Астма изменяет свойства клеток в организме?

Определение физических свойств клеток помогает врачам диагностировать и отслеживать прогрессирование определенных заболеваний, в числе которых бронхиальная астма. Современные методы включают прямое зондирование клеток с помощью дорогостоящих инструментов, таких как атомно-силовые микроскопы и оптические пинцеты, которые обеспечивают прямой, инвазивный контакт с клетками.
Инженеры разработали способ оценки свойств клетки путем простого наблюдения. Исследователи используют микроскопию, чтобы отмечать постоянные движения частиц клетки — контрольные движения, которые могут быть использованы для оценки «жесткости» клетки. В отличие от применения оптических пинцетов, техника неинвазивна, что сводит к нулю риск изменения или повреждения клетки при исследовании ее содержимого. Жесткость или эластичность клетки могут многое объяснить – например, является ли она здоровой или больной. Известно, что раковые клетки более «мягкие», чем обычно, в то время как клетки, пораженные бронхиальной астмой, могут быть довольно «жесткими». Еще в начале двадцатого века Альбертом Эйнштейном была получена формула, которая позволяет рассчитать механические свойства материала, наблюдая и измеряя движение частиц в нем. При этом любые движения частиц должны быть обусловлены влиянием температуры материала, а не внешними силами, действующими на частицы.
Внутри клетки органеллы, такие как митохондрии и лизосомы, постоянно реагируют на температуру клетки. Тем не менее, есть и другие составляющие в виде белков и молекул, которые составляют окружающую цитоплазму. Постоянное размытие активности в клетке затруднило возможность определить, какие движения вызваны температурой, а какие — более активными процессами, просто наблюдая за движением в  клетке. Это ограничение, по словам авторов, затрудняет применение уравнения Эйнштейна при наблюдении и измерении физических свойств клетки.
Ученые решили исследовать температурные движения в клетке, проявляющиеся постоянным смещением ее структур. Чтобы проверить свою гипотезу, исследователи провели эксперименты на клетках меланомы человека, раковых клетках, которые были выбраны из-за способности быстро расти. Они вносили небольшие полимерные частицы в каждую клетку, затем отслеживали их движения под флуоресцентным микроскопом. Также измерялась устойчивость клеток путем внесения в них раствора соли — процесс, который выводит воду из клеток, делая их более сжатыми и жесткими.
Исследователи записывали видеоролики с разной частотой кадров и наблюдали, как движения частиц менялось в зависимости от жесткости клетки. При частоте выше десяти кадров в секунду заметно было, в основном, смешение частиц на месте; эти вибрации, по-видимому, вызывались только температурой. Только при более низкой частоте кадров ученые обнаруживали более активные случайные движения, причем частицы двигались на большие расстояния в цитоплазме. Сравнив свои расчеты жесткости с фактическими измерениями, выполненными с использованием оптических пинцетов, ученые установили, что их данные соответствовали измерениям только тогда, когда они использовали движение частиц, захваченных на частотах десяти кадров в секунду и выше, что показало — движения частиц, происходящие на высоких частотах, действительно вызваны температурой.
Результаты предполагают, что если наблюдать клетки с достаточно высокой частотой колебаний, они смогут изолировать движения частиц, которые обусловлены исключительно температурой, и определят их среднее смещение — значение, которое можно напрямую использовать в уравнении Эйнштейна для вычисления жесткости клетки, что позволит использовать эту методику для изучения клеток, участвующих в развитии рака, бронхиальной астмы и других болезней, в которых свойства клеток изменяются по мере прогрессирования заболевания.

