肥胖哮喘發病的細胞因子機製

作者:王尚雪 唐華平 來源:哮喘聯盟 日期:23-02-22

        支氣管哮喘是十分複雜的由多種細胞(包括肥大細胞、嗜酸性粒細胞、T細胞、氣道上皮細胞、中性粒細胞等)參與的慢性氣道炎症性疾病。以可逆性氣流受限、氣道高反應性和氣道慢性炎症為特征,氣道變態反應性炎症是最主要的發病機製,也是最主要的病理變化。近幾年,越來越多的學者發現肥胖和哮喘之間一定有必然的聯係,二者在發生發展中相互影響。

        肥胖和哮喘密切相關,肥胖導致脂肪組織增多,通過限製胸廓呼吸運動而誘發哮喘。脂肪組織具有強大儲存能力,也具有內分泌功能 ,通過分泌大量的脂肪因子調節人體內環境 。有研究證實 ,脂肪因子是小兒哮喘發病的重要病理生理學調控因子。脂肪組織分泌的細胞因子,如IL-6、IL一18、瘦素、TNF— α、脂聯素等,當局部細胞因子濃度升高就可使肺部的炎症加重,符合哮喘發生、發展的主要病生學基礎,在肥胖的人和動物中都發現脂肪細胞因子的改變,可以影 響肺的功能狀態。

        脂聯素是脂肪細胞分泌的一種內源性生物活性多肽,具有增加胰島素受體對胰島素的敏感性 ,同時也可抑製腫瘤壞死因子α(TNF‐ α)、白細胞介素 6(IL‐6)和核因子κB(NFκB)促炎作用,因此也是抗炎因子之一。有研究發現脂聯素可通過調控腺苷酸激活蛋白激酶 (AMPK)信號通路引起氣道反應性增高 、炎性反應加重等病理改變,從而參與肥胖型哮喘的病理學發病機製。另有研究顯示,脂聯素通過調控 AMPK 信號通路改善細胞內氧化應激水平,同時也可調控轉化生長因子等細胞因子的表達。脂聯素通過調控氧化應激水平參與肥胖患兒哮 喘急性發作的病理學發病機製,可作為肥胖患兒哮喘 急性發作的潛在標記物 。

        瘦素是由脂肪細胞分泌的蛋白質類激素,是調節攝食活動和能量消耗的重要因子,除了調節能量代謝的作用外,瘦素還有調節肺發育和免疫調控等作用,在肥胖患者和高脂飲食誘導的肥胖小鼠中瘦素含量增加,即使校正後,哮喘患者的瘦素含量仍較非哮喘患者高。瘦素具有廣泛的生物學效應,其受體在肺組織中廣泛表達。 除參與熱調節及能量平衡外,瘦素在肺的功能和發育中也起重要作用。瘦素是成纖維細胞化及肺表麵活性物質合成的關鍵物質,也參與肺內炎症和免疫的調控。國外學者發現,氣道高反應性小鼠的血清瘦素水平升高,且外源性瘦素加重暴露於臭氧中肺部的炎症,提高血清IgE滴度,增強小鼠的氣道反應性,提示瘦素可能在氣道炎症中發揮促進作用。已有研究表明兒 童和成人較高的血清瘦素水平與哮喘發病率增加有關,瘦素不同程度的增加TH1細胞因子(TNF-α、IL- 6和幹擾素γ)的產生, TNF-α又促進脂肪細胞瘦素 的表達和釋放,瘦素和 TNF-α等促炎細胞因子在一個正反饋通路中,因此瘦素可能在哮喘的調節機製中發揮作用。也有研究表明,瘦素可增強 CD4 + T 細胞、肥大細胞和巨噬細胞的增殖吞噬作用以及單核細胞的增殖,研究推測:LEP是通過自分泌作用影響炎症細胞對哮喘及肥胖的作用, LEP 是通過炎症作用途徑影響哮喘發病的。

