支气管哮喘是十分复杂的由多种细胞(包括肥大细胞、嗜酸性粒细胞、T细胞、气道上皮细胞、中性粒细胞等)参与的慢性气道炎症性疾病。以可逆性气流受限、气道高反应性和气道慢性炎症为特征,气道变态反应性炎症是最主要的发病机制,也是最主要的病理变化。近几年,越来越多的学者发现肥胖和哮喘之间一定有必然的联系,二者在发生发展中相互影响。
支气管哮喘是十分复杂的由多种细胞(包括肥大细胞、嗜酸性粒细胞、T细胞、气道上皮细胞、中性粒细胞等)参与的慢性气道炎症性疾病。以可逆性气流受限、气道高反应性和气道慢性炎症为特征,气道变态反应性炎症是最主要的发病机制,也是最主要的病理变化。近几年,越来越多的学者发现肥胖和哮喘之间一定有必然的联系,二者在发生发展中相互影响。
肥胖和哮喘密切相关,肥胖导致脂肪组织增多,通过限制胸廓呼吸运动而诱发哮喘。脂肪组织具有强大储存能力,也具有内分泌功能 ,通过分泌大量的脂肪因子调节人体内环境 。有研究证实 ,脂肪因子是小儿哮喘发病的重要病理生理学调控因子。脂肪组织分泌的细胞因子,如IL-6、IL一18、瘦素、TNF— α、脂联素等,当局部细胞因子浓度升高就可使肺部的炎症加重,符合哮喘发生、发展的主要病生学基础,在肥胖的人和动物中都发现脂肪细胞因子的改变,可以影 响肺的功能状态。
脂联素是脂肪细胞分泌的一种内源性生物活性多肽,具有增加胰岛素受体对胰岛素的敏感性 ,同时也可抑制肿瘤坏死因子α(TNF‐ α)、白细胞介素 6(IL‐6)和核因子κB(NFκB)促炎作用,因此也是抗炎因子之一。有研究发现脂联素可通过调控腺苷酸激活蛋白激酶 (AMPK)信号通路引起气道反应性增高 、炎性反应加重等病理改变,从而参与肥胖型哮喘的病理学发病机制。另有研究显示,脂联素通过调控 AMPK 信号通路改善细胞内氧化应激水平,同时也可调控转化生长因子等细胞因子的表达。脂联素通过调控氧化应激水平参与肥胖患儿哮 喘急性发作的病理学发病机制,可作为肥胖患儿哮喘 急性发作的潜在标记物 。
瘦素是由脂肪细胞分泌的蛋白质类激素,是调节摄食活动和能量消耗的重要因子,除了调节能量代谢的作用外,瘦素还有调节肺发育和免疫调控等作用,在肥胖患者和高脂饮食诱导的肥胖小鼠中瘦素含量增加,即使校正后,哮喘患者的瘦素含量仍较非哮喘患者高。瘦素具有广泛的生物学效应,其受体在肺组织中广泛表达。 除参与热调节及能量平衡外,瘦素在肺的功能和发育中也起重要作用。瘦素是成纤维细胞化及肺表面活性物质合成的关键物质,也参与肺内炎症和免疫的调控。国外学者发现,气道高反应性小鼠的血清瘦素水平升高,且外源性瘦素加重暴露于臭氧中肺部的炎症,提高血清IgE滴度,增强小鼠的气道反应性,提示瘦素可能在气道炎症中发挥促进作用。已有研究表明儿 童和成人较高的血清瘦素水平与哮喘发病率增加有关,瘦素不同程度的增加TH1细胞因子(TNF-α、IL- 6和干扰素γ)的产生, TNF-α又促进脂肪细胞瘦素 的表达和释放,瘦素和 TNF-α等促炎细胞因子在一个正反馈通路中,因此瘦素可能在哮喘的调节机制中发挥作用。也有研究表明,瘦素可增强 CD4 + T 细胞、肥大细胞和巨噬细胞的增殖吞噬作用以及单核细胞的增殖,研究推测:LEP是通过自分泌作用影响炎症细胞对哮喘及肥胖的作用, LEP 是通过炎症作用途径影响哮喘发病的。
