Resumen
Antecedentes
El cobalto (Co) es un metal muy utilizado en la producción industrial. Los estudios anteriores encontraron los efectos tóxicos de la exposición ambiental al Co en múltiples órganos. Sin embargo, la correlación de la concentración de Co en sangre con la función pulmonar fue inconsistente en pacientes con enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC).
Métodos
Se reclutaron los 771 pacientes con EPOC estable. Se recogió sangre periférica e información clínica. Se midieron los niveles de Co en sangre y CC16 en suero.
Resultados
El estudio transversal sugirió que el nivel de Co en sangre estaba relacionado de forma inversa y dependiente de la dosis con los parámetros de función pulmonar. Cada elevación de 1 ppm de Co en sangre se relacionó con una disminución de 0,598 L en la FVC, una disminución de 0,465 L en el FEV1, una disminución del 6,540% en FEV1/FVC% y una disminución del 14,013% en FEV1%, respectivamente. Además, la mayor edad, la inscripción en invierno, el tabaquismo actual, la mayor cantidad de fumadores y los corticosteroides inhalados exacerbaron de manera prominente la correlación negativa entre el Co en sangre y la función pulmonar. Además, el contenido sérico de CC16 se redujo gradualmente con la elevación del Co en sangre en pacientes con EPOC. Además, el CC16 sérico se correlacionó positivamente con la función pulmonar e inversamente con el Co en sangre. Además, la disminución del CC16 medió sustancialmente un 11,45% y un 6,37% de regulación negativa co-desencadenada en el FEV1 y el FEV1%, respectivamente.
Conclusión
La elevación de Co en sangre está estrechamente relacionada con las reducciones de la función pulmonar y el CC16 sérico. CC16 ejerce un papel mediador significativo en la disminución de la función pulmonar entre los pacientes con EPOC.
Introducción
La enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC) es la tercera enfermedad importante en mortalidad en todo el mundo. Debido a la bronquiolitis obstructiva, el enfisema y la inflamación crónica de los pulmones, la EPOC se caracteriza principalmente por una limitación irreversible del flujo de aire y síntomas respiratorios persistentes.1, 2). La dificultad para respirar o la dificultad para respirar restringen la actividad física diaria de los pacientes con EPOC. Además, los pacientes con EPOC suelen ir acompañados de ansiedad, depresión y enfermedades cardiovasculares, además de afectar perpetuamente la salud general y la calidad de vida (3). La EPOC se ha convertido en una importante carga saludable que afecta a casi 200 millones de poblaciones y provoca millones de muertes en todo el mundo cada año (4). El tabaquismo sigue siendo el factor de riesgo central en la patogénesis de la EPOC (5). Además, la exposición ambiental a las emisiones de biocombustibles, gases tóxicos inhalados, partículas y contaminación del aire también conduce al inicio y desarrollo de la EPOC (6,7,8). Sin embargo, las asociaciones entre la exposición a metales pesados y la EPOC no están completamente explicadas.
Aunque la EPOC es una enfermedad respiratoria crónica, reducir la exposición a los peligros ambientales puede disminuir el riesgo de EPOC. Estudios anteriores han sugerido que la EPOC está relacionada con la exposición a metales pesados (9, 10). El cobalto (Co) y varios de sus compuestos se utilizan ampliamente para aplicaciones industriales, principalmente en la fabricación de baterías y aleaciones, productos medicinales, aleaciones de cobalto resistentes al desgaste e industrias de metales duros (11). No solo eso, el Co también ejerce un papel importante en la función biológica normal, como la síntesis de vitamina B12, la hematopoyesis, el sistema nervioso y la eritropoyesis de la médula ósea (12). Un estudio longitudinal indicó que la función pulmonar disminuye continuamente en los trabajadores expuestos a compuestos de Co (13). La investigación anterior insinuó que la concentración de Co en las uñas de los pies está inversamente relacionada con el nivel de función pulmonar en niños con asma en Chicago (14). Sin embargo, un estudio longitudinal no indicó una correlación obvia entre el Co urinario y la EPOC en la población adulta estadounidense (15). Aunque estudios anteriores han explorado la influencia del Co ambiental en la EPOC, las conclusiones son inconsistentes. Por lo tanto, creemos que es necesario aclarar si el Co ambiental afecta la progresión de la EPOC.
Durante la última década, un creciente conjunto de evidencia ha revelado que los mecanismos celulares y moleculares de la EPOC, incluida la respuesta al estrés oxidativo, las células inflamatorias, las citoquinas inflamatorias, el desequilibrio de proteasas y elastasas, la senescencia y el envejecimiento, así como las modificaciones epigenéticas (16,17,18,19). La proteína secretora de células Club (CC16) es una proteína homodimérica altamente conservada y circulante, que es secretada principalmente por las células club de las vías respiratorias hacia las vías respiratorias epiteliales y se disemina por todo el cuerpo.20, 21). Las investigaciones anteriores han demostrado que el CC16 desempeña funciones antiinflamatorias y antioxidantes (22, 23). Además, cada vez hay más datos que confirman que el CC16 está implicado en muchas enfermedades respiratorias, como la EPOC, el asma, el cáncer de pulmón y las enfermedades infecciosas pulmonares (24,25,26,27). Como todos sabemos, las nanopartículas de Co pueden causar estrés oxidativo y daño al ADN en las células madre hematopoyéticas (28). Además, existe una relación exposición-respuesta entre Co y CC16 en sangre en los trabajadores de la industria sueca del metal duro (29). Por lo tanto, pensamos que la exposición ambiental al Co es un riesgo para la progresión de la EPOC al provocar una disminución de CC16.
