Sinh bệnh học của BPTNMT, ngoại trừ yếu tố gen gây thiếu hụt bẩm sinh men anpha1-antitrypsin, còn lại chủ yếu là do sự tương tác của cơ thể với các yếu tố nguy cơ bệnh như khói thuốc, bụi, khí độc hại…Sự tương tác này dẫn đến một quá trình viêm mạn tính kéo dài và có liên quan đến nhiều loại tế bào, chất trung gian hóa học viêm khác nhau. Viêm được coi là cơ chế bệnh sinh “nền” của BPTNMT. Tình trạng viêm đường thở mạn tính và tiến triển là kết quả của đáp ứng bất thường đối với các tác nhân gây bệnh như thuốc lá, bụi, vi trùng... Cơ chế này chịu sự tác động của yếu tố cơ địa, bên cạnh đó các giả thuyết về vai trị của nhiễm khuẩn quần cư, phản ứng tự miễn dịch cũng là cơ sở để giải thích những trường hợp BPTNMT khơng hút thuốc hoặc tình trạng viêm vẫn tồn tại sau khi ngưng hút thuốc lá. Viêm mạn tính biểu hiện tại chỗ bằng sự tập trung của nhiều loại tế bào, gồm neutrophils (N), macrophages, B-cells, nang lympho (L) và T-CD8+, nhất là ở khu vực đường thở nhỏ. Cùng với đó, sự tương tác giữa các tế bào, thành phần tế bào dưới tác động của khói thuốc, nhiễm trùng và các sản phẩm từ sự phá hủy cấu trúc đã tạo ra các cơ chế phức tạp duy trì và phát triển tình trạng viêm. Hậu quả của q trình viêm mạn tính là phá hủy cấu trúc nhu mơ phổi, tổ chức kẽ, vách phế nang gây khí phế thũng và tái cấu trúc đường thở, làm hẹp lòng phế quản, chủ yếu là phế quản nhỏ, tăng xuất tiết đờm gây bít tắc phế quản nhỏ. Sự phối hợp của hai yếu tố tổn thương trên gây tắc nghẽn thơng khí phổi khơng hồi phục hồn tồn [7].
Khi các hạt và khí độc có trong khói thuốc lá hay bụi tiếp xúc với niêm mạc đường hơ hấp, nó sẽ khởi động một q trình viêm chun biệt ở đường dẫn khí nhỏ và nhu mô phổi với nhiều loại tế bào khác nhau tham gia bao gồm các tế bào lympho mà đặc biệt bạch cầu đa nhân trung tính và đại thực
bào. Q trình viêm làm thay đổi cấu trúc và chức năng đường hơ hấp qua 4 cơ chế chính: tăng độ dày của thành phế quản, tăng trương lực cơ trơn phế quản, tăng tiết nhày và mất các cấu trúc đàn hồi nhu mơ phổi. Các cơ chế này hình thành nên cơ chế bệnh sinh của BPTNMT và biểu hiện thành các triệu chứng lâm sàng và cận lâm sàng của bệnh nhân. Bất kỳ kích thích nào làm tăng viêm đường hơ hấp cấp tính đều có thể dẫn đến tăng trương lực phế quản, tăng phù nề thành phế quản và tăng tạo chất nhầy. Các q trình này cũng có thể làm trầm trọng thêm sự mất cân bằng giữa thơng khí - tưới máu và hạn chế thơng khí thở ra. Các biểu hiện lâm sàng tương ứng sẽ bao gồm trao đổi khí khó khăn hơn, khó thở tăng, ho và tăng tiết đàm hay xuất hiện đàm nhầy mủ; đây là các biểu hiện chủ yếu của một đợt cấp. Khi đợt cấp xảy ra, q trình viêm trong đường hơ hấp và viêm tồn thân diễn ra mạnh mẽ hơn với nhiều thay đổi so với giai đoạn ổn định. Tuỳ theo nguyên nhân gây ra đợt cấp là vi trùng, virus hay các tác nhân không viêm nhiễm mà kiểu viêm xảy ra trong đợt cấp cũng rất khác nhau. Có thể tạm thời chia làm 2 kiểu viêm chính thường gặp trong đợt cấp là viêm theo hướng tăng bạch cầu ái toan và viêm theo hướng tăng bạch cầu đa nhân trung tính. Kiểu viêm theo hướng tăng bạch cầu ái toan đáp ứng tốt với corticoid và thường xảy ra khi nguyên nhân gây ra đợt cấp là virus [34].
Bệnh nhân BPTNMT tổn thương phổi ở cả bốn khu vực: đường thở trung tâm, đường thở nhỏ, nhu mô phổi và mạch máu phổi. Ở đường thở trung tâm có sự tổn thương tồn bộ cấu trúc thành đường thở như phá hủy biểu mô, giảm tế bào lơng chuyển và nhung mao, tăng và phì đại tuyến nhầy, phì đại cơ trơn và tăng tính phản ứng phế quản. Tổn thương đường thở nhỏ đặc trưng bởi viêm, phù nề, phì đại cơ trơn, loạn sản tế bào chế nhầy, tái cấu trúc đường thở và gây hẹp, tăng sức cản đường thở. Ở nhu mơ phổi có sự thâm nhiễm các tế bào viêm và tổn thương cấu trúc nhu mô như phá hủy thành phế nang, giãn và phá hủy các tiểu phế quản hô hấp. Thành mạch máu phổi cũng bị thâm
nhiễm các tế bào viêm và thay đổi cấu trúc như dày lớp nội mạc, phá hủy tế bào biêủ mô, tăng sinh cơ trơn và hậu quả là gây tăng áp động mạch phổi. Tất cả các tổn thương trên đều có vai trị chủ đạo của cơ chế viêm mạn tính, với sự tham gia của nhiều loại tế bào viêm như neutrophil, macrophage, lymphocyte và các chất trung gian hóa học viêm như proteinase, elastase [7].