        核因子一KB(nuclear factor—KB,NF.KB)是細胞內蛋白質相互作用並使信號激活,成為信號轉導中重要的,可多向調節的核轉錄因子,在炎症、過敏性疾病、代謝綜合症中均發揮重要作用。哮喘發生時呼吸道中大量炎性因子的刺激致使NF.KB被激活,NF—KB被激活後就會發生核轉位,未受刺激的 NF-KB存在於細胞漿中,隻有當NF—KB被活化後由細胞漿內進入細胞核內才能發揮作用。NF—KB的活性狀態主要受IKB的調節,所以NF.KB與特定基因啟動子的KB位點序列結合後才能啟動調節基因轉錄的功能。因此,NF.KB信號轉導通路在哮喘的發病中起重要作用,不僅可通過激活GATA一3的異常表達,導致Th2細胞的優勢應答,同時還可以直接激活各類炎性因子的表達,加重氣道炎症的發生,目前抑製NF—KB的活性已成為哮喘治療的新靶向。

        Th17 細胞是一種新型CD4 + 輔助性T細胞,其在介導炎性反應、自身免疫性疾病、腫瘤和移植排斥等方麵發揮重要作用。不同於Th1、Th2,Th17 細胞產生的細胞因子主要有IL-17 A、IL-17 F、IL-22、IL-6 和TNFα等,並在哮 喘發病過程中發揮雙重作用,即在哮喘的致敏過程中起到正性調節的作用,而在哮喘的建立過程中起到負性調節的作用。IL- 17 是Th17 細胞主要的細胞因子,其生物學功能是促進炎性反應,介導中性粒細胞性炎症,因此與重症哮喘密切相關。學者發現,在肥胖者體內也存在一定的Th17 偏移和IL-17 增加。可能與肥胖者體內IL-6 和TGF-β水平升高有關,後者是Th17 細胞分化的必要條件。研究顯示,肥胖哮喘患者IL-17 水平明顯升高,且與瘦素存在相關性,為預防和治療哮 喘提供有效的理論依據。

        肥胖是一種代謝紊亂性疾病。近年已有研究證 明肥胖人群中氧化應激水平明顯升高。哮喘發生時免疫細胞趨化富集,在多種刺激下活化的嗜酸粒細胞、中性粒細胞、單核細胞、巨噬細胞和固有細胞如支氣管上皮細胞都可以產生氧化物質。氧氣經NADPH氧化酶依賴化合物、嘌呤氧 化酶係統、線粒體呼吸鏈形成H2O2, 可以作用於其他分子,產牛強效的細胞毒素。其中嗜酸粒細胞比中性粒細胞牛成氧化劑能力強數倍。哮喘並非僅存在氧化呼吸爆發鏈,除此之外,還有幾種介質,如脂質、細胞因子、黏附素分子、嗜酸性顆粒蛋白都可促進氧化物質產生。體外試驗發現,氧化物可以使支氣管上皮細胞 受損甚至死亡,在哮喘患者的氣道中可誘導支氣管 上皮細胞溶解的物質濃度較高,氧化物可以誘導支氣管上皮細胞凋亡。哮喘患者肺部結構細胞和免疫細胞釋放促炎介質,包括細胞因子、化學因子、 生長因子和黏附素,使炎症細胞趨化富集。在細胞核內,氧化物誘導基因表達發生變化,尤其活化炎症 過程的兩個關鍵調控子NF—xB與AP -l。二者在 哮喘患者支氣管上皮細胞被活化,或許可以解釋 哮喘患者氣道中促炎介質表達增加。而且Th17與肥胖哮喘肺內氧化應激反應存在一定關係。IL-17除了促進中性粒細胞聚集和活化,還在氧化應激反應中發揮重要作用,其中機製,可能與肥胖組織內升高的Stat-3和NF-κB/p65活化有關。有研究發現,高脂飲食條件下的組織內IL-6、IL-17升高,並繼而引起 PKCε和Akt活化,激活Stat-3和NF-κB/p65,並導致氧化應激反應增強。綜上,可以得出肥胖能引起氧化應激,而氧化應激導致哮喘。

        隨著生活水平的改善,肥胖已成為一個重要的社會衛生問題。探索肥胖一哮 喘間關係至關重要,了解其發生的分子機製,為減少發病、控製症狀提供一種可能途徑。

關鍵字:肥胖,哮喘,

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