Загрязненный воздух повысил и снизил артериальное давление у лондонских подростков
Среди девочек эти ассоциации были более сильными
Повышенное содержание диоксида азота во вдыхаемом воздухе приводит к снижению систолического артериального давления у лондонских подростков. В то же время вдыхание воздуха с высокой концентрацией твердых частиц размером 2,5 микрометра повышает систолическое давление. Как сообщается в журнале PLOS One, среди девочек эти ассоциации были более сильными, в то время как этническая принадлежность и индекс массы тела не влияли на найденные закономерности.
Загрязнение воздуха повышает риск развития заболеваний сердца и легких. Однако не совсем ясно, насколько это актуально для детей и подростков, поскольку нет крупных исследований, посвященных этой связи. Исследования в Китае показали, что дети, проживающие в районах с повышенной концентрацией отравляющих веществ в воздухе, страдают от повышения артериального давления. Европейские исследования показали неоднозначные результаты: в разных работах воздействие загрязненного воздуха приводило к увеличению то систолического, то диастолического давления в зависимости от исследуемого поллютанта.
Алексис Караманос (Alexis Karamanos) с коллегами из Королевского колледжа Лондона исследовали, как концентрация различных воздушных поллютантов влияет на артериальное давление лондонских подростков. Данные о состоянии их здоровья ученые получили из другой работы, в которой ученые исследовали социальное благополучие подростков в 2003-2006 годах. В эту работу включили детей из 51 школы в десяти районах Лондона в возрасте от 11 до 13 лет, за которыми наблюдали в течение трех лет. В основном в выбранных районах жили представители этнических меньшинств.
До конца исследования дошли 3284 школьника, которых разделили на пять этнических групп: белые, чернокожие карибы, чернокожие африканцы, индийцы и пакистанцы, объединенные в одну группу с бангладешцами. Концентрации поллютантов в атмосфере за исследуемые годы ученые получили из моделей и отчетов Кадастра атмосферных выбросов Лондона.
В возрасте 11-13 лет среднее систолическое артериальное давление (АД) не отличалось между мальчиками и девочками. Однако спустя три года, в возрасте 14-16 лет, у мальчиков оно было значимо выше, чем у девочек (115 против 108 миллиметров ртутного столба). Известно при этом, что мальчики чаще курили и употребляли алкоголь, а также чаще занимались спортом. По сравнению с белыми детьми, карибы и африканцы чаще жили в неблагополучных районах.
В период с 2003 по 2006 год среднегодовые концентрации твердых частиц диаметром 10 микрометров (PM10) и 2,5 микрометра (PM2,5) в Лондоне снизились, хотя они оставались выше норматива Всемирной организации здравоохранения. Среднегодовая концентрация диоксида азота была меньше в окрестностях Лондона, и значительно увеличивалась на придорожных территориях. В исследуемом периоде 54 процента детей жили по адресам, где ежегодная концентрация диоксида азота значительно превышала предельные рекомендуемые значения ВОЗ (10 миллиграмм на кубический метр).
В течение периода наблюдения чернокожие дети из стран Карибского бассейна и Африки подвергались воздействию более высоких концентраций твердых частиц и диоксида азота, чем их белые сверстники. При этом белые британцы и индийцы подвергались воздействию более высоких концентраций озона.
В модели с одним загрязнителем озон повышал среднее систолическое АД, а диоксид азота снижал его среди мальчиков. В то же время диоксид снижал как систолическое, так и диастолическое давление у девочек, а PM2,5 повышал систолическое давление. Однако все эти связи оказались статистически не значимы.
Модель с двумя загрязнителями показала, что диоксид азота достоверно снижал систолическое АД у мальчиков на 0,19 миллиметра ртутного столба при каждом увеличении концентрации поллютанта на один микрограмм на кубический метр. У девочек повышение концентрации диоксида на одну единицу приводило к снижению систолического АД на 0,28 миллиметра ртутного столба. Эта связь оставалась достоверной после корректировки на возраст, индекс массы тела, рост и стадию полового созревания. Кроме того диоксид статистически значимо снижал диастолическое АД у девочек.
Напротив, увеличение концентрации PM2.5 на единицу объема повышало систолическое АД у мальчиков на 0,54, а у девочек на 1,31 миллиметра ртутного столба. На диастолическое АД твердые частицы в воздухе значимо не влияли. Дальнейшие корректировки для ряда социально-экономических факторов и факторов образа жизни существенно не повлияли на статистическую силу ассоциаций.
Это исследование показывает, что загрязнение воздуха, по-видимому, оказывает значительное влияние на артериальное давление в подростковом возрасте, причем на девочек оно влияет больше, чем на мальчиков. Другие факторы (в том числе этническая принадлежность) значимо не повлияли на ассоциации.
Снижение систолического артериального давления при высоких концентрациях диоксида азота в воздухе ученые объясняют его трансформацией в организме в оксид азота — мощный расширитель сосудов. Твердые частицы могут повышать систолическое артериальное давление за счет активации воспаления и нарушения циркадных ритмов, из-за которого в организме задерживается натрий. Его задержка приводит к повышенному давлению.
