Kouření a imunita
:
Jitka Petanová
:
Ústav imunologie a mikrobiologie 1. LF UK a VFN v Praze
:
Čas. Lék. čes. 2017; 156: 6-8
:
Review Article
Kouření se podílí na změnách imunitních funkcí. Ke snížené obranyschopnosti dochází nejčastěji v oblasti sliznic horních a dolních cest dýchacích. Mohou se zhoršovat stávající alergická či autoimunitní onemocnění, nádorové buňky mohou unikat sníženému imunitnímu dohledu. Vliv kouření na imunitní systém byl popsán u aktivních i pasivních kuřáků.
Klíčová slova:
kouření, imunita, zánět, infekce, alergie, autoimunita
Úvod
Imunitní systém je jedním z důležitých regulačních systémů organismu. Jeho základní funkcí je obrana proti působícím mikrobiálním podnětům, rozpoznávání a tolerance vlastních buněk a dohled nad jejich případnými změnami.
Imunitní reakce jsou velice dynamické a adaptabilní. Imunitní odpověď je zajišťována různými mechanismy, které dělíme na přirozenou a specifickou imunitu. Na jejich fungování se podílejí buněčné a humorální složky.
Imunitní systém a jeho funkce jsou ovlivňovány genetickými dispozicemi i faktory vnějšího prostředí. Jedná se o globální, lokální i individuálně působící vlivy, například fyzikálně-chemické faktory, nutriční složky, užívané léky, probíhající infekce, stresové podněty. Jejich vzájemným působením může docházet ke změnám původního vrozeného nastavení imunitní odpovědi. Tomuto problému se v současné době věnuje epigenetika.
Poruchy imunity mohou být ve smyslu imunodeficience nebo nadměrné imunitní reaktivity, která se může projevit vznikem alergického nebo autoimunitního onemocnění. U části pacientů je zjišťována kombinace různých imunopatologických stavů zároveň.
Jedním z vnějších faktorů, který může mít vliv na funkce imunitního systému, je kouření. U aktivních kuřáků dochází kromě rozvoje kardiovaskulárních chorob, plicních onemocnění a zvýšeného rizika nádorů především ke snížení protiinfekční imunity. Obdobné změny mohou postihnout i pasivní kuřáky. V současné době je pozornost imunologického výzkumu zaměřena na problematiku slizniční imunity a s ní souvisejících změn mikrobiomu v důsledku kouření.
Laboratorní nálezy u kuřáků
Laboratorní imunologické nálezy u kuřáků ukazují změny v oblasti humorálních i buněčných faktorů v porovnání s nekuřáky. V humorálních složkách je nejčastěji patrné snížení koncentrací imunoglobulinů G a M (1, 2). Tyto změny souvisejí se zvýšenou dlouhodobou expozicí cigaretovému kouři. Oba izotypy protilátek jsou významné v protiinfekční imunitě, detekce specifických protilátek proti virovým a bakteriálním agens v IgG a IgM je součástí sérologických vyšetření.
Po vakcinaci může být nedostatečná protilátková odpověď dle druhu použitého antigenu u různých věkových skupin aktivních kuřáků. U izotypu IgA byla popsána jak snížená, tak i zvýšená koncentrace protilátky v séru (2, 3). IgA je nedílnou součástí slizniční imunity. Jeho změny mohou být při snížení hladiny (IgA deficit) příčinou recidivujících infekcí v oblasti epitelu především dýchacích cest, středouší a urogenitálního traktu. Na druhou stranu mohou lokalizované záněty koncentraci IgA zvyšovat i v periferní krvi v důsledku jeho celkově zvýšené syntézy.
V případě imunoglobulinu E často dochází ke zvýšení jeho syntézy v důsledku změněné regulace T lymfocytů a následné změny syntézy jednotlivých izotypů protilátek vlivem kouření a složek cigaretového kouře (1, 4). Zvýšené hodnoty IgE jsou při vyloučení parazitárních onemocnění hodnoceny jako známka atopické dispozice. V důsledku této změny může při spoluúčasti dalších imunitních mechanismů a při odpovídající kombinaci genetické dispozice a vlivů vnějšího prostředí docházet k senzibilizaci vůči různým druhům alergenů.
