吸烟者肺部的视觉，细胞，分子和功能改变
许多人都记得听说过学校吸烟者的肺和正常健康的肺的区别。 你甚至可以回忆描绘吸烟者黑色，看起来丑陋的肺部的海报。 这真的发生了吗？ 香烟烟雾对肺部有什么影响？
吸烟者的肺和正常健康的肺之间的差异
为了真正理解烟草烟雾对肺部的影响，我们需要看看解剖结构 - 肺部外观如何变化以及生理学 - 吸烟者肺部功能与健康肺部功能的不同。
然而，我们想挖掘更深的。 从肉眼可以看到的变化开始，吸烟者的肺部看起来如何，甚至是显微镜下看不到的遗传变化？
我们之前提到的海报并没有说谎。 让我们从你可能看到的，如果你能看到暴露于烟草的整个肺部开始。
吸烟者的肺是什么样的？
上面的照片老实说是肉眼观察的终身吸烟者的肺部。 说明并非所有的黑肺都与吸烟有关是很重要的。 其他可以吸入的刺激物也可能导致这种外观，例如煤矿工人有时会看到的黑色肺病。 然而，当看一组肺时，不管一个人在他的生命中是否吸烟，都很容易辨别。
黑色或棕色来自哪里？ 当你吸入香烟烟雾时，会吸入数以千计的微小碳基颗粒。
如果你愿意的话，我们的身体有一种处理这些粒子的特殊方式来让它们脱离方向。
只要你吸入一口香烟烟雾，你的身体就会被警告有毒颗粒已经侵入。 炎症细胞涌向现场。 一种称为巨噬细胞的白细胞可以被认为是我们免疫系统的“垃圾车”。巨噬细胞在吞噬作用过程中基本上“吃”了香烟烟雾中令人讨厌的棕黑色颗粒。
由于这些颗粒甚至会对垃圾车细胞造成破坏，因此它们被封闭在微小囊泡中并作为有毒废物储存。 他们坐在那里。 随着越来越多的含有碎屑的巨噬细胞在胸腔内的肺部和淋巴结中累积，肺部出现越黑。
吸烟者的肺在细胞水平
如果进一步缩小规模并更密切地查看肺部，就会发现越来越多的与烟草有关的伤害。 在显微镜下，细胞和周围组织成为一个设施齐全的城市，但这座城市被下降的烟雾所摧残。
纤毛：纤毛是细支毛细管和细支气管。 纤毛的作用是捕捉进入气道的外来物质，并以波浪状的方式将其推进并从肺部推出喉部。 从喉咙中，这种物质可以被胃酸吞噬和破坏。
不幸的是，香烟烟雾中的毒素，例如丙烯醛和甲醛会麻痹这些微小的纤毛，使其无法发挥其功能。 这导致其他毒素（其中70多种致癌物）和传染性生物留在肺内，他们可以在细胞水平和分子水平上造成损害，这些变化反过来可能导致癌症和其他疾病。
粘液：吸入气道现场的炎症细胞响应香烟烟雾中的有害化学物质而分泌粘液。 这种粘液可以限制到达发生气体交换的最小气道的富氧空气量。 粘液也可以为有害细菌的生长提供滋养地。
航空公司：在显微镜下，气道可能会伸展出来 - 就像老旧的短裤中的弹性一样。 由烟草烟雾组分引起的弹性降低也具有重要的功能影响（稍后讨论）。
肺泡：肺泡是我们呼吸的最小的气道和最终肺部的氧气目的地。
这些肺泡含有弹性蛋白和胶原蛋白，可以让它们在吸气时膨胀并缩短呼气时间。 总而言之，你肺泡的表面面积约为70平方米，如果你将它们放平并放置它们，它们将覆盖网球场。
香烟烟雾中的毒素以几种方式破坏这些微小的结构。 毒素很容易破坏薄壁，导致它们破裂。 香烟烟雾也会损坏仍保持完好的肺泡，降低其膨胀和收缩的能力。
对肺泡的损害是一个自我延续的问题。 当更多的肺泡受损时，肺泡内的空气更多（空气不能被呼出），导致肺泡扩张和破裂。 一般来说，大量的肺泡必须在缺氧症状出现之前由于缺乏氧气而发生交换发生。 功能下进一步讨论肺泡和毛细血管之间氧气交换的问题。
毛细血管：在细胞水平上，不仅是肺组织受损。 与最小的气道密切相关的最小的血管，毛细血管也被烟草烟雾损坏。 正如吸烟会对更大的血管造成损害（最终可能导致心脏病发作一样），它可能会导致肺部毛细血管壁的疤痕和增厚 - 氧气需要通过的壁才能与血红蛋白结合红血球从肺部传递到身体其他部位。
吸烟者的肺在分子水平：遗传学和表观遗传学
为了真正了解吸烟是如何引起肺癌等肺部疾病的，我们需要更深入地观察细胞到分子水平。 这是我们无法通过显微镜直接看到的水平。
