Silné kouření spouští systémový zánět a poškození cév v nové studii biomarkerů

Nový výzkum odhaluje, jak těžké kouření rychle narušuje biologii krve a dýchacích cest a odhaluje skryté poškození, které urychluje riziko onemocnění u jinak zdravých dospělých.

Studie: Účinky těžkého kouření na oxidační stres, zánětlivé biomarkery, vaskulární dysfunkci a hematologické indexy. Obrázek kredit: CGN089 / Shutterstock

V nedávné studii v časopise Vědecké zprávyVědci komplexně vyhodnotili účinky silného kouření v celé řadě oxidačního stresu, zánětlivého, vaskulárního dysfunkce a hematologických biomarkerů. Analyzovali a porovnávali bronchiální biopsie Vzorky a vzorky krve těžkých kuřáků samců (n = 104) proti jejich věkovému a tělesné hmotnostní indexu (BMI), které se nekuřácké protějšky (n = 94) v Erbilu v Iráku.

Biomarker Analýzy odhalily, že těžké kuřáci představují výrazně vyšší markery oxidačního stresu, zánětlivé biomarkery a počty neutrofilů než nekuřáci. Studie také zjistila, že těžké kuřáci vykazovali vyšší počet červených a bílých krvinek (RBC a WBC) a nižší počet destiček ve srovnání s nekuřáky. Hladiny hemoglobinu (HB) se však mezi skupinami významně nelišily. Imunohistochemická analýzy potvrdila tato zjištění a zdůraznila, že aktivita neutrofilu a eozinofilů u těžkých kuřáků je podstatně zvýšena nad hodnotami základních (nekuřáků). Zejména počet lymfocytů a poměr neutrofilů k lymfocytům zůstal mezi kuřáky a nekuřáky nezměněn. Tato zjištění nastiňují biologické dopady těžkých kouření a slouží jako základ pro budoucí protikucharické zásahy.

Důležité je, že vzorky krve byly odebrány od všech účastníků studie (n = 198), včetně kuřáků i nekuřáků, nikoli pouze od kuřáků. Vzorky bronchiální biopsie byly získány z podskupiny 35 jedinců (19 kuřáků a 16 kontrol).

Pozadí

Kouření je významný zdravotní problém spojený s několika závažnými zdravotními stavy, včetně systémových zánětrakoviny, kardiovaskulární onemocnění (CVD), respirační infekce a endoteliální dysfunkce. Zprávy odhadují, že 8 milionů lidí zemře každý rok kvůli příčinám spojeným s kouřením, což je ohromujících 1,3 milionu, z nichž zemře z druhého kouře.

Desetiletí výzkumu stanovilo fyziologické dopady toxických cigaretových složek, včetně těžkých kovů, nikotinu a oxidu uhelnatého. Většina studií se bohužel zaměřila na specifické populace a pouze na jeden nebo několik biomarkerů zánětů nebo oxidačního stresu. Pro srovnání, hematologické, biochemické a imunohistochemické markery zůstávají podhodnoceny. Komplexní analýza spektra biomarkerů spojených s kouřením by poskytla budoucím vědcům holistické pochopení systémových účinků zvyku a vydláždilo cestu pro efektivní protikuřák.

O studii

Cílem této studie je řešit tuto mezeru v znalostech zkoumáním účinků silného kouření na několik oxidativních stresů, zánětlivé, vaskulární dysfunkce a hematologické biomarkery. Studie byla provedena mezi dubnem a květnem 2024 a využila kohortu 198 účastníků mužů (104 těžkých kuřáků; věk = 18 až 60 let) najatá společností PAR Private Hospital v Erbilu v Iráku.

Silné kouření bylo definováno jako kouření 20 nebo více cigaret denně po delší dobu (minimálně 5 let). Těžké kuřáci byli index věku a tělesné hmotnosti (BMI) spojené se zdravými (ne-kouřovými) ovládacími prvky (n = 94). Pro minimalizaci genetických zmatků byli všichni účastníci kurdského etnicity. Všichni účastníci (n = 198) poskytovali vzorky krve a podskupina 35 (19 kuřáků a 16 kontrol) poskytovala vzorky bronchiální biopsie pro experimentální testy.

Oxidační stres byl hodnocen pomocí měření spektrometru malondialdehydu (MDA), oxidu dusnatého (NO) a superoxiddismutázy (SOD). Zánětlivé biomarkery, včetně sérového endothelinu-1 a interleukinu-8 (IL-8), byly kvantifikovány pomocí enzymově vázaného imunosorbentového testu (ELISA).

