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与慢性吸烟暴露的影响肺功能及气道炎症,很少有吸烟的急性影响的数据。文献回顾发现123个研究调查急性吸烟对炎症和氧化应激的影响在人类,动物,和体外模型。急性吸烟模型是一个相对容易的和敏感的方法调查具体的香烟烟雾对氧化应激和炎症的影响。急性烟雾接触可能导致组织损伤,建议增加产品的脂质过氧化和细胞外基质蛋白的降解产物。急性香烟抑制影响的嗜酸性粒细胞数量和一些炎性细胞因子,可能由于一氧化碳的抗炎效果。急性吸烟模型可以补充其他方法研究吸烟的影响和干预研究是至今underinvestigated方法与吸烟有关的疾病。
- ACS,急性吸烟
- AMs,肺泡巨噬细胞
- BALF、支气管肺泡灌洗液
- 有限公司、一氧化碳
- 慢性阻塞性肺病,慢性阻塞性肺疾病
- CS,香烟的烟雾
- CSE,香烟烟雾提取物
- 启德集团,弹性蛋白酶的抑制能力
- 谷胱甘肽,谷胱甘肽减少
- GSSG,氧化谷胱甘肽
- HO-1,血红素oxygenase-1
- IFN-γ,interferon-γ
- ,白介素
- 不,中性粒细胞弹性蛋白酶
- 不,一氧化氮
- 多形核细胞中性粒细胞,
- TBARS,硫代巴比土酸活性物质
- 问题,trolox等价的抗氧化能力
- TNF-α,肿瘤坏死因子α
- 慢性阻塞性肺疾病
- 吸烟
- 炎症
- 氧化应激
来自Altmetric.com的统计
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慢性阻塞性肺疾病(COPD)是全球发病率和死亡率的主要原因,其发病率仍在上升。1因此重要的是要理解这种疾病的发展为了发展策略的预防、治疗和治疗。在过去十年的研究都集中在诸多病理生理学机制中潜在的慢性阻塞性肺病的发展,然而,几个问题仍未得到解答。
大多数研究调查吸烟慢性阻塞性肺病的病理生理学的作用进行了慢性吸烟者。学习实际的影响烟的缺点暴露在持续吸烟的后果很可能已经开发的结构性变化在航空公司应对吸烟。因此重要的是要研究的响应的第一个烟雾暴露“幼稚”肺为了评估相关的变化,可能在慢性阻塞性肺病发展的第一步。此外,急性吸烟模型可以吸引未来的干预研究。我们假定,急性吸烟模型可以清晰、更具体的信息关于吸烟引起的肺部疾病的病理生理机制。
在本文中,我们回顾文献上吸烟的严重影响。我们专注于人类、动物和体外模型和系统地描述急性烟雾暴露在细胞反应的影响,特别在氧化应激和炎症介质。我们还审查之间的相似之处和差异在吸烟的反应三个模型系统,并讨论如何将这些结果与当前的见解对慢性阻塞性肺病的发展。
方法
Medline、OldMedline Winspirs和Cochrane图书馆数据库搜索的《盗梦空间》,直到2003年10月。仅限于英语所使用的语言。首先,数据库包括所有关于吸烟对肺的影响地位是由(关键词“吸烟,烟草烟”和所有副标题和“肺,肺”和所有的副标题)。其次,选择了吸烟的文章描述急性效应(关键字“急性”)。第三,所有的文章描述吸烟对氧化应激的急性效应,炎症介质,和炎症细胞在人类,动物和体外模型被选中。第四,一个特定的搜索是氧化应激(关键词“氧化应激”和所有副标题)。急性吸烟被定义为测量产生影响在24小时后烟雾暴露。时明确提及关于慢性阻塞性肺病慢性吸烟或使用。只包含研究描述主流香烟,香烟抽的数量不是一个选择标准。
结果
人类吸烟的严重影响
25研究吸烟(ACS)的急性效应在人类被确定(见表S1网上www.thoraxjnl.com/supplemental),16在氧化应激炎症和9。
所有的研究都是在慢性吸烟者肺功能正常。在13个研究吸烟者被指示不要吸烟在急性烟雾暴露之前,7和24小时之间的不同。十个研究没有提供信息在这两项研究受试者不指示不要吸烟。