U aktivních kuřáků je také častější nález pozitivních autoprotilátek (3), hlavně proti jaderným antigenům. Tento nález je hodnocen jako zvýšení autoimunitní reaktivity. Ne vždy ale dochází k rozvoji samotného autoimunitního onemocnění. V buněčné imunitě u většiny aktivních kuřáků nalézáme v periferní krvi v krevním obraze leukocytózu (1, 5), v diferenciálu zvýšení neutrofilních leukocytů a případně i lymfocytů. Podrobná vyšetření buněčné imunity potvrzují zvýšené zastoupení hlavně T lymfocytů (6,7). Podobně jako v případě NK buněk (natural killer, přirozený zabíječ) ale u těchto buněčných populací dochází k výraznému snížení jejich aktivity (5, 8).
Kouření a záněty
Lokální záněty
Kouření cigaret působí na imunitní systém především v oblasti slizniční imunity. Složky cigaretového kouře (hlavního i vedlejšího proudu) vyvolávají poškození fyziologických slizničních bariér. Zhoršení odstraňování bakterií a nečistot při omezení mukociliárních funkcí spolu se zvýšenou sekrecí hlenu dále přispívá k oslabení přirozené imunity a snadnějšímu rozvoji infekcí.
Plicní makrofágy jsou sice schopné bakterie pohltit, ale jejich zvýšená aktivace není vždy spojena se zvýšenou baktericidní účinností. Časté proto u kuřáků bývají virové a bakteriální záněty horních cest dýchacích a záněty v oblasti sliznice dutiny ústní. V důsledku kouření bylo prokázáno výrazné zhoršení parodontitidy a gingivitidy. Vlivem složek cigaretového kouře dochází k rozvoji oxidativního stresu, aktivaci polymorfonukleárních leukocytů a k poškození tkání kyslíkatými a dusíkatými radikály (9).
Na druhou stranu je kouření považováno za jeden z možných ochranných faktorů z hlediska vzniku recidivující aftózní stomatitidy (10–12). Toto v populaci časté onemocnění zatím nemá zcela objasněnou příčinu, předpokládá se multifaktoriální etiologie. Afty se nejčastěji tvoří na nerohovějící sliznici, proto je u kuřáků nález aftózní stomatitidy méně častý než u nekuřáků.
Systémový zánět
Kouření vyvolává změny nejen lokální imunitní reaktivity. Dochází k jeho systémovému působení a rozvoji systémového zánětu. Aktivace imunitních mechanismů na podkladě odblokování faktoru NF-κB s následnou zvýšenou produkcí četných prozánětlivých cytokinů, chemokinů a dalších mediátorů vede ke zvýšení rizika nadměrné imunitní reaktivity složek vrozené i adaptivní imunity.
Společným mechanismem a důsledkem rozdílného působení jednotlivých složek cigaretového kouře je zvýšení volných radikálů a rozvoj zánětu (13). Zároveň je ale potlačena protiinfekční odpověď buňkami TH1 (podtyp pomocných T lymfocytů) a jejich produkty, které zajišťují i protinádorovou obranu, jež je nedílnou součástí normálních imunitních funkcí (4). Snížená sekrece interferonu gamma při potlačení TH1 odpovědi vede ke zhoršení protivirové imunitní odpovědi. Nejčastějšími infekcemi u kuřáků jsou proto záněty respiračního traktu.
Neutrofilní zánět udržovaný zvýšenou syntézou interleukinu 17 (IL-17) vede ke vzniku a k exacerbacím chronické obstrukční plicní nemoci (CHOPN), jak bylo prokázáno na myším modelu expozice cigaretovému kouři (14). Tato práce také prokázala snížení funkcí T a B lymfocytů spolu se sníženou tvorbou specifických protilátek po imunizaci u myší. U aktivních kuřáků se také zvyšuje riziko TBC a jiných mykobakteriálních infekcí.
Dalšími infekčními komplikacemi jsou především nozokomiální infekce vyvolané různými bakteriálními kmeny (Streptococcus pneumoniae, Haemophilus influenzae, Neisseria meningitidis, Staphylococcus aureus, Legionella pneumophila, Mycobacterium tuberculosis). U dětí jakožto pasivních kuřáků jsou častější meningitidy a mezotitidy. Vlivem kouření byla prokázána zvýšená mikrobiální virulence a větší rezistence vůči antibiotikům (15). Kuřáci také vykazovali jiné složení mikrobiomu než nekuřáci, s vyšším zastoupením patogenních kmenů.
