Нажмите "Enter", чтобы перейти к контенту

Внеклеточный кадмий в бронхоальвеолярном пространстве длительных курильщиков табака с ХОБЛ и без него и его связь с воспалением

Extracellular cadmium in the bronchoalveolar space of long-term tobacco smokers with and without COPD and its association with inflammation
Источник: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4869628/

Эти авторы внесли одинаковый вклад в эту работу

Табак содержит кадмий, и этот металл объясняется причинной ролью эмфиземы легких у курильщиков, хотя внеклеточный кадмий до настоящего времени не был определен количественно в бронхоальвеолярном пространстве курильщиков табака с ХОБЛ или без него. Мы определили, улучшается ли кадмий в бронхоальвеолярном пространстве длительных курильщиков табака с ХОБЛ или без него in vivo, его связь с воспалением и его влияние на выделение хемокина в макрофагоподобных клетках in vitro. Бронхоальвеолярный лаваж (БАЛ), мокрота и образцы крови собирали у современных, долгосрочных курильщиков с ХОБЛ и без них, а также от здоровых некурящих. Концентрации кадмия определяли в белковой жидкости BAL с использованием масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой. Полученные макрофаги, полученные из моноцитов, подвергали воздействию хлорида кадмия in vitro. В зависимости от типа образца молекулярные маркеры воспаления определяли количественно либо как белок (иммуноферментный анализ, связанный с ферментом), либо как мРНК (цепная реакция полимеразы в реальном времени). Концентрации кадмия были заметно увеличены в белковой жидкости БАЛ курильщиков по сравнению с концентрацией некурящих (n = 19-29, Р <0,001), независимо от ХОБЛ. У этих курильщиков измеренный кадмий показал положительные корреляции с макрофагами TNF-α мРНК в концентрациях BAL, нейтрофилов и CD8 + в крови и, наконец, с белком IL-6, IL-8 и MMP-9 в мокроте (n = 10- 20; P <0,05). Выделение хлорида кадмия вызывало зависящее от концентрации увеличение внеклеточного белка IL-8 в макрофагах, полученных из моноцитов in vitro. В заключение, внеклеточный кадмий усиливается в бронхоальвеолярном пространстве длительных курильщиков и проявляет провоспалительные свойства. Его патогенная роль в заболевании, вызванном табаком, заслуживает дальнейшей оценки.

Металлический кадмий присутствует в табаке и, следовательно, также в сигаретах.1-3 Однако известно, что содержание кадмия в табаке заметно варьируется в зависимости от бренда и страны происхождения, хотя среднее содержание кадмия в сигаретах всегда является существенным (0,5-1,6 мкг / г) .4,5 Важно отметить, что воздействие кадмия токсично для нескольких органов млекопитающих и связано с эмфиземой легких у курильщиков табака 6, у которых повышенные концентрации кадмия были обнаружены в жировых отложениях, крови, моче, и амниотической жидкости, тем самым указывая на системную абсорбцию, предположительно через легкие. 7 Ориентировочно, кадмий является металлом, который имеет потенциал для формирования патогенного фактора у курильщиков табака.

На сегодняшний день имеется ограниченная информация о концентрациях кадмия в легких курильщиков-курильщиков. В некоторых исследованиях на ткани легких у пациентов с раком легкого выявлено присутствие кадмия 8,9, и в одном исследовании концентрации внеклеточного кадмия измерялись в образцах бронхоальвеолярного лаважа (БАЛ) у пациентов с интерстициальными заболеваниями легких10. Примечательно, что данное исследование что внеклеточный кадмий может быть обнаружен в бронхоальвеолярном пространстве человека. Наконец, было показано, что концентрации кадмия в выдыхаемом конденсате дыхания у курильщиков с ХОБЛ или без него были выше, чем у некурящих, что является признаком, которое совместимо, хотя и не является убедительным доказательством того, что в бронхоальвеолярном пространстве курильщиков увеличивается количество кадмия.11