Buňky pozitivní na myeloperoxidázu a eozinofilní granule 2-pozitivní eosinofily, proxy pro aktivitu neutrofilní a eozinofilní, byly zkoumány pomocí imunohistochemické analýzy. Tyto profily aktivity byly doplněny hematologickými údaji, konkrétně s počtem neutrofilů a lymfocytů, počtem červených a bílých krvinek, počet destiček a hladiny hemoglobinu. Byl také měřen systolický krevní tlak, bez významných rozdílů mezi kuřáky a nekuřáky.

Nálezy studie

Testy absorbance vzorku vzorku spektrofotometru odhalily výrazně vyšší hladiny markerů oxidačního stresu u těžkých kuřáků ve srovnání s jejich nekuřáckými protějšky. Konkrétně byly hladiny malondialdehydu (MDA) a oxid dusnatý (NO) zvýšeny (p = 0,002 pro oba), zatímco aktivita superoxiddismutázy (SOD) byla výrazně snížena (p <0,0001). Všechny tyto markery svědčí o zvýšeném oxidačním stresu.

Korelace Spearmana Korelace mezi markery oxidačního stresu, zánětlivými mediátory a biomarkery souvisejícími s granulocyty u kuřáků. Obrázek ilustruje sílu a směr korelace mezi superoxiddismutázou (SOD), malondialdehydem (MDA), oxidem dusnatým (NO), endothelinem-1, neutrofily, interleukin-8 (IL-8), eg2-pozitivní eosinofily a myeloperoxidáza (MPO). Byly pozorovány silné pozitivní korelace mezi buňkami pozitivními na EG2 a endothelin-1, IL-8 a MPO-pozitivními buňkami, což zdůraznilo potenciální souhru mezi oxidačním stresem a eozinofilním zánětem v patofyziologii spojené s kouřením. Na obrázku jsou uvedeny významné korelace (P <0,05)

Testy ELISA odhalily, že zánětlivé biomarkery byly podobně zvýšené, s hladinami endothelinu-1 séra a interleukin-8 (IL-8) významně vyšší (p <0,0001) u kuřáků než zdravé muži, což naznačuje zvýšený vaskulární zánět. Imunohistochemická analýza potvrdila tato zjištění a demonstrovala zvýšenou aktivitu neutrofilu a eozinofilů.

Hematologická analýza ukázala zvýšené počty neutrofilů u kuřáků (4,620 ± 0,152 (10⁹/l) vs. 3,996 ± 0,116 (10⁹/l)). Kromě toho měli těžké kuřáci zvýšenou počet červených a bílých krvinek a snížil počet destiček ve srovnání s kontrolami. Nebyl však významný rozdíl v hladinách hemoglobinu. Počty lymfocytů a poměr neutrofilů k lymfocytům zůstal nezměněn. Zejména bylo zjištěno, že IL-8, endothelin-1, EG2-pozitivní buňky a MPO-pozitivní buňky jsou významně korelovány mezi sebou. Tato zjištění společně objasňují, že těžké kouření je spojeno se systémovým oxidačním stresem, zánětem a vaskulární dysfunkcí.

Korelační analýza odhalila významné pozitivní vztahy mezi IL-8, endothelinem-1, myeloperoxidázou pozitivními buňkami a EG2-pozitivními eosinofily, což ukazuje na koordinované zánětlivé a imunitní odpovědi u těžkých kuřáků.

Závěry

Tato studie zdůrazňuje pozorovatelně a měřitelně škodlivé dopady silného kouření na systémové zdraví, prokazující podstatné zvýšení markerů oxidačního stresu, zánětlivých biomarkerů a indikátorů vaskulární dysfunkce. Studie dále identifikovala charakteristický hematologický profil u těžkých kuřáků, včetně zvýšeného počtu červených a bílých krvinek a sníženého počtu destiček. Tyto markery byly dříve spojeny s několika přenosnými a nepřekonatelnými podmínkami a zdůraznily zvýšenou náchylnost kuřáků na různá nemoci a zdůraznily potřebu cílených zásahů veřejného zdraví.

Studie dále poskytuje cenné poznatky o biologických mechanismech, na nichž jsou základem zdravotní rizika těžkého kouření, čímž poskytují základ pro budoucí studie pro zkoumání a rozvoj cílených strategií v boji proti zdravotním problémům souvisejícím s kouřením. Autoři však zaznamenávají několik omezení, včetně návrhu průřezového studie, vyloučení účastníků žen v důsledku kulturních omezení, relativně malého počtu bronchiálních biopsií a omezení kurdské etnicity, které mohou omezit zobecnění.