Wat zijn de oorzaken van astma?

Zoals eerder is gebleken, hangen klachten van astmapatiknten samen met hun vernauwde luchtwegen. De luchtwegvernauwing bij astma is het gevolg van ontsteking van de luchtwegen. Een complex samenspel van factoren veroorzaakt deze ontsteking. Zo spelen allergenen een belangrijke rol. Een allergie is overgevoeligheid voor niet-infectieuze stoffen die afkomstig zijn van buiten het lichaam. Het gaat daarbij om stoffen die bij gezonde mensen geen klachten veroorzaken. Daarnaast hebben astmapatiknten verhoogd prikkelbare luchtwegen. Iedereen krijgt bij bepaalde stoffen last van zijn luchtwegen, maar astmapatiknten reageren extra snel en heftig, met een luchtwegvernauwing. Deze prikkelbaarheid wordt bronchiale hyperreactiviteit genoemd. Als laatste speelt ook het autonome zenuwstelsel een rol bij luchtwegvernauwing. In dit hoofdstuk gaan wij nader in op de verschijnselen allergie, bronchiale hyperreactiviteit en de rol van het autonome zenuwstelsel.

Allergie Bij veel astmapatiknten, met name bij kinderen, worden de astmatische klachten veroorzaakt door een allergie. Wat wordt nu verstaan onder allergie? Een allergie is een veranderde gevoeligheid voor niet-infectieuze stoffen die afkomstig zijn van buiten het lichaam. Het menselijk afweersysteem ziet deze stoffen als ongewenste indringers en gaat daarom antistoffen produceren. Stoffen die een dergelijke reactie oproepen, noemt men allergenen. Meestal gaat het om stoffen die gewoon in de natuur voorkomen, zoals stuifmeel en huidschilfers van dieren, waartegen een gezond iemand geen antistoffen maakt. De antistoffen die het afweersysteem bij een allergie aanmaakt, bestaan uit eiwitten: zogenoemde immunoglobinen van het type E, afgekort IgE. Deze hebben een ingewikkelde chemische structuur. Afhankelijk van erfelijke aanleg en de mate van blootstelling aan een allergeen, kan ons afweersysteem ook nog speciale antistoffen maken tegen een bepaald antigeen. Deze speciale antistoffen heten specifiek IgE.

Het ontstaan van de luchtwegvernauwing De door de het afweersysteem aangemaakte antistoffen hechten zich aan bepaalde cellen, waaronder de mestcellen. Mestcellen zijn cellen die overal in het lichaam voorkomen, met name in de weefsels die haarden zijn van allergische reacties: De huid, neus, darmen en luchtwegen. Mestcellen hebben een grote kern, en het cytoplasma zit vol met korrels (granula) waarin diverse mediatoren zitten. Als het allergeen bij herhaling binnendringt, wordt het 'gevangen' door de IgE-antistoffen, die zich gehecht hebben aan de mestcellen. Er volgt dan een hele reeks processen waarin de mestcellen een belangrijke rol spelen en als het ware exploderen. Daarbij worden door de mestcellen talrijke stoffen uitgestoten, waaronder de eerder genoemde mediatoren. Een van die mediatoren is histamine. De celkern van een mestcel zit vol met korrels waarin diverse mediatoren, waaronder histamine, zitten. IgE-antistoffen hechten zich aan de mestcellen. Na de uitstoting van histamine volgt een allergische reactie. Allereerst trekken de gladde spieren in de wand van de luchtpijptakjes samen. Uit onderzoek is gebleken dat er daarnaast een ontstekingsreactie in de wand van de luchtwegen optreedt: de bloedvaten in de wand van de luchtpijptakken zetten uit, de bloedvaatwand wordt meer doorlaatbaar waardoor er vocht vrijkomt, en de slijmklieren worden geprikkeld en aangezet tot grotere slijmproductie. Dit alles heeft vernauwing van de luchtwegen, ook wel luchtwegobstructie genoemd, tot gevolg.