Что касается механистических действий кадмия в моделях легких животных, то также имеется ограниченная опубликованная информация. Вдыхание хлорида кадмия (CdCl2) у собак вызывало переходное накопление нейтрофилов и повышенную бронхиальную реакцию на гистамин, который был обратимым.12 В модели крысы повторное локальное введение CdCl2 приводило к накоплению как макрофагов, так и нейтрофилов, а также признаков эмфизема.13 Таким образом, кадмий является кандидатом на то, чтобы быть патогенным фактором, связанным с избыточной мобилизацией врожденных эффекторных клеток, разрушением тканей и функциональными изменениями, как судить по этим моделям животных.

До настоящего времени не публикуется информация о местных внеклеточных концентрациях кадмия в бронхоальвеолярном пространстве курильщиков-курильщиков с ХОБЛ и без них, а также в отношении маркеров воспаления. Учитывая это и то, что известно об патогенном потенциале и воздействии на врожденные эффекторные клетки, упомянутые ранее, мы предположили, что концентрации внеклеточного кадмия усиливаются в бронхоальвеолярном пространстве курильщиков табака и что эти усиленные концентрации кадмия связаны с маркерами воспаления, относящимися к врожденным эффекторных клеток. Основная цель текущего исследования состояла в том, чтобы оценить эту гипотезу и исследовать, как концентрации кадмия относятся к ХОБЛ. Для этого мы исследовали образцы БАЛ, крови и мокроты у современных, долговременных курильщиков с умеренной и тяжелой ХОБЛ и без здоровых некурящих. Мы также оценили потенциал кадмия для непосредственного участия в мобилизации врожденных эффекторных клеток путем изучения его влияния на выделение хемокина в человеческих макрофагоподобных клетках in vitro.

Протокол исследования был этически рассмотрен и одобрен Региональным комитетом по этике в Стокгольме, Швеция (дневник № 2005 / 733-31 / 1-4), и исследование проводилось в соответствии с Хельсинкской декларацией.

Субъекты исследования были набраны через рекламу в ежедневной прессе и в амбулаторной клинике в клинике легочной аллергии в Каролинской университетской больнице. Все участвующие предметы были набраны после устного и письменного информированного согласия, и их личная информация была анонимной. Это было также и для доноров лейкоцитов крови.

Наша когорта включала курильщиков (n = 57), а также здоровых некурящих (n = 23) .14 Субъекты не болели астмой, аллергией или другими заболеваниями легких и не болели сердечными заболеваниями или другими клинически значимыми заболеваниями. Среди нынешних курильщиков те, у кого после бронхолитического давления был вынужден выдыхаемый объем за 1 секунду (FEV1) / принудительная жизненная емкость (ФВК) <0,7, а FEV1 39% -98% от прогнозируемого значения составляли группу COPD (n = 28) и курильщиков с пост-бронходилататором FEV1 / FVC> 0,7 и FEV1> 70% от прогнозируемого значения составляли группу без COPD (n = 29). Курение было запрещено в последний час, предшествовавший расследованиям.

Для измерения концентрации внеклеточного кадмия в бронхоальвеолярном пространстве мы собрали и исследовали образцы БАЛ у 12 долгосрочных курильщиков с ХОБЛ, 17 долгосрочных курильщиков без ХОБЛ и 19 здоровых некурящих (клинические характеристики в таблице 1). Для оценки корреляции между внеклеточными концентрациями кадмия и различными клеточными и молекулярными маркерами врожденных эффекторных клеток количество доступных образцов варьировалось, и фактический n был указан для каждого анализа.

