Efectul obezității asupra modificărilor acute ale funcției, reactivității și inflamației căilor respiratorii induse de ozon

iro.waykun.com - Pași pentru a slăbi mâine

Centrul de afiliere pentru medicină de mediu, astm și biologie pulmonară, Universitatea din Carolina de Nord la Chapel Hill, Chapel Hill, Carolina de Nord, Statele Unite ale Americii

Centrul de afiliere pentru medicină de mediu, astm și biologie pulmonară, Universitatea din Carolina de Nord la Chapel Hill, Chapel Hill, Carolina de Nord, Statele Unite ale Americii

Divizia de afiliere a cercetării intramurale, Institutul Național de Științe ale Sănătății Mediului, Institutele Naționale de Sănătate, Departamentul de Sănătate și Servicii Umane, Research Triangle Park, Carolina de Nord, Statele Unite ale Americii

William D. Bennett,
Sally Ivins,
Neil E. Alexis,
Jihong Wu,
Philip A. Bromberg,
Sukhdev S. Brar,
Gregory Travlos,
Stephanie J. Londra

Cifre

Abstract

Am observat anterior scăderi mai mari ale funcției pulmonare induse de ozon la femeile obeze decât femeile non-obeze. Modelele animale sugerează că obezitatea îmbunătățește reactivitatea și inflamația căilor respiratorii induse de ozon. Într-un studiu de expunere controlată, am comparat efectul acut al expunerii randomizate la 0,4 ppm de ozon și aer (2 ore cu exerciții intermitente de lumină) la obezi (N = 20) (30 2, circumferința taliei ≥ 35 în) și 20 greutate normală (IMC 2), circumferința taliei ≤ 29,5 in). Procentul de grăsime corporală a fost măsurat prin analiza impedanței bioelectrice (BIA) (Quick Medical, Snoqualmie, Wash.). Am încercat să potrivim compoziția etnică dintre cohortele obeze și cele cu greutate normală cât mai aproape posibil. Subiecții care au participat la studiu au fost supuși unei evaluări amănunțite de screening medical, inclusiv examen fizic. Subiecții au fost excluși dacă au avut o afecțiune cronică considerată drept o contraindicație a studiului de expunere, de exemplu, boli cardiovasculare semnificative, diabet care necesită medicamente, boli renale cronice sau boli tiroidiene cronice.

Design de studiu

Într-o zi de antrenament (fără exerciții fizice) înainte de prima zi de expunere, s-au efectuat spirometrie, provocare cu metacolină și inducerea sputei pentru a testa subiectul pentru incluziune/excludere și pentru a compara aceste obiective cu cele asociate combinației de exercițiu și expunere.

Provocarea cu metacolină

Modele de respirație continuă

În fiecare zi de expunere, subiectul a fost echipat cu o vestă Lifeshirt (Vivometrics, Inc., Ventura, CA) care a permis măsurarea continuă a modelului de respirație (volumul mareelor și frecvența respiratorie) prin pletismografie cu inductanță respiratorie [12]. Modificările inductanței asociate cu expansiunea/contracția toracică și abdominală au fost calibrate la un volum fix de 800 ml înainte de expunere și comparate/corectate cu măsurătorile medii ale volumului pneumotachografului în timpul perioadelor de exercițiu. Volumul mediu al mareelor, rata de respirație, ventilația minută și frecvența suspinelor au fost analizate din înregistrarea Lifeshirt după expunere. Un suspin a fost definit ca orice respirație care a fost de peste 2,5 ori volumul median al mareei. Coordonatorul studiului a monitorizat frecvența tusei în timpul expunerilor.

Diferențiale induse de spută și celule

Inducerea și procesarea sputei au fost efectuate conform metodelor publicate anterior [13]. Pe scurt, subiecții au inhalat concentrații crescânde (3%, 4% și 5%) de soluție salină hipertonică timp de 7 minute fiecare, pentru un total de 21 de minute. Dopurile de spută selectate manual au fost cântărite și tratate cu 0,1% ditiotreitol (DTT) pentru dispersia celulelor și a mucusului. După centrifugare, numărul de celule diferențiale a fost analizat din diapozitive colorate (Diff-Quik), pe baza a 400 de celule, și exprimate ca procent din celulele epiteliale non-scuamoase totale. Probele de spută conțineau cel puțin 120.000 celule totale pentru analiză, un număr diferit de celule conținând mai puțin de 40% celule epiteliale scuamoase și o viabilitate celulară de cel puțin 50%, reducând astfel variabilitatea în recuperarea celulelor și contaminarea celulelor epiteliale scuamoase.

Biomarkeri de sânge și spută

Supernatantele plasmatice și expectorate induse și pre-expuse au fost analizate prin imunoanaliză pentru concentrații de CRP, leptină, adiponectină, IL-6, IL-1β, IL-8, TNF-a pe un Imager 2400 (Meso Scale Discovery, Gaithersburg, MD), folosind reactivi umani specifici obținuți de la producătorul instrumentului. Kituri validate sunt proiectate și dezvoltate pentru a oferi atât performanță ridicată, cât și consistență în cadrul și între loturile de kituri (V-PLEX (Mesoscale Discovery) utilizând curbe standard pentru toate testele [14]. Toate analizele probei au fost efectuate în duplicat și mediat pentru a furniza finalul măsurați plasma asociată cu un anumit subiect și condiție de expunere. Probele de plasmă au fost evaluate folosind metodele furnizate împreună cu reactivii. Analizele supernatantelor din spută au fost efectuate în urma unei etape suplimentare de prediluție a probei, recomandată de producătorul reactivului, adică PBS plus 1% BSA (IL - 6, IL-1β, IL-8, TNF-a) sau soluția 1% blocantă A furnizată (CRP) sau diluantul 100 furnizat (adiponectină).

