Межі Метаболічна реакція на імунологію озону

Запалення

Ця стаття є частиною Теми дослідження

Озон як рушій запалення легенів та вродженого імунітету та як модель захворювання легенів Переглянути всі 8 статей

Редаговано
Хайко Мюль

Університет Гете, Франкфурт, Німеччина

Переглянуто
Бернард РІФФЕЛЬ

Національний центр наукових досліджень (CNRS), Франція

П’єтро Гецці

Брайтон і Сассекська медична школа, Великобританія

Джек Р. Харкема

Університет штату Мічиган, США

Приналежності редактора та рецензентів є останніми, наданими в їхніх дослідницьких профілях Loop, і вони не можуть відображати їх ситуацію на момент огляду.

межі

  • Завантажити статтю
    • Завантажте PDF
    • ReadCube
    • EPUB
    • XML (NLM)
    • Додаткові
      Матеріал
  • Експортне посилання
    • EndNote
    • Довідковий менеджер
    • Простий текстовий файл
    • BibTex
ПОДІЛИТИСЯ НА

ОГЛЯД СТАТТІ

  • Департамент охорони навколишнього середовища, Гарвард Т.Х. Школа громадського здоров'я Чана, Бостон, Массачусетс, США

Респіраторні ефекти O3 добре встановлені. Високі концентрації O3 в атмосфері пов’язані з респіраторними симптомами, зниженням функції легень, загостренням астми і навіть смертністю. Метаболічні ефекти O3 оцінюються менш добре. Тут ми розглядаємо дані, які вказують, що вплив О3 призводить до непереносимості глюкози та гіперліпідемії, особливостей метаболічного синдрому. Ми також розглядаємо роль гормонів стресу в цих подіях. Ми описуємо, як метаболічні ефекти O3, включаючи ефекти в легенях, посилюються в умовах метаболічних розладів ожиріння, і ми обговорюємо епідеміологічні дані, що вказують на зв'язок між зовнішнім впливом O3 та діабетом. На закінчення ми описуємо роль мікробіома кишечника в регуляції метаболізму та обговорюємо дані, що вказують на зв’язок між мікробіомом кишечника та легеневою реакцією на O3.

Вступ

Гострий вплив O3 знижує швидкість метаболізму у гризунів

Майже чотири десятиліття тому Клемонс та Гарсія повідомляли, що гострий вплив О3 знижує концентрацію гормонів щитовидної залози в плазмі (11). Відповідно до ролі гормонів щитовидної залози у встановленні швидкості метаболізму, гострий вплив О3 також знижує температуру тіла, частоту серцевих скорочень, рівень активності, споживання їжі та хвилинну вентиляцію (12–16). Ці зміни пропорційні введеній концентрації О3 і з часом зменшуються при повторному впливі. Очікується, що зменшення хвилинної вентиляції, яке супроводжує зниження швидкості метаболізму, зменшить вдихувану дозу O3 і, отже, розглядається як захист від токсичних ефектів O3. Дійсно, умови, що збільшують гормони щитовидної залози і, отже, збільшують швидкість метаболізму, включаючи зниження температури навколишнього середовища та екзогенне введення гормонів щитовидної залози, та умови, що збільшують швидкість метаболізму, такі як незрілість, посилюють запалення легенів та травму, спричинені гострим O3 експозиція (14, 15, 17).

Існують статеві відмінності в метаболічній відповіді на гострий вплив О3. Гордон та ін. (26) повідомили, що у самців щурів розвинулася така ж гіперглікемія та непереносимість глюкози натощак після гострого О3, як описано вище, тоді як у самок, які були одноплітниками цих самців, ні. Крім того, хоча тести на толерантність до глюкози, проведені після впливу О3, вказували на певну непереносимість глюкози у жінок, ефект був набагато меншим, ніж спостерігався у чоловіків. Цікаво, що маркери індукованого O3 пошкодження легенів та запалення у жінок також були нижчими, ніж у самців щурів, що свідчить про зв'язок між метаболічною та запальною реакцією на O3.

Докази метаболічних ефектів O3 у людей

Механістична основа метаболічних ефектів O3

Гормони стресу, ймовірно, пояснюють метаболічні ефекти O3 (рис. 1). У гризунів рівень кортикостерону в сироватці зростає відразу після гострого впливу О3 (19, 31). Подібне збільшення кортизолу спостерігається у людей після гострого впливу О3 (27). Концентрація адреналіну в сироватці крові також збільшується після О3 (19, 21, 31) і залишається підвищеною навіть через 18 год після припинення впливу (21). Вважається, що ці зміни гормонів стресу виникають внаслідок стимуляції O3 стимуляції сенсорних аферентних процесів у легенях та носі (32). Показано, що ці афференти закінчуються в регіонах мозку, що реагують на стрес (33). Важливо зазначити, що гіперглікемія та порушення кліренсу глюкози, що спостерігаються після гострого впливу О3, практично скасовуються у щурів, у яких хірургічним шляхом двосторонньо видаляється або мозкова речовина надниркових залоз, або вся надниркова залоза (31). Різке збільшення вмісту ліпідів у сироватці крові, спричинене O3, також усувається шляхом видалення або мозкового речовини наднирника, або цілої надниркової залози. Дані узгоджуються з відомими ефектами адреналіну та кортизолу на сприяння глюконеогенезу, резистентності до інсуліну та ліполізу в печінці та жировій тканині під час голодування.