文摘

目的。单核细胞(Mon1-2-3)慢性炎症中发挥实质性作用相关的心血管发病率和死亡率较高的慢性肾脏疾病(CKD)患者和慢性心力衰竭(CHF)。急性单核细胞上的练习布特子集的影响设置的系统性炎症目前未知。本研究的目的是(1)评估基线单核细胞分布在瑞士法郎和CKD子集与健康受试者(HS)和(2)评价急性运动波的影响。锻炼il - 6和MCP-1释放Mon1-2-3相关回应。方法。二十瑞郎CHF患者,20 CKD患者和15个商品被包括在内。之前和之后的最大心肺运动试验,单核细胞子集被流式细胞术:量化CD14^{+ +}CD16⁻CCR2⁺(Mon1), CD14^{+ +}CD16⁺CCR2⁺(Mon2)和CD14⁺CD16^{+ +}CCR2⁻(Mon3)。血清il - 6水平和MCP-1 ELISA测定。结果。基线分布Mon1-2-3发生率在3组。急性运动后,% Mon2和% Mon3显著增加为代价的减少% Mon1 HS和慢性肾病。这种反应显著减弱在瑞士法郎()。在海关,MCP-1水平增加以下的练习;il - 6水平持平。循环功率是一个强大和独立的预测变化Mon1 (,)和Mon3 (,);和基线LVEF Mon2的变化(,)。结论。单核细胞的反应急性运动的特点是增加proangiogenic和促炎Mon2 Mon3吞噬Mon1为代价的。这种运动性反应主要是由单核细胞子集的血流动力学变化,而不是事先存在轻度炎症。

1。介绍

单核细胞是免疫系统的关键连接先天和适应性免疫和炎性疾病是至关重要的司机。最近,3个功能不同的单核细胞被确定基于子集CD14的表达(脂多糖受体),CD16 (FcyRIII受体),和CCR2(受体对单核细胞趋化蛋白1 (MCP-1)) (1,2]。古典单核细胞(Mon1, CD14^{+ +}CD16⁻CCR2⁺)是高度吞噬,在第一线防御是很重要的。中间单核细胞(Mon2, CD14^{+ +}CD16⁺CCR2⁺)拥有proangiogenic属性,已经涉及抗原处理和表示,产生高水平的职业——抗炎介质(TNFαil - 10)。(Mon3模单核细胞CD14⁺CD16^{+ +}CCR2⁻)抗炎作用和适应性免疫系统发挥作用,以及在巡逻endothelial-blood接口(1,3,4]。

慢性低度炎症,通常由海拔对象化的循环水平促炎细胞因子如白细胞介素- 6 (il - 6)和单核细胞趋化蛋白1 (MCP-1),被认为是潜在因素的开发和发展各种疾病,包括心血管疾病(5]。慢性肾脏疾病(CKD)和慢性心力衰竭(CHF)的共同机制,解释心血管发病率和死亡率高,包括炎症和氧化应激血管功能障碍(6,7]。运动训练是一种有效的策略来降低长期久坐不动的CKD患者心血管风险和发病率(8瑞士法郎)以及死亡率(9]。随机对照运动干预的研究表明,增加体力活动与降低全身炎症在瑞士法郎的设置10和慢性肾病11]。有人建议,单核细胞比例的变化有助于这一发现子集。

虽然运动训练提供了一个强大的抗炎效应,每个布特剧烈运动导致瞬态增加炎症标记物,如白细胞增多,单核细胞增多症,提高MCP-1和il - 6水平(12- - - - - -14]。然而,耐力运动员休息较低水平的炎症标记物,包括单核细胞,身体活动的成年人相比,这表明免疫系统适应重复性运动发作(15]。

布特在健康受试者执行短的剧烈运动,CD16⁺单核细胞动员在15分钟内从边际池(16]。急性运动的影响在CKD 3单核细胞子集和瑞士法郎了低度炎症目前未知。本研究探讨单核细胞分布及其子集是否应对急性运动波影响慢性低度炎症的存在,不同稳态环境的慢性肾病,或者瑞士法郎的血流动力学改变。我们有以下目的:(1)探讨单核细胞的基线差异子集CKD之间的分布,瑞士法郎,和健康对照组;(2)评价的影响一个极限运动动员Mon1布特,Mon2,和Mon3 CKD患者或健康受试者相比,瑞士法郎;和(3)调查可能的反应介质。

2。方法

2.1。主题

二十久坐不动的CKD患者(估计肾小球滤过率(eGFR) < 60 mL / min / 1.73米²或肾脏损害≥3个月,由结构或功能肾畸形),20日久坐不动的瑞郎CHF患者(左心室射血分数(LVEF)≤45%, NYHA类ii iii),和15名健康受试者(HS)(没有相关病史,没有药物治疗,和正常心电图和超声心动图评估)参加本研究。患者症状和疗法和稳定在标准治疗。

排除标准是活跃的炎症或恶性疾病与免疫抑制药物和治疗。CKD组的心血管疾病,包括冠心病、外围,脑血管疾病,担任排除标准。同样,瑞士法郎组,肾功能受损的患者(eGFR < 60毫升/分钟/ 1.73米²)被排除在外。

瑞士法郎是由于特发性扩张型心肌病在65%的患者;其余部分是由于缺血性心脏病。慢性肾病的病因包括常染色体显性多囊肾病(25%),存在一个独特的功能肾脏(25%),返流性肾病(20%)、IgA肾病(10%)、nephroangiosclerosis(10%)、局灶性节段性肾小球硬化症(5%)和阻塞性肾病继发性慢性结石病(5%)。

