Severe pulmonary hypertension due to combined pulmonary fibrosis and emphysema: another cause of death among smokers

In 2005, the combined pulmonary fibrosis and emphysema (CPFE) was first defined as a distinct entity, which comprised centrilobular or paraseptal emphysema in the upper pulmonary lobes, and fibrosis in the lower lobes accompanied by reduced diffused capacity of the lungs for carbon monoxide (DLCO). Recently, the fibrosis associated with the connective tissue disease was also included in the diagnosis of CPFE, although the exposure to tobacco, coal, welding, agrochemical compounds, and tire manufacturing are the most frequent causative agents. This entity characteristically presents reduced DLCO with preserved lung volumes and severe pulmonary hypertension, which is not observed in emphysema and fibrosis alone. We present the case of a 63-year-old woman with a history of heavy tobacco smoking abuse, who developed progressive dyspnea, severe pulmonary hypertension, and cor pulmonale over a 2-year period. She attended the emergency facility several times complaining of worsening dyspnea that was treated as decompensate chronic obstructive pulmonary disease (COPD). The imaging examination showed paraseptal emphysema in the upper pulmonary lobes and fibrosis in the middle and lower lobes. The echo Doppler cardiogram revealed the dilation of the right cardiac chambers and pulmonary hypertension, which was confirmed by pulmonary trunk artery pressure measurement by catheterization. During this period, she was progressively restricted to the minimal activities of daily life and dependent on caregivers. She was brought to the hospital neurologically obtunded, presenting anasarca, and respiratory failure, which led her to death. The autopsy showed signs of pulmonary hypertension and findings of fibrosis and emphysema in the histological examination of the lungs. The authors highlight the importance of the recognition of this entity in case of COPD associated with severe pulmonary hypertension of unknown cause.

Influence of emphysema distribution on pulmonary function parameters in COPD patients / Influência da distribuição do enfisema nos parâmetros de função pulmonar em pacientes com DPOC

ABSTRACT OBJECTIVE: To evaluate the impact that the distribution of emphysema has on clinical and functional severity in patients with COPD. METHODS: The distribution of the emphysema was analyzed in COPD patients, who were classified according to a 5-point visual classification system of lung CT findings. We assessed the influence of emphysema distribution type on the clinical and functional presentation of COPD. We also evaluated hypoxemia after the six-minute walk test (6MWT) and determined the six-minute walk distance (6MWD). RESULTS: Eighty-six patients were included. The mean age was 65.2 ± 12.2 years, 91.9% were male, and all but one were smokers (mean smoking history, 62.7 ± 38.4 pack-years). The emphysema distribution was categorized as obviously upper lung-predominant (type 1), in 36.0% of the patients; slightly upper lung-predominant (type 2), in 25.6%; homogeneous between the upper and lower lung (type 3), in 16.3%; and slightly lower lung-predominant (type 4), in 22.1%. Type 2 emphysema distribution was associated with lower FEV1, FVC, FEV1/FVC ratio, and DLCO. In comparison with the type 1 patients, the type 4 patients were more likely to have an FEV1 < 65% of the predicted value (OR = 6.91, 95% CI: 1.43-33.45; p = 0.016), a 6MWD < 350 m (OR = 6.36, 95% CI: 1.26-32.18; p = 0.025), and post-6MWT hypoxemia (OR = 32.66, 95% CI: 3.26-326.84; p = 0.003). The type 3 patients had a higher RV/TLC ratio, although the difference was not significant. CONCLUSIONS: The severity of COPD appears to be greater in type 4 patients, and type 3 patients tend to have greater hyperinflation. The distribution of emphysema could have a major impact on functional parameters and should be considered in the evaluation of COPD patients.

RESUMO OBJETIVO: Avaliar o impacto que a distribuição do enfisema tem na gravidade clínica e funcional em pacientes com DPOC. MÉTODOS: A distribuição do enfisema foi analisada em pacientes com DPOC, que foram classificados de acordo com um sistema de classificação visual de cinco pontos a partir de achados de TC de tórax. Avaliou-se a influência do tipo de distribuição do enfisema na apresentação funcional e clínica da DPOC. Hipoxemia após o teste da caminhada de seis minutos (TC6) foi também avaliada e a distância percorrida (DTC6) foi determinada. RESULTADOS: Foram incluídos 86 pacientes. A média de idade foi de 65,2 ± 12,2 anos, 91,9% eram homens, e todos menos um eram fumantes (média de carga tabágica, 62,7 ± 38,4 anos-maço). A distribuição do enfisema foi categorizada como obviamente predominante no pulmão superior (tipo 1), em 36,0% dos pacientes; levemente predominante no pulmão superior (tipo 2), em 25,6%; homogêneo entre o pulmão superior e inferior (tipo 3), em 16,3%; e levemente predominante no pulmão inferior (tipo 4), em 22,1%. A distribuição do enfisema do tipo 2 foi associada a menores valores de VEF1, CVF, relação VEF1/CVF e DLCO. Em comparação com os pacientes do tipo 1, os do tipo 4 apresentaram maior probabilidade de ter VEF1 < 65% do previsto (OR = 6,91, IC95%: 1,43-33,45; p = 0,016), DTC6 < 350 m (OR = 6,36, IC95%: 1,26-32,18; p = 0,025),e hipoxemia após o TC6 (OR = 32,66, IC95%: 3,26-326,84; p = 0,003). Os pacientes do tipo 3 tiveram uma relação VR/CPT maior, embora sem diferença significativa. CONCLUSÕES: A gravidade da DPOC parece ser maior nos pacientes do tipo 4, e os do tipo 3 tendem a apresentar maior hiperinsuflação. A distribuição do enfisema pode ter um impacto importante nos parâmetros funcionais e deve ser considerada na avaliação de pacientes com DPOC.