炎症细胞
在慢性吸烟的数量增加中性粒细胞在血液和支气管肺泡灌洗液(BALF)。2 -4与ACS增加5和不变的中性粒细胞数量BALF中已报告。6急性烟雾暴露的数量没有影响BALF中单核细胞或白细胞的总数。6外周血嗜中性粒细胞增加(图1),7 -9而ACS后外周血嗜酸性粒细胞减少。8ACS有不同影响的子集血液淋巴细胞:CD19阳性B细胞的数量7和淋巴细胞总数被ACS抑郁,8而CD3阳性细胞和CD4 / CD8比率并没有改变。7在毛细管血液(手指)的嗜碱粒细胞总数减少。10分钟后抽两支烟10和脱粒嗜碱性细胞的数量增加。11
增加等离子体弹性蛋白酶水平在1小时和血液中性粒细胞计数1和2小时后在2小时8吸烟与不吸烟的。Abboud转载的等9与许可。
可以检查肺部嗜中性粒细胞动力学测量放射性标记的移除中性粒细胞在第一次通过肺循环。马克尼等显示中性粒细胞增加ACS使用这种方法后保留在肺部。12这增加中性粒细胞保留并不是由于肺血液动力学的差异,13但可能由于白细胞的可变形性下降14或增加粘附分子的表达l-selectin ACS后血液中性粒细胞。15
上皮通透性来衡量99米Tc-DTPA肺间隙16可以用来评估的干扰空域上皮屏障。ACS上皮通透性增加1小时后慢性吸烟者水平高于不吸烟者。5然而,吉尔等17没有显示上皮通透性差15分钟后ACS在慢性吸烟者。内皮渗透性,以放射性标记尿素,ACS后下降18但没有差异可以发现当使用放射性标记转铁蛋白通过PET扫描。19
氧化应激
吸烟的急性效应分析了氧化应激的标记呼出的空气,BALF和血液。大多数研究表明ACS后立即增加氧化应激,但在一些研究吸烟没有影响(表S1)。
5研究描述了ACS对氧化的影响标记呼吸冷凝和呼出的空气。在呼吸冷凝8-isoprostane,脂质过氧化作用的产品,增加15分钟后ACS(图2)20.和过氧化氢增加30分钟后烟雾暴露。21呼出一氧化氮(eNO)增加1和10分钟22但在另一项研究降低ACS后5分钟。23这种不一致可能反映了eNO测量和主题特征的差异。没有观察到不同eNO 15日2330到90分钟24在吸烟。呼吸冷凝ACS后硝酸盐的含量也增加了30分钟,但是亚硝酸盐和硝基酪氨酸水平没有变化。24
8-isoprostane浓度气冷凝在健康吸烟者吸烟和吸烟后15分钟,5个小时。从Montuschi转载等20.美国胸科学会的许可。
一项研究5调查了吸烟的影响在BALF氧化应激的标记,显示增加超氧化物释放BALF白血球和增加Trolox等效抗氧化能力(问题)。这一令人惊讶的结果可以用这一事实来解释研究的对象都是长期吸烟者,水平已经高BALF的相关问题。在细胞内无差异减少谷胱甘肽(GSH)或氧化谷胱甘肽(GSSG)白细胞或硫代巴比土酸活性物质(TBARS) BALF和上皮衬里流体(精灵)。
在外周血、硝酸盐、亚硝酸盐和半胱氨酸水平低迷后短时间内只有一个抽着烟。25没有区别观察中性粒细胞的活性氧中间体的生产。7在等离子体与BALF相比,TBARS增加26和问题在等离子体降低吸烟后1小时。5,26F的含量2-isoprostane,脂质过氧化作用的另一个产品没有改变等离子体,27可能是因为所有慢性吸烟者和本研究受试者已经高F2-isoprostane水平。
炎症介质
六个研究调查了ACS对炎症介质的影响,通常发现和招聘活动增加中性粒细胞和巨噬细胞。在BALF中,弹性蛋白酶活动增加6和白三烯B4(LTB4)从肺泡巨噬细胞释放(AMs)减少吸烟后1小时。28
在等离子体中,中性粒细胞弹性蛋白酶(NE)立即增加141小时后ACS(图1)。9白细胞三烯乙4D4(有限公司4),E4(LTE4)增加外周血ACS 20分钟后,立即和他们C3a和C5a浓度水平呈正相关。29日LTE4尿液中增加两个吸烟之后六个香烟。30.
