흡입된 O3 노출에 대한 감마 토코페롤 강화 보충제의 효과 (Gammoz)

알레르기성 천식(AA)은 미국에서 어린이와 성인에게 가장 흔하게 발생하는 호흡기 질환이며 전 세계적으로 이환율의 주요 원인입니다. AA에서 질병의 가장 파괴적인 표현 중 하나는 급성 천식 악화입니다. 질병 통제 센터(CDC)는 대기 오염 물질과 환경적 담배 연기를 급성 천식 악화의 가장 흔한 원인 중 하나로 나열합니다. 오존(O3)은 미국에서 가장 일반적으로 접하는 대기 오염 물질입니다.

산화 스트레스 증가 및 항산화 능력 감소는 천식 환자에서 관찰되었습니다. 이러한 오염 물질은 전 염증성이며 산화 스트레스 증가와 관련되어 천식 환자에서 활성 산소 및 활성 질소 종(ROS 및 RNS) 유발 손상을 악화시킵니다. O3는 상피 세포를 손상시켜 염증 세포를 활성화하는 2차 매개체를 방출합니다. 부분적으로는 리포다당류(LPS)의 1차 수용체인 Toll-like receptor 4(TLR4)의 결찰에 의해 이루어집니다. 염증 세포의 TLR4 활성화는 활성화된 B 세포의 핵 인자 카파-경쇄-인핸서(NF-kB)를 활성화하고 산화 스트레스를 유도합니다. O3 및 LPS는 천식 악화와 관련이 있으며 연구자들은 O3 및 LPS가 알레르기성 천식(AA)에서 알레르기성 기도 염증을 증가시킨다고 보고했습니다. 이러한 반응을 완화하기 위한 개입의 개발은 질병 이환율을 크게 감소시킬 것입니다. 산화제가 천식 악화의 병태생리학에서 하는 역할을 감안할 때 항산화 수치의 결함은 급성 천식 악화의 위험을 증가시킬 것입니다. 비타민 E, 아스코르브산염 및 셀레늄의 영양 결핍은 천식 중증도와 관련이 있으며 천식 환자는 기도액의 항산화 수치가 감소합니다. 천식 환자의 기도액에서 비타민 C와 E가 감소하는 것으로 나타났습니다. 또한, 유전적 요인은 산화제로 인한 천식 악화의 위험을 증가시킬 수 있습니다. 많은 연구자들은 Glutathione-S-Transferase Mu1(GSTM1) 유전자의 null polymorphism에 대해 동형접합체이고 GSTM1 단백질(GSTM1 null 유전자형)을 생성할 수 없는 사람은 급성 오염물질로 인한 천식 악화 위험이 증가한다고 보고했습니다. 이 실험실은 건강한 지원자에게 GSTM1 null 유전자형이 O3에 대한 염증 반응 증가와 관련이 있으며 이 오염 물질에 대한 통각 반응에는 영향을 미치지 않는다는 것을 보여주었습니다.

다른 연구자들은 GSTM1 null 유전자형이 간접 담배 연기, 디젤 배기 가스 및 기타 미립자 물질 구성 요소에 대한 반응 증가와 관련이 있음을 보여주었습니다. Romieu 등은 멕시코 시티에서 천식을 앓고 있는 어린이가 GSTM1 null 유전자형을 가지고 있는 경우 O3 유발 악화에 대한 감수성이 증가했음을 입증했습니다. 이 그룹은 또한 GSTM1 null AA가 항산화 개입으로부터 선택적으로 혜택을 받는다는 것을 발견했습니다. GSTM1 null 유전자형은 인구의 20-40%에서 발견되며 알레르기 인구에서 과도하게 나타날 수 있습니다. 종합하면, 이러한 관찰은 상당한 규모의 GSTM1 null 인구가 오염 물질로 유발된 기도 질환의 위험에 처해 있으며 ROS 및 RNS의 작용을 목표로 하는 항산화제 개입이 천식 환자, 특히 GSTM1 null 천식 환자에게 도움이 될 것임을 보여줍니다.

