Исследователи выявили ранее неочевидный, но крайне важный фактор, способный серьезно нарушать работу иммунной системы: недостаток кислорода в крови, или гипоксия. Согласно новому исследованию Эдинбургского университета, опубликованному в научном журнале Nature Immunology, гипоксия вызывает изменения в ДНК нейтрофилов — ключевых клеток, отвечающих за первоначальную защиту организма от инфекций.
Эти генетические модификации приводят к снижению способности организма эффективно бороться с патогенами. Ученые обнаружили, что такие изменения могут сохраняться даже после того, как уровень кислорода в крови приходит в норму, что ставит под угрозу долгосрочную иммунную защиту.
Механизм воздействия и его последствия
Для детального изучения влияния гипоксии на иммунитет были проанализированы образцы крови пациентов, восстанавливающихся после тяжелого синдрома острого респираторного дистресса, а также добровольцев, недавно вернувшихся из высокогорных регионов, где наблюдается пониженное содержание кислорода в воздухе. Анализ показал, что дефицит кислорода запускает в клетках процесс, называемый «обрезанием гистонов».
Гистоны — это белки, играющие ключевую роль в упаковке ДНК в ядре клетки. Их «обрезание» изменяет структуру этой упаковки, что в свою очередь влияет на активность генов, определяя, какие из них будут «включены» или «выключены». В результате этих изменений нейтрофилы теряют часть своей эффективности в борьбе с инфекциями.
Особую тревогу вызывает то, что подобное «перепрограммирование» иммунной системы было зафиксировано не только в уже зрелых нейтрофилах, но и в клетках костного мозга, являющихся их предшественниками. Это свидетельствует о том, что последствия гипоксии могут быть долгосрочными, влияя на будущие поколения иммунных клеток.
По мнению одного из ведущих авторов исследования, именно длительные генетические изменения могут объяснить повышенную восприимчивость к инфекциям у пациентов в течение многих месяцев после перенесенных тяжелых легочных заболеваний. Ученые возлагают надежды на дальнейшие исследования, которые помогут найти способы обратить эти негативные изменения и восстановить полноценную устойчивость иммунитета после эпизодов гипоксии.
В дополнение к фундаментальным исследованиям, стоит отметить, что существуют и более простые способы поддержания иммунитета. Например, как было показано ранее, регулярные тренировки на выносливость — такие как бег, плавание или велоспорт — способствуют сохранению активности иммунных клеток и повышают их устойчивость к стрессу.