Kouření, alergie a autoimunita
Kouření bývá dáváno rovněž do souvislosti s rozvojem alergických a některých autoimunitních reakcí (16). Vlivem působení různých faktorů prostředí totiž dochází k rozvoji zánětlivých odpovědí indukovaných původně tolerovanými vnějšími a vnitřními antigeny. U aktivních kuřáků je častěji zjištěna zvýšená koncentrace imunoglobulinu E bez klinických projevů alergických onemocnění.
Vliv pasivního kouření na rozvoj alergie u dětí bývá vysvětlován spolu s vlivem zplodin výfukových plynů a dalších faktorů prostředí hygienickou hypotézou. V časném období po narození je důležité přenastavení imunitního systému směrem k efektivní protiinfekční odpovědi zprostředkované TH1 lymfocyty. Chybějící a nedostatečné mikrobiální podněty nahrazené chemickými látkami z vnějšího prostředí naopak vedou k upřednostnění proalergického nastavení imunitních funkcí s dominancí TH2 typu imunitní odpovědi. U dětí, které jsou vystaveny vedlejšímu proudu kouře, se proto zvyšuje riziko rozvoje astmatu nebo jeho zhoršení (17). Zvýšení rizika vzniku alergického onemocnění u dětí matek kuřaček je také jednoznačně spojeno již s prenatální expozicí kouři.
Rozvoj autoimunitní reaktivity a onemocnění v důsledku kouření souvisí s hypoxií a poškozením tkání a porušením autotolerance, s aktivací autoreaktivních lymfocytů T a B. K tomu dochází kvůli ovlivnění funkcí složek i přirozené imunity. Poškození tkání vyvolané oxidativním stresem, aktivace makrofágů v důsledku působení „nebezpečných antigenů“ a změna prezentace autoantigenů ve svém důsledku vedou k rozvoji autoimunitního onemocnění. Klinickým sledováním byla jednoznačně prokázána souvislost aktivního kouření se zhoršením Crohnovy choroby a revmatoidní artritidy (16, 18, 19).
U autoimunitních onemocnění střevního traktu dochází u kuřáků k výraznému ovlivnění střevního mikrobiomu, změně jeho složení a k následným změnám slizniční imunity s rozvojem zánětlivé reakce. Tento fakt vysvětluje zhoršení Crohnovy choroby u aktivních kuřáků. V případě pacientů s ulcerózní kolitidou však bývá u kuřáků popisován určitý protektivní efekt kouření spojený se zmírněním klinických projevů nemoci (20). Mechanismus tohoto ochranného působení zatím není jasně prokázán. Předpokládá se změna permeability sliznice a snížené zastoupení protektivně působících bakteriálních kmenů v mikrobiomu kuřáků s Crohnovou chorobou, zvažuje se i vliv jednotlivých složek cigaretového kouře (například nikotinu) na slizniční zánět.
Dalším faktorem, který může modifikovat výsledek působení kouření na imunitní funkce v případě autoimunitního onemocnění, je genetická dispozice konkrétního pacienta.
Závěr
Kouření má vliv na imunitu aktivních i pasivních kuřáků. Nejčastěji dochází ke snížení protiinfekční obrany. V důsledku kouření se mohou rozvíjet záněty lokální i systémové, které kromě infekce souvisejí například s rozvojem alergické nebo autoimunitní reaktivity. Změny imunitních funkcí vyvolané aktivním kouřením jsou do určité míry reverzibilní.
Poděkování
Práce byla podpořena z programového projektu Ministerstva zdravotnictví ČR s reg. č. 15-29336A.
Čestné prohlášení
Autorka není v souvislosti s tématem, vznikem a publikací tohoto článku ve střetu zájmů, vznik a publikace článku nebyly podpořeny žádnou farmaceutickou firmou.
Seznam použitých zkratek
CHOPN chronická obstrukční plicní nemoc
IgA, IgE, IgG, IgM imunoglobuliny třídy A, E, G, M
IL-17 interleukin 17
NF-κB nukleární faktor kappa B
NK natural killer (přirozený zabíječ)
TBC tuberkulóza
TH1, TH2 T helper 1, 2 (podtypy pomocných T lymfocytů)
Adresa pro korespondenci:
MUDr. Mgr. Jitka Petanová, CSc.
Ústav imunologie a mikrobiologie 1. LF UK a VFN v Praze
Karlovo nám. 32
121 11 Praha 2
Tel.: 224 966 270, 224 968 449
e-mail: jitka.petanova@lf1.cuni.cz
Sources
1. Johnson JD, Houchens DP, Kluwe WM et al. Effects of mainstream and environmental tobacco smoke on the immune system in animals and humans: a review. Crit Rev Toxicol 1990; 20: 369–395.