제안된 항산화제의 비독점적 목록에는 아스코르베이트, α-토코페롤(aT), y-토코페롤(γT) 또는 NRF2(Nuclear factor erythroid-2-related factor 2) 유도제와 같은 라디칼 스캐빈저가 포함됩니다. 급성기 II 및 항산화 단백질의 상향조절. 이러한 약제는 자연 발생 식품 및 영양 보충제로 사용할 수 있습니다. 많은 동물, 세포 배양 및 역학 연구는 항산화제 보충이 알레르기성 기도 질환에 유용하다는 생각을 뒷받침합니다. 그러나, 이러한 연구와 천식에서 이러한 제제의 사용에 대한 광범위한 대중 및 과학적 열정에도 불구하고, 급성 또는 만성 알레르기성 기도 질환에 대한 이러한 개입의 사용을 지지하거나 반박할 수 있는 인간 데이터가 부족합니다.

감마 토코페롤은 급진적인 소거 및 항염 작용을 모두 가지고 있어 오염 물질로 인한 기도 손상 및 알레르기 손상을 줄이는 데 중요한 역할을 할 수 있습니다. 비타민 E의 다른 이소형과 마찬가지로 γT는 강력한 ROS 스캐빈저이며 친유성 구획에 퍼옥시니트라이트와 같은 친전자체를 가두는 강력한 친핵체이기도 합니다. γT가 세포를 보호하는 한 가지 메커니즘은 5-NO-γ-토코페롤(5-NO-γT)을 형성하기 위해 γT의 하이드록시-크로만 고리에 있는 치환되지 않은 C-5 위치에서 RNS를 청소하는 것입니다. 전반적으로 비타민 E는 급진적인 스트레스로부터 DNA, 지질 및 단백질을 전반적으로 보호합니다. 이러한 보호의 예는 γT 섭취가 NRF2의 CpG가 풍부한 영역의 DNA 메틸화 감소와 관련이 있는 전립선암에 대한 설치류 연구에서 나타납니다. NRF2는 수많은 세포 보호 항산화 효소의 마스터 조절자입니다.

γT의 보충은 또한 염증의 설치류 복막염 모델에서 단백질 니트로화를 방지하고 혈장에서 혈장 비타민 C의 손실을 약화시킵니다. 연구자들은 또한 γT가 LPS로 자극된 대식세포와 인터루킨(IL)-1b로 자극된 상피 세포에서 시클로옥시게나제(COX)-2와 5-리폭시게나제(LO)를 억제한다는 것을 보여주었습니다. 이러한 작용은 주로 γT 대사산물인 2,7,8-trimethyl-2S-(.-carboxyethyl)-6-hydroxychroman에 의해 매개됩니다. (γ-CEHC) 시토크롬 P450(CYP450)에 의한 γT의 γ-메틸 그룹의 수산화가 필요합니다. 수컷 Wistar 쥐의 카라기난 유발 염증에서 γT는 프로스타글란딘(PGE2)과 류코트리엔(LTB4) 생성을 감소시키며, 이는 LO 매개 류코트리엔 생성이 γT에 의해 억제될 수 있음을 시사합니다. γT를 포함한 토코페롤은 또한 여러 염증 유전자의 유전자 발현을 조절합니다. 따라서, γT 및 기타 토코페롤은 전사 수준에서 다수의 전염증성 사이토카인의 생성을 감소시킵니다.

동물에서는 감마 토코페롤이 기도의 기본 호산구 증가증을 감소시키는 것으로 나타났습니다. 감마 토코페롤이 풍부한 혼합 토코페롤(γT-mT)에 대한 초기 1상 연구에서 연구자들은 γT-mT가 건강한 지원자에서 단핵구 유도 사이토카인 생성을 억제하고 기준선 질소 스트레스를 감소시키며 LPS 호산구 및 호중구 유입을 억제한다는 것을 보여주었습니다.

요약:

감마 토코페롤(γT, 비타민 E의 한 형태)과 같은 항산화 영양소가 환경적으로 유발된 급성 천식에 대한 미개발 및 저렴한 중재라는 의견이 널리 퍼져 있습니다. 그러나 천식에 대한 그러한 개입에 대한 증거 기반 지원에는 결정적인 차이가 있습니다. 전임상, 1상 및 2상 연구에서 특정 항산화 요법을 평가하는 조정된 연구의 부족은 천식 인구에서 3상 항산화 시험의 개발을 방해합니다. 또한 그러한 연구에서 어떤 생리학적 종점이 가장 관련이 있는지도 불분명합니다.