Воспаление при астме. Как оно развивается в бронхах?

Новое исследование показывает, как эпителиальные клетки естественным образом меняют свою численность, поддерживая постоянный количественный баланс между клеточным делением и гибелью клеток и к чему могут приводить нарушения их количества.
Эпителиальные клетки включают не только кожу, но также покрывают внутренние органы, создавая тем самым защитный барьер для функционирования органов должным образом. Клетки в эпителии преобразуются очень быстро. Для поддержания здоровой плотности клеток, равное их число должно разделиться и умереть. Если этот баланс нарушается, возможно развитие воспалительных заболеваний – например, астмы, бронхита, а также рака.
Исследователи отмечают, что если слишком много эпителиальных клеток умирает, возможна потеря барьерной функции органа и развитие воспалительных заболеваний. С другой стороны, если образуется слишком много новых клеток по сравнению с умершими, возможен переизбыток клеток и образование опухоли. Дисбаланс с обеих сторон ведет к проблемам.
Около 90% случаев рака возникают в простом эпителии, который покрывает органы. Понимание того, что обычно контролирует деление и гибель клеток, и как связаны между собой эти процессы, имеет важное значение, т.к. способно объяснить формирование заболеваний. В то время как ученые ранее изучали деление и гибель клеток в ответ на экспериментальные триггеры, остается не до конца ясно, как эти процессы происходят естественным образом.
Команда обнаружила ответ на эту загадку: деление клеток и их гибель зависят от противостояния механическим напряжениям. В частности, растягивание эпителиальных клеток приводит к их делению, а скученность клеток приводит к их выталкиванию и смерти. Ученые ожидали обнаружить какой-то механизм регулирования, связавший бы процессы смерти и деления клеток. Полученные данные сводятся к простым принципам – все объясняет механическое напряжение. Если клеток становится слишком много – в 1,6 раз больше – некоторые клетки постепенно отмирают. Этот процесс позволяет им вернуться к необходимой плотности.
С другой стороны, было замечено — клетки делятся в областях, где их меньше всего. Эти области создают напряжение в клетках, из-за чего те растягиваются. Слишком редкое их расположение приводит к активации клеток к делению, сигнал разрыва происходит от механического растяжения. Для проверки этого предположения специалисты растянули клетки и обнаружили, что это может спровоцировать клетку разделиться течение всего одного часа. Этот процесс также показал, что растяжение является нормальным толчком для деления клеток.
Команда анализировала клетки толстой кишки человека, клетки рыбки данио и собаки. Места, где клетки делятся, всегда оказывались более вытянутыми — в 1,6 раза больше, так же, как в случае со смертью клеток.
Следующий вопрос касался причин, приводящих к этим процессам. Оказалось, что деление и гибель клеток находились под контролем одного и того же белка, Piezo1. В основном, этот белок чувствителен к скученности и растяжению, но результат сильно отличается в зависимости от того, в каком состоянии находятся клетки. Piezo1 можно сравнить с термостатом, регулирующим две разные стороны. Так же, как термостат регулирует тепло и холод, здесь он служит датчиком измерения скученности и растяжения. Если бы было два отдельных регулятора, ситуация могла бы  выйти из-под контроля довольно быстро при поломке одного из датчиков.
В дополнение к пониманию того, как Piezo1 участвует в регуляции, команда также определила стадию клеточного цикла, где те задерживаются для «ремонта». Обычно предполагалось, что если клетки начинают цикл деления, они доходят до его конца. Оказалось, что они берут перерывы в течение всего клеточного цикла. Ученые нашли точку, где клетки оставались «заглохшими» в ожидании деления. Чтобы произошло деление клеток, ДНК должна продублироваться, обеспечивая каждую новую ячейку тем же кодом. Эти «замершие» клетки имеют наготове все, чтобы разделиться, но останавливаются на определенном шаге. Клетки могут быть приостановлены в ожидании достижения ими определенного размера. После того, как они достигают этого размера, запускается процесс деления.
Понимание того, как клетки делятся, гибнут и чем регулируются эти процессы, дает ученым более полное представление о развитии астмы или рака и возможных способах лечения таких заболеваний.

Источник: Nature

Лечение астмы должно учитывать цвет кожи?

Согласно новому исследованию, афроамериканцы могут быть менее восприимчивы к лечению бронхиальной астмы и чаще умирают от заболевания из-за того, что имеют уникальный тип воспаления дыхательных путей. Эта работа является одной из крупнейших и самых разнообразных среди исследований астмы по расовому признаку, проведенных в США, при этом 26% пациентов определили себя, как афроамериканцы. Исследователи обнаружили, что у таких пациентов чаще отмечается эозинофильное воспаление дыхательных путей, чем у белых, несмотря на принятие сопоставимых доз препаратов от астмы, таких как ингаляционные кортикостероиды.
Воспаление дыхательных путей является ключевым компонентом бронхиальной астмы, при этом инновации в области лечения ведут к тому, что медицина становится все более персонализированной, основываясь на конкретном типе воспаления дыхательных путей у пациента, по словам авторов исследования.
Новые данные свидетельствуют о том, что различия в воспалении дыхательных путей могут влиять на реакцию пациента на лечение. Темнокожие мужчины и женщины в два-три раза чаще, чем белые, бывают госпитализированы или умирают от астмы. И хотя многие факторы способствуют появлению астмы у афроамериканцев – например, доступ к медицинскому обслуживанию и влияние окружающей среды — показатели непропорциональны даже тогда, когда социальные и экологические элементы принимаются во внимание.
Ученые из Университета штата Иллинойс провели вторичный анализ более тысячи образцов мокроты, полученных из общенациональной клинической исследовательской сети. Образцы были взяты из прошлых клинических испытаний участников в возрасте старше двенадцати лет с легкой или умеренной постоянной астмой, не куривших в течение последнего года, и были испытаны на наличие эозинофилов — типа белых кровяных клеток.
Полученные результаты показали, что этот тип воспаления дыхательных путей чаще встречается афроамериканцев и предполагает механизм, который может объяснить более тяжелую и трудную борьбу с астмой у них. Отсюда следует, что сохранение эозинофильного воспаления дыхательных путей у таких пациентов может быть связано с обострением бронхиальной астмы и нарушенным ответом на кортикостероиды.
Исследователи пришли к выводу, что у темнокожих пациентов с эозинофильным воспалением дыхательных путей все более сильное лечение кортикостероидами бывает неэффективно — вместо этого следует рассмотреть другие методы воздействия.

Источник: Journal of Allergy and Clinical Immunology

Астма и пневмония

Астма непосредственно не вызывает пневмонию, но люди с хроническими проблемами легких более склонны к развитию пневмонии из-за предыдущего повреждения легких или слабости легочной ткани. По этой же причине у человека с астмой могут быть более тяжелые симптомы и осложнения от простуды и гриппа.

Ну, а грипп может привести к пневмонии и, по данным центров по контролю и профилактике заболеваний, «взрослые и дети с астмой более склонны к развитию пневмонии после заболеть гриппом, чем люди, которые не имеют астмы.»

Некоторые исследователи считают, что лекарства от астмы могут играть определенную роль. Одно исследование предполагает, что ингаляционные кортикостероиды-основной вариант лечения астмы — могут увеличить риск развития пневмонии или других респираторных инфекций.

Кроме того, некоторые исследования показывают, что молодые люди с астмой могут испытывать «более частые  обострения» болезни после пневмонии.