Субъекты исследования подвергались клиническому обследованию, спирометрии и бронхоскопии с помощью сбора жидкости БАЛ, как описано ранее.14-16 Аналогично, образцы индуцированной мокроты и крови были собраны, как описано ранее.16

Образцы БАЛ подвергали центрифугированию Цитоспина, и определяли число лимфоцитов (табл. 1) из слайдов, окрашенных май-Грюнвальдом Гимзой. Образцы жидкости, свободные от клеток BAL, собирали после центрифугирования и замораживали (-80 ° C) для последующих анализов.16 Для каждого индуцированного образца мокроты к образцу всей мокроты добавляли равный объем дитиотреитола (0,1%), после чего образец качали на водяной бане (15-20 минут при 37 ° С), а затем фильтровали и центрифугировали. Затем из супернатанта собирали бесклеточную мокроту и хранили (-80 ° C) для последующего анализа. Некоторые из базовых результатов этого исследования были включены в предыдущие публикации: 14-16, однако, они использовались в разных созвездиях и интерпретировались в уникальных контекстах.

Концентрации кадмия в бесклеточных образцах БАЛ определяли с использованием индуктивно-связанной плазменной масс-спектрометрической аппаратуры (Thermo X series II, Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, USA), оснащенной системой столкновений / реакционных ячеек. Этот анализ экстрацеллюлярного кадмия проводился в соответствии со стандартом SS-EN ISO 17294-2 (Качество воды — Применение масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой [ICP-MS] — Часть 2: Определение 62 элементов) в Стокгольмском университете, Швеция ( ISO-сертифицированная лаборатория).

Изотоп 114Cd использовался для обнаружения концентраций кадмия в наших образцах жидкости, свободных от клеток BAL. Мы выбрали этот изотоп вместо 111Cd, потому что в образцах с низкими концентрациями кадмия 114Cd имеет более высокий уровень по сравнению с 111Cd. Любые возможные помехи 114Sn избегались измерением этого конкретного изотопа и регулированием его присутствия с использованием программного обеспечения прибора.

Родий (103Rh) использовали для расчетов восстановления. Предел обнаружения (LOD) был установлен на 0,01 мкг / л для кадмия с использованием стандартного отклонения 3 × (SD) в пустых образцах. Относительный СД был последовательно <20% в образцах.

В дополнение к описанному ранее кадмиевому анализу мы попытались оценить фоновое воздействие загрязнения автомобильных частиц наночастицами, проанализировав наши образцы БАЛ для палладия17.

Мононуклеарные клетки периферической крови (РВМС) выделяли из буфера (Karolinska University Hospital) из пяти здоровых доноров человека (n = 5), используя центрифугирование с градиентом стандартной плотности на Ficoll-Paque ™ PLUS (GE Healthcare Life Science, Little Chalfont, Buckinghamshire, Великобритания) в соответствии с инструкциями производителя. Каждый донор получал ~ 1 × 109 РВМС, и мы высевали эти РВМС (15 миллионов клеток / лунку) в 6-луночные планшеты для культивирования тканей (BD Biosciences, San Jose, CA, США), получая при этом 5,76 ± 2,4 миллиона клеток / лунку ( среднее ± SD) после воздействия. Для создания макрофагоподобных клеток (т. Е. Макрофагов, полученных из моноцитов), мы сначала культивировали РВМС с модифицированной средой Дульбекко с модифицированной Искове (IMDM, Thermo Fisher Scientific), дополненной 4- (2-гидроксиэтил) -1-пиперазинэтансульфоновой кислотой (HEPES, 10 мМ , Thermo Fisher Scientific) и антибиотики пенициллин-стрептомицина (PEST; Lonza Group, Базель, Швейцария). Их инкубировали (5% CO2, 2 часа при 37 ° С), а затем невскрытые клетки отмывали, используя забуференный фосфатом физиологический раствор. Приклеиваемые клетки культивировали в течение 7 дней с добавлением IMDM (10% теплоидактивированной объединенной человеческой сыворотки из Fisher Scientific GTF AB [Lund, Sweden] плюс 10 мМ HEPES и PEST). СМИ заменялись каждый третий день.

