Муковисцидоз — распространенное наследственное заболевание с аутосомно-рецессивным типом наследования, обусловленное мутацией гена муковисцидоза (гена CF) и характеризующееся нарушением секреции экзокринных желез жизненно важных органов, прежде всего дыхательной и пищеварительной систем, а также тяжелым прогрессирующим течением.
Следствием мутации гена CF, расположенного в 7-й аутосоме, являются структурно-функциональные изменения кодируемого им белка — муковисцидозного трансмембранного регулятора (белка CFTR — cystic fibrosis transmembran regulator), играющего роль одного из ионных каналов в клетке, обеспечивающих активный транспорт ионов хлора. В результате нарушается ионный транспорт через мембрану клеток экзокринных желез, внутри которых накапливаются ионы хлора. Это приводит к изменению электрического потенциала в просвете выводных протоков желез, что способствует поступлению в большом количестве ионов натрия из просвета протока внутрь клетки. Указанные изменения обусловливают выработку экзокринными железами секрета с измененными физико-химическими свойствами и повышенной вязкостью.
Наиболее часто поражаются слизистые оболочки органов дыхания и пищеварения. В первую очередь, еще во внутриутробном периоде, вследствие повышенной вязкости секрета происходит закупорка выводных протоков поджелудочной железы, что в дальнейшем вызывает перерождение её ткани и значительные нарушения пищеварения. Больше всего страдает переваривание жиров, что обусловлено уменьшением количества бикарбонатов и низким рН панкреатического секрета, снижением активности липазы.
Одновременно в патологический процесс вовлекаются органы дыхания с преимущественным поражением слизистой оболочки трахеобронхиального дерева. Мутация гена CF является причиной увеличения вязкости бронхиального секрета, прежде всего золя, вследствие снижения в нем концентрации ионов натрия и хлора с одновременным уменьшением водного компонента. При этом значительно нарушается эвакуаторная функция мерцательного эпителия, возникает мукоцилиарная недостаточность с избыточным накоплением патологического секрета в различных участках бронхиального дерева. Неизбежные респираторные инфекции приводят к колонизации нижних дыхательных путей бактериальной флорой, а присоединение воспалительного процесса увеличивает количество бокаловидных клеток, что, в свою очередь, вызывает увеличение продукции вязкого слизистого секрета.
Первоначально нижние дыхательные пути колонизируются Haemophilus influenzae, затем Staphylococcus aureus, позднее Pseudomonas aeruginosa и, в некоторых случаях, Burkholderia cepacia. Обнаружение в мокроте Pseudomonas aeruginosa и Burkholderia cepacia ассоциируется с неблагоприятным пульмонологическим статусом и прогнозом. К 25-летнему возрасту около 80% больных муковисцидозом оказываются инфицированными Pseudomonas aeruginosa.
Для заболевания характерна малая эффективность кашля, при котором даже при наличии сильных кашлевых толчков не достигается достаточного продвижения вверх вдоль бронхов густой и вязкой мокроты. Поэтому кашель при этом заболевании надсадный, малопродуктивный, часто в виде приступов. В дальнейшем наблюдается формирование бронхоэктазов, которые с течением времени становятся более распространенными и во многом определяют клиническую картину заболевания. Тяжесть клинической симптоматики в значительной мере также зависит от степени бронхиальной обструкции, которая на определенном этапе осложняет течение патологического процесса.