Entstehung und Verbreitung chronisch-obstruktiver Lungenerkrankungen 5

Präsentation zum Thema: "Entstehung und Verbreitung chronisch-obstruktiver Lungenerkrankungen 5"—  Präsentation transkript:

1 Entstehung und Verbreitung chronisch-obstruktiver Lungenerkrankungen 5
Entstehung und Verbreitung chronisch-obstruktiver Lungenerkrankungen 5. Patientenforum Lunge Dienstag, 10. Dezember 2013 Prof. Dr. med. Holger Schulz Institut für Epidemiologie I Helmholtz Zentrum München

2 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

3 Haupttodesursachen - USA 1970 bis 2002
75 500 Herzerkrankungen Unfälle 400 50 COPD 300 Todesfalle pro Einwohner Krebserkrankungen 200 25 Schlaganfall 100 Diabetes mellitus 1970 1974 1978 1982 1986 1990 1994 1998 2002 1970 1974 1978 1982 1986 1990 1994 1998 2002 Jahr Jahr WHO, COPD Key Facts, Jemal et al. 2005

4 Sterblichkeit und COPD
Die 10 führenden Todesursachen weltweit, 2011 Ischämische Herzerkrankungen Schlaganfall Lungenentzündung COPD infektiöse Durchfallerkrankungen HIV/AIDS Lungenkarzinom Diabetes mellitus Verkehrsunfall Frühgeburt World Health Organization, June 2013,

5 Prävalenz der COPD – BOLD Studie
Männer Frauen Cape Town Reykjavik Manila Cape Town Adana Bergen Guangzhou Hannover Krakow Lexington Hannover Vancouver Lexington Sydney Bergen Krakow Reykjavik Salzburg Salzburg Manila Vancouver Adana Moderate (Stage II) Moderate (Stage II) Sydney Severe and very severe (Stage III+) Guangzhou Severe and very severe (Stage III+) 5 10 15 20 25 5 10 15 20 25 Prävalenz (%) Prävalenz (%) Mittelwert Männer: 11,8% Mittelwert Frauen: 8,5% Buist et al. 2007

6 Prävalenz der COPD in Deutschland
Prävalenz: Alter & Geschlecht Prävalenz: Schweregrad Geldmacher et al. 2008

7 Was bedeutet der Begriff “COPD”
COPD: Chronic Obstructive Pulmonary Disease ► chronisch 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)

8 Aufbau unseres Atemtraktes
Lungengewebe Alveolargänge & Alveolen Gasaustausch Sauerstoffaufnahme & Kohlendioxidabgabe Luftröhre Bronchien Blutgefäße Zwerchfell Lunge Atemwege = luftleitende Strukturen: Luftröhre, Bronchien, Bronchiolen Lungengewebe: Alveolen (Gasaustausch) Blutgefäße: Arterien & Venen Atemmuskulatur: z.B. Zwerchfell Alveolen Atemtrakt

9 Chronische Bronchitis
Vermehrte Mukusbildung & entzündliche Veränderung in den Atemwegen Gesund Bronchus COPD COPD Schleimpfropf 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 Barnes 2000, Hogg 2004

10 Chronische Entzündung und Verlust von Alveolargewebe
Lungenemphysem Chronische Entzündung und Verlust von Alveolargewebe Gesund COPD Gesund Emphysem 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 Thomae

11 Schlüsselfaktoren der COPD
Umweltfaktoren - Luftverschmutzung Inhalativer 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 Faktoren Genetische Prädisposition Geschlecht Häufige Atemwegsinfekte in der Kindheit Atemwegshyperreagibilität / Asthma bronchiale Eingeschränkte Lungenentwicklung Lungenfunktion im unteren Normbereich Sozio-ökonomischer Status

12 Diagnose der COPD COPD ? Symptome Exposition/Prädisposition
chronischer Husten chronischer Auswurf (Atemnot - primär bei Belastung) Exposition/Prädisposition Zigarettenrauch Arbeitsplatz Familienanamnese COPD ? Lungenfunktion & -struktur Lungenvolumina, Atemwegswiderstand, Gasaustauschkapazität Spirometrie ►Nachweis einer nicht vollständig reversiblen Atemwegsobstruktion Ganzkörperplethysmographie CO-Diffusionskapazität Blutgasanalyse Belastungstest (Spiroergometrie) Röntgenuntersuchung des Thorax

13 Spirometrie Spirometrie FEV1: 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 ↓

14 Altersabhängige Entwicklung der Lungenfunktion
100 Raucher COPD 75 Exraucher (milde COPD) Gesunde Nichtraucher Lungenfunktion (%) Symptome 50 Behinderung - Invalidität 25 Exraucher (schwere COPD) 25 50 75 Age (years) Fletcher & Peto 1977, Weiss 2010

15 Schweregrad der COPD - GOLD Klassifikation
Multidimensionale Schweregradeinteilung („neue“ GOLD-Klassifikation) Atemwegsobstruktion ► Spirometrie (nach Bronchodilatation) Symptome & Befinden ► COPD Assessment Test (CAT Fragebogen) Anzahl der Exazerbationen Husten & Auswurf Engegefühl Leistungsfähigkeit Befinden & Schlaf 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 GOLD 2013, Mackay et al 2012, Deutsche Atemwegsliga Vogelmeier et al. 2007