急性香烟在动物模型的影响
我们已经确定了37个研究的急性影响香烟在动物模型(见表S2网上www.thoraxjnl.com/supplemental):31在氧化应激炎症和6。
大多数研究已经完成了豚鼠(n = 11),老鼠(n = 10),和大鼠(n = 10)。五个不同的烟雾暴露使用方法:只鼻子吸气,鼻子和嘴巴吸入,吸入气管内的,由麻醉面罩吸入,吸入通过室吸烟。香烟品牌之间的不同研究吸入的烟雾的总量,从3泡芙30香烟(表S2)。
炎症细胞
ACS主要增加AMs和动物肺组织中性粒细胞和BALF(表S2)。在肺组织肺实质AMs的体积分数31日和中性粒细胞的数量在气道壁(粘膜和外动脉外膜)增加ACS后6小时。31日,33肥大细胞的数量的航空公司也更高的ACS后6小时。32的情况则正好相反的嗜酸性粒细胞数量下降6日12,24小时后吸烟。32
除了三个BALF中大多数的研究34 -36立即显示AMs的数量增加,37 -391小时,37岁的38岁的406小时,408小时,41,ACS后24小时。40岁,42岁的43AMs的吞噬能力,这是重要的宿主防御,ACS后立即下降38岁的44岁的4512小时后恢复正常。38AMs的可行性在BALF也减少吸烟。46中性粒细胞的数量和百分比BALF增加1小时后,40岁,476小时,40岁,4815个小时,49和24小时。34岁,35岁,40 -43岁的50相比之下,四个研究没有发现吸烟的影响多形核细胞(中性粒细胞)要么立即36岁,37岁的39或在1小时37岁的49和24小时。49这种差异可能是因为动物物种的差异,剂量吸入方法或香烟。Dhami等34发现,小鼠中性粒细胞的数量48小时后恢复正常。中性粒细胞和单核细胞趋化性报道高1小时后烟比骗局暴露控制动物接触。48
所有研究两个51岁,52ACS在30分钟后显示上皮通透性增加32岁的39岁,53 -56和6个小时。40在两个研究32岁的4024小时后观察正常化上皮通透性。两种不同的解释提出了增强上皮细胞膜渗透率减损32岁的53岁,54岁的57或上皮细胞之间的空间的扩大。54布洛芬政府后上皮通透性进一步增强,53花生四烯酸代谢的作用。
氧化应激
急性吸入烟雾对氧化应激的标记的影响动物肺组织已报告,BALF和血液(表S2)。大多数研究表明ACS后直接增加氧化应激。
在大鼠肺组织大量的谷胱甘肽立即下降35岁,581小时后暴露于吸烟。40岁,592 - 6小时后谷胱甘肽水平恢复正常58岁的59或高于基线。35GSSG水平增加1小时,减少在6小时,ACS在24小时后恢复正常。40ACS半胱氨酸的含量没有影响,谷胱甘肽的合成的必需氨基酸,59但是它增加了一些其他的肺组织氧化应激的标记包括8-OhdG, 4-HNE,35岁,60诱导一氧化氮合酶(间接宾语)mRNA,内皮一氧化氮合酶(以挪士)mRNA。61年
BALF中细胞外谷胱甘肽显示立即减少,591小时和6小时后烟雾吸入。4024小时后谷胱甘肽浓度回到基线水平。40ACS也耗尽细胞内谷胱甘肽浓度。59它增加GSSG36和8-OHdG水平60和降低BALF水平的问题。36
