Слизь при хроническом бронхите

Исследователи из США описали, как концентрация муцинов — белков, связанных с образованием слизи — аномально высока при хроническом бронхите, и обратили внимание на то, что высокие концентрации муцина связаны с тяжестью заболевания у людей с хроническим бронхитом. Это открытие может стать первым в истории объективным маркером хронического бронхита и привести к созданию диагностических и прогностических инструментов.
До сих пор у специалистов не было понимания затронутых биологических путей, вызывающих накопление слизи в легких, а также не существовало диагностического теста на хронический бронхит. Исследователи пытаются это изменить.
Это исследование также повышает вероятность того, что разработка новых лекарственных средств для снижения концентрации муцина может помочь облегчить симптомы бронхита и предотвратить прогрессирование заболевания у пациентов с хроническим бронхитом.
По словам ученых, до сих пор ничего не было известно о том, что вызывает накопление слизи в дыхательных путях пациентов с хроническим бронхитом, и единственный способ диагностировать хронический бронхит основывался на том, что говорит пациент. Это исследование является прорывом в понимании этого серьезного состояния, которое затрагивает миллионы людей по всему миру.
Хронический бронхит характеризуется повторяющимися приступами воспаления дыхательных путей, сопровождающимися устойчивым образованием кашля и мокроты. Он отличается от острого бронхита, который обычно развивается после простуды или гриппа и длится всего несколько недель. Хотя хронический бронхит имеет множество причин, на сегодняшний день наиболее распространенной является курение. Курильщики с хроническим бронхитом склонны к бактериальным инфекциям и сталкиваются с высоким риском развития более изнурительной формы воспаления дыхательных путей, известной как хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ), которая является третьей ведущей причиной смерти в Соединенных Штатах.
Ключевой тайной является то, что именно приводит к накоплению слизи в легких пациентов с хроническим бронхитом, которое вызывает симптомы и прогрессирование заболевания. Это исследование предполагает, что нарушение в нормальной гидратизации поверхности дыхательных путей приводит к увеличению концентрации муцина и накоплению слизи в легких. Этот процесс затем приводит к образованию мокроты и хроническим инфекциям дыхательных путей, характерным для пациентов с хроническим бронхитом.
Специалисты хотели понять, смогут ли они использовать новые данные для прогнозирования риска, точно так же, как используются измерения холестерина для прогнозирования сердечно-сосудистых заболеваний. Это важный шаг вперед для исследований ХОБЛ. Понимание того, как характеристики слизи связаны с серьезностью и симптомами болезни может помочь разработать новую терапию ХОБЛ, а также новые способы прогнозирования того, кто больше всего выиграет от различных методов лечения.
Одной из основных функций слизи является захват патогенов и очищение от них легких. Но если слизь становится слишком плотной и липкой, она накапливается в легких и начинает работать против человека, закупоривая дыхательные пути и позволяя бактериальным инфекциям развиваться.
Чтобы проверить гипотезу, команда ученых проанализировала образцы мокроты около тысячи курильщиков и некурящих, участвующих в национальном исследовании ХОБЛ. Оказалось, что слизь довольно трудно изучать. Муцины представляют собой крупные, липкие и хрупкие полимеры; их склонность к скоплению и разрыву усложняет их измерение.
Основываясь на своей предыдущей работе по анализу муцинов, участвующих в кистозном фиброзе, авторы разработали инновационный протокол тестирования для измерения общей концентрации муцина и двух преобладающих муцинов, обнаруженных в мокроте — MUC5AC и MUC5B. Проводя образцы мокроты через тесты, исследователи обнаружили сильную связь между концентрациями муцина и тяжелым состоянием и симптомами при хроническом бронхите.
У здоровых людей слизь состоит примерно из 98% воды и 2% твердых веществ (в основном муциновых белков). У людей с хроническим бронхитом общая концентрация муцинов увеличена почти вдвое. Гидратация слизи настолько важна, что разница между наличием слизи с 2% муцинами против 4% может означать разницу между нормальным дыханием и наличием уплотнений, которые забивают дыхательные пути.
Оптимальное количество муцинов, по-видимому, очень важно при очистке от слизи, отметили авторы. Поскольку эти молекулы настолько велики, удвоение концентрации муцина играет важную роль в динамике транспортировки слизи, делая концентрацию муцина ключевым фактором.
Исследование значимо не только потому, что предполагает, что муцины могут использоваться в качестве биомаркера для диагностики и прогнозирования риска хронического бронхита, но также потому, что предлагает новые научные инструменты для измерения концентрации муцина.
В качестве следующего шага планируется поиск способов перевода результатов в практический тест, который мог бы найти применение в кабинетах врачей не только для хронического бронхита, но также и для других заболеваний легких, например в случае бронхиальной астмы.
Исследователи заявили, что в дополнение к помощи врачам в диагностике хронического бронхита, их работа может открыть двери для новых методов лечения, которые направлены на восстановление нормального слизистого баланса за счет сокращения количества муцинов, произведенных внутри воздушных путей или регидратации поверхностей дыхательных путей. Такая терапия может потенциально помочь облегчить бремя хронического бронхита и других слизисто-обструктивных заболеваний легких.