Сохранить сердце и сосуды здоровыми с молодых лет может не только хорошая экология, но и счастливая жизнь. Недавно мы рассказывали, что взрослые, которые в подростковом возрасте чувствовали себя счастливыми, реже страдают от сердечно-сосудистых заболеваний.
Опыты проводили на мышах
Американские и швейцарские исследователи обнаружили, что долгосрочное репрограммирование клеток в организме мышей приводит к печеночной и кишечной дисфункции, потере массы тела и быстрой смерти. У трансгенных животных, не экспрессирующих факторы Яманаки в печени и кишечнике, удалось избежать подобной ранней летальности и пронаблюдать у них признаки снижения биологического возраста. Такие мыши могут помочь в дальнейшем изучении регенерации тканей, омоложения организма и побочных эффектов при репрограммировании клеток in vivo. Отчет о работе опубликован в журнале Nature Aging. Индукцию экспрессии факторов транскрипции Oct4, Sox2, Klf4 и c-Myc (OSKM, или факторов Яманаки) в зрелых соматических клетках широко используют для их репрограммирования в индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (ИПСК) in vitro. В 2013 году исследователи под руководством испанца Мануэля Серрано (Manuel Serrano) впервые попытались запустить экспрессию этих факторов у живых мышей. В теле животных появились стволовые клетки, подобные эмбриональным, но по всему организму у них начали расти раковые опухоли и тератомы, и они быстро умирали. Тремя годами позже группа ученых, возглавляемая Хуаном Карлосом Исписуа Бельмонте (Juan Carlos Izpisua Belmonte) из Института Солка, смогла продлить жизнь мышам с искусственно ускоренным старением (моделью прогерии), включая OSKM не постоянно, а циклически. В январе 2023 года команда Ноя Дэвидсона (Noah Davidsohn) из компании Rejuvenate Bio сообщила об успешном применении репрограммирования клеток для укрепления здоровья и продления жизни обычным, но очень старым мышам. При этом механизмы такого многообразного действия OSKM и побочных эффектов их экспрессии изучены недостаточно. Чтобы разобраться в них, Алехандро Окампо (Alejandro Ocampo), работавший в группе Бельмонте, с коллегами из Лозаннского и Калифорнийского университетов, компаний EPITERNA SA и Altos Labs выполнили сравнительные анализ двух наиболее изученных линий трансгенных мышей, у которых можно искусственно запускать репрограммирование клеток: 4Fj (экспрессируются OSKM кроме c-Myc) и 4Fs-B (экспрессируются все OSKM). При индукции экспрессии трансгенов в двухмесячном возрасте животные в обеих группах, как и ожидалось, начали умирать через три дня, а медианная продолжительность жизни составила 5 и 10 дней соответственно. При вскрытии рака или тератом у них не обнаружили, то есть смерть была вызвана другими причинами. Биохимические и гистологические анализы живых и мертвых трансгенных мышей выявили распространенный апоптоз клеток, атрофию тканей и нарушения функций печени, поджелудочной железы и тонкой кишки, более выраженные у 4Fj. Таким образом, фенотипические нарушения и преждевременная смерть при индукции репрограммирования клеток с большой вероятностью оказались следствием преимущественно недостаточности внутренних органов, а не опухолевого роста. Селективная индукция экспрессии OSKM в печени или кишечнике показала, что дисфункции этих органов возникают непосредственно из-за нее и достаточны для быстрой потери массы тела и смерти. Выяснив это, исследователи создали трансгенных мышей, экспрессирующих OSKM во всем организме за исключением печени или кишечника. Это позволило выяснить, что экспрессия факторов Яманаки в кишечнике отвечает за ранние побочные эффекты репрограммирования in vivo, такие как диарея, низкая физическая активность и потеря массы тела, а в печени — приводит к тяжелой недостаточности этого органа и служит основной причиной смерти у репрограммируемых линий мышей. При индукции экспрессии OSKM во всем организме, кроме и печени и кишечника, медианная продолжительность жизни животных после ее начала возрастала до 30 дней, а максимальная — до 52 дней, что значительно превышает результаты всех предыдущих опытов по долгосрочному репрограммированию. У таких мышей причиной ранней смерти (до 15 дней от начала индукции) служила анемия с тромбоцитопенией, а поздней — недостаточность поджелудочной железы. Эксперименты по разной продолжительности временной индукции экспрессии OSKM у таких животных показали, что продолжительность 7–10 дней представляет собой наиболее длительный протокол индукции, который можно использовать безопасно. Применение такого протокола у мышей среднего возраста (10 месяцев) не вызывало существенных побочных эффектов и при этом снижало впоследствии биологический возраст сердца, селезенки, почек и мозга, измеренный по «эпигенетическим часам». Таким образом, индукция экспрессии OSKM во всем организме, кроме и печени и кишечника, представляет собой приемлемую модель для длительного изучения различных эффектов репрограммирования in vivo. Также полученные результаты свидетельствуют, что селективные и транзиторные протоколы репрограммирования могут замедлять или даже обращать вспять процессы старения организма, заключают авторы работы. Ранее с помощью частичного репрограммирования разным научным группам удавалось частично вернуть зрение, восстановить миокард после инфаркта и вылечить комплекс возрастных болезней у мышей. Подробно о разработке технологий репрограммирования для борьбы со старением рассказано в материале «Планы на старость».