Полученные макрофагоподобные клетки имели высокую чистоту (88%, n = 5), как определено проточной цитометрией (BD LSRFortessa ™), нацеленной на поверхностные антигены типа (CD14 +, CD68 +). Жизнеспособность клеток, оцененная с использованием исключения трипанового синего красителя как до, так и после экспериментов in vitro, была очень высокой (99%, n = 5).

Для экспериментов с временным курсом выделенные макрофагоподобные клетки подвергали воздействию CdCl2 (50 мкМ, Sigma-Aldrich Co., St Louis, MO, USA) или контрольного раствора (носителя) в течение 6, 24 и 48 часов. Для экспериментов с концентрацией-ответом клетки подвергали воздействию 0, 2,5, 12,5, 25, 37,5 и 50 мкМ CdCl2 только в течение 24 часов. Все эксперименты с экспозицией выполнялись в двух экземплярах. После этих экспериментов in vitro кондиционированную среду собирали и замораживали (-80 ° С) для последующих измерений цитокинов.

Мы количественно определяли концентрации белка интерлейкина (IL) -8 / CXCL8 и IL-6 в бесклеточной кондиционированной среде, супернатант из образцов слюны, мокроты и BAL, используя собственные методы иммуноферментного анализа (ELISA), как ранее описанных.18 Вкратце, для обнаружения IL-8 (диапазон обнаружения: 12,5-6,400 пг / мл) использовали коммерчески доступные пары антител MAB208 / MAB 206 и MAF208 / MAF 206 (R & D Systems, Inc., Minneapolis, MN, USA) и IL-6 (диапазон обнаружения: 3-375 пг / мл). Для дублированных образцов было принято изменение внутри образца <10%. Мы также количественно определяли концентрацию белка MMP-9 в бесклеточном супернатанте в кондиционированной среде, слюне, мокроте, жидкости БАЛ и образцах сыворотки с использованием коммерческого набора ELISA (DouSet ELISA MMP-9 Kit, R & D Systems, Inc.). Анализ MMP-9 проводили в соответствии с инструкциями изготовителя, и для дублированных образцов было принято изменение внутри образца <10%.

Клетки, собранные из жидкости BAL, ресуспендировали в клеточной среде Rosewell Park Memorial Institute, дополненной 5% сывороткой, а затем помещали в чашки Петри (2 миллиона клеток / блюдо). После инкубации (2 часа) неадгезивные клетки и супернатанты отбрасывали, а приклеенные клетки (макрофаги) готовили для анализа мРНК. Общая мРНК была выделена с помощью PureLink ™ Micro-to-Midi Total RNA Purification System (Thermo Fisher Scientific). Класс амплификации ДНКазы I использовался для удаления геномной ДНК (Thermo Fisher Scientific). Синтезировалась первая нить кДНК (от 0,5 мкг общей мРНК), с использованием QuantiTect® Reverse Transcription Kit (Qiagen NV, Venlo, Nether-lands). Комбинацию ABI Power SYBR Green Master (Thermo Fisher Scientific) использовали для осуществления полимеразной цепной реакции в реальном времени (ПЦР). Все праймеры были приобретены у Thermo Fisher Scientific. Широко используемая кДНК глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназы была принята как ген, поддерживающий домохозяйство. Один микролитр кДНК использовали в каждом объеме ПЦР (25 мкл) для идентификации интересующих продуктов. Данные анализировали с использованием 7500 Software v.2.0.1, и результаты затем вычисляли и выражали как 2-ΔCt.

Использовались непараметрические статистические данные. Таким образом, результаты представлены как медиана с диапазоном, если не указано иное. Сравнение между группами проводили с использованием теста Kruskal-Wallis, а затем U-тест Mann-Whitney в качестве пост-hoc-теста, когда это необходимо. Сравнение между различными концентрациями воздействия CdCl2 оценивали по тесту Фридмана и сопровождали знакомство с рангом Уилкоксона в качестве постсоветского теста. Корреляции были определены с использованием ранговой корреляции Спирмена. Мы использовали программное обеспечение STATISTICA версии 12 (StatSoft Scandinavia AB, Уппсала, Швеция), а значение P <0,05 считалось статистически значимым. n относится к числу независимых наблюдений.