血液中没有观察到影响烟雾吸入谷胱甘肽。59然而,ACS减少抗氧化剂methylumbelliferone葡糖苷酸和铁氧化酶35岁,62年和脂质过氧化增加,8-epi-PGF2α血液中脂质过氧化作用的标志。36
炎症介质
急性吸入烟雾对炎症介质的影响动物的肺组织中描述,BALF和血液(表S2)。
在肺组织,肿瘤坏死因子α(TNF-α)、巨噬细胞炎性蛋白(MIP)和巨噬细胞化学引诱物蛋白1 (MCP-1)基因表达增加2小时后烟雾吸入和正常化之后6小时。42岁的50岁,63年肺TNF-α增加2,6 - 24小时e-selectin增加6 - 24小时。63年
在3增加1小时后ACS BALF补充因素48和TNF-α释放AMs 8小时后增强。41相比之下,LTB4另一个重要的化学引诱物,ACS后直接下降。53Pessina等64年表明,白介素6 (IL)部分ACS后退化。
一项研究显示,增加弹性蛋白酶抑制能力(共同)BALF ACS之后,49但是另外两个研究显示减少EIC BALF中65年和等离子体。35此外,Churg等34岁,42岁的43岁的50显示一致的锁链素和羟脯氨酸,BALF中细胞外基质的降解产物,烟雾暴露动物6和24小时后(图3)。上述研究结果表明,急性烟雾接触可能导致对肺组织损害的影响。
锁链素和羟脯氨酸增加支气管肺泡灌洗液的老鼠6和24小时后急性吸烟。从Dhami转载等34美国胸科学会的许可。
只有两个研究已经发表在烟雾暴露对血液炎症介质的影响,显示髓过氧化酶(MPO)的增加66年LTB但没有变化4的水平。53
严重影响香烟的体外模型
六十二年研究的急性影响香烟在体外模型被确定(见表S3网上www.thoraxjnl.com/supplemental):50在氧化应激炎症和12。
许多不同的细胞和细胞株用于急性烟雾实验(表S3)。下列细胞最常见的描述:AMs (n = 12), II型肺泡上皮细胞系(A549, n = 10)和中性粒细胞(n = 10)。香烟烟雾暴露的方法研究之间的使用是不同的。五十三项研究用香烟烟雾提取物(CSE)和14使用整个香烟(CS)。CSE的浓度和时间之间的接触大大不同研究8×10的浓度不同−5香烟/毫升4香烟/毫升和曝光时间1秒,24小时之间的不同,分别。
炎症细胞
体外研究显示各种CS和CSE对不同的细胞特征的影响可能提供有用的信息,使人们更好地理解吸烟的影响体内。中性粒细胞和单核细胞的趋化活性的浮在表面的上皮细胞和成纤维细胞孵化CSE 3-24小时增加。67 -69年增加后减少脂肪氧合酶抑制剂和花生四烯酸代谢物抑制剂被添加。67 -69年相比之下,血液中性粒细胞的趋化反应直接暴露CS或CSE似乎降低了70年或不变。71年这表明,CSE对中性粒细胞趋化作用有间接影响。
