Visual, Seluler, Molekuler, dan Perubahan Fungsional di Perokok Perokok
Banyak orang ingat pernah mendengar tentang perbedaan antara paru-paru perokok dan paru-paru sehat yang normal di sekolah. Anda bahkan dapat mengingat poster-poster yang menggambarkan paru-paru hitam dan jelek yang tampak dari orang-orang yang merokok. Apakah itu benar-benar terjadi? Apa sebenarnya asap rokok pada paru-paru?
Perbedaan Antara Paru Perokok dan Paru Sehat Sehat
Untuk benar-benar memahami efek dari asap rokok di paru-paru, kita perlu melihat pada anatomi — bagaimana penampilan paru-paru berubah, dan fisiologi — bagaimana fungsi paru-paru perokok berbeda dengan paru-paru yang sehat.
Namun kami ingin menggali lebih dalam dari itu. Apa yang tampak seperti paru-paru perokok dimulai dengan perubahan yang dapat Anda lihat dengan mata telanjang Anda, hingga perubahan genetik yang terlalu kecil untuk dilihat di bawah mikroskop?
Poster-poster yang kami bicarakan sebelumnya tidak berbohong. Mari kita mulai dengan apa yang Anda lihat jika Anda bisa melihat seluruh paru-paru yang terpapar tembakau.
Apa Paru-Paru Terlihat Seperti Smoker's?
Foto di atas adalah jujur apa yang paru-paru dari perokok seumur hidup terlihat seperti pada inspeksi visual dengan mata telanjang. Penting untuk menyatakan bahwa tidak semua paru-paru hitam terkait dengan asap tembakau. Iritan lain yang dapat dihirup dapat menyebabkan penampilan ini juga, seperti penyakit paru-paru hitam yang kadang terlihat pada penambang batu bara. Namun, sangat mudah untuk mengatakan ketika melihat satu set paru-paru apakah seseorang merokok selama hidupnya.
Dari mana warna hitam atau coklat itu berasal? Ketika Anda menghirup asap rokok, ada ribuan partikel kecil berbasis karbon yang dihirup.
Tubuh kita memiliki cara khusus untuk menangani partikel-partikel ini agar mereka keluar dari jalan jika Anda mau.
Segera setelah Anda menghirup kepulan asap rokok, tubuh Anda waspada terhadap fakta bahwa partikel beracun telah menyerang. Sel-sel inflamasi bergegas ke tempat kejadian. Salah satu jenis sel darah putih yang disebut makrofag dapat dianggap sebagai "truk sampah" dari sistem kekebalan tubuh kita. Makrofag pada dasarnya "memakan" partikel hitam-coklat yang jahat dalam asap rokok dalam proses yang disebut fagositosis.
Karena partikel-partikel ini dapat merusak bahkan ke sel-sel truk sampah, partikel-partikel itu dibungkam dalam vesikula kecil dan disimpan sebagai limbah beracun. Dan di sana mereka duduk. Karena semakin banyak makrofag yang mengandung sisa-sisa kotoran di paru-paru dan kelenjar getah bening di dalam dada, semakin gelap paru-paru muncul.
Perokok Perokok di Tingkat Seluler
Dengan mengambil langkah dalam ukuran dan melihat paru-paru lebih dekat, semakin banyak cedera terkait tembakau yang ditemukan. Di bawah mikroskop, sel-sel dan jaringan sekitarnya menjadi terlihat sebagai kota yang ditunjuk dengan baik, tetapi sebuah kota yang porak-poranda oleh awan beracun asap yang telah turun ke atasnya.
Silia: Silia adalah pelengkap seperti rambut kecil yang melapisi bronkus, dan bronchioles yang lebih kecil. Pekerjaan silia adalah untuk menangkap benda asing yang menemukan jalannya ke saluran udara dan mendorongnya keluar dan keluar dari paru-paru ke tenggorokan dengan cara seperti gelombang. Dari tenggorokan, bahan ini kemudian bisa ditelan dan dihancurkan oleh asam lambung.
Sayangnya, racun dalam asap rokok seperti acrolein dan formaldehyde melumpuhkan silia kecil ini sehingga mereka tidak dapat melakukan fungsinya. Hal ini menghasilkan racun lain (lebih dari 70 dari mereka karsinogen) dan organisme infeksi yang tertinggal di paru-paru di mana mereka dapat merusak baik pada tingkat sel dan pada tingkat molekuler, perubahan yang dapat, pada gilirannya, menyebabkan kanker dan penyakit lainnya.
Lendir: Sel-sel inflamasi yang tertarik ke tempat kejadian di saluran udara mengeluarkan lendir sebagai respons terhadap bahan kimia berbahaya dalam asap rokok . Lendir ini dapat membatasi jumlah udara kaya oksigen yang mencapai saluran udara terkecil di mana pertukaran gas terjadi. Lendir juga dapat memberikan tempat berkembang biak bagi pertumbuhan bakteri berbahaya.