Субъекты в группе ХОБЛ были несколько старше субъектов в двух других группах, но другие параметры были хорошо сопоставлены (таблица 1). Объем спирометрии FVC и FEV1 был ниже у курильщиков с ХОБЛ по сравнению со здоровыми некурящими, а FEV1 был ниже у курильщиков с ХОБЛ, чем у пациентов без ХОБЛ, как следствие критериев включения.

Курильщики с ХОБЛ или без них имели значительно более высокие концентрации кадмия в образцах жидкости без БАЛ, чем здоровые, неконтактные средства контроля (рис. 1). Тем не менее, не было статистически значимого различия между курильщиками с ХОБЛ и без них, двумя группами долгосрочных курильщиков. Концентрации кадмия ниже ЛОД были, однако, обнаружены только у здоровых некурящих и у курильщиков с ХОБЛ, а не у пациентов без ХОБЛ. Концентрации палладия, которые были измерены для оценки фона загрязняющих частиц в транспортных средствах, были ниже LOD для всех образцов, тем самым указывая на то, что фоновая экспозиция от трафика была скромной для всех групп.

Тенденция к разнице в полях в концентрации кадмия в образцах жидкости, свободной от клеток BAL, наблюдалась при объединении субъектов из всех исследовательских групп (женщины: 0,085 мкг / л [0,01-0,12] и мужчины: 0,028 мкг / л [0,006-0,09]) , но эта тенденция не оказалась статистически значимой (P = 0,09). Соответствующая тенденция наблюдалась при проведении анализа сравнительного анализа пола в исследовательских группах курильщиков с или без ХОБЛ отдельно (данные не показаны).

Мы не наблюдали корреляции между концентрацией кадмия в образцах жидкости BAL без клеток и возрастом, курением (летучестьми и текущим курением) или объемами легких (данные не показаны).

Наблюдались положительные корреляции между концентрациями кадмия в образцах жидкости BAL без клеток и концентрациями нейтрофилов и CD8 + Т-лимфоцитов в крови (рис. 2А и В).

Наблюдались положительные корреляции между концентрациями кадмия в бесклеточных образцах БАЛ и мРНК для фактора некроза опухоли (TNF) -α в макрофагах БАЛ (рис. 3). Это также справедливо для концентраций белка IL-6, IL-8 и MMP-9 в бесклеточных образцах мокроты (рисунок 4A-C). В целом, эти коэффициенты корреляции, как правило, становились выше при расчете корреляций только у курильщиков с ХОБЛ (коэффициенты корреляции и значения Р приведены в легендах фигуры).

Воздействие CdCl2 вызывало зависящее от концентрации увеличение концентрации белка IL-8 в бесклеточной кондиционированной среде из макрофагоподобных клеток, культивируемых in vitro (рис. 5). Следует отметить, что концентрации белка MMP-9 были обнаружены в тех же кондиционированных средах, но статистически значимого эффекта CdCl2 на эти концентрации не наблюдалось.

В этом исследовании мы демонстрируем измеримые концентрации кадмия в образцах жидкости BAL, свободных от клеток, у курильщиков с ХОБЛ или без них, и показывают, что эти концентрации в обеих группах заметно выше, чем у здоровых некурящих. Мы также демонстрируем положительную корреляцию между усиленными концентрациями кадмия в образцах жидкости BAL без клеток у курильщиков, независимо от ХОБЛ, и нескольких клеточных или молекулярных маркеров воспаления у одних и тех же людей. Наконец, мы демонстрируем, что CdCl2 стимулирует высвобождение архетипа хемокина IL-8 в человеческих макрофагоподобных клетках in vitro. В совокупности наши результаты иллюстрируют патогенный потенциал внеклеточного кадмия в бронхоальвеолярном пространстве курильщиков табака с точки зрения заболевания, включающего врожденные эффекторные клетки.