人类中性粒细胞粘附II型肺泡上皮细胞线下降后直接暴露在CS,71年但人类中性粒细胞粘附主要牛支气管上皮细胞系(BBEC)增加在CSE孵化后24小时。72年人类单核细胞的粘附与人类脐静脉内皮细胞(HUVEC)和人类支气管上皮细胞(HBEC)也在CSE孵化时增加。73年,74年这可能源于CD11b粘附分子的表达增加,细胞间粘附分子1 (ICAM-1),内皮细胞白细胞粘附分子1 (ELAM-1)和血管细胞粘附分子1 (VCAM-1)。73年,75年CD18的表达在人类中性粒细胞增加在一项研究中76年但在另一个保持不变。71年令人惊讶的是,ACS的表达下降l-selectin中性粒细胞。76年
AMs的吞噬能力,腹膜巨噬细胞(PMs)和中性粒细胞减少在CS暴露和30分钟,24小时后2和CS。77 -80年增加小鼠AMs的吞噬能力被认为只在暴露于低剂量的CS。77年兔子AMs的蛋白质合成是抑郁CSE后直接接触,24小时后恢复。81年,82年
ACS会影响成纤维细胞在体外的功能。CSE抑制人类胚胎肺成纤维细胞的增殖(HFL1),83年纤连蛋白释放减少,84年,85年生存能力和成纤维细胞的蛋白质合成,81年,86年和抑郁成纤维细胞胶原凝胶收缩,介导的伤口修复的模型。84年,85年
肺泡上皮细胞的可行性和AMs和PMs降低ACS后浓度和时间依赖性的方式。46岁,77年,79年,87年主要鼠成纤维细胞不太容易引起的细胞死亡比小鼠AMs CSE。46六个研究表明,CSE 3-24小时内导致细胞凋亡在不同的细胞类型。86年,88 -92年然而,Wickenden等93年表明,CSE只暴露诱导坏死。这可能部分解释的事实不同的细胞类型和CSE浓度。有趣的是,两项研究表明,将细胞暴露在低浓度的CSE诱导细胞凋亡而高浓度导致坏死。91年,92年
两项研究94年,95年在体外显示上皮通透性增加20分钟,1小时后暴露在CS和CSE。谷胱甘肽减少这种影响,95年表明氧化剂为上皮通透性的增加作出贡献。其他有趣的急性CSE被发现的影响。首先,CSE抑制表面活性剂肺泡II型细胞分泌后20分钟的曝光。96年黑比诺等97年表明,表面活性剂可以防止氧化应激引起的CSE体外。这些结果有重要的临床意义由于表面活性剂在维持肺泡稳定和扮演一个角色在肺泡和支气管间隙(虽然不那么明显)。其次,Takeyama等98年表明,CSE粘蛋白合成增加肺粘液表皮样细胞线已经在24小时内。这表明快速upregulatory机制的可能性的粘液生产体内慢性吸烟者。减少粘液流在几分钟内纤毛上皮是CS。99年
氧化应激
12个研究调查了ACS对氧化应激的影响,所有显示暴露在CS后氧化应激增加。GSSG 30分钟后被释放One hundred.3小时内和细胞内谷胱甘肽降低ACS风险。86年,95年,101年测量后24小时内进行接触时,谷胱甘肽和γ-GCS实际上是增加,表明细胞对氧化应激的保护机制烟。102年后立即六喷出的烟雾,过氧化氢和过氧化物分子从CS可检测上皮细胞的细胞膜,103年预防的抗氧化剂。24小时后的孵化CSE,一氧化氮(NO)是内皮细胞释放。88年相比之下,伊诺表达式和硝酸盐释放刺激上皮细胞后被减少CSE曝光。104年磷酸戊糖途径、NADPH gluthatione还原酶的酶的来源,与CSE孵化后被激活的内皮细胞。One hundred.
