacterias dañinas.
The Airways: bajo el microscopio, las vías respiratorias pueden aparecer estiradas, como el elástico en un viejo par de pantalones cortos. Esta disminución en la elasticidad causada por los componentes del humo de tabaco también tiene importantes repercusiones funcionales (se discutirá más adelante).
Los alvéolos: los alvéolos son las vías respiratorias más pequeñas y el destino final del oxígeno que respiramos.
Estos alvéolos contienen elastina y colágeno que les permite expandirse con la inspiración y desinflarse con la espiración. En total, el área de superficie de los alvéolos es de alrededor de 70 metros cuadrados, y si los colocas planos y los colocas de punta a punta cubrirían una cancha de tenis.
Las toxinas en el humo del cigarrillo dañan estas pequeñas estructuras de varias maneras. Es fácil que las toxinas dañen las paredes delgadas y se rompan. El humo del cigarrillo también daña los alvéolos que permanecen intactos, disminuyendo su capacidad de expandirse y contraerse.
El daño a los alvéolos es un problema que se autoperpetúa. A medida que se dañan más alvéolos, hay más atrapamiento de aire en los alvéolos (no se puede expulsar el aire) lo que da como resultado la dilatación y la ruptura de más alvéolos. En general, un gran porcentaje de los alvéolos debe dañarse antes de que aparezcan los síntomas (hipoxia debido a la presencia de menos oxígeno para que se produzca el cambio). Los problemas con el intercambio de oxígeno entre los alveolos y los capilares se discuten más adelante en la función.
Los capilares: a nivel celular, no solo se daña el tejido pulmonar. Los más pequeños vasos sanguíneos, los capilares, que están estrechamente relacionados con las vías respiratorias más pequeñas también son dañados por el humo del tabaco. Así como fumar puede causar daño a los vasos sanguíneos más grandes (lo que eventualmente puede llevar a ataques cardíacos), puede causar cicatrices y engrosamiento de las paredes capilares en los pulmones, paredes por las que el oxígeno debe pasar para combinarse con la hemoglobina. glóbulos rojos para ser transportados desde los pulmones al resto del cuerpo.
Los pulmones del fumador a nivel molecular: genética y epigenética
Para comprender realmente cómo fumar causa algunas enfermedades pulmonares, como el cáncer de pulmón, debemos mirar más profundamente dentro de las células hasta el nivel molecular. Este es un nivel que no podemos ver directamente a través de un microscopio.
En el núcleo de cada una de nuestras células pulmonares vive nuestro ADN: el diseño de la célula. Este ADN contiene las instrucciones para hacer que cada proteína que se necesita para que la célula crezca, funcione, se repare a sí misma y le diga a la célula que es hora de morir cuando envejece o se daña.
Es posible que haya oído que una serie de mutaciones en una célula es responsable de la relación entre el cáncer de pulmón y el tabaquismo, pero muchas mutaciones suelen producirse antes de que una célula se vuelva cancerosa. De hecho, generalmente hay miles de mutaciones en una sola célula de pulmón expuesta al tabaco.
Algunos genes en las células del pulmón codifican las proteínas que son responsables del crecimiento y la división de la célula. Un tipo de genes llamado oncogenes hace que las células crezcan y se dividan (incluso cuando no deberían). Otros genes, llamados genes supresores de tumores, codifican proteínas que reparan el ADN dañado o eliminan las células dañadas que no se pueden reparar.
Se ha descubierto que varios componentes del humo del cigarrillo causan mutaciones (son carcinogénicos), pero los estudios incluso han mostrado formas en que el tabaco causa específicamente el daño que puede conducir al cáncer. Por ejemplo, algunos carcinógenos del tabaco causan mutaciones en el gen p53, un gen supresor tumoral que codifica proteínas que reparan células dañadas o las eliminan para que no nazca una célula cancerosa.
Finalmente, además de los cambios genéticos causados por el tabaquismo, el tabaco también puede causar cambios "epigenéticos" en las células del pulmón. Los cambios epigenéticos no se refieren a cambios reales en el ADN de una célula, sino a la forma en que se expresan los genes.
Datos sobre la función de los pulmones del fumador frente a los pulmones sanos: fisiología
Así como hay muchos cambios que ocurren estructuralmente en los pulmones de alguien que fuma, también hay varios cambios que tienen lugar a nivel funcional. Las pruebas de función pulmonar que comparan a quienes fuman con quienes no fuman a menudo muestran cambios muy temprano, incluso en adolescentes que fuman, y mucho antes de que ocurra cualquier síntoma.
Capacidad pulmonar en los pulmones del fumador frente a los pulmones sanos
La capacidad total de los pulmones, o la cantidad total de aire que puede inhalar tomando la respiración más profunda posible, se reduce al fumar de varias maneras. Fumar puede provocar daños en los músculos del pecho y reducir la expansión necesaria para respirar profundamente. La elasticidad del músculo liso en las vías respiratorias también se ve afectada y, combinada con la pérdida de elasticidad, también puede limitar la cantidad de aire inhalado. Y a nivel microscópico, cuando hay menos alvéolos presentes o el aire no puede alcanzar los alvéolos, la ingesta de aire también se ve afectada. Todas estas fuerzas trabajan juntas para disminuir la capacidad pulmonar.
Además de la capacidad pulmonar, el fumar resulta en dificultad para exhalar el dióxido de carbono que se transfiere de los capilares en los pulmones a los alvéolos. Como se señaló anteriormente, la disminución de la elasticidad de las vías respiratorias más grandes y la disminución del retroceso de los alvéolos conducen a la captura de aire. Esto resulta en una disminución en el volumen espiratorio forzado.
Afortunadamente, los investigadores han notado que uno de los beneficios de dejar de fumar que ocurre después de solo 2 semanas es un aumento en la capacidad pulmonar y el volumen espiratorio.
Intercambio de oxígeno en los pulmones del fumador frente a los pulmones sanos
No solo la capacidad del oxígeno para entrar y pasar a los alvéolos, o incluso la cantidad de alveolos sanos presentes. El oxígeno que llega a los alvéolos debe pasar a través del revestimiento de células individuales de los alvéolos y luego a través de la capa de células dobles de los capilares para alcanzar la hemoglobina en los glóbulos rojos para administrarse al resto del cuerpo.
Como se señaló anteriormente, el humo del cigarrillo puede afectar tanto los alvéolos como el revestimiento de los capilares haciendo que el paso del oxígeno y el dióxido de carbono entre los dos sea más difícil. No solo hay menos superficie disponible para el intercambio de gases, sino que el intercambio está comprometido. Es más difícil que el oxígeno pase a través de las paredes con cicatrices de los alvéolos y capilares. La capacidad de difusión es una prueba de función pulmonar que mide esta capacidad de un gas para hacer esta transición de los alvéolos al torrente sanguíneo.
Otros cambios fisiológicos en los pulmones de un fumador
Hay muchos más cambios que ocurren en los pulmones de alguien que fuma, y los que se mencionan aquí solo tocan la superficie. Si bien algunos de estos cambios no son reversibles, nunca es demasiado tarde para dejar de fumar, tanto para minimizar el daño como para permitir que su cuerpo repare el daño que puede restaurarse y sanarse.
El resultado final: pulmones de un fumadores contra no fumadores
Observar todos los cambios estructurales y funcionales en los pulmones de alguien que fuma enfatiza la importancia de dejar de fumar, aunque no son solo los pulmones los que preocupan. Hay una multitud de enfermedades causadas por el tabaquismo, y el tabaco desempeña un papel en casi todos los sistemas del cuerpo. Tampoco es solo el cáncer de pulmón lo que preocupa. Eche un vistazo a esta lista de cánceres causados por fumar si todavía siente renuencia a dejar de fumar hoy.
Dejar de fumar: ¡la ayuda está disponible!
Afortunadamente, dejar de fumar en cualquier momento puede evitar que continúen los daños causados a los pulmones y puede reducir el riesgo de desarrollar enfermedades y cánceres relacionados con el hábito. Sabemos que no es fácil. Sin embargo, es posible. Comience hoy mismo con la lección 101 para dejar de fumar: razones para dejar de fumar a fin de que este intento sea su intento final y exitoso de dejar el hábito.
Fuentes:
Baglietto, L., Ponzi, E., Haycock, P. y col. Los cambios en la metilación del ADN medidos en muestras de sangre periférica prediagnóstico se asocian con el riesgo de fumar y cáncer de pulmón. Revista Internacional de Cáncer . 2016 Sep 15. (Epub antes de imprimir).
Centros de Control y Prevención de Enfermedades. Cómo el humo del tabaco causa enfermedad: la biología y la base conductual para la enfermedad atribuible al tabaquismo: un informe del cirujano general. 2010. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK53021/
Gibbons, D., Byers, L. y J. Kurie. Fumar, la mutación p53 y el cáncer de pulmón. Investigación del Cáncer Molecular . 2014. 12 (1): 3-13.