Eosinofiele cellen Maar hiermee is het proces nog niet afgelopen. De stoffen die uit de mestcellen vrijkomen, oefenen bovendien aantrekkingskracht uit op verschillende soorten cellen, waaronder de eosinofiele cellen. Eosinofiele cellen zijn witte bloedcellen die hun naam danken aan het feit dat zij zich met eosinekleurstof oranje kleuren. Deze cellen worden via de bloedbaan naar de luchtwegen geloodst en daar aangekomen dringen zij door de bloedvatwand in het weefsel van de luchtpijptakjes. Ze geven daar een hele reeks schadelijke stoffen af die ook het slijmvlies van de luchtwegen beschadigen. Door deze beschadiging komen de uiteinden van zenuwtakjes bloot te liggen zoals de draadjes van een elektriciteitssnoer. Prikkeling (door bijvoorbeeld mediatoren) van deze zenuwuiteinden veroorzaakt afgifte van stoffen die neuropeptiden heten. Deze neuropeptiden hebben een direct effect op de bloedvaten, hetgeen zich uit in een verhoogde doorlaatbaarheid van de vaatwand. Deze neuropeptiden hebben daarnaast ook invloed op de mestcellen, waarmee het proces opnieuw begint.

Vroege en late luchtwegenobstructieve reactie Hierboven heeft u kunnen lezen dat de luchtwegvernauwing simpel gezegd door samentrekking van het spierweefsel en een ontsteking in de luchtwegwand totstandkomt. Nu kunnen astmapatiknten in de praktijk direct na blootstelling aan allergenen, maar ook pas enige tijd later klachten krijgen. Zo kan iemand die allergisch is voor kattenharen en op bezoek gaat bij iemand die een kat heeft, daar al na enkele minuten benauwd van worden. Maar het is ook mogelijk dat de benauwdheid pas uren later optreedt, wanneer de persoon al lang weer thuis is. Men spreekt in dit verband van een respectievelijk vroege en late luchtwegobstructieve reactie. De vroege luchtwegobstructieve reactie berust voornamelijk op de samentrekking van het spierweefsel in de wand van de luchtpijptakjes. Deze is meestal goed te behandelen met luchtwegverwijdende middelen. De late luchtwegobstructieve reactie onstaat meestal 5 tot 8 uur na de vroege reactie, en kan soms langer dan 24 uur aanhouden. Deze late reactie is grotendeels gebaseerd op de bovenbeschreven ontstekingsreactie en reageert niet op luchtwegverwijders, maar wel op ontstekingremmers.

Bronchiale hyperreactiviteit Een andere belangrijke oorzaak van astma is de verhoogde luchtwegreactiviteit of bronchiale hyperreactiviteit (BHR), ook wel kortweg hyperreactiviteit genoemd. Hieronder wordt een luchtwegvernauwing verstaan die veroorzaakt wordt door geringe, niet-allergische prikkels die geen reactie geven bij gezonde personen. Te denken valt aan prikkels als koude lucht, mist, tabaksrook of uitlaatgassen. Bij bronchiale hyperreactiviteit treedt ook de eerder beschreven ontstekingsreactie op. Allerlei stoffen komen vrij, waardoor een verhoogde doorlaatbaarheid van de bloedvaten ontstaat, de spieren rond de luchtwegen zich samentrekken, en zenuwuiteinden bloot komen te liggen. Als deze zenuwuiteinden geprikkeld worden door aspecifieke prikkels, bijvoorbeeld uitlaatgassen, komen stoffen vrij, die op hun beurt ook weer cellen, waaronder de mestcellen, tot actie aanzetten. Er bestaat een duidelijke relatie tussen allergie en bronchiale hyperreactiviteit. Naarmate iemand meer gevoelig is voor allergenen, of met andere woorden hoe meer iemand allergisch is, hoe meer hyperreactief hij is.

De invloed van het autonome zenuwstelsel De doorgangelijkheid van de luchtwegen wordt mede beonvloed door het autonome zenuwstelsel. Dat is het deel van het zenuwstelsel dat buiten ons bewustzijn en onze wil om, de organen bestuurt die voor ons van belang zijn voor de werking van ons lichaam, zoals hart, longen en darmen. Zo zorgt het autonome zenuwstelsel ervoor dat ons hart tijdens inspanningen sneller klopt en dat de maag en darmen worden gestimuleerd na de maaltijd. In de longen regelt het autonome zenuwstelsel onder meer de spanning van de spiertjes in de luchtwegwand, de slijmproductie, de doorlaatbaarheid en de doorstroming van de luchtpijptakken en de afgifte van stoffen als histamine.
Het autonome zenuwstelsel bestaat uit drie systemen:
1. het cholinerge of parasympathische systeem:
2. het adrenerge of sympathische systeem;
3. het non-adrenerge non-cholinerge systeem (NANC).