The Airways: Di bawah mikroskop, saluran udara dapat muncul membentang — seperti elastis dalam celana pendek tua. Penurunan elastisitas yang disebabkan oleh komponen asap tembakau memiliki dampak fungsional yang penting juga (dibahas nanti.)
Alveoli: Alveoli adalah saluran udara terkecil dan tujuan akhir paru-paru oksigen yang kita hirup.
Alveoli ini mengandung elastin dan kolagen yang memungkinkan mereka untuk berkembang dengan inspirasi dan mengempis dengan kedaluwarsa. Secara keseluruhan, luas permukaan alveoli Anda sekitar 70 meter persegi, dan jika Anda meletakkannya rata dan meletakkannya ujung ke ujung mereka akan menutup lapangan tenis.
Racun dalam asap rokok merusak struktur kecil ini dalam beberapa cara. Sangat mudah untuk racun merusak dinding tipis yang menyebabkan mereka pecah. Asap rokok juga merusak alveoli yang tetap utuh, mengurangi kemampuan mereka untuk memperluas dan berkontraksi.
Kerusakan alveoli adalah masalah yang mengabadikan diri. Karena semakin banyak alveoli yang rusak, semakin banyak udara yang terperangkap di alveoli (udara tidak bisa dihirup) yang menyebabkan dilatasi dan pecahnya alveoli lebih banyak. Secara umum, sebagian besar alveoli harus rusak sebelum gejala-gejala - hipoksia karena kurang oksigen yang hadir untuk pertukaran terjadi - terjadi. Masalah dengan pertukaran oksigen antara alveoli dan kapiler dibahas lebih lanjut di bawah fungsi.
The Capillaries: Pada tingkat sel, bukan hanya jaringan paru-paru yang rusak. Yang terkecil dari pembuluh darah, kapiler, yang terkait erat dengan saluran udara terkecil juga rusak oleh asap tembakau. Sama seperti merokok dapat menyebabkan kerusakan pembuluh darah yang lebih besar (yang pada akhirnya dapat menyebabkan serangan jantung), itu dapat menyebabkan jaringan parut dan penebalan dinding kapiler di paru-paru - dinding yang perlu dilalui oksigen untuk bergabung dengan hemoglobin di sel darah merah dibawa dari paru-paru ke seluruh tubuh.
Paru-paru perokok di tingkat molekuler: genetika dan epigenetik
Untuk benar-benar memahami bagaimana merokok menyebabkan beberapa penyakit paru-paru seperti kanker paru-paru, kita perlu melihat lebih dalam sel ke tingkat molekuler. Ini adalah level yang tidak bisa kita lihat langsung melalui mikroskop.
Dalam nukleus masing-masing sel paru-paru kita hidup DNA kita — cetak biru sel. DNA ini mengandung instruksi untuk membuat setiap protein yang dibutuhkan sel untuk tumbuh, berfungsi, memperbaiki dirinya sendiri, dan memberi tahu selnya bahwa sudah waktunya mati ketika sudah tua atau rusak.
Anda mungkin pernah mendengar bahwa serangkaian mutasi dalam sel bertanggung jawab untuk hubungan antara kanker paru-paru dan merokok, tetapi banyak mutasi biasanya terjadi sebelum sel menjadi kanker. Bahkan, biasanya ada ribuan mutasi dalam sel paru-paru tunggal yang terpapar tembakau.
Beberapa gen dalam kode sel paru-paru untuk protein yang bertanggung jawab untuk pertumbuhan dan pembelahan sel. Satu jenis gen yang disebut oncogenes, menyebabkan sel tumbuh dan membelah (bahkan ketika mereka tidak seharusnya.). Gen-gen lain, yang disebut gen supresor tumor, kode untuk protein yang memperbaiki DNA yang rusak atau menghilangkan sel-sel yang rusak yang tidak dapat diperbaiki.
Beberapa komponen dalam asap rokok telah ditemukan menyebabkan mutasi (mereka bersifat karsinogenik) tetapi penelitian bahkan menunjukkan cara di mana tembakau secara khusus menyebabkan kerusakan yang dapat menyebabkan kanker. Misalnya, beberapa karsinogen tembakau menyebabkan mutasi pada gen p53, gen penekan tumor yang mengkode protein yang memperbaiki sel yang rusak atau menghilangkannya sehingga sel kanker tidak dilahirkan.
Akhirnya, selain perubahan genetik yang disebabkan oleh merokok, tembakau dapat menyebabkan perubahan "epigenetik" dalam sel paru-paru juga. Perubahan epigenetik tidak mengacu pada perubahan sebenarnya dalam DNA sel, tetapi cara gen diekspresikan.
Fakta Tentang Fungsi Paru-paru Perokok vs Kesehatan Paru-paru: Fisiologi
Sama seperti banyak perubahan yang terjadi secara struktural di paru-paru seseorang yang merokok, ada beberapa perubahan yang terjadi pada tingkat fungsional juga. Tes fungsi paru membandingkan mereka yang merokok dengan mereka yang tidak merokok sering menunjukkan perubahan yang sangat awal, bahkan pada remaja yang merokok, dan jauh sebelum gejala muncul.
