Przewlekły stan zapalny — cichy pożar, który podpala choroby?

Cel badania: Zapalenie jest ważną fizjologiczną odpowiedzią organizmu, służącą przywróceniu homeostazy w reakcji na bodźce patogenne lub uszkadzające. Jednak utrzymywanie się szkodliwego czynnika wyzwalającego lub niewystarczające wygaszenie procesu może prowadzić do stanu przewlekłego zapalenia o niskim nasileniu.

Wyniki: Stan ten jest silnie związany z rozwojem kilku coraz powszechniejszych i poważniejszych chorób przewlekłych, takich jak otyłość, nowotwory i choroby sercowo-naczyniowe, zwiększając ogólną chorobowość i śmiertelność na całym świecie. Obecna pandemia chorób przewlekłych podkreśla potrzebę zajęcia się przewlekłym stanem zapalnym, jego mechanizmami patogennymi oraz potencjalnymi środkami zapobiegawczymi, które pozwolą ograniczyć jego obecny, powszechny wpływ. Niniejszy przegląd omawia aktualną wiedzę i luki badawcze dotyczące związku między przewlekłym stanem zapalnym o niskim nasileniu a chorobami przewlekłymi, koncentrując się na otyłości, chorobach sercowo-naczyniowych, chorobach układu pokarmowego i nowotworach. Analizujemy najnowsze osiągnięcia w wybranych aspektach tego zagadnienia oraz proponujemy przyszłe kierunki i podejścia w tej dziedzinie.

Cel badania: Zmniejszony poziom aktywności fizycznej w codziennym życiu ludzi prowadzi do rozwoju zespołów metabolicznych lub zaburzeń związanych z wiekiem. Obecnie wiadomo, że przewlekły stan zapalny jest podstawowym stanem patologicznym, w którym komórki zapalne, takie jak neutrofile i monocyty/makrofagi, naciekają tkankę tłuszczową i inne tkanki oraz gromadzą się w nich, gdy ludzie stają się otyli wskutek przejadania się i/lub braku aktywności fizycznej.

Wyniki: Przewlekły stan zapalny uczestniczy również w sarkopenii, powodującej obniżenie sprawności u osób starszych, demencji, osteoporozie lub nowotworach, a także niekorzystnie wpływa na wiele chorób przewlekłych i oczekiwaną długość życia w zdrowiu. W niniejszej pracy przedstawiono zarys takich badań w kontekście zapalenia homeostatycznego, które występuje przewlekle na skutek działania układu odporności wrodzonej i jego nieprawidłowości, koncentrując się na skuteczności ćwiczeń fizycznych z punktu widzenia immunologii i stresu oksydacyjnego. Przedstawiono i opisano również prewencyjne działanie składników żywności funkcjonalnej stosowanych w połączeniu z ćwiczeniami. Omówiono wyzwania i przyszłe kierunki badań nad rolą ćwiczeń fizycznych w kontrolowaniu przewlekłego stanu zapalnego.

Cel badania: Ostre reakcje zapalne są niezbędne do zwalczania patogenów i naprawy tkanek, ale mogą również powodować poważne uszkodzenia uboczne. Konieczna jest ścisła regulacja odpowiedzi, aby zminimalizować uszkodzenia organizmu gospodarza, jednak w obliczu przewlekłych zakażeń i związanych z wiekiem zaburzeń regulacji odporności procesy zapalne mogą wywierać liczne szkodliwe skutki na organizm.

Wyniki: Ostre reakcje zapalne są niezbędne do zwalczania patogenów i naprawy tkanek, ale mogą również powodować poważne uszkodzenia uboczne. Konieczna jest ścisła regulacja odpowiedzi, aby zminimalizować uszkodzenia organizmu gospodarza, jednak w obliczu przewlekłych zakażeń i związanych z wiekiem zaburzeń regulacji odporności procesy zapalne mogą wywierać liczne szkodliwe skutki na organizm. Oznaki ogólnoustrojowego stanu zapalnego o niskim nasileniu, powszechnie wykrywane u osób starszych, są związane z wieloma przewlekłymi chorobami związanymi ze starzeniem się i mogą nawet przyczyniać się do ich powstawania. Celem tego artykułu jest przegląd najnowszej literatury z ostatnich dwóch lat, zawierającej nowe dane na temat wzajemnych powiązań między stanem zapalnym a przewlekłymi chorobami związanymi ze starzeniem się.

Cel badania: Zapalenie to szeroki zespół reakcji fizjologicznych na obce organizmy, w tym ludzkie patogeny, cząsteczki pyłu i wirusy. Zależnie od różnych procesów zapalnych i mechanizmów komórkowych zapalenia dzieli się głównie na ostre i przewlekłe.