Насколько нам известно, наше исследование является первым, характеризующим концентрацию кадмия во внеклеточном отделении бронхоальвеолярного пространства у курильщиков с подтвержденной ХОБЛ и без нее, по сравнению со здоровыми некурящими. Однако совместимые результаты ранее были получены в одном исследовании на конденсате выдыхаемого воздуха.11 В этом исследовании Mutti et al получил данные о более высоких концентрациях кадмия и других металлов в легких курильщиков с ХОБЛ и без них по сравнению со здоровыми некурящими. Кроме того, эти концентрации кадмия в выдыхаемом конденсате дыхания положительно коррелировали с историей курения, указывая на то, что табачный дым действительно является источником кадмия в легких. В этом отношении у нашей когорты не было достаточной статистической силы для предоставления вспомогательной информации.

В нашем исследовании история курения табака (т. Е. Табачная нагрузка) была очень похожа на курильщиков с ХОБЛ и без них, что является важным аспектом тщательного сопоставления курящих предметов в нашей исследовательской когорте. Это «сходство» делает тот факт, что мы не обнаружили существенной разницы в концентрации местного кадмия для курильщиков с ХОБЛ и без него. Однако это отсутствие различий во внеклеточной концентрации кадмия вызывает вопрос о роли кадмия в том, что он является прямой причиной хронической обструкции дыхательных путей, которая разделяла наши две группы долгосрочных курильщиков. Мы считаем, что это отсутствие различий в пользу кадмия, несущего патогенный потенциал для развития других аспектов заболевания в дыхательных путях курильщиков табака.

В частности, обнаружение положительных корреляций с клеточными маркерами воспаления, связанных с нейтрофилами крови и цитотоксическими Т-клетками, которые, как известно, участвуют в болезни, связанной с курением табака, действительно совместимо с участием кадмия в процессе болезни.11 Следует отметить, корреляция между кадмием в образцах БАЛ и нейтрофилами в крови была относительно высокой, в частности, для образцов у курильщиков с ХОБЛ. Вдоль этих линий продемонстрированные корреляции с молекулярными маркерами воспаления включали архетип хемокин IL-8, а также IL-6 и MMP-9 в образцах мокроты. При дальнейшей поддержке механистической связи между кадмием и нейтрофилами воздействие макрофагоподобных клеток на CdCl2 вызывало четкое и зависящее от концентрации высвобождение архетипа хемокина IL-8. Более того, сильная корреляция между внеклеточными концентрациями кадмия в образцах БАЛ и мРНК для TNF-α в макрофагах из образцов БАЛ еще больше свидетельствует о том, что макрофаги подвергаются воздействию кадмия из табачного дыма. В совокупности эти данные совместимы с внеклеточным кадмием в дыхательных путях, составляющих патогенный фактор, участвующий в мобилизации врожденных эффекторных клеток, увековечивающих другие аспекты заболевания, чем те, которые непосредственно связаны с хронической обструкцией дыхательных путей.

Трудно судить, в какой степени оценка металлов, таких как кадмий в определенном купе, является показателем одного и того же металла в другом купе. Mannino et al. Ранее продемонстрировали, что повышенные концентрации кадмия в моче являются значительными предикторами нарушения функции легких у современных и бывших курильщиков из нормальной популяции США, но это было не так у курильщиков из одной популяции.19 В принципе, результаты были получены в исследовании южнокорейского населения, и на основе этих исследований невозможно окончательно судить о том, как системные и локальные концентрации кадмия в периферических дыхательных путях (с использованием образцов БАЛ) связаны друг с другом20. Учитывая, что нам не хватало образцов цельной крови и мочи для оценки системных концентраций кадмия в нашей нынешней когорте исследования, этот конкретный аспект остается интересным для будущих исследований.