En este proyecto, exploramos las asociaciones de la concentración de Co en sangre con la disminución de la función pulmonar y el posible papel mediador de la reducción de CC16 en pacientes con EPOC. Se reclutaron los 771 casos estables de EPOC. Se realizó prueba de función pulmonar, se detectaron concentraciones de Co y CC16. Se exploró el papel de la disminución de CC16 en la asociación de la elevación de Co en sangre con la reducción de la función pulmonar entre los 711 pacientes con EPOC.
Materiales y métodos
Población de estudio
Estos participantes eran de la cohorte de EPOC de Anhui (AHCC). La totalidad de los participantes fueron reclutados en el Segundo Hospital Afiliado de la Universidad Médica de Anhui y el Hospital Popular de Bozhou. Todos los participantes residieron en la residencia actual durante cinco o más años, con la misma condición de exposición ambiental de 2017 a 2020, que se ha descrito anteriormente (30, 31). La EPOC fue diagnosticada y confirmada según los criterios GOLD (32). El primer trabajo de seguimiento se realizó después de la inscripción al final de dos años. Se recogieron muestras de sangre periférica y datos clínicos. Se realizó una investigación mediante cuestionarios, se obtuvo información sobre hábitos diarios, ejercicio, exposición ocupacional, tabaquismo y entorno de vida. Todos los casos fueron seleccionados en etapa estable, sin cánceres de pulmón, enfermedades autoinmunes o acompañados de otras enfermedades pulmonares. Al final, se inscribieron 771 pacientes con EPOC elegibles.
Determinación de CC16 en suero mediante ensayo inmunoabsorbente ligado a enzimas (ELISA)
El contenido de CC16 en suero se midió mediante ELISA. Los kits ELISA comerciales de CC16 humano (CSB-E08680h) se adquirieron en Cusabio, Wuhan, China (https://www.cusabio.com/). Los procedimientos experimentales se remitieron a los experimentos anteriores con ajustes menores (33, 34).
Determinación de co en sangre mediante espectrómetro de masas acoplado inductivamente (ICP-MS)
La concentración de Co en la sangre se detectó mediante ICP-MS de acuerdo con otras investigaciones (35). En poco tiempo, se agregaron muestras de sangre, estándares de calibración y muestras de control de calidad a tubos de plástico sin metal prelavados con ácido. Luego se añadió la solución de trabajo del estándar interno y HNO3 al 0,1%. Todas las muestras fueron mezcladas y centrifugadas. El sobrenadante se transfirió a los nuevos tubos prelavados. Finalmente, todos los tubos se colocaron en el muestreador automático y se detectaron según el procedimiento preestablecido. Por último, se estableció la curva estándar con la plantilla estándar y se calculó la concentración de Co en sangre.
Análisis estadístico
Todos los análisis estadísticos se realizaron con el software SPSS 19.0 y R studio 3.6.1. Todos los datos se mostraron como media, mediana o frecuencia. La diferencia de datos continuos se comparó con la prueba ANOVA unidireccional o la prueba t de Student. La diferencia de datos categóricos se comparó mediante la prueba de chi-cuadrado. Según los terciles de concentración de Co en sangre, los pacientes con EPOC se dividieron en tres grupos. El valor de CC16 en suero se transformó logarítmicamente. Las correlaciones entre el Co en sangre, el CC16 en suero y los indicadores de función pulmonar se evaluaron mediante modelos de regresión lineal y logística univariados. Para excluir el efecto de las covariables, se ajustaron los factores de confusión, que incluyen principalmente la edad, el sexo, el IMC, la estación del año, la cantidad y el nivel de tabaquismo, los métodos de cocción, la diabetes mellitus y el uso de drogas inhaladas, y se realizaron modelos de regresión multivariados para estimar aún más las correlaciones entre Co en sangre, CC16 sérico e indicadores de función pulmonar entre pacientes con EPOC. Se llevaron a cabo análisis estratificados por edad, tabaquismo, cantidad de tabaco, temporada de inscripción y uso de corticosteroides inhalados (CI) entre pacientes con EPOC. Además, con el fin de observar las correlaciones dosis-respuesta entre el Co en sangre y los indicadores de función pulmonar a través de un método de visualización, se realizaron splines cúbicos restringidos (RCS). Por último, los análisis de mediación estimaron la influencia mediadora de la reducción de CC16 en la correlación entre el Co en sangre y la disminución de la función pulmonar. El valor de p <0,05 se consideró estadísticamente significativo. Los valores de P fueron de 2 lados.
Resultados
Características iniciales
Todos los participantes se dividieron en tres grupos de acuerdo con los terciles de concentración de Co en sangre. Entre todos los pacientes con EPOC, la edad media fue de 74,0 años, siendo el 73,54% hombres. Además, el 22,83% de los pacientes se inscribieron en primavera, el 15,43% de los casos fueron de verano, el 29,57% de los sujetos fueron de invierno y el 32,04% de los participantes fueron de invierno (Tabla 1). Además, había un 26,37% de fumadores actuales, un 78,04% de autococina y un 31,78% de bebedores (Tabla 1). El número de pacientes con EPOC inscritos en invierno, fumadores actuales, personas que cocinaban solos y fumaban obviamente aumentaron con la elevada concentración de Co en sangre. Además, no se encontraron diferencias en hipertensión, enfermedad coronaria y enfermedades cerebrovasculares en los subgrupos de EPOC. Sin embargo, el número de diabetes mellitus fue mayor en los pacientes con EPOC con…