炎症介质
所有的研究只有一个105年显示释放的增加引发各种细胞类型不同的曝光时间后CSE (HBEC 20分钟,105年4和8个小时在人类内皮细胞,106年6小时mRNA引发NCI-H292,107年在HBEC 12小时,108年和24小时HBEC和A549细胞株108年,109年)。消极的两项研究的结果可能解释为CSE的低浓度,使用CS CSE,或使用不同的细胞类型。
不一致的结果还发现IL-1β、TNF-α和可溶性ICAM(描述):IL-1β和描述增加HBEC 20分钟,1小时,24小时后暴露在CS94年,105年但当HBEC减少暴露在3和6个小时。105年IL-1βTNF-α释放增加,外周血单核细胞(PBMCs)暴露了5分钟110年但减少了3小时后暴露。111年TNF-α释放AMs时减少暴露在低浓度为1小时112年但增加了18个小时当暴露浓度较高的CSE。63年CSE没有影响描述释放HUVEC在24小时。113年引发的mRNA表达、IL-1β和描述增加30分钟后的孵化HBEC CSE。114年
吸烟已被证明有抑郁的影响在其他炎症介质在体外。LTB的释放4从AMs28和interferon-γ(IFN-γ)和2111年从人类PBMCs并不在CSE孵化后。的活动中分泌的il - 6和TNF-αAMs暴露在CS后减弱。115年CSE没有直接影响的释放不从人类血液中性粒细胞体外。116年
讨论
吸烟是主要的风险因素加速肺功能下降和慢性阻塞性肺病的发展。是已知的接触慢性烟对肺功能的影响和气道炎症,但缺乏数据的急性影响吸烟在这方面。似乎很重要的知道这些影响因为重复急性烟雾影响可能构成潜在的因果链导致最终的慢性影响。
我们已经确定了123项研究调查急性CS对炎症细胞的影响,氧化应激和炎症介质在人类,动物和体外模型。各种香烟品牌,没有一个过滤器和研究了不同剂量,从1吹到30香烟。不同的时间点和几个身体隔间在人类和动物进行了调查。一个广泛的信息集合因此被收购,但各种性质。
的问题之一的比较不同的研究方式的区别是人类,动物和体外模型暴露在吸烟。首先,尽管动物比人类更小的肺表面,本文表明,动物比人类暴露于更多的香烟(中位数5香烟(范围0.9 - -34)v平均2香烟(范围- 24))。其次,在体外研究主要用于CSE而几乎所有人类和所有的动物暴露在CS。CSE的构成和CS具有重要的差异,尤其是对水不溶性物质和自由基。117 -119年因此,因此,不同模型的结果不能简单比较。
综述我们提供了数据感兴趣的和重要性在疾病一般吸烟的危害。我们已经表明,ACS趋化中性粒细胞和巨噬细胞激活这些细胞。此外,急性烟雾暴露导致组织损伤,建议通过增加产品的脂质过氧化和基质降解产物。一个非常有趣的发现是ACS的抑制效应的嗜酸性粒细胞数量和一些炎性细胞因子。很可能是这种抑制效应的结果抗炎一氧化碳(CO)在香烟烟雾或肺部炎症细胞产生的。120年
炎症细胞
综述表明,中性粒细胞已经吸引和激活后第一个泡芙CS的人类和动物研究。符合这一点,中性粒细胞趋化现象的活动增加的浮在表面的上皮细胞暴露于CS观察体外。
ACS诱发动物肺组织和BALF AMs的数量增加,但不是人类BALF中。这可能是由于短时间间隔或使用低剂量的烟。此外,增加单核细胞趋化活性BALF和浮在表面的上皮细胞暴露于CS观察。嗜酸性粒细胞似乎发挥了作用在稳定的慢性阻塞性肺病患者的一组中121年在那些与慢性阻塞性肺病急性加重。122年ACS直接动物BALF中嗜酸性粒细胞数量增加。37有趣的是,两个其他的研究8日,32显示抑制烟雾的影响在人类血液中嗜酸性粒细胞的数量和动物组织。这可能反映了当地Th1-Th2类型平衡或抗炎细胞因子变化的影响等烟雾的物质有限公司123年,124年
