吸煙者肺部的視覺，細胞，分子和功能改變
許多人都記得聽說過學校吸煙者的肺和正常健康的肺的區別。 你甚至可以回憶描繪吸煙者黑色，看起來醜陋的肺部的海報。 這真的發生了嗎？ 香煙煙霧對肺部有什麼影響？
吸煙者的肺和正常健康的肺之間的差異
為了真正理解煙草煙霧對肺部的影響，我們需要看看解剖結構 - 肺部外觀如何變化以及生理學 - 吸煙者肺部功能與健康肺部功能的不同。
然而，我們想挖掘更深的。 從肉眼可以看到的變化開始，吸煙者的肺部看起來如何，甚至是顯微鏡下看不到的遺傳變化？
我們之前提到的海報並沒有說謊。 讓我們從你可能看到的，如果你能看到暴露於菸草的整個肺部開始。
吸煙者的肺是什麼樣的？
上面的照片老實說是肉眼觀察的終身吸煙者的肺部。 說明並非所有的黑肺都與吸煙有關是很重要的。 其他可以吸入的刺激物也可能導致這種外觀，例如煤礦工人有時會看到的黑色肺病。 然而，當看一組肺時，不管一個人在他的生命中是否吸煙，都很容易辨別。
黑色或棕色來自哪裡？ 當你吸入香煙煙霧時，會吸入數以千計的微小碳基顆粒。
如果你願意的話，我們的身體有一種處理這些粒子的特殊方式來讓它們脫離方向。
只要你吸入一口香煙煙霧，你的身體就會被警告有毒顆粒已經侵入。 炎症細胞湧向現場。 一種稱為巨噬細胞的白細胞可以被認為是我們免疫系統的“垃圾車”。巨噬細胞在吞噬作用過程中基本上“吃”了香煙煙霧中令人討厭的棕黑色顆粒。
由於這些顆粒甚至會對垃圾車細胞造成破壞，因此它們被封閉在微小囊泡中並作為有毒廢物儲存。 他們坐在那裡。 隨著越來越多的含有碎屑的巨噬細胞在胸腔內的肺部和淋巴結中累積，肺部出現越黑。
吸煙者的肺在細胞水平
如果進一步縮小規模並更密切地查看肺部，就會發現越來越多的與煙草有關的傷害。 在顯微鏡下，細胞和周圍組織成為一個設施齊全的城市，但這座城市被下降的煙霧所摧殘。
纖毛：纖毛是細支毛細管和細支氣管。 纖毛的作用是捕捉進入氣道的外來物質，並以波浪狀的方式將其推進並從肺部推出喉部。 從喉嚨中，這種物質可以被胃酸吞噬和破壞。
不幸的是，香煙煙霧中的毒素，例如丙烯醛和甲醛會麻痺這些微小的纖毛，使其無法發揮其功能。 這導致其他毒素（其中70多種致癌物）和傳染性生物留在肺內，他們可以在細胞水平和分子水平上造成損害，這些變化反過來可能導致癌症和其他疾病。
粘液：吸入氣道現場的炎症細胞響應香煙煙霧中的有害化學物質而分泌粘液。 這種粘液可以限製到達發生氣體交換的最小氣道的富氧空氣量。 粘液也可以為有害細菌的生長提供滋養地。
航空公司：在顯微鏡下，氣道可能會伸展出來 - 就像老舊的短褲中的彈性一樣。 由煙草煙霧組分引起的彈性降低也具有重要的功能影響（稍後討論）。
肺泡：肺泡是我們呼吸的最小的氣道和最終肺部的氧氣目的地。
這些肺泡含有彈性蛋白和膠原蛋白，可以讓它們在吸氣時膨脹並縮短呼氣時間。 總而言之，你肺泡的表面面積約為70平方米，如果你將它們放平並放置它們，它們將覆蓋網球場。
香煙煙霧中的毒素以幾種方式破壞這些微小的結構。 毒素很容易破壞薄壁，導致它們破裂。 香煙煙霧也會損壞仍保持完好的肺泡，降低其膨脹和收縮的能力。
對肺泡的損害是一個自我延續的問題。 當更多的肺泡受損時，肺泡內的空氣更多（空氣不能被呼出），導致肺泡擴張和破裂。 一般來說，大量的肺泡必須在缺氧症狀出現之前由於缺乏氧氣而發生交換發生。 功能下進一步討論肺泡和毛細血管之間氧氣交換的問題。
毛細血管：在細胞水平上，不僅是肺組織受損。 與最小的氣道密切相關的最小的血管，毛細血管也被煙草煙霧損壞。 正如吸煙會對更大的血管造成損害（最終可能導致心髒病發作一樣），它可能會導致肺部毛細血管壁的疤痕和增厚 - 氧氣需要通過的壁才能與血紅蛋白結合紅血球從肺部傳遞到身體其他部位。
吸煙者的肺在分子水平：遺傳學和表觀遺傳學
為了真正了解吸煙是如何引起肺癌等肺部疾病的，我們需要更深入地觀察細胞到分子水平。 這是我們無法通過顯微鏡直接看到的水平。