Что касается тенденции к более высоким концентрациям кадмия в бесклеточной жидкости БАЛ у женщин-испытуемых в нашей нынешней когорте, верно, что мы не смогли доказать, что эта потенциальная половая разница статистически значима. Однако с качественной точки зрения наши результаты совместимы с предыдущими публикациями, в которых говорится, что женщины имеют более высокие концентрации кадмия в крови, моче и почках и что влияние кадмия на здоровье может быть чрезмерно представлено среди женщин. 21,22 что ранее постулированная разница в поведении кадмия в крови становится менее очевидной после менопаузы, наши текущие результаты кажутся разумными, поскольку курильщики с ХОБЛ, как правило, имеют более высокий возраст, как это было у женщин в нашей исследовательской когорте.

Интересно отметить, что Grasseschi et al ранее сообщали доказательства того, что альвеолярные макрофаги представляют собой видный кадмиевый тип клеток в дыхательных путях.23 В их исследовании было обнаружено, что курильщики имеют трехкратное увеличение содержания внутриклеточного кадмия в альвеолярных макрофагах по сравнению с некурящими. Однако в их исследовании не было учтено наличие ХОБЛ среди курильщиков. Более того, эти исследователи обнаружили, что содержание кадмия в альвеолярных макрофагах лучше коррелирует с недавней историей курения, чем с историей кумулятивного курения на протяжении всей жизни. Таким образом, либо внутриклеточное содержание кадмия в альвеолярных макрофагах изменяется в течение более коротких периодов времени, либо ограниченный срок жизни макрофагов устанавливает естественный предел информации, полученной с использованием этого подхода к исследованию. Для нас последнее представляется наиболее возможным, учитывая, что кадмий имеет очень длительный биологический период полувыведения, ~ 14-24 года в моче и 7-16 лет в крови.25

Наконец, мы считаем важным отметить, что постулированное участие альвеолярных макрофагов и нейтрофилов в локальном ответе на внеклеточный кадмий в бронхоальвеолярном пространстве курильщиков подтверждается двумя предыдущими публикациями, основанными на моделях животных in vivo.12,13 В сущности , эти предыдущие публикации иллюстрируют эффекты, индуцированные кадмием, на накопление врожденных эффекторных клеток и эмфизему (только в модели крысы), а также влияние на активность протеиназы из MMP-2 и MMP-9, которые, вероятно, происходят из врожденного эффектора cells.12,13

Наше исследование по внеклеточному кадмию в бронхоальвеолярном пространстве людей показывает, что кадмий заметно усиливается в легких у долгосрочных курильщиков, независимо от ХОБЛ. Более того, наши данные о нескольких корреляциях с клеточными и молекулярными маркерами воспаления и, в одном случае, прямому влиянию на ключевой молекулярный маркер воспаления направлены на мобилизацию врожденных эффекторных клеток как важное действие кадмия в дыхательных путях. Очевидно, что эта возможность заслуживает рассмотрения в новых и более эффективных исследованиях курильщиков табака, где локальные концентрации кадмия могут быть связаны как с системным кадмием, так и с дополнительными параметрами специфической патологии в легких, включая статус защиты местного хозяина и наиболее распространенные сопутствующие заболевания среди курильщиков табака.

Мы благодарим Карин Холм в Стокгольмском университете за техническую помощь в анализе металлов в бесклеточной жидкости БАЛ. Мы также благодарим профессора Каролу Лиден и доктора Ханну Карлссон, Институт экологической медицины, Каролинский институт, за их неоценимую поддержку на протяжении всего этого исследования. Авторы с благодарностью отмечают экспертную техническую консультацию доктора Карлана Фру Че об экспериментах по макрофагоподобным клеткам in vitro. Финансирование проекта было получено от Шведского исследовательского совета (LP и AL), Шведского фонда сердечного легкого (KL, LP и AL), Фонда реабилитации и медицинских исследований в Гетеборге (FRF-stiftelsen; AL), Совета графства Стокгольм (ALF-medel; AL), King Gustav V’s и Королевский фонд исследований масонства королевы Виктории (AL) и федеральное финансирование от Karolinska Institutet (LP и AL). Финансирование не было получено в табачной промышленности.