Источник: New England Journal of Medicine

Лечение пневмонии: новые открытия

Натриевые каналы в клетках играют важную роль в предотвращении разрушения капилляров и потенциальном ухудшении здоровья — например, при развитии таких состояний, как пневмония, сообщают ученые.
Согласно исследованию, эту барьерную функцию усиливает TIP-пептид. Такая защита работает даже перед лицом пневмолизина — токсина, выделяющегося в большом объеме в ответ на терапию антибиотиками для уничтожения бактерий, вызывающих пневмонию. Токсин может создавать крошечные отверстия в естественных барьерах как капилляров, так и воздушных мешков в легких. Результатом может стать вторая и потенциально смертельная волна накопления жидкости в легких примерно у 20% больных с тяжелой пневмонией.
Ученые показали, что эти каналы присутствуют в капиллярных эндотелиальных клетках человека и играют важную роль в защите от пневмолизина. Также было представлено больше доказательств того, что нацеливание на эти каналы с помощью TIP-пептида является надежной стратегией для снижения опасного объема жидкости в легких. Исследования проводились в эндотелиальных клетках, которые содержатся в капиллярах легких.
Крошечные капилляры и воздушные мешочки или альвеолы в легких имеют тонкие стенки, которые позволяют капиллярам забирать кислород из воздушных мешков и переносить его в остальные части тела. Токсин делает обычную плотную прокладку капилляров протекающей, поэтому кровь и другая жидкость могут попасть в легочную ткань, даже в воздушные мешочки. Легкие могут переполниться жидкостью, и организм не получит необходимый ему кислород. Точно так же на натриевые транспортные каналы в воздушных мешках негативно воздействует токсин.
Функция эпителиального натриевого канала (ENaC), которая обычно способствует выходу жидкости из воздушных мешков, является еще более востребованной в условиях пневмонии, но токсин снижает его функционирование как в воздушных мешках, так и в капиллярах.
Команда ученых обнаружила, что в капиллярах легких важная субъединица ENaC, называемая ENaC-альфа, также важна для усиления барьерной функции кровеносных сосудов. Пептид TIP связывается с ENaC-альфа, значительно укрепляя барьер в эндотелиальных клетках человека, подвергшихся воздействию токсина.
Пациентов лечат антибиотиками, но проблема в том, что как только бактерии уничтожаются в большом количестве, высвобождается огромное количество токсина в легких, и эти токсины создают отверстия, буквально дыры в мембранах каждой клетки, содержащей холестерин.
Пульмонологи и другие специалисты признают последующие проблемы, которые могут возникнуть в результате высоких уровней токсина пневмолизина, но в настоящее время не имеют прямого решения. Вентиляция легких может помочь проходу кислорода через наполненные жидкостью мешочки, но при этом существует риск попадания в легкие еще большего количества токсинов, а также физического ущерба легочной ткани.
В настоящее время нет возможности заранее определить, какие пациенты испытают эту «вторую волну» осложнений. Особенно уязвимы дети, потому что их иммунные системы также оказывают энергичное нападение на вторгающуюся бактерию, и поэтому после воздействия на бактерии получается еще больше токсинов. По данным Всемирной организации здравоохранения, пневмония является одной из основных причин смерти детей в возрасте до пяти лет по всему миру, наряду с преждевременными осложнениями при рождении, асфиксией, диареей, малярией и недоеданием.
В 2014 году ученые установили с помощью животных моделей, что пептид TIP помогает держать натриевые каналы внутри воздушных мешков открытыми. Результаты клинического исследования, проведенного Венским университетом, показали, что у пациентов с более тяжелым легочным отеком, которые использовали вентиляцию легких, при ингаляционной обработке пептидом Tip наблюдалось уменьшение количества жидкости в легких.

Источник: Frontiers in Immunology