Wyniki: Powstawanie wolnych rodników z różnych źródeł biologicznych i środowiskowych wynika z zaburzenia równowagi naturalnych przeciwutleniaczy, co z kolei prowadzi do różnych chorób związanych ze stanem zapalnym. W niniejszym artykule przeglądowym przedstawiliśmy proces zapalny i jego mechanizmy komórkowe uczestniczące w rozwoju różnych przewlekłych chorób współczesnego człowieka. Ponadto omówiliśmy rolę uszkodzeń tkanek wywołanych przez wolne rodniki, obrony przeciwutleniającej i mechanizmów molekularnych w przewlekłych chorobach/zaburzeniach zapalnych. Usystematyzowana wiedza na temat roli zapalenia i związanych z nim niekorzystnych skutków może zapewnić jasne zrozumienie sposobów opracowywania innowacyjnych celów terapeutycznych pochodzenia naturalnego, przeznaczonych do tłumienia różnych chorób związanych z przewlekłym zapaleniem.

Cel badania: Uważa się, że zapalenie jest jedną z głównych przyczyn zapoczątkowania różnych chorób przewlekłych, takich jak astma, nowotwory, choroby sercowo-naczyniowe, cukrzyca, otyłość, nieswoiste zapalenia jelit, osteoporoza oraz choroby neurologiczne, takie jak choroba Parkinsona.

Wyniki: Coraz więcej dowodów naukowych wskazuje, że markery zapalne, takie jak TNF-α, IL-1, IL-6, IL-8 i CRP, oraz różne czynniki transkrypcyjne, takie jak NF-κB i STAT, są głównymi czynnikami regulującymi te choroby zapalne. Wykazano, że bioaktywne peptydy pochodzące z białek żywności wykazują działanie przeciwzapalne poprzez hamowanie lub ograniczanie ekspresji tych biomarkerów zapalnych i/lub modulowanie aktywności tych czynników transkrypcyjnych. Niniejszy przegląd ma na celu omówienie różnych celów molekularnych i mechanizmów leżących u podstaw działania peptydów przeciwzapalnych pochodzących z białek żywności oraz zbadanie ich potencjału w zwalczaniu różnych przewlekłych chorób zapalnych. © 2015 Society of Chemical Industry.

Cel badania: Zapalenie jest niezbędnym elementem odpowiedzi immunologicznej. Jednak gdy zapalenie się utrzymuje, wynikający z tego przewlekły stan zapalny może powodować szereg wtórnych konsekwencji związanych ze zwiększonym ryzykiem chorób przewlekłych.

Wyniki: Choć przesunięcia ramki odczytu i mutacje chromosomalne wiązano z przewlekłym stanem zapalnym, większość dowodów wskazuje na mutacje polegające na substytucji par zasad, związane z zatrzymaniem polimerazy w pobliżu zmian oraz błędnym włączaniem par zasad. Występują również pośrednie skutki ROS/RNS, polegające na hamowaniu enzymów naprawy DNA i/lub wpływie na aktywację metaboliczną znanych czynników rakotwórczych. Niektóre stany chorobowe, w tym nieswoiste zapalenia jelit, choroba Crohna i wrzodziejące zapalenie jelita grubego, wiążą się ze zwiększonym nasileniem przewlekłego stanu zapalnego i wykazują oznaki zwiększonego poziomu uszkodzeń genetycznych w błonie śluzowej okrężnicy. Mutacje mogą stanowić przynajmniej część przyczyny zwiększonej podatności na choroby przewlekłe związane z przewlekłym stanem zapalnym.

Cel badania: Przewlekły stan zapalny wiąże się z kacheksją i zwiększonym ryzykiem zgonu u pacjentów z przewlekłą chorobą nerek (CKD) i schyłkową niewydolnością nerek (ESRD). Zapalenie hamuje apetyt i powoduje utratę zasobów białkowych.

Wyniki: U pacjentów z CKD zwiększone stężenie cytokin prozapalnych w surowicy może być spowodowane pogorszeniem funkcji nerek, przewodnieniem, stresem oksydacyjnym lub karbonylowym, obniżonym poziomem przeciwutleniaczy, zwiększoną podatnością na zakażenia w mocznicy oraz obecnością chorób współistniejących. Kacheksja wynika z synergistycznego połączenia znacznego spadku apetytu i nasilenia katabolizmu tkanki tłuszczowej oraz beztłuszczowej masy ciała. Cytokiny prozapalne działają na ośrodkowy układ nerwowy, zmieniając apetyt i metabolizm energetyczny, a także przekazują sygnał poprzez zależne od czynnika jądrowego kappa B i ATP-ubikwityny szlaki proteolityczne, który powoduje zanik mięśni. Dalsze badania nad szlakami molekularnymi prowadzącymi do zapalenia i kacheksji mogą doprowadzić do opracowania nowych terapii tej wyniszczającej i potencjalnie śmiertelnej komplikacji chorób przewlekłych.