Estudo imunohistoquímico do remodelamento pulmonar em camundongos expostos à fumaça de cigarro / Immunohistochemical study of lung remodeling in mice exposed to cigarette smoke

OBJETIVO: Muitos estudos sobre enfisema são realizados com exposição de animais à fumaça de cigarro durante um longo tempo, focando o tipo de célula envolvida no desequilíbrio protease/antiprotease e a degradação da matriz extracelular. A expressão aumentada de metaloproteinases no enfisema está associado com citocinas e evidências sugerem um papel importante da metaloproteinase de matriz-12 (MMP-12). Nosso objetivo foi estudar a detecção de inibidor tissular de metaloproteinase-2 (TIMP-2), fator de necrose tumoral alfa (TNF-α) e interleucina-6 (IL-6) por métodos imunohistoquímicos no pulmão de camundongos. MÉTODOS: Camundongos C57BL/6 machos foram expostos 3 vezes ao dia a fumaça de 3 cigarros por um período de 10, 20, 30 ou 60 dias através de uma câmara de inalação (grupos CS10, CS20, CS30 e CS60, respectivamente). O grupo controle foi exposto às mesmas condições ao ar ambiente. RESULTADOS: Nós observamos um aumento progressivo de macrófagos alveolares no lavado broncoalveolar dos grupos expostos. O diâmetro alveolar médio, um indicador de destruição alveolar, aumentou em todos os grupos expostos quando comparado ao grupo controle. O índice imunohistoquímico (II) para MMP-12 aumentou nos grupos CS10, CS20 e CS30 em paralelo a uma redução do II para TIMP-2 nos grupos CS10, CS20 e CS30. O II para as citocinas TNF-α e IL-6 aumentou em todos os grupos expostos quando comparado ao grupo controle. Enfisema foi observado no grupo CS60, com alterações na densidade de volume de fibras colágenas e elásticas. CONCLUSÕES: Estes achados sugerem que a fumaça de cigarro induz enfisema com uma participação importante do TNF-α e da IL-6 sem a participação de neutrófilos.

OBJECTIVE: Various studies of emphysema involve long-term exposure of animals to cigarette smoke, focusing on the cell type involved in the protease/antiprotease imbalance and on extracellular matrix degradation. In emphysema, increased expression of metalloproteinases is associated with cytokines, and evidence suggests that the matrix metalloproteinase-12 (MMP-12) plays an important role. Our objective was to investigate tissue inhibitor of metalloproteinase-2 (TIMP-2), tumor necrosis factor-alpha (TNF-α) and interleukin-6 (IL-6) detection by immunohistochemical methods in mouse lung. METHODS: Male C57BL/6 mice were exposed 3 times a day to smoke of 3 cigarettes over a period of 10, 20, 30 or 60 days in an inhalation chamber (groups CS10, CS20, CS30 and CS60, respectively). Controls were exposed to the same conditions in room air. RESULTS: A progressive increase in the number of alveolar macrophages was observed in the bronchoalveolar lavage fluid of the exposed mice. The mean linear intercept, an indicator of alveolar destruction, was greater in all exposed groups when compared to control group. In the CS10, CS20 and CS30 mice, the immunohistochemical index (II) for MMP-12 increased in parallel with a decrease in II for TIMP-2 in the CS10, CS20 and CS30 mice. The II for the cytokines TNF-α and IL-6 was greater in all exposed groups than in the control group. Emphysema, with changes in volume density of collagen and elastic fibers, was observed in the CS60 group. CONCLUSIONS: These findings suggest that cigarette smoke induces emphysema with major participation of TNF-α and IL-6 without participation of neutrophils.

Etiopatogenia na DBPOC / Etiopathogenesis in COPD

A obstruçao crônica do fluxo aéreo se deve normalmente a duas patologias: bronquite crônica e enfisema, embora possam ocorrer separadamente, com manifestaçoes clínicas diferentes, têm em suas lesoes associadas a principal causa de DBPOC (Doença Broncopulmonar Obstrutiva Crônica). A partir disso, os autores fazem uma revisao bibliográfica sobre aspectos do enfisema e da bronquite crônica, a fim de estabelecer dados etiopatogênicos e epidemiológicos da DBPOC.