ACS在细胞凋亡和坏死的影响主要在体外研究调查。有趣的是,两项研究表明,细胞接触低浓度的CSE诱导细胞凋亡,但高浓度的CSE导致坏死。91年,92年因为(炎症)的细胞凋亡细胞与细胞外基质的伤害减少,人们甚至可能假定,吸烟者每天抽烟间歇性或只有几支不太可能患肺损伤比那些抽很多香烟链。
ACS空气空间上皮通透性增加了人类,动物,体外研究。这增加了接触CS和后一个小时内发生在24小时内恢复正常。从理论上讲,上皮屏障的损伤可能加强有毒物质在肺的破坏性影响。
ACS也抑制成纤维细胞的功能,是重要的在肺的修复过程。气道上皮细胞的损伤和修复过程已经被广泛的研究在慢性气道疾病。假设这些重复的损伤和修复过程可能导致气道病理发展的慢性气道炎症性疾病。125年重复急性烟雾暴露可能导致这样的不可逆的损害,特别是在成纤维细胞不正常运作。更多的研究在这个问题上应该执行加强这一假设。
总结,ACS增加炎症所反映的增加肺中性粒细胞和巨噬细胞的数量。它减少了重要的定性细胞特点,修复机制和保护上皮屏障。此外,ACS导致嗜酸性粒细胞的数量减少,说明一个可能的地方转变Th1-Th2类型细胞因子平衡或一个有限的抗炎作用。
氧化应激
ACS增加氧化应激的标记在所有三个模型(人类、动物和体外)。没有和谷胱甘肽是唯一两个参数在所有模型进行了调查。后24小时内没有及其相关物质增加烟雾暴露。谷胱甘肽(GSSG比率,反映出重要的氧化剂和抗氧化剂保护之间的平衡,减少后急性烟雾暴露在动物和体外研究而不是单一研究发表在人类。这种差异可以解释为不同的物种,烟雾剂,或隔间(人类BALF和动物肺匀浆)。
有趣的是,ACS甚至导致损伤细胞膜脂肪酸,以增加降解产物的脂质过氧化作用在人类(呼出空气和等离子体)20.26和动物(BALF和肺组织)。35岁,60没有体外研究调查急性烟雾对脂质过氧化的影响产品被发现。
因为不同的时间点在24小时内被研究,它允许我们观察氧化应激的时间响应。在人类所有的氧化标记增加后的第一个小时内ACS和大多数标记在90分钟内恢复正常。呼出的空气是第一个隔间,增加氧化应激标记可以观察到,其次是BALF和血液。在动物氧化应激的标记变化在第一个ACS后6小时,在24小时内恢复正常。在所有隔间(肺组织、BALF和血)谷胱甘肽或其衍生品抑郁在同一时期内,表明ACS的普遍反应。在人类中,只有少数时间点已经在体外研究模型。最初的谷胱甘肽的耗竭后ACS似乎是紧随其后的是谷胱甘肽增加24小时后,表明细胞对氧化应激的保护机制烟。102年GSH / GSSG平衡的重要性,一些研究中所示。谷胱甘肽添加到实验时氧化应激和炎症反应引起的烟都是可以预防的。
总之,ACS立即增加氧化应激的标记所有的模型,甚至导致破坏细胞膜。谷胱甘肽(GSSG平衡中扮演一个重要的角色在急性肺保护对抗氧化剂在CS。
炎症介质
ACS引发广泛的炎症反应(pro)。这三个模型(人类、动物和体外)研究了ACS对NE的影响,白细胞三烯,il - 6。有趣的是,不被释放后仅几个小时CS的低剂量,在动物和人类。相比之下,直接接触人类中性粒细胞在体外4分钟并不影响NE的释放。这表明CS不影响不直接由中性粒细胞释放,表明当地在越来越多的这种反应微环境可能有作用。另一个可能的解释是体外接触时间太短来激活这些细胞。