在我们每个肺细胞的细胞核中都存有我们的DNA--细胞的蓝图。 该DNA含有使细胞生长，发挥功能，修复自身所需的每种蛋白质的说明，并告诉细胞在老化或受损时是时候死亡。
您可能已经听说细胞中的一系列突变负责肺癌和吸烟之间的联系，但许多突变通常在细胞癌变之前发生。 事实上，单个肺细胞暴露于烟草通常有数千个突变。
肺细胞中的一些基因编码负责细胞生长和分裂的蛋白质。 一种称为癌基因的基因导致细胞生长和分裂（甚至当它们不应该时）。 其他基因，称为肿瘤抑制基因，编码修复受损DNA的蛋白质或消除不能修复的受损细胞。
香烟烟雾中的几种成分已被发现会引起突变（它们具有致癌性），但研究甚至表明了烟草特异性引起可能导致癌症的损害的方式。 例如，一些烟草致癌物在p53基因中引起突变，p53基因是编码修复受损细胞或消除它们的蛋白质的肿瘤抑制基因，从而使癌细胞不是天生的。
最后，除了吸烟导致的遗传变化之外，烟草还可能导致肺细胞的“表观遗传”变化。 表观遗传学变化不是指细胞DNA的实际变化，而是基因表达的方式。
关于吸烟者肺与健康肺功能的事实：生理学
就像在吸烟的人的肺部结构上发生许多变化一样，在功能层面上也会发生一些变化。 比较吸烟者和不吸烟者的肺功能检查通常很早就会发生变化，即使在吸烟的青少年中，以及在任何症状发生前很久。
吸烟者肺与健康肺的肺容量
通过多种方式吸烟可以减少总肺容量，或者尽可能呼吸最深的呼吸空气总量。 吸烟会导致胸部肌肉受损，从而减少进行深呼吸所需的扩张。 气道中平滑肌的弹性同样受到影响，并且与弹性损失相结合，也会限制吸入的空气量。 而在微观层面上，当肺泡较少时，或者空气不能到达肺泡时，呼吸的摄入也受到影响。 这些力量共同协作降低肺活量。
除肺容量之外，吸烟导致难以呼出从肺中的毛细血管转移至肺泡的二氧化碳。 如上所述，较大气道的弹性降低和肺泡的回缩减少导致空气滞留。 这导致用力呼气量下降。
值得庆幸的是，研究人员指出， 仅在2周后戒烟的益处之一就是肺容量和呼气量的增加。
吸烟者的肺与健康的肺中的氧交换
这不仅仅是氧气进入和传递到肺泡的能力，甚至是存在的健康肺泡的数量。 到达肺泡的氧气必须通过肺泡的单细胞衬里，然后通过毛细血管的双细胞层到达红细胞中的血红蛋白，才能传递到身体其他部位。
如上所述，香烟烟雾可以影响肺泡和毛细血管的内衬，使得氧气和二氧化碳在两者之间通过更困难。 不仅有更少的表面积用于气体交换，而且交换也受到影响。 氧气更难通过肺泡和毛细血管的疤痕壁。 扩散能力是肺功能测试，其测量气体从肺泡进入血流的这种能力。
吸烟者肺部的其他生理变化
在吸烟的人的肺部会发生更多的变化，这里提到的变化只会触及表面。 虽然其中一些变化是不可逆的，但戒烟永远不会太晚，以减少伤害并让身体修复可以恢复和治愈的伤害。
底线：吸烟者与非吸烟者的肺
观察吸烟者肺部的所有结构和功能变化强调了戒烟的重要性，尽管这不仅仅是肺部的问题。 吸烟导致了许多疾病，烟草在几乎所有身体系统中都扮演着重要角色。 这也不仅仅是肺癌的问题。 看看吸烟引起的癌症列表，如果你仍然觉得今天不愿意停下来。
戒烟：帮助可用！
值得庆幸的是，随时戒烟可以阻止对您的肺部造成进一步的伤害，并且可以降低您发生与习惯有关的疾病和癌症的风险。 我们知道这不容易，但这是可能的。 从戒烟课程101开始今天开始- 戒烟的理由是为了让你尝试最后的成功尝试戒除习惯。
资料来源：
Baglietto，L.，Ponzi，E.，Haycock，P。等人 在诊断前外周血样中测量的DNA甲基化变化与吸烟和肺癌风险相关。 国际癌症杂志 。 2016年9月15日（电子版提前印刷）。
疾病预防与控制中心。 烟草烟雾如何引起疾病：吸烟引起的疾病的生物学和行为依据：外科医生的报告。 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK53021/
Gibbons，D.，Byers，L.和J. Kurie。 吸烟，p53突变和肺癌。 分子癌症研究 。 2014. 12（1）：3-13。