2. Moszczynski P, Słowiński S, Lisiewicz J. Effect of tobacco smoking on selected immunologic indices. Folia Haematol Int 1989; 116: 305–310.
3. Regius O, Rajczy K, Gergely I et al. The effect of smoking on peripheral blood lymphocytes and on some immunological parameters in old age. Z Gerontol 1990; 23: 163–167.
4. Krejsek J, Kopecký O. Klinická imunologie. Nucleus HK, Hradec Králové, 2004: 844–846.
5. Hockertz S, Hockertz S, Emmendörffer A et al. Acute effects of smoking and high experimental exposure to environmental tobacco smoke (ETS) on the immune system. Cell Biol Toxicol 1994; 10: 177–190.
6. Schaberg T, Theilacker C, Nitschke OT et al. Lymphocyte subsets in peripheral blood and smoking habits. Lung 1997; 175: 387–394.
7. Tanigawa T, Araki S, Nakata A et al. Increase in memory (CD4+CD29+ and CD4+CD45Ro+) T and naive (CD4+CD45RA+) T-cell subpopulations in smokers. Arch Environ Health 1998; 53: 378–383.
8. Phillips B, Marshall ME, Brown S et al. Effect of smoking on human natural killer cell activity. Cancer 1985; 56: 2789–2792.
9. Jenifer HD, Bhola S, Kalburgi V et al. The influence of cigarette smoking on blood and salivary super oxide dismutase enzyme levels among smokers and nonsmokers – a cross sectional study. J Tradit Complement Med 2015; 5: 100–105.
10. Koybasi S, Parlak AH, Serin E et al. Recurrent aphthous stomatitis: investigation of possible etiologic factors. Am J Otolaryngol 2006; 27,4: 229–232.
11. Winn DM. Tobacco use and oral disease. J Dent Educ 2001; 65: 306–312.
12. Subramanyam RV. Occurrence of recurrent aphthous stomatitis only on lining mucosa and its relationship to smoking – a possible hypothesis. Med Hypotheses 2011; 77: 185–187.
13. Milnerowicz H, Ściskalska M, Dul M. Pro-inflammatory effects of metals in persons and animals exposed to tobacco smoke. J Trace Elem Med Biol 2015; 29: 1–10.
14. Lugade AA, Bogner PN, Thatcher TH et al. Cigarette Smoke Exposure Exacerbates Lung Inflammation and Compromises Immunity to Bacterial Infection. J Immunol 2014; 192: 5226–5235.
15. Feldman C, Anderson R. Cigarette smoking and mechanisms of susceptibility to infections of the respiratory tract and other organ systems. J Infect 2013; 67: 169–184.
16. Anaya JM, Ramirez-Santana C, Alzate MA et al. The Autoimmune Ecology. Front Immunol 2016; 26: 139.
17. Miller RL, Peden DB. Environmental effects on immune responses in patients with atopy and asthma. J Allergy Clin Immunol 2014; 134: 1001–1008.
18. Hazes JM, Dijkmans BA, Vandenbroucke JP et al. Lifestyle and the risk of rheumatoid arthritis: cigarette smoking and alcohol consumption. Ann Rheum Dis 1990; 49: 980–982.
19. Jonsson T, Thorsteinsson J, Valdimarsson H. Does smoking stimulate rheumatoid factor production in non-rheumatic individuals? APMIS 1998; 106: 970–974.
20. Parkes GC, Whelan K, Lindsay JO. Smoking in inflammatory bowel disease: impact on disease course and insights into the aetiology of its effect. J Crohns Colitis 2014; 8: 717–725.
Labels
Addictology Allergology and clinical immunology Angiology Audiology Clinical biochemistry Dermatology & STDs Paediatric gastroenterology Paediatric surgery Paediatric cardiology Paediatric neurology Paediatric ENT Paediatric psychiatry Paediatric rheumatology Diabetology Pharmacy Vascular surgery Pain management Dental HygienistArticle was published in
Journal of Czech Physicians
![Issue 1](https://www.prolekare.cz/media/cache/resolve/journal_issue/media/image_pdf/0ac77a622e92e154b9b114979d4be74e.jpeg)
Most read in this issue
- Smoking during pregnancy – effects on mother and child, the treatment options for tobacco dependence
- Smoking and pharmacological interactions
- Possibility of uterus transplantation trial in Czech Republic – indications, research and clinical experience
- Smoking and immunity