不一致的结果已经被证明对白细胞三烯ACS的影响,增加(人类,体外),减少(动物、体外),或没有影响(动物)。这可能是由于香烟剂量的差异,细胞类型,或物种的研究。53
il - 6,它扮演了一个角色在先天和适应性免疫,也是在所有模型进行研究。肺泡巨噬细胞il - 6活性降低体外烟雾暴露和il - 6退化后大鼠BALF的增加。64年,115年没有发现ACS的影响在人类血液的il - 6水平,7表明ACS只能有抑郁影响本地的支气管树或补偿由其他细胞il - 6生产。
体外,ACS增加释放引发从上皮和内皮细胞细胞系。这是符合观察中性粒细胞增加在人类和动物ACS之后,这表明引发的化学引诱物暴露在ACS后中性粒细胞。
ACS的抑制效应被认为在某些炎症介质(TNF-α、IFN-γLTB4和2)体外。28日,111年,112年,115年这种抑制效应可能导致从CS公司或由血红素oxygenase-1 (HO-1)在肺部炎症细胞。120年
总之,ACS会干扰之间的平衡等蛋白酶及其抑制剂,可能导致早期的组织损伤。此外,它增加引发的可能导致中性粒细胞的趋化性ACS后发现。有趣的是,ACS在一些炎症介质有抑制作用,可能是由于公司的抗炎效果。
敏感的吸烟者
一个重要的问题在调查的发展慢性阻塞性肺病是如何确定易感吸烟者。烟雾暴露的差异和遗传因素不给出完整的答案。综述我们描述急性减少烟雾暴露后的谷胱甘肽(GSSG比率。这减少了氧化剂的吸烟者在风险的CS第一次接触后不久。的程度和速度的谷胱甘肽(GSSG平衡恢复可能决定在某种程度上程度的易感性。蛋白酶之间的平衡和antiproteases可能也有作用,但研究执行日期显示相互矛盾的结果。一项研究表明,NE和启德集团在动物BALF同时增加烟雾暴露后,建议保护机制。然而,急性烟雾暴露在其他三个研究显示增加基质降解产物锁链素BALF和羟脯氨酸在动物。这支持的假设的能力保持蛋白酶和antiproteases之间的平衡是至关重要的对蛋白水解作用保护肺。最后,多态性HO-1子地区被描述在COPD患者,导致生产HO-1较低。126年本文表明ACS减少嗜酸性粒细胞的数量和一些炎症介质可能引起的抗炎HO-1公司当地生产的肺。有人可能会假定,在吸烟者,HO-1罹患慢性阻塞性肺病的易感性表达是很重要的。更多的研究在急性吸烟与更大的组织应该进行进一步解开这个复杂的但非常重要的问题。
结论
综述表明,急性吸烟模型是一个相对容易的和敏感的方法调查具体的香烟烟雾对氧化应激和炎症的影响。我们已经表明,ACS趋化中性粒细胞和巨噬细胞激活这些细胞。一个有趣的发现是ACS的抑制效应的嗜酸性粒细胞数量和一些炎性细胞因子,可能解释为当地Th1-Th2类型细胞因子平衡的转变或公司的抗炎作用。重要的是,甚至急性烟雾暴露可能导致组织损伤,所显示的产品增加脂质过氧化和细胞外基质蛋白的降解产物。综述支持了这样一种观点:氧化剂和抗氧化剂之间的不平衡和蛋白酶与antiproteases易感吸烟者可能扮演重要的角色,它已成为有效的组织修复明显干扰也值得关注(图4)。它是什么,但是,很难得出结论,因为小样本大小的研究,本质区别人类、动物和体外模型,和其他方法上的差异。急性吸烟模型是一个有用的补充其他方法研究吸烟的影响,并且至今underinvestigated干预方法研究吸烟相关的疾病,如慢性阻塞性肺病。
总结急性吸烟的影响。数据从人类、动物和体外研究。ECM,细胞外基质。
引用
补充材料
脚注
本文从阿斯特拉捷利康赠款支持。