раскрытие

Авторы не сообщают о конфликте интересов в этой работе.

Концентрации (мкг / л) кадмия (Cd) в образцах жидкости, свободных от клеток BAL, у курильщиков с (n = 12) или без (n = 17) COPD по сравнению со здоровыми некурящими (n = 19).

Примечания. Данные показаны как медиана с отдельными значениями. P-значения согласно U-тесту Манна-Уитни.

Аббревиатура: БАЛ, бронхоальвеолярный лаваж.

Связь между кадмием (Cd) в дыхательных путях и воспалительными клетками в крови.

Примечания: Концентрации Cd в образцах жидкости BAL без клеток и (A) нейтрофилы в крови (все курильщики: R = 0,46, P = 0,03, n = 23, только курильщики с ХОБЛ: R = 0,86, P = 0,001, n = 10) и (B) CD8 + Т-клетки в крови (все курильщики: R = 0,44, P = 0,04, n = 21, курильщики с ХОБЛ: R = 0,41, P = 0,24, n = 10). Все корреляции проанализированы с помощью теста корреляции рангов Спирмена.

Аббревиатура: БАЛ, бронхоальвеолярный лаваж.

Связь между кадмием (Cd) и мессенджерной РНК для TNF-α в дыхательных путях.

Примечания: Концентрации Cd в белковой жидкости BAL и макрофаге TNF-α на уровнях мРНК в клетках BAL (все курильщики: R = 0,60, P = 0,03, n = 10, курильщики с ХОБЛ: R = 0,97, P = 0,002 , n = 6). Все корреляции проанализированы с помощью теста корреляции рангов Спирмена.

Сокращения: БАЛ, бронхоальвеолярный лаваж; MQ, макрофаг; TNF-α, фактор некроза опухоли альфа.

Связь между кадмием (Cd) и молекулярными маркерами воспаления в дыхательных путях.

Примечания: Концентрации Cd в образцах жидкости BAL без клеток и (A) IL-6 в мокроте (все курильщики: R = 0,69, P = 0,001, n = 20, только курильщики с ХОБЛ: R = 0,86, P <0,001, n = 11) и (B) IL-8 в мокроте (все курильщики: R = 0,62, P = 0,006, n = 18, только курильщики с ХОБЛ: R = 0,67, P = 0,04, n = 10) и (C) MMP-9 в мокроте (все курильщики: R = 0,60, P = 0,008, n = 18, только курильщики с ХОБЛ: R = 0,64, P = 0,048, n = 10). Все корреляции проанализированы с помощью теста корреляции рангов Спирмена.

Сокращения: БАЛ, бронхоальвеолярный лаваж; IL, интерлейкин.

Влияние кадмия (Cd) на архетип хемокина IL-8 в макрофагоподобных клетках in vitro.

Примечания. Концентрации IL-8 (медиана с 25-й-75-й процентили, пг / мл) после стимуляции полученных макрофагов из пяти разных здоровых некурящих в CdCl2. Индуцированное увеличение концентраций IL-8 коррелировало с концентрацией CdCl2 (мкМ) статистически значимым образом (R = 0,57, Р <0,001, дублированные образцы, пять разных доноров). Корреляция была проанализирована с помощью теста корреляции рангов Спирмена.

Сокращения: CdCl2, хлорид кадмия; IL, интерлейкин.

Характеристики групп когорты исследования

Примечания. Данные представлены как медиана (диапазон). Сравнение между курильщиками с ХОБЛ и здоровыми некурящими:

П<0.05,

P <0,01 и

P <0,001; сравнение между курильщиками с ХОБЛ и курильщиками без ХОБЛ:

П<0.05,

P <0,01 и

П<0.001.

Сокращения: DLCO, диффузионная емкость; FEV1, объем принудительного выдоха за 1 секунду; FVC, принудительная жизненная емкость; БАЛ, бронхоальвеолярный лаваж.

Комментариев нет.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *