Entstehung und Verbreitung chronisch- obstruktiver Lungenerkrankungen 5. Patientenforum Lunge...
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Entstehung und Verbreitung chronisch-obstruktiver Lungenerkrankungen
5. Patientenforum Lunge
Dienstag, 10. Dezember 2013
Prof. Dr. med. Holger Schulz
Institut für Epidemiologie IHelmholtz Zentrum München
Vortragsübersicht
Bedeutung der COPD - Häufigkeit (Prävalenz), Sterblichkeit
Definition der COPD – “Was ist COPD?”
Strukturelle & funktionelle Veränderungen
Schlüsselfaktoren der COPD
Diagnose & Schweregrad der COPD
Entstehung der COPD: Entzündung & oxidativer Stress
Biomarker der COPD
Begleiterkrankungen der COPD
“Teufelskreis” der COPD
Haupttodesursachen - USA 1970 bis 2002
0
50
25
75
1970 1974 1978 1982 1986 1990 1994 1998 2002
Unfälle
COPD
Diabetes mellitus
Jahr
Tod
esfa
lle
pro
100.
000
Ein
woh
ner
0
100
200
300
400
500
1970 1974 1978 1982 1986 1990 1994 1998 2002
Jahr
Herzerkrankungen
Krebserkrankungen
Schlaganfall
WHO, COPD Key Facts, Jemal et al. 2005
Sterblichkeit und COPD
Die 10 führenden Todesursachen weltweit, 2011Die 10 führenden Todesursachen weltweit, 2011
Ischämische Herzerkrankungen
Schlaganfall
Lungenentzündung
COPD
infektiöse Durchfallerkrankungen
HIV/AIDS
Diabetes mellitus
Frühgeburt
Verkehrsunfall
Lungenkarzinom
World Health Organization, June 2013, http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs310/en/
Prävalenz der COPD – BOLD Studie
0 5 10 15 20 25
Guangzhou
Adana
Manila
Salzburg
Krakow
Sydney
Vancouver
Lexington
Hannover
Bergen
Cape Town
Reykjavik
Frauen
Severe and very severe(Stage III+)
Moderate (Stage II)
Prävalenz (%)
0 5 10 15 20 25
Sydney
Vancouver
Salzburg
Reykjavik
Bergen
Lexington
Hannover
Krakow
Guangzhou
Adana
Manila
Cape Town
Männer
Severe and very severe (Stage III+)
Moderate (Stage II)
Prävalenz (%)
Buist et al. 2007
Mittelwert Männer: 11,8% Mittelwert Frauen: 8,5%
Prävalenz der COPD in Deutschland
Geldmacher et al. 2008
Prävalenz: Alter & Geschlecht Prävalenz: Schweregrad
Was bedeutet der Begriff “COPD”
COPD: COPD: CChronic hronic OObstructive bstructive PPulmonary ulmonary DDisease isease
► ► chronisch obstruktive Lungenerkrankungchronisch obstruktive Lungenerkrankung
Gruppe von Lungenerkrankungen mit gleichartiger Symptomatik
Chronisch obstruktive Bronchitis
Lungenemphysem (Schädigung des gasaustauschenden Bereichs der Lunge)
Fibrotische Veränderungen (Störung normaler Heilungsprozesse)
Mischformen
chronisch entzündliche Erkrankung mit irreversiblen,
meist fortschreitenden Gewebsveränderungen
