Высокий уровень железа в легких связан с повышенной тяжестью астмы

По данным новых исследований Университета Ньюкасла (University of Newcastle), накопление железа в клетках и тканях легких связано с утяжелением симптомов астмы и снижением функции легких. Исследование опубликовано в журнале European Respiratory Journal.

Экспериментальные модели также показали, что накопление железа в легких вызывает реакции иммунной системы, которые типичны для астмы и приводят к ухудшению заболевания. Это включает в себя такие эффекты, как повышенная секреция слизи и образование рубцов в легких, которые приводят к сужению дыхательных путей и затрудняют дыхание.

Актуальность проблемы

Железо – это важный минерал, который мы получаем из пищи или пищевых добавок, который помогает организму вырабатывать эритроциты и переносить кислород по всему телу. Поглощение железа жестко регулируется на всех уровнях организма, органов и клеток, чтобы поддерживать необходимый баланс. Когда клетки поглощают слишком много железа, это может привести к накоплению минерала внутри клеток.

«Нашим органам и тканям необходимо железо, чтобы поддерживать поток кислорода и нормальную активность ферментов, но инфекции в организме также нуждаются в железе, чтобы развиваться. В связи с этим,  наша иммунная система скрывает минералы железа в клетках, но это может привести к накоплению железа в клетках и тканях близлежащих органов», – сообщает ведущий автор исследования Джей Хорват (Jay Horvat).

«Существуют доказательства того, что нерегулярное всасывание железа связано с заболеванием легких. Мы знаем, что при астме отмечаются как высокие, так и низкие уровни железа, но неясно, способствует ли накопление железа в легких развитию болезни. В ходе нового исследования мы стремились определить связь между уровнем железа и астмой, чтобы лучше понять, усиливает ли заболевание повышенный или пониженный уровень железа в клетках легких».

Материалы и методы исследования

В ходе исследования ученые оценили уровень железа в клетках дыхательных путей у 11 пациентов с тяжелой и умеренной степенью астмы и сравнили с показателями 12 здоровых людей, у которых не было астмы. Тяжесть астмы определялась количеством воздуха, которое человек мог выдохнуть за одну секунду, и частотой возникновения симптомов.

Эти данные были дополнены высококачественными образцами клеток легких, собранными с помощью бронхиальной чистки, где небольшая жесткая щетка проходит через трубку бронхоскопа в легкие. Эти образцы были отобраны у 39 пациентов с тяжелой и 29 легкой и средней степенью астмы и 29 здоровых людей в рамках более широкого сбора данных для общеевропейского проекта U-BIOPRED.

Результаты научного исследования

Исследователи провели многочисленные тесты для оценки уровня железа в образцах клеток дыхательных путей и обнаружили, что уровни железа вне клеток легких были ниже у пациентов с астмой по сравнению со здоровыми людьми. Уровни железа также были значительно ниже у пациентов с тяжелой формой астмы по сравнению с пациентами с легкой и средней тяжестью.

Взятые вместе, результаты показывают, что более низкие уровни железа вне клеток и более высокие уровни железа в клетках были связаны с более низкой функцией легких и худшими симптомами астмы.

«Мы показали, что функция легких была самой низкой среди пациентов с самым высоким уровнем накопления железа в клетках и тканях дыхательных путей. Поскольку более низкие уровни железа вне клеток и более высокие уровни железа в клетках были связаны с ухудшением функция легких, мы думаем, что роль иммунной системы в «сокрытии» минералов железа в клетках легкого может способствовать тяжести астмы. Однако данные из выборки пациентов не могут подтвердить эту взаимосвязь и симптомы повышенного содержания железа в клетках легких не были ясны», – комментирует Хорват. 

Затем исследователи провели лабораторные тесты с использованием двух разных моделей мышей, чтобы изучить влияние повышения уровня железа в клетках легких на тяжесть астмы. Анализ показал, что повышение уровня железа в клетках легких вызывает воспалительные клеточные реакции, такие как повышенная секреция слизи и образование рубцов в дыхательных путях, что, по словам исследователей, приводит к ухудшению астмы. 

«У людей слизистая секреция и рубцевание легких сужают дыхательные пути, вызывая обструкцию и затруднение дыхания. Эти симптомы часто встречаются при астме и других хронических заболеваниях легких», – резюмирует Хорват.

«Полученные результаты открывают большой потенциал для разработки методов лечения астмы, направленных на нерегулярное всасывание железа в клетках и тканях легких, но необходимы дальнейшие исследования, чтобы определить, почему повышено поглощение в легких у астматиков». 

Авторы другого исследования установили, что здоровая диета может предотвратить симптомы астмы.