Cel badania: Zespół policystycznych jajników (PCOS) jest najczęstszym zaburzeniem metabolicznym u kobiet w wieku rozrodczym. Jest to rzeczywiście stan wieloczynnikowy, którego cechami są zaburzenia czynności jajników, hiperandrogenemia, niepłodność, zaburzenia równowagi hormonalnej i przewlekły brak owulacji. Dowody eksperymentalne wskazują, że kobiety z PCOS są podatne na problemy sercowo-naczyniowe i insulinooporność. Celem jest przedstawienie szczegółowych informacji na temat związku markerów zapalnych z PCOS.

Wyniki: Markery zapalne odgrywają istotną rolę w regulowaniu funkcji jajnika. Wszelkie zaburzenia ich poziomu mogą prowadzić do zaburzeń czynności jajników. Markery zapalne są związane z patogenezą PCOS. Wzajemne oddziaływanie cytokin zapalnych w jajniku w przebiegu PCOS zdecydowanie wskazuje, że zapalenie jest jednym z najsilniejszych czynników ryzyka PCOS. Markery zapalne odgrywają istotną rolę w regulacji jajnika. Niniejszy artykuł podkreśla znaczenie markerów metabolicznych i zapalnych w PCOS. Ponieważ PCOS jest zawsze uznawany za zaburzenie metaboliczne, badacze mogą również rozważyć skupienie się na związku między markerami zapalnymi a PCOS, aby opracować nowe metody leczenia lub postępowania w chorobie i poprawić zdrowie kobiet.

Cel badania: Otyłość jest zróżnicowana; konwencjonalne pomiary antropometryczne łączą rozmieszczenie tkanki tłuszczowej, jej ektopowe odkładanie się i objętość mięśni, ograniczając możliwość precyzyjnego wnioskowania przyczynowego dotyczącego przewlekłych chorób dróg oddechowych. Wykorzystaliśmy cztery osie otyłości określone za pomocą obrazowania metodą rezonansu magnetycznego (MRI), aby ocenić ich przyczynowy wpływ na przewlekłą obturacyjną chorobę płuc (POChP), astmę i alergiczny nieżyt nosa (AR), a także zbadać mediację za pośrednictwem krążących białek zapalnych.

Wyniki: Genetycznie przewidywana oś otyłości ogólnej wiązała się ze zwiększonym ryzykiem POChP (OR = 1.125, 95% CI: 1.012-1.250), astmy (OR = 1.533, 95% CI: 1.426-1.647) i AR (OR = 1.624, 95% CI: 1.328-1.987). Oś tkanki tłuszczowej dolnej części ciała wiązała się z wyższym ryzykiem POChP (OR = 1.192, 95% CI: 1.088-1.306) i astmy (OR = 1.135, 95% CI: 1.052-1.224). Nie zaobserwowano dowodów na związek przyczynowy dla pozostałych osi otyłości. Replikacja i metaanaliza w dużej mierze potwierdziły te wyniki, z wyjątkiem otyłości ogólnej i AR, dla których zbiorcze dowody były na granicy istotności (P = 0.055). Analiza mediacji zidentyfikowała 17 potencjalnych szlaków zapalnych, z których 10 było istotnych. FLT3L pośredniczył w 18.17% wpływu otyłości ogólnej na POChP, a CXCL5 pośredniczył w 3.78% jej wpływu na astmę. Receptor CD40L i LIFR pośredniczyły odpowiednio w 5.59% i 12.65% wpływu tkanki tłuszczowej dolnej części ciała na astmę, natomiast receptor CD40L, CXCL10, IL-12B, OPG i TNFRSF9 wykazywały mediację supresyjną w wybranych szlakach.

Cel badania: Obecne terapie chorób autoimmunologicznych opierają się w dużej mierze na nieswoistej immunosupresji, która może prowadzić do działań niepożądanych, takich jak nowotwory złośliwe i ciężkie zakażenia. Terapie oparte na komórkach Treg przyciągnęły zatem uwagę jako bardziej ukierunkowane podejście, szczególnie w zastosowaniu profilaktycznym lub we wczesnym stadium choroby.

Wyniki: Aby zbadać podstawy tej różnicy, przeprowadziliśmy analizy mikromacierzy i szlaków oparte na GSVA. W warunkach nieleczonych tkanki skóry i stawów wykazywały odrębne podstawowe wzorce aktywności szlaków: w skórze większą aktywność wykazywał szlak sygnałowy Hippo, regulujący wzrost, natomiast w stawach silniejsze było wzbogacenie szlaków związanych z zapaleniem, w tym szlaków związanych z dopełniaczem i angiogenezą. Po podaniu komórek Treg modulację szlaków zaobserwowano w skórze, ale nie w tkance stawowej; obejmowała ona zwiększoną aktywność szlaku Wnt i zmniejszoną aktywność szlaku sygnałowego IL-17, co wskazuje na bardziej sprzyjające regeneracji środowisko. Wyniki te wskazują, że u podłoża różnic w odpowiedzi na terapię komórkami Treg w poszczególnych tkankach leżą odmienne środowiska zapalne, co podkreśla zależny od kontekstu potencjał terapeutyczny tej metody w przewlekłym zapaleniu autoimmunologicznym.