Alfa-1 antitrypsin (AAT) představuje obranu plic proti přirozeně se vyskytujícím proteolytickým enzymům, tedy látkám, které jsou schopny rozkládat a ničit bílkovinné části buněk. Proteolytické enzymy jsou přirozeným obsahem bílých krvinek.
Bílé krvinky a infekce
V případě infekce plic jsou bílé krvinky ve velkém množství přivedeny krví k místu infekce. Jakmile se bílé krvinky setkají s baktériemi, pohltí je a zničí svými proteolytickými enzymy. Během této reakce se však sami stanou obětí svých proteolytických enzymů a rozpadnou se. Rozložené bílé krvinky a bakterie tvoří hlavní součást hnisu, který se v případě infekce často tvoří. Při rozpadu bílých krvinek se však proteolytické enzymy dostávají do kontaktu i se zdravou plící a jsou tak schopny ničit vlastní plicní tkáň. AAT slouží právě k zabránění ničení zdravé plíce. Neschopnost dostatečně neutralizovat proteolytické enzymy vede k destrukci plicní tkáně a časnému vývoji rozedmy (emfyzému) plic. Poškození plic je proto nejčastějším projevem deficitu AAT. V současné době se pro rozedmu plic nejčastěji používá označení chronická obstrukční plicní nemoc (CHOPN).
Proces polymerace
95 procent AAT se tvoří v játrech a je vyplavováno do krve. Krví se pak dostane do plic, kde je jeho hlavní místo účinku. Deficit AAT může mít několik podob. Jednak může jeho tvorba zcela chybět, hladina AAT je pak v krvi zcela neměřitelná a do plic se žádný nedostane. V ostatních případech se vytváří chybný AAT. Chybný AAT znamená, že má sníženou funkci a navíc i odlišnou strukturu. Právě změna struktury vede k jeho polymeraci. Polymerace je proces, při kterém se jednotlivé molekuly AAT spojí a vytváří tak sloučeniny větší velikosti. Jaterní buňky ale nejsou schopny polymerovaný AAT vyplavit do krve a zadržují jej v sobě. Střádání polymerů AAT vede k poškození jater, které může vést až k vývoji jaterní cirhózy. Jaterní cirhóza je konečné stádium většiny jaterních nemocí a znamená ztrátu jejich funkce. Pakliže není možné provést transplantaci jater, postižený umírá.
Postižení dalších orgánů
Méně často se vyskytují postižení dalších orgánů, jako např. kůže (panikulitida) nebo tlustého střeva a ledvin. Zejména u postižených nekuřáků se tudíž může objevit jaterní cirhóza bez postižení plic.
Dosud bylo stanoveno kolem 100 genetických variant AAT, přičemž varianta Z je ve svém homozygotním postavení odpovědná za většinu vyskytujících se onemocnění. Zatím není známo, jak často se deficit AAT v populaci vyskytuje. Odhaduje se, že na celém světě je přibližně 3,5 miliónů jedinců s tímto deficitem, jejich záchyt je však velmi malý. Plošné vyhledávání (screening) se v současné době nedoporučuje a vyšetřováni jsou zejména mladší jedinci se stanovenou diagnózou CHOPN. Empirické zkušenosti ukazují, že v přibližně 1% pacientů s CHOPN má své onemocnění (spolu)podmíněné deficitem AAT.
Riziko postižení plic
Riziko vývoje rozedmy plic je do značné míry závislé na typu genetické varianty AAT, každá z nich vede k rozdílnému snížení jeho množství v krvi a tudíž dostupnosti v plicích. Čím je hladina AAT v krvi nižší, tím je riziko vývoje rozedmy plic vyšší. Normální hladina AAT v krvi se pohybuje v rozmezí mezi jedním a dvěma gramy na litr (g/l). Pokud hladina AAT klesne pod 0,5 g/l, jedná se o těžký deficit, který nese vysoké riziko postižení plic.
Je velmi zajímavé, že samotný těžký deficit AAT nemusí nutně vést k poškození plicní tkáně, k plnému vývoji onemocnění jsou zřejmě důležité další faktory, jak vnitřní, tak zevní, a z nich hlavně kouření cigaret. Vnitřní faktory, které spolu podmiňují vývoj rozedmy plic, dosud bohužel neznáme. Obvykle se těžký deficit AAT projeví ve třetí dekádě života, není však výjimkou, že se objeví i později. Je proto zjevné, že u nositelů těžkého deficitu AAT jsou další faktory odpovědné za to, jestli se nemoc projeví a pakliže ano, jak závažné postižení plic bude. Kouření cigaret ovšem zůstává faktorem nejzávažnějším. Měli bychom si uvědomit, že rozedma plic (emfyzém, CHOPN) není běžným onemocněním lidí pod 60 let věku a velmi vzácná u jedinců mladších 50 let. Stanovení této diagnózy u mladších lidí by tudíž mělo vést k podezření na deficit AAT.