16 Schweregrad der COPD - GOLD Klassifikation
Kategorie Symptome Risiko Grad der Obstruktion Exazerbationen pro Jahr CAT A gering GOLD 1-2 ≤ 1 < 10 B ≥ mittel ≥ 10 C hoch GOLD 3-4 ≥ 2 D GOLD 2013

17 Schweregrad der COPD - BODE-Index
BODE-Index: Multidimensionale Schweregradeinteilung Atemwegsobstruktion ► 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 Vogelmeier et al. 2007, Cazolla et al. 2010

18 Entzündliche Reaktion in der Lunge
Rauchexposition Atemwegsepithel Bakterielle Besiedlung Phagocytose ↓ Mukoziliäre Clearance ↓ Zellaktivierung & Rekrutierung Dendritische Zellen & Makrophagen Entzündliche Reaktion Monocyt Neutrophiler Granulozyt Fibroblast Lymphozyt Oxidativer Stress Proteasen Chronische Bronchitis Fibrose Emphysem Barnes 2004, 2013

19 Mechanismen der COPD Oxidativer Stress Emphysem Bronchitis Fibrose
↑NF-kB ↑p38MAPK Auto-antikörper ↓Anti-proteasen ↓TGF-ß ↓HDAC2 ↓Sirtuin1 DNA Schädigung ↓Telomere Entzündung Cortisonresistenz Vorgezogene Alterung Emphysem Bronchitis Fibrose Lungencarcinom Barnes 2013

20 Biomarker & COPD Sputum
↑ Neutrophile ↑ Lymphocyten (CD8+) ↑ Eosinophile ↑ Biomarker: MPO, HNL, NE, ECP, IL-8, LTB4, GRO-α, MCP1, GM-CSF, TNF-α ↑ Stickoxide ↑ Proteasen, ↓ Antiproteasen Blut ↑ Neutrophile ↑ Monocyten ↑ Entzündungsmarker: CRP, IL-6, IL-8 ↑ Antioxidative Kapazität ↑ Fibrinogen Urin ↑ Oxidativer Stress: 8-OHDG ↑ Elastin Abbau: Desmosine Ausatemluft ↑ CO ↑ NO ↑ Pentan ↑ Äthan ↑ H2O2 ↑ 8-isoprostan ↑ LTB4, PGE-2 ↑ Nitro-Thiole Bronchiale 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 Tzortzaki et al. 2006, Cazzola et al. 2008, 2010

21 Prognostische Bedeutung von Biomarkern
hsCRP (hoch-sensitives c-reaktives Protein) Interleukin-6 (Zytokin) Neutrophiler Granulozyt 100% 100% 100% p<0.001 p<0.001 p<0.001 95% 95% 95% 90% 90% 90% Überlebensrate (%) 85% 85% 85% Neutrophile <5.8x10^9/L (n=1386) hsCRP <8.7 pg/mL (n=1572) IL-6 <4.5 pg/mL (n=1462) 80% 80% 80% Neutrophile >5.8x10^9/L (n=593) hsCRP >8.7 mg/dL (n=404) IL-6 >4.5 pg/mL (n=504) 75% 75% 75% 6 12 18 24 30 36 6 12 18 24 30 36 6 12 18 24 30 36 Zeit (Monate) Zeit (Monate) Zeit (Monate) ECLIPSE Studie – Verstorbene: ↑ Alter ↑ Atemwegsobstruktion ↑ Atemnot ↑ Emphysem ↑ Belgeiterkrankungen ↑ Krankenhausaufenthalte Celli et al. 2012

22 Begleiterkrankungen der COPD
Blue bloater Pink puffer Entzündung ► Mediatoren “Überlaufen” in den Blutkreislauf Systemische Entzündung ↑Entzündungsmarker Muskelschwäche Gewichtverlust Auszehrung Skelettsystem Osteoporose Osteopenie Kardiovaskuläre Erkrankungen Bluthochdruck Ischämische Herzerkrankung Herzinsuffizienz Psychische Erkrankungen Angstzustände Depressionen Metabolische Erkrankungen Diabetes Metabolisches Syndrom Gastrointestinale Erkrankungen Renale Erkrankungen Barnes 2013, Netter 2008

23 Lebensqualität, Belastbarkeit und Psyche
Therapie Zigarettenrauch COPD Mukushypersekretion Entzündung ↓ Mukusclearance Atemnot, ↓Gasaustausch Exazerbation Atemwegsobstruktion Depression Schlafstörung Schonung & Immobilität ↓ Herz & Kreislauf Muskelabbau ↓ Körperliche Leistungsfähigkeit soziale Isolation ↓ Lebensqualität Dekompensation Vogelmeier et al. 2007, GOLD 2005

24 Reservebilder

25 Sozioökonomische Bedeutung der COPD
Jährliche Gesamtkosten der COPD pro Patient (US$) Gesamtkosten 6000 Medizinische Versorgung 5000 Indirekte Kosten (Arbeitsausfall) 4000 Jährliche Kosten (€) 3000 2000 1000 U.S.A. Spanien U.K. Kanada Frankreich Italien Niederlande Deutschland: medizinische Versorgung der COPD: 1800,- € bis 3000,- € pro Patient/Jahr Arbeitsunfähigkeit: Millonen Tage/Jahr Gesamtkosten: ca. 6 Mrd. €/Jahr Vogelmeier et al. 2007, Menn et al. 2012, COPD forum

26 Differentialdiagnose Asthma - COPD
Vogelmaier et al. 2007