Источник: Journal of the Mechanics and Physics of Solids

Бронхиальная астма как последствие 11 сентября

Согласно исследованию последствий одиннадцатого сентября 2001 года, люди, подвергшиеся воздействию пылевого облака или телесных повреждений во время терактов в Центре международной торговли, испытывали повышенный долгосрочный риск возникновения бронхиальной астмы и других респираторных заболеваний, а также сердечного приступа.
Исследователи из Департамента здравоохранения и психической гигиены Нью-Йорка изучили связь между подобным воздействием и состоянием здоровья 10-11 лет спустя этого события. Результаты показали, что интенсивное воздействие пыли и травм в первый день катастрофы в значительной степени способствовало риску развития хронических заболеваний. Наблюдение за людьми, которые присутствовали поблизости Всемирного торгового центра в этот день, запланировано и в обозримом будущем.
Исследователи обнаружили, что большое количество видов травм, таких как переломы, травмы головы или растяжения, полученные одиннадцатого сентября, связаны с повышенным риском стенокардии или сердечного приступа в зависимости от количества ущерба, что означает, что риск возникновения подобных состояний увеличивается с каждым дополнительным типом травмы. Пылевое воздействие, курение, а также проведение работ самими спасателями были связаны с более высоким риском развития онкологических заболеваний легких, а также  с повышенным риском бронхиальной астмы.
Из общего числа человек, зарегистрированных в этом исследовании, а это восемь тысяч семьсот один, 41% подверглись интенсивному воздействию пылевого облака, у 10% была одна травма, у 2% было два вида травм, а у 1% было три или более. Исследователи обнаружили девяносто два случая сердечных заболеваний, триста двадцать семь новых случаев диабета, триста восемь случаев астмы и двести девяносто семь случаев неопластических заболеваний легких среди семи тысяч пятисот трех служащих, двухсот сорока девяти спасателей, ста тридцати одного местного жителя и семиста восьмидесяти прохожих.
Чтобы исследовать долгосрочные последствия для здоровья, связанные с острым воздействием пылевого облака или физическим повреждением, вызванными террористической атакой, авторы использовали данные из реестра здоровья, представляющего собой всеобъемлющий обзор состояния здоровья тех, кто был наиболее подвержен событиям этого дня. Реестр контролирует физическое и психическое здоровье свыше порядка семидесяти одной тысячи человек, подвергшихся атаке. Он содержит данные, собранные в течение трех волн в 2003-2004, 2006-2007 и 2011-2012 годах. Четвертая волна данных также была собрана, но пока не включена в это исследование.
Отсутствие конкретной информации о тяжести, местонахождении и лечении травм, а также об обстоятельствах, в которых они были получены, означало, что количество видов травм использовалось в качестве приблизительной оценки. Однако предыдущие исследования показали, что наличие более одного типа травм связано с повышенным риском смерти и более длительным пребыванием в больнице из-за хронических заболеваний.

Источник: Injury Epidemiology

Потребление сахара приводит к астме?

Согласно данным исследования с участием почти девяти тысяч пар матерей с детьми, проведенного Лондонским университетом королевы Марии, из-за высокого потребления сахара в семье во время беременности может увеличиться риск развития аллергии и аллергической астмы у детей.
Хотя в некоторых исследованиях сообщалось о связи между высоким потреблением сахаросодержащих напитков и астмой у детей, связь между потреблением сахара матерью во время беременности и аллергией и астмой у потомства была мало изучена.
Команда, в состав которой вошли исследователи из Университета Бристоля, использовала данные ведущего мирового когортного исследования, в которое были набраны матери, бывшие беременными в начале 1990-х годов и с тех пор следящие за своими детьми.
Были проанализированы ассоциации между потреблением свободных сахаров во время беременности, аллергией (определяемой положительными кожными тестами на общие аллергены, а именно аллергены пылевых клещей, кошек и травы) и астмой у детей в течение семи лет.
Хотя доказательства связи между свободным потреблением сахара во время беременности и астмой в целом оказались довольно слабыми, обнаружились сильные положительные ассоциации с аллергией и аллергической астмой (когда ребенку был поставлен диагноз «астма» и тесты на аллергены показали положительный результат).
Сравнение 20% матерей с самым высоким потреблением сахара с тем же количеством женщин с самым низким потреблением сахара обнаружило повышенный на 38% риск развития аллергии у потомства (73% аллергической реакции на два или более аллергена) и 101% для аллергической астмы. Команда не нашла связи с экземой или сенной лихорадкой.
На основе этих наблюдений нельзя сказать, что высокое потребление сахара матерями во время беременности определенно вызывает аллергию и аллергическую астму у их детей. Однако, учитывая чрезвычайно высокий уровень потребления сахара на Западе, эта гипотеза будет изучаться и дальше.
Первый шаг — посмотреть, возможно ли воспроизвести эти результаты в другой группе матерей и детей. Если это удастся, будет разработан пробный тест для проверки возможности предотвращения у детей аллергии и астмы, уменьшив потребление сахара матерями во время беременности.
Команда полагает, что связь может объясняться высоким потреблением фруктозы матерями, что вызывает устойчивый постнатальный аллергический иммунный ответ, приводящий к аллергическому воспалению в развивающемся легком.
Исследователи контролировали множество потенциальных факторов при анализе, таких как социальные факторы и аспекты материнской диеты, включая продукты питания и питательные вещества, которые ранее были связаны с астмой и аллергией у детей. Важно отметить, что свободное потребление сахара в раннем детстве не было связано с результатами, наблюдаемыми в анализе.
Поскольку исследование имело наблюдательный характер, оно не является подтверждением причинно-следственной связи между потреблением сахара в организме и аллергиями или астмой. Для окончательной проверки потребуется рандомизированное контролируемое исследование.

Источник: European Respiratory Journal