在我們每個肺細胞的細胞核中都存有我們的DNA--細胞的藍圖。 該DNA含有使細胞生長，發揮功能，修復自身所需的每種蛋白質的說明，並告訴細胞在老化或受損時是時候死亡。
您可能已經聽說細胞中的一系列突變負責肺癌和吸煙之間的聯繫，但許多突變通常在細胞癌變之前發生。 事實上，單個肺細胞暴露於菸草通常有數千個突變。
肺細胞中的一些基因編碼負責細胞生長和分裂的蛋白質。 一種稱為癌基因的基因導致細胞生長和分裂（甚至當它們不應該時）。 其他基因，稱為腫瘤抑制基因，編碼修復受損DNA的蛋白質或消除不能修復的受損細胞。
香煙煙霧中的幾種成分已被發現會引起突變（它們具有致癌性），但研究甚至表明了煙草特異性引起可能導致癌症的損害的方式。 例如，一些煙草致癌物在p53基因中引起突變，p53基因是編碼修復受損細胞或消除它們的蛋白質的腫瘤抑制基因，從而使癌細胞不是天生的。
最後，除了吸煙導致的遺傳變化之外，煙草還可能導致肺細胞的“表觀遺傳”變化。 表觀遺傳學變化不是指細胞DNA的實際變化，而是基因表達的方式。
關於吸煙者肺與健康肺功能的事實：生理學
就像在吸煙的人的肺部結構上發生許多變化一樣，在功能層面上也會發生一些變化。 比較吸煙者和不吸煙者的肺功能檢查通常很早就會發生變化，即使在吸煙的青少年中，以及在任何症狀發生前很久。
吸煙者肺與健康肺的肺容量
通過多種方式吸煙可以減少總肺容量，或者盡可能呼吸最深的呼吸空氣總量。 吸煙會導致胸部肌肉受損，從而減少進行深呼吸所需的擴張。 氣道中平滑肌的彈性同樣受到影響，並且與彈性損失相結合，也會限制吸入的空氣量。 而在微觀層面上，當肺泡較少時，或者空氣不能到達肺泡時，呼吸的攝入也受到影響。 這些力量共同協作降低肺活量。
除肺容量之外，吸煙導致難以呼出從肺中的毛細血管轉移至肺泡的二氧化碳。 如上所述，較大氣道的彈性降低和肺泡的回縮減少導致空氣滯留。 這導致用力呼氣量下降。
值得慶幸的是，研究人員指出， 僅在2週後戒菸的益處之一就是肺容量和呼氣量的增加。
吸煙者的肺與健康的肺中的氧交換
這不僅僅是氧氣進入和傳遞到肺泡的能力，甚至是存在的健康肺泡的數量。 到達肺泡的氧氣必須通過肺泡的單細胞襯裡，然後通過毛細血管的雙細胞層到達紅細胞中的血紅蛋白，才能傳遞到身體其他部位。
如上所述，香煙煙霧可以影響肺泡和毛細血管的內襯，使得氧氣和二氧化碳在兩者之間通過更困難。 不僅有更少的表面積用於氣體交換，而且交換也受到影響。 氧氣更難通過肺泡和毛細血管的疤痕壁。 擴散能力是肺功能測試，其測量氣體從肺泡進入血流的這種能力。
吸煙者肺部的其他生理變化
在吸煙的人的肺部會發生更多的變化，這裡提到的變化只會觸及表面。 雖然其中一些變化是不可逆的，但戒菸永遠不會太晚，以減少傷害並讓身體修復可以恢復和治癒的傷害。
底線：吸煙者與非吸煙者的肺
觀察吸煙者肺部的所有結構和功能變化強調了戒菸的重要性，儘管這不僅僅是肺部的問題。 吸煙導致了許多疾病，煙草在幾乎所有身體系統中都扮演著重要角色。 這也不僅僅是肺癌的問題。 看看吸煙引起的癌症列表，如果你仍然覺得今天不願意停下來。
戒菸：幫助可用！
值得慶幸的是，隨時戒菸可以阻止對您的肺部造成進一步的傷害，並且可以降低您發生與習慣有關的疾病和癌症的風險。 我們知道這不容易，但這是可能的。 從戒菸課程101開始今天開始- 戒菸的理由是為了讓你嘗試最後的成功嘗試戒除習慣。
資料來源：
Baglietto，L.，Ponzi，E.，Haycock，P。等人 在診斷前外周血樣中測量的DNA甲基化變化與吸煙和肺癌風險相關。 國際癌症雜誌 。 2016年9月15日（電子版提前印刷）。
疾病預防與控制中心。 煙草煙霧如何引起疾病：吸煙引起的疾病的生物學和行為依據：外科醫生的報告。 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK53021/
Gibbons，D.，Byers，L.和J. Kurie。 吸煙，p53突變和肺癌。 分子癌症研究 。 2014. 12（1）：3-13。