Kapasitas paru-paru di paru-paru perokok vs paru-paru yang sehat
Kapasitas paru-paru total, atau jumlah total udara yang dapat Anda hirup dengan mengambil nafas sedalam mungkin dikurangi dengan merokok dalam beberapa cara. Merokok dapat menyebabkan kerusakan otot di dada sehingga mengurangi ekspansi yang diperlukan untuk mengambil napas dalam-dalam. Elastisitas otot polos di saluran udara juga terpengaruh, dan dikombinasikan dengan hilangnya elastisitas, dapat membatasi jumlah udara yang dihirup juga. Dan pada tingkat mikroskopis, ketika lebih sedikit alveoli hadir, atau udara tidak dapat mencapai alveoli, asupan nafas juga terpengaruh. Semua kekuatan ini bekerja sama untuk mengurangi kapasitas paru-paru.
Selain kapasitas paru-paru, merokok mengakibatkan kesulitan dalam menghembuskan karbon dioksida yang ditransfer dari kapiler di paru-paru ke alveoli. Seperti disebutkan di atas, penurunan elastisitas saluran udara yang lebih besar dan penurunan mundur alveoli menyebabkan terperangkapnya udara. Ini menghasilkan penurunan volume ekspirasi paksa.
Untungnya, para peneliti telah mencatat bahwa salah satu manfaat dari berhenti merokok yang terjadi setelah hanya 2 minggu adalah peningkatan kapasitas paru-paru dan volume ekspirasi.
Pertukaran Oksigen di Paru-paru Perokok vs Paru Sehat
Bukan hanya kemampuan oksigen untuk masuk dan diturunkan ke alveoli, atau bahkan jumlah alveoli yang sehat. Oksigen yang mencapai alveoli itu harus melewati lapisan sel tunggal alveoli dan kemudian melalui lapisan sel ganda kapiler untuk mencapai hemoglobin dalam sel darah merah untuk dikirim ke seluruh tubuh.
Seperti disebutkan di atas, asap rokok dapat mempengaruhi alveoli dan lapisan kapiler yang membuat jalur oksigen dan karbon dioksida di antara keduanya menjadi lebih sulit. Tidak hanya ada sedikit area permukaan yang tersedia untuk pertukaran gas, tetapi pertukaran itu terganggu. Lebih sulit untuk oksigen melewati dinding alveoli dan kapiler yang terluka. Kapasitas difusi adalah tes fungsi paru yang mengukur kemampuan gas untuk membuat transisi ini dari alveoli ke dalam aliran darah.
Perubahan Fisiologis Lain di Paru-paru Perokok
Ada banyak lagi perubahan yang terjadi di paru-paru seseorang yang merokok, dan yang disebutkan di sini hanya menyentuh permukaan. Meskipun beberapa perubahan ini tidak dapat diubah, tidak ada kata terlambat untuk berhenti merokok baik untuk meminimalkan kerusakan dan untuk memungkinkan tubuh Anda memperbaiki kerusakan yang dapat dipulihkan dan disembuhkan.
The Bottom Line: Paru-paru dari Perokok vs Non-Perokok
Melihat semua perubahan struktural dan fungsional di paru-paru seseorang yang merokok menekankan pentingnya berhenti merokok, meskipun bukan hanya paru-paru yang mengkhawatirkan. Ada banyak penyakit yang disebabkan oleh merokok, dengan tembakau memainkan peran di hampir setiap sistem tubuh. Juga bukan hanya kanker paru-paru yang menjadi perhatian. Lihatlah daftar ini kanker yang disebabkan oleh merokok jika Anda masih merasa enggan untuk berhenti hari ini.
Berhenti Merokok: Bantuan Tersedia!
Untungnya, berhenti merokok kapan saja dapat menghentikan kerusakan lebih lanjut dari yang dilakukan pada paru-paru Anda dan dapat mengurangi risiko Anda mengembangkan penyakit dan kanker yang terkait dengan kebiasaan tersebut. Kami tahu itu tidak mudah. Tapi itu mungkin. Mulai hari ini dengan berhenti merokok pelajaran 101 - alasan untuk berhenti untuk membuat upaya ini upaya terakhir dan sukses Anda untuk menghentikan kebiasaan itu.
Sumber:
Baglietto, L., Ponzi, E., Haycock, P. et al. Perubahan Methylation DNA yang Diukur dalam Sampel Darah Perifer Pre-Diagnostik Terkait dengan Risiko Kanker Merokok dan Paru-Paru. Jurnal Internasional Kanker . 2016 Sep 15. (Epub depan cetak).
Pusat Pengendalian dan Pencegahan Penyakit. Bagaimana Asap Tembakau Menyebabkan Penyakit: Biologi dan Dasar Perilaku untuk Penyakit yang Dapat Disembuhkan: Laporan dari Ahli Bedah Umum. 2010. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK53021/
Gibbons, D., Byers, L., dan J. Kurie. Merokok, p53 Mutasi, dan Kanker Paru. Penelitian Kanker Molekul . 2014. 12 (1): 3-13.