核因子一KB(nuclear factor—KB,NF.KB)是细胞内蛋白质相互作用并使信号激活,成为信号转导中重要的,可多向调节的核转录因子,在炎症、过敏性疾病、代谢综合症中均发挥重要作用。哮喘发生时呼吸道中大量炎性因子的刺激致使NF.KB被激活,NF—KB被激活后就会发生核转位,未受刺激的 NF-KB存在于细胞浆中,只有当NF—KB被活化后由细胞浆内进入细胞核内才能发挥作用。NF—KB的活性状态主要受IKB的调节,所以NF.KB与特定基因启动子的KB位点序列结合后才能启动调节基因转录的功能。因此,NF.KB信号转导通路在哮喘的发病中起重要作用,不仅可通过激活GATA一3的异常表达,导致Th2细胞的优势应答,同时还可以直接激活各类炎性因子的表达,加重气道炎症的发生,目前抑制NF—KB的活性已成为哮喘治疗的新靶向。
Th17 细胞是一种新型CD4 + 辅助性T细胞,其在介导炎性反应、自身免疫性疾病、肿瘤和移植排斥等方面发挥重要作用。不同于Th1、Th2,Th17 细胞产生的细胞因子主要有IL-17 A、IL-17 F、IL-22、IL-6 和TNFα等,并在哮 喘发病过程中发挥双重作用,即在哮喘的致敏过程中起到正性调节的作用,而在哮喘的建立过程中起到负性调节的作用。IL- 17 是Th17 细胞主要的细胞因子,其生物学功能是促进炎性反应,介导中性粒细胞性炎症,因此与重症哮喘密切相关。学者发现,在肥胖者体内也存在一定的Th17 偏移和IL-17 增加。可能与肥胖者体内IL-6 和TGF-β水平升高有关,后者是Th17 细胞分化的必要条件。研究显示,肥胖哮喘患者IL-17 水平明显升高,且与瘦素存在相关性,为预防和治疗哮 喘提供有效的理论依据。
肥胖是一种代谢紊乱性疾病。近年已有研究证 明肥胖人群中氧化应激水平明显升高。哮喘发生时免疫细胞趋化富集,在多种刺激下活化的嗜酸粒细胞、中性粒细胞、单核细胞、巨噬细胞和固有细胞如支气管上皮细胞都可以产生氧化物质。氧气经NADPH氧化酶依赖化合物、嘌呤氧 化酶系统、线粒体呼吸链形成H2O2, 可以作用于其他分子,产牛强效的细胞毒素。其中嗜酸粒细胞比中性粒细胞牛成氧化剂能力强数倍。哮喘并非仅存在氧化呼吸爆发链,除此之外,还有几种介质,如脂质、细胞因子、黏附素分子、嗜酸性颗粒蛋白都可促进氧化物质产生。体外试验发现,氧化物可以使支气管上皮细胞 受损甚至死亡,在哮喘患者的气道中可诱导支气管 上皮细胞溶解的物质浓度较高,氧化物可以诱导支气管上皮细胞凋亡。哮喘患者肺部结构细胞和免疫细胞释放促炎介质,包括细胞因子、化学因子、 生长因子和黏附素,使炎症细胞趋化富集。在细胞核内,氧化物诱导基因表达发生变化,尤其活化炎症 过程的两个关键调控子NF—xB与AP -l。二者在 哮喘患者支气管上皮细胞被活化,或许可以解释 哮喘患者气道中促炎介质表达增加。而且Th17与肥胖哮喘肺内氧化应激反应存在一定关系。IL-17除了促进中性粒细胞聚集和活化,还在氧化应激反应中发挥重要作用,其中机制,可能与肥胖组织内升高的Stat-3和NF-κB/p65活化有关。有研究发现,高脂饮食条件下的组织内IL-6、IL-17升高,并继而引起 PKCε和Akt活化,激活Stat-3和NF-κB/p65,并导致氧化应激反应增强。综上,可以得出肥胖能引起氧化应激,而氧化应激导致哮喘。
随着生活水平的改善,肥胖已成为一个重要的社会卫生问题。探索肥胖一哮 喘间关系至关重要,了解其发生的分子机制,为减少发病、控制症状提供一种可能途径。
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