Im Vordergrund steht die Limitierung des Atemflusses
Symptome des Patienten
chronischer Husten (morgens, Wintermonate)
chronischer Auswurf (morgens, Wintermonate)
Atemnot (primär bei Belastung)
Aufbau unseres Atemtraktes
AtemtraktAtemtrakt
Luftröhre
Bronchien
Blutgefäße
Zwerchfell
LungeLungeAtemwege = luftleitende Strukturen: Luftröhre, Bronchien, Bronchiolen
Lungengewebe: Alveolen (Gasaustausch)
Blutgefäße: Arterien & Venen
Atemmuskulatur: z.B. Zwerchfell
Alveolen
LungengewebeLungengewebeAlveolargänge & Alveolen
Gasaustausch Sauerstoffaufnahme & Kohlendioxidabgabe
Chronische Bronchitis
Vermehrte Mukusbildung & entzündliche Veränderung in den Atemwegen
Barnes 2000, Hogg 2004
COPDGesund
BronchusSchleimpfropf
Vermehrte Produktion von viskösem Schleim
Eingeschränkte mukoziliäre Clearance
Verlegung des Atemwegslumens durch Schleimpfropf
Umbau & Verdickung der Atemwegswand
Atemwegsverengung (Obstruktion)
Einschränkung des Atemstromes
Husten & Auswurf
Atemnot
COPD
Gesund
Lungenemphysem
Thomae
Chronische Entzündung und Verlust von Alveolargewebe
Verlust von gasaustauschendem Gewebe & Reduktion der Lungenelastizität
Eingeschränkte Stabilisierung der kleinen Atemwege durch das Alveolargewebe
Chronische Überblähung der Lunge
Atemwegsverengung (Obstruktion)
Einschränkung des Gasaustausches & Atemnot
Emphysem
Gesund
COPD
Schlüsselfaktoren der COPD
Umweltfaktoren - LuftverschmutzungUmweltfaktoren - LuftverschmutzungInhalativer Tabakkonsum (aktiv & passiv)
Schadstoffbelastung im Innenraum durch Verbrennung traditioneller Biomasse zum Kochen & Heizen
Schadstoffbelastung in der Umgebungsluft (Feinstaub)
Arbeitsplatzbelastung durch Staub und chemische Noxen
Individuelle FaktorenIndividuelle FaktorenGenetische Prädisposition
Geschlecht
Häufige Atemwegsinfekte in der Kindheit
Atemwegshyperreagibilität / Asthma bronchiale
Eingeschränkte Lungenentwicklung
Lungenfunktion im unteren Normbereich
Sozio-ökonomischer Status
Diagnose der COPD
SymptomeSymptomechronischer Husten
chronischer Auswurf
(Atemnot - primär bei Belastung)
Exposition/PrädispositionExposition/PrädispositionZigarettenrauch
Arbeitsplatz
Familienanamnese
Lungenfunktion & -struktur Lungenfunktion & -struktur Lungenvolumina, Atemwegswiderstand, Gasaustauschkapazität
Spirometrie ►Nachweis einer nicht vollständig reversiblen Atemwegsobstruktion
Ganzkörperplethysmographie
CO-Diffusionskapazität
Blutgasanalyse
Belastungstest (Spiroergometrie)
Röntgenuntersuchung des ThoraxRöntgenuntersuchung des Thorax
COPD ?COPD ?
