Средностатистическият човек ще поеме повече от 600 милиона вдишвания през целия си живот. Тъканите на белите дробове се разтягат при всяко вдишване и се отпускат при всяко издишване. Известно е, че обикновените движения на дишането влияят на жизнените функции на белите дробове, включително поддържането на здрава тъкан.
Сега, ново изследване от Wyss Institute в Харвардския университет разкрива, че този постоянен модел на разтягане и отпускане прави още повече – генерира имунни отговори срещу вирусите, нахлуващи в организма.
Използвайки „Човешки белодробен чип“, който възпроизвежда структурите и функциите на белодробната въздушна торбичка или „алвеолата“, изследователският екип открива, че чрез прилагане на механични сили, които имитират дихателни движения, те могат да потиснат репликацията на грипния вирус, като същевременно активират вродения защитен имунен отговор.
„Това изследване демонстрира значението на дихателните движения за човешката белодробна функция, включително имунните реакции към инфекция, и показва, че нашият човешки алвеолен чип може да се използва за моделиране на тези реакции в дълбоките части на белия дроб, където инфекциите често са по-тежки и водятдо хоспитализация и смърт“, казва водещият автор на изследването, д-р Хайкинг Бай, сътрудник по развитие на технологиите на Wyss Institute.
Резултатите бяха публикувани тази седмица в Nature Communications.
Създаване на „грип на чип“
Белият дроб е доста уязвим орган, където възпалението в отговор на инфекция може да генерира „цитокинова буря“, която да има смъртоносни последици.
Белите дробове също са много сложни и е трудно да се възпроизведат техните уникални характеристики в лабораторията. Тази сложност е възпрепятствала разбирането на науката за това как функционират белите дробове на клетъчно и тъканно ниво, както в здрави, така и в болни състояния.
Чиповете за човешки органи на Wyss Institute са разработени за справяне с този проблем и е доказано, че възпроизвеждат вярно функциите на много различни човешки органи в лабораторията, включително белия дроб.
Като част от проекти, финансирани от NIH и DARPA от 2017 г., изследователите на Wyss работят върху възпроизвеждането на различни заболявания в белодробните дихателни пътища и алвеолите, за да проучат как белодробните тъкани реагират на вируси, които имат пандемичен потенциал, и да тестват потенциални лечения.
По време на докторска си степен, д-р Бай изучава заболявания, които засягат малките въздушни торбички дълбоко в белите дробове, където кислородът бързо се обменя с въглероден диоксид. Това го подготвя да се справи с предизвикателството да пресъздаде грипна инфекция в алвеолен чип, така че екипът да може да проучи как тези дълбоки белодробни пространства създават имунни отговори срещу вирусни нашественици.
Д-р Бай и неговият екип първо облицоват двата паралелни микрофлуидни канала на органния чип с различни видове живи човешки клетки – алвеоларни белодробни клетки в горния канал и клетки на белодробните кръвоносни съдове в долния канал –пресъздавайки интерфейса между човешките въздушни торбички и техните кръвоносни капиляри.
За да се имитират условията, които изпитват алвеолите в белия дроб на човека, каналът, облицован с алвеоларни клетки, е изпълнен с въздух, докато каналът на кръвоносния съд е перфузиран с течаща културална среда, съдържаща хранителни вещества, които обикновено се доставят чрез кръвта. Каналите са разделени от пореста мембрана, която позволяваше на молекулите да текат между тях.
В предишни проучвания в Wyss Institute се установява, че прилагането на циклично разтягане към алвеоларните чипове за имитиране на дихателни движения произвежда биологични реакции, които имитират тези, наблюдавани in vivo.
Когато екипът заразява тези „дишащи“ алвеоларни чипове с грип А (H3N2), те наблюдават развитието на няколко известни отличителни белега на грипна инфекция, включително разрушаването на връзките между клетките, 25% увеличение на клетъчната смърт и стартиране на програми за клетъчно възстановяване.
Инфекцията също води до много по-високи нива на множество възпалителни цитокини в канала на кръвоносните съдове, включително интерферон тип III, естествена защита срещу вирусна инфекция, която също се активира при in vivo проучвания за грипна инфекция.
Съсредоточете се върху дишането си
След това екипът провежда същия експеримент без механични дихателни движения. За тяхна изненада, чипове, изложени на дихателни движения, имат 50% по-малко вирусна иРНК в техните алвеоларни канали и значително намаляване на нивата на възпалителни цитокини в сравнение със статичните чипове.
Генетичният анализ разкрива, че механичното разтягане е активирало молекулярни пътища, свързани с имунната защита и множество антивирусни гени, и тези активации са прекъснати, когато цикличното разтягане е било спряно.
„Това беше нашето най-неочаквано откритие – че механичните стресове сами по себе си могат да генерират вроден имунен отговор в белите дробове“, казва д-р Лонглонг Си, бивш сътрудник по развитие на технологиите на Wyss, сега професор в Шенжен Институт за напреднали технологии в Китай.
„Увеличаването на степента на разтягане доведе до по-голямо производство на цитокини, това може да обясни защо пациентите с белодробни състояния като ХОББ страдат от хронично възпаление и защо пациентите, които са поставени на вентилатори с голям обем, понякога изпитват индуцирано от вентилатора увреждане на белите дробове“, обяснява проф. Си.
След това учените отиват още по-далеч опитвайки се да определят как дихателните движения генерират имунен отговор.
Те идентифицират калций-свързващ протеин, наречен S100A7, който не е открит в статични чипове, но е силно изразен при „дишащите“, което предполага, че производството му е предизвикано от механично разтягане. Те също така откриват, че повишената експресия на S100A7 регулира много други гени, участващи във вродения имунен отговор, включително множество възпалителни цитокини.
Правилно дишане
Това доказва, че правилното дишане може да насърчи доброто здраве.
Около 90 % от хората не дишат правилно. Повечето хора дишат повърхностно, което е достатъчно за поддържане на елементарно ниво на жизнените функции. Контролираното и осъзнато дишане е дълбокото диафрагмено дишане, което спомага за детоксикацията на организма.
Правилното дишане е дълбоко и бавно. Но как да припомним на тялото си, че трябва да диша бавно и дълбоко? Няколко техники идват на помощ.
Вдишвайте през носа и издишвайте през устата. Тялото ви ще ви бъде благодарно за това, тъй като само по този начин могат да бъдат филтрирани бактериите, които иначе проникват в организма. Благодарение на вдишването през носа, студеният въздух се затопля и овлажнява. Дъхът ви трябва да достигне до диафрагмата, която трябва да се издига при всяко вдишване (през носа) и да се спуска при всяко издишване (през устата). Отделяйте по няколко минути на ден, за да се фокусирате върху дишането си. Всяка позиция, която ви е удобна, е подходяща.
Дишайте!
Източник: GoodNewsNetwork