Analize statistice

Comparațiile de grup au fost făcute prin teste de eșantioane independente și diferențele dintre provocarea de aer curat și ozon prin analiză pereche (P 370 ng/ml) în concordanță cu expunerea la fum mare de țigară [16] și, prin urmare, au fost eliminate din analiza sumară a datelor. Toți ceilalți subiecți au prezentat concentrații de cotinină în urină.

Ambele grupuri au prezentat scăderi semnificative (expunere pre-post) în FVC, FEV1, IC (capacitate inspiratorie) și sGaw (conductanță specifică a căilor respiratorii) pentru ozon vs. expunere la aer curat (p Tabelul 3. Scăderi medii (SD) în variabilele funcției pulmonare (delta% cădere) exprimate ca) (Pre-Post Ozone)/Pre Ozone) - (Pre-Post Air/Pre Pre Air)) X 100.

Scorul mediu total al simptomelor după ozon a fost scăzut pentru ambele grupuri și nu a fost diferit (4,7 +/- 5,4 și 3,5 +/- 2,9 pentru greutatea normală și respectiv pentru obezi). Subiecții obezi au avut tendința de a raporta mai multă durere la inspirația profundă (PDI) după expunerea la ozon (11/19 (obezi) vs. 5/19 (normali) au raportat răspunsuri diferite de zero: răspuns mediu = 0,9 +/- 0,9 (obez) vs. 0,4 +/- 0,8 (normal), p = 0,10). În cadrul grupului obez, scăderea medie delta% a FVC a avut tendința de a fi mai mare la cei care raportează expunerea la ozon PDI (14,5 +/- 8,2 față de 9,3 +/- 6,4), deși diferența nu a fost semnificativă statistic (p = 0,16). În cadrul grupului normal nu a existat nicio diferență în scăderea% delta a FVC pentru cei care au raportat PDI vs. cei care nu au făcut-o. În cele din urmă, grupul cu greutate normală a avut tendința de a raporta o severitate mai mare a tusei după expunerea la ozon comparativ cu grupul obez (1,05 +1,22 vs. 0,47 +/- 0,84 respectiv, p = 0,10).

Numai un subiect obez a fost reactiv la metacolină în ziua de antrenament, adică PD20 ≤ 10 mg/ml inhalare de metacolină. Rezultatele reactivității post-expunere (3 ore) la metacolină pentru expunerea la aer curat și ozon și fiecare grup de studiu sunt prezentate în tabelul 4. Nu a existat nicio diferență în numărul de respondenți (acei subiecți care au demonstrat reactivitatea căilor respiratorii la metacolină ca răspuns la expunere) sau în PD20 pentru respondenți între subiecții obezi și cu greutate normală, fie pentru expunerea la ozon, fie la aer curat. Subiectul obez care a răspuns la 0,625 mg/ml după expunerea la aer curat nu a fost contestat în ziua expunerii la ozon din motive de siguranță. FEV1 al acestui subiect scăzuse cu 30% imediat după expunerea la ozon și nu revenise la un nivel mai mare de 70% prevăzut la 3 ore după expunere (timpul alocat pentru provocarea cu metacolină). Pentru ambele grupuri de studiu, acei indivizi care au răspuns la expunerea la aer curat au fost, de asemenea, respondenți după expunerea la ozon.

Răspunsul definit prin scăderea cu 20% a FEV1 la ≤ 10 mg/ml. PD20 = doza la care FEV1 scade cu ≥ 20%.

Parametrii de odihnă și respirație pentru exerciții asociați cu expunerile sunt prezentați în Tabelul 5. Viteza medie a benzii de rulare pentru a realiza o ventilație de exerciții minute similară în cea normală vs. grupul obez a fost semnificativ diferit (3,3 +/- 0,3 vs. 2,4 +/- 0,4 mph respectiv, p Tabelul 5. Modele de respirație (medie (SD)) măsurate prin pletismografie de inductanță respiratorie.

N = 18 pentru obezi, datele unui subiect nu au fost înregistrate.

Concentrațiile plasmatice medii înaintea expunerii citokinelor și hormonilor adiposi pentru obezi și greutatea normală sunt date în Tabelul 7. Leptina plasmatică inițială și CRP au fost respectiv de aproximativ 5 și de 2 ori mai mari la obeză vs. subiecții cu greutate normală (p. Tabelul 7. Rezumatul (mediu și SD) al hormonilor adiposi plasmatici inițiali și al chimiochinelor (media a două pre-expuneri pentru fiecare subiect).

Domenii de subiect

Pentru mai multe informații despre domeniile PLOS, faceți clic aici.

Dorim feedback-ul dvs. Aceste domenii de subiect au sens pentru acest articol? Faceți clic pe țintă lângă zona subiect incorectă și anunțați-ne. Multumesc pentru ajutor!

Este subiectul „Obezitate” aplicabil acestui articol? da nu