Spirometrie
SpirometrieSpirometrieFEV1: Einsekundenkapazität
FVC: forcierte Vitalkapazität
Tiffeneau-Index: FEV1/FVC
FEV1 (L)
FVC (L)
FEV1/FVC (%-Soll)
Gesund 4,50 5,00 90,0
COPD 1,85 3,65 50,1
Atemwegsobstruktion ► FEV1 ↓
Überblähung ► FVC ↓
Tiffeneau-Index ► FEV1/FVC ↓
Altersabhängige Entwicklung der Lungenfunktion
Fletcher & Peto 1977, Weiss 2010
Gesunde Nichtraucher
25
50
75
100
0Exraucher
(schwere COPD)
Exraucher (milde COPD)
Age (years)
25 50 75
Symptome
Behinderung - Invalidität
RaucherCOPD
Lu
ng
enfu
nkt
ion
(%
)
Schweregrad der COPD - GOLD Klassifikation
GOLD 2013, Mackay et al 2012, Deutsche Atemwegsliga
http://www.atemwegsliga.de/copd-assessment-test.html, Vogelmeier et al. 2007
Multidimensionale Schweregradeinteilung („neue“ GOLD-Klassifikation)Multidimensionale Schweregradeinteilung („neue“ GOLD-Klassifikation)Atemwegsobstruktion ► Spirometrie (nach Bronchodilatation)
Symptome & Befinden ► COPD Assessment Test (CAT Fragebogen)
Anzahl der Exazerbationen
Grad der Atemwegsobstruktion
FEV1/FVC < 0,70
GOLD 1 leicht FEV1 ≥ 80%-Soll
GOLD 2 mittel 50% ≤ FEV1 < 80%-Soll
GOLD 3 schwer 30% ≤ FEV1 < 50%-Soll
GOLD 4 sehr schwer
FEV1 < 30%-Soll
Husten & Auswurf
Engegefühl
Leistungsfähigkeit
Befinden & Schlaf
Schweregrad der COPD - GOLD Klassifikation
Kategorie Symptome Risiko Grad der Obstruktion Exazerbationen pro Jahr
CAT
A gering gering GOLD 1-2 ≤ 1 < 10
B ≥ mittel gering GOLD 1-2 ≤ 1 ≥ 10
C gering hoch GOLD 3-4 ≥ 2 < 10
D ≥ mittel hoch GOLD 3-4 ≥ 2 ≥ 10
GOLD 2013
Schweregrad der COPD - BODE-Index
Vogelmeier et al. 2007, Cazolla et al. 2010
BODE-Index: Multidimensionale SchweregradeinteilungBODE-Index: Multidimensionale SchweregradeinteilungAtemwegsobstruktion ► Spirometrie
Körperliche Leistungsfähigkeit ► 6-Min-Gehtest (zurückgelegte Strecke, 6MWD)
Grad der Atemnot ► Medical Research Council Score (MRC Dyspnoe)
Body-Mass-Index
MRC Dyspnoe: Modifizierter Medical Research Council Score
0: keine Atemnot
1: Atemnot bei leichter Belastung
2: Atemnot bei schBOLD Studywerer Belastung
3: zu kurzatmig, das Haus zu verlassen
4: kurzatmig beim An- und Ausziehen
Entzündliche Reaktion in der Lunge
Barnes 2004, 2013
AtemwegsepithelBakterielle Besiedlung
Phagocytose ↓
Mukoziliäre Clearance ↓
Monocyt Neutrophiler Granulozyt
FibroblastLymphozyt
Oxidativer Stress
Chronische Bronchitis Fibrose Emphysem
Rauchexposition
Proteasen
Zellaktivierung & Rekrutierung
Dendritische Zellen & Makrophagen
Entzündliche Reaktion
Mechanismen der COPD
Barnes 2013
Oxidativer Stress
Entzündung
Vorgezogene Alterung
Cortisonresistenz
Lungencarcinom
EmphysemBronchitis
Fibrose
↑NF-B
↑p38MAPK
Auto-antikörper
↓Sirtuin1
DNA Schädigung
↓Telomere↓HDAC2
↓Anti-proteasen
↓TGF-ß
AusatemluftAusatemluft↑ CO↑ NO↑ Pentan↑ Äthan↑ H2O2
↑ 8-isoprostan↑ LTB4, PGE-2↑ Nitro-Thiole
Biomarker & COPD
