2021-12-12 19:08

肺部铁含量高会加重哮喘的严重程度

2020年3月发表的一项新研究报告称,肺细胞中的铁积累会加剧哮喘症状,降低肺功能。

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铁是合成血红蛋白所必需的一种矿物质,血红蛋白是一种分子,它结合氧气并将其携带到身体各处,供细胞产生能量。铁的吸收是一个在多个层面上受到严格控制的过程,以防止缺乏和过量储存,同时保持循环铁水平正常。铁的过度吸收会导致细胞内铁的积累。然而,缺铁母亲所生的孩子在童年时更有可能出现喘息和肺功能下降,以及更高的特应性疾病风险。

这项研究的动机是想知道肺中的铁含量是否与哮喘的发展有关。作者指出,哮喘患者体内的铁含量有高有低。这可能表明铁吸收模式不均匀以及铁水平异常对肺部疾病的影响。

研究阶段1

研究人员使用来自哮喘患者的样本数据以及实验模型来检测肺细胞对铁的不规则吸收,并找出肺细胞中的铁水平与疾病严重程度之间的关系。第一步是分析23名患者气道细胞内的铁水平,其中12人患有轻度至中度哮喘,11人患有严重哮喘。哮喘的严重程度取决于一秒钟内可呼出的空气量,以及个体经历哮喘症状的频率。

为了测量气道细胞内的铁含量,研究人员对每位患者进行了活检,并进行了支气管镜清洗。这一过程包括将一根管子从鼻子或嘴巴插入肺部,通过这个管子,少量的盐溶液通过这个管子进入正在被测试的肺部。然后,溶液被轻轻地吸回去,检查细胞和其他发现。

此外,研究人员还采集了支气管刷拭样本,以获得高质量的细胞样本。图中,一个小而硬的刷子穿过支气管镜管,轻轻地刷掉气道内部的一些细胞。这些样本来自97名患者,39名重症哮喘患者,29名轻至中度哮喘患者和29名健康个体。样本收集是U-BIOPRED项目的一部分,该项目覆盖整个欧洲。

研究人员现在使用多种铁测试方法分析了所有的样本。

研究结果

哮喘患者肺细胞外的铁含量低于健康人,而且这种降低与哮喘的严重程度成正比(第一秒呼出的空气量更少)。

然而,哮喘患者通过支气管镜冲洗获得的肺细胞内的水平明显高于健康人。肺细胞铁水平与哮喘严重程度无显著差异。而细胞内外的铁含量则随气流阻塞程度的增加而增加。

总而言之,研究结果表明,细胞外铁含量降低和细胞内铁含量升高与哮喘状况恶化和肺功能恶化有关。

研究-第二阶段

研究人员现在做了一个小白鼠实验,看看如果肺细胞中的铁含量上升,哮喘小鼠会发生什么。在第一个模型中,一组小鼠被喂食过量富含铁的食物,以诱导铁超载,时间超过8周。另一组喂食正常饮食。

在研究结束时,取肺和肝组织进行分析,并测量气道炎症。

在第二个模型中,研究人员打开了一个导致铁过量的基因,即使是在正常饮食中,也会发现肺是如何受到影响的。

研究结果

研究结果表明,肺细胞中较高的铁含量与炎症、高粘液分泌和气道瘢痕有关,所有这些都与气道阻塞和哮喘加重有关。巨噬细胞是主要参与铁隔离的细胞。

他们还发现高铁水平会增加气道平滑肌细胞和成纤维细胞的炎症。这就产生了哮喘的典型特征,包括高反应性、纤维化和炎症。

影响

该团队小心翼翼地确保没有细菌或其他可能导致哮喘的因素。因此,他们说,“我们有信心,这些数据清楚地表明,肺细胞和组织铁水平的增加与这些免疫系统反应之间的联系。”

他们相信,这些发现可以为治疗哮喘指明新的途径,比如防止肺细胞和组织中的铁吸收不规律。例如,他们正在研究改变铁在肺细胞内储存的方式,以及如何调节引起肺细胞吸收铁的细胞。

然而,这种吸收的原因并不明显。霍瓦特谨慎地指出,“这项研究不应被解释为肺铁水平高与饮食或使用补充剂摄入铁有关。我们希望这些数据将鼓励更多的资金用于研究铁在哮喘中的作用和治疗作用。”