Bijna alle organen die door het autonome zenuwstelsel worden bestuurd, zijn voorzien van een dubbele bedrading: zenuwvezels van het parasympathische en zenuwvezels van het sympathische systeem. Deze zenuwvezels geven boodschappen door d.v.m afscheiding van stoffen, transmitters. De spiervezels in de luchtwegen bevatten receptoren die reageren op deze stoffen. De zenuwen van het parasympathische systeem beonvloeden de longen door afgifte van de stof acetylcholine, en hebben een remmende werking. Als de cholinerge receptoren in de luchtwegen door deze stof geprikkeld worden, trekken de spiervezels in de luchtwegwanden zich samen, waardoor een luchtwegvernauwing ontstaat. Helaas zijn de cholinerge receptoren in de luchtwegen ook gevoelig voor stoffen (zoals histamine) die vrijkomen bij contact met een stof waarvoor allergie bestaat. Deze gevoeligheid neemt bovendien nog verder toe bij slijmvliesbeschadiging in de luchtwegen waardoor zenuwuiteinden bloot komen te liggen en daardoor gemakkelijk voor allerlei soorten prikkels toegankelijk zijn. Er ontstaat dan een soort kettingreactie, de cholinerge reflex, waarbij de doorlaatbaarheid van de bloedvaten toeneemt, de slijmklieren geactiveerd worden en de spiertjes in de luchtwegen samentrekken. Dit alles leidt tot een sterke afname van de doorgankelijkheid van de luchtwegen. De zenuwen van het sympathische systeem beonvloeden de werking van organen door afgifte van de stof noradrenaline. In het gladde spierweefsel bij de mens zijn de zenuwuiteinden van dit systeem praktisch volledig afwezig. Deze vezels zijn wel aangetoond in o.a de wand van de bloedvaten in de luchtwegen. De rol van dit systeem wordt overgenomen door het in de bloedbaan aanwezige adrenaline. In de spiertjes van de luchtwegen bevinden zich wel veel zogeheten adrenerge B2- receptoren. Prikkeling van deze receptoren heeft en verslapping van de spiervezels tot gevolg, waardoor de luchtwegen wijder worden. Het non-adrenerge non-cholinerge systeem (NANC-systeem) ten slotte, heeft zowel een remmende als een stimulerende werking op de gladde spieren en de bloedvaten in de luchtwegwand en op de slijmklieren. Het is aannemelijk dat bij een dergelijk ingewikkeld proces niet iin maar velerlei neurotransmitters een rol spelen. Stimulatie van de NANC-remmende component geeft een verslapping van de gladde spieren in de luchtwegwand door afgifte van de neurotransmitters met een peptide-structuur, zogenoemde neuropeptiden. Ook stikstofoxide (NO) speelt een belangrijke rol als luchtwegverwijder bij stimulatie van het NANC-systeem. Door de bovengenoemde slijmvliesbeschadiging waarbij sensorische zenuwuiteinden vrij komen te liggen, neemt niet alleen de activiteit van de cholinerge-reflex toe, maar ook allerlei lokale reflexbogen, zodat naast acetylcholine ook neuropeptiden worden afgescheiden met dezelfde kettingreactie als gevolg. Bovendien hebben de mediatoren die door de ontstekingscellen worden afgegeven, zoals histamine, weer een activerend effect op de zenuwuiteinden in de luchtwegen, waardoor een voortdurend wisselwerking bestaat tussen de ontstekingsprocessen en neurale processen. De precieze werking van dit systeem is nog niet geheel opgehelderd. Veel van de medicijnen die bij luchtwegproblemen als astma worden voorgeschreven, verlichten de klachten doordat ze het sympathische systeem stimuleren dan wel het parasympathische systeem remmen.