Tzortzaki et al. 2006, Cazzola et al. 2008, 2010
SputumSputum↑ Neutrophile↑ Lymphocyten (CD8+)↑ Eosinophile↑ Biomarker: MPO, HNL, NE, ECP, IL-8, LTB4, GRO-α, MCP1, GM-CSF, TNF-α↑ Stickoxide↑ Proteasen, ↓ Antiproteasen
BlutBlut↑ Neutrophile↑ Monocyten↑ Entzündungsmarker: CRP, IL-6, IL-8↑ Antioxidative Kapazität↑ Fibrinogen
UrinUrin↑ Oxidativer Stress: 8-OHDG↑ Elastin Abbau: Desmosine
Bronchiale Biopsie - LavageBronchiale Biopsie - Lavage↑ Neutrophile, Lymphocyten (CD8+)↑ Eosinophile↑ Biomarker: IL-8, IL-9, MPO, ECP, IFN-γ,
CCR4, inducible protein-10, CXCR3↑ aus Epithelzellen GRO-α, IL-6,
IL-8 IL-1b, sICAM-1↑ aus alveolären Makrophagen IL-8
Prognostische Bedeutung von Biomarkern
Celli et al. 2012
100%
95%
90%
85%
80%
75%
0 6 12 18 24 30 36
hsCRP <8.7 pg/mL(n=1572)
hsCRP >8.7 mg/dL(n=404)
p<0.001
Übe
rlebe
nsra
te (
%)
100%
95%
90%
85%
80%
75%
0 6 12 18 24 30 36
IL-6 <4.5 pg/mL(n=1462)
IL-6 >4.5 pg/mL(n=504)
p<0.001
Interleukin-6(Zytokin)
100%
95%
90%
85%
80%
75%
0 6 12 18 24 30 36
Neutrophile <5.8x10^9/L(n=1386)
Neutrophile >5.8x10^9/L(n=593)
p<0.001
Neutrophiler Granulozyt
Zeit (Monate) Zeit (Monate)Zeit (Monate)
ECLIPSE Studie – Verstorbene:↑ Alter ↑ Atemwegsobstruktion↑ Atemnot
↑ Emphysem↑ Belgeiterkrankungen↑ Krankenhausaufenthalte
hsCRP(hoch-sensitives c-reaktives Protein)
Begleiterkrankungen der COPD
Barnes 2013, Netter 2008
Entzündung ► Mediatoren
“Überlaufen” in den Blutkreislauf
Systemische Entzündung
↑Entzündungsmarker
Blue bloater Pink puffer
SkelettsystemOsteoporoseOsteopenie
Kardiovaskuläre ErkrankungenBluthochdruck
Ischämische HerzerkrankungHerzinsuffizienz
Metabolische ErkrankungenDiabetes
Metabolisches SyndromGastrointestinale Erkrankungen
Renale Erkrankungen
MuskelschwächeGewichtverlust
Auszehrung
Psychische ErkrankungenAngstzuständeDepressionen
Lebensqualität, Belastbarkeit und Psyche
Vogelmeier et al. 2007, GOLD 2005
COPD
Entzündung
Exazerbation
Mukushypersekretion
Atemwegsobstruktion
Zigarettenrauch
↓ Mukusclearance
Atemnot, ↓Gasaustausch
Schlafstörung
Schonung & Immobilität
Muskelabbau
↓ Körperliche Leistungsfähigkeit
Depression
↓ Lebensqualitätsoziale Isolation
Dekompensation
↓ Herz & KreislaufT
hera
pie
Reservebilder
Sozioökonomische Bedeutung der COPD
Vogelmeier et al. 2007, Menn et al. 2012, COPD forum
Gesamtkosten
Medizinische Versorgung
Indirekte Kosten (Arbeitsausfall)
6000
5000
4000
3000
2000
1000
0
U.S.A. Spanien U.K. Kanada Frankreich Italien Niederlande
Jährliche Gesamtkosten der COPD pro Patient (US$) Jährliche Gesamtkosten der COPD pro Patient (US$)
Jäh
rlic
he
Kos
ten
(€)
Deutschland: Deutschland:
medizinische Versorgung der COPD: 1800,- € bis 3000,- € pro Patient/Jahr
Arbeitsunfähigkeit: 25 Millonen Tage/Jahr
Gesamtkosten: ca. 6 Mrd. €/Jahr
Differentialdiagnose Asthma - COPD
Vogelmaier et al. 2007