2.2。研究设计

受试者被要求避免过度体力活动前24小时学习。他们在呼吁symptom-limited心肺运动试验(CPET)分级自行车测力计。立即运动峰值之前,10分钟之后,静脉血样本来自一个肘前的静脉和收集在EDTA和血清分离器管。流仪分析样品处理后1小时内收集和血清是储存在−80°C进行批量分析。

所有的受试者都接受标准经胸廓的心脏超声评估左心室舒张末期内径(LVEDD)、左心室射血分数(LVEF),舒张功能(E / E)和右心房压力(RAP)使用一个iE33超声心动图扫描仪(飞利浦医疗系统、埃因霍温、荷兰)。

研究根据赫尔辛基宣言中概述的原则,安特卫普大学医院的伦理委员会批准。所有的参与者给书面知情同意。

2.3。心肺运动试验

由symptom-limited渐进式锻炼运动能力评估测试自行车测力计(CKD和瑞郎CHF患者:Cardiovit cs - 200 Ergo-Spiro,席勒AG)、巴尔,瑞士;健康受试者:亚瑟王的神剑运动测力计,矿脉,格罗宁根,荷兰,和PowerCube-ergo Ganshorn Niederlauer,德国)。一个个性化的坡道协议,从20或40瓦和增量加载的每分钟10或20瓦,被选为确保最优运动测试持续时间8至10分钟。Twelve-lead连续记录心电图和血压测量每2分钟。Breath-by-breath气体交换允许在线测量通风(VE),测定耗氧量(签证官₂生产(VCO)和二氧化碳₂)。峰值耗氧量(签证官₂达到最高峰值)被确定为签证官₂在最后30秒的运动。签证官₂峰值和最大工作负载也表示为一个百分比(%预测VO的预测价值₂峰,%预测Wattmax),根据汉森的诺模图等。17]。受试者鼓励锻炼疲惫后,根据呼吸交换率(r)和无氧阈值的识别(,V-slope方法)。循环功率(签证官₂峰×峰收缩压)和最大工作行业(Wattmax /签证官₂峰)计算。

2.4。流仪量化的单核细胞的子集

单核细胞CD14子集定义^{+ +}CD16⁻CCR2⁺细胞(Mon1), CD14^{+ +}CD16⁺CCR2⁺(Mon2)和CD14⁺CD16^{+ +}CCR2⁻(Mon3)。全血是孵化fluorochrome-conjugated抗体在黑暗中15分钟。以下使用抗体:anti-CD14藻红蛋白(PE), anti-CD16异硫氰酸荧光素(FITC) anti-CCR2 allophycocyanin (APC)(美国明尼苏达州研发系统),anti-CD45 allophycocyanin-Hilite 7 (APC-H7)和anti-CD86 peridinin叶绿素protein-cyanine 5.5 (PerCP-Cy5.5)。所有抗体都购自BD生物科学(Erembodegem、比利时)除非另有说明。之前每个抗体的最佳浓度是确定滴定分析的研究。

与BD溶解红细胞裂解后的解决方案(BD生物科学、Erembodegem、比利时),BD FACSCantoII的标本分析流式细胞分析仪(BD生物科学、Erembodegem、比利时)。除了常规的向前散射(FSC)阈值,一个额外的阈值设置在APC-H7(以下CD45 APC-H7荧光粒细胞),以确保适当的CD45的记录⁺事件在这个lyse-no-wash设置。000 CD45最少200⁺事件被记录。

分析单核细胞子集是使用BD FACSDiva 6.1.2版软件由单个运营商类比Shantsila等的控制策略。3]。主要建立了盖茨单核细胞基于pan-monocytic标记CD86的表达以及散射概要文件。建立了二级盖茨在单核细胞识别CD14门⁺和CD16⁺细胞。CD16⁺细胞被分离在Mon2和基于CCR2 Mon3表达式。图1显示了一个代表性的例子应用的控制策略。白细胞总数是使用一个自动执行血液学分析仪(Advia 2120年拜耳医疗、肌体纽约)。单核细胞绝对计数及其子集被乘以各自的百分比计算通过流式细胞术的白细胞总数。单核细胞表达为细胞/子集μL和单核细胞总数的比例。淋巴细胞和中性粒细胞百分比,自动血液分析仪的结果。

2.5。生化检测

肌酐、总胆固醇、高密度脂蛋白(HDL)、低密度脂蛋白(LDL)和甘油三酯测定使用常规实验室技术。估计肾小球滤过率(eGFR)使用CKD-EPI公式计算(18]。

血清MCP-1和il - 6水平分析了批量的夹心酶联免疫吸附试验(Quantikine酶联免疫试剂盒,研发系统,明尼苏达州,美国)。MCP-1, intra-assay变异系数(CV) < 10%的灵敏度1.7 pg / mL。il - 6, intra-assay CV < 20%的灵敏度0.7 pg / mL。

2.6。统计分析

连续数据表示为平均值±标准偏差(SD)。正常的数据评估使用一个示例柯尔莫哥洛夫斯米尔诺夫。基线特征比较使用卡方检验或单向方差分析其次是Sidak事后多重比较试验修正。

不同组之间的趋势随着时间的推移(互动)是由双向评估重复测量方差分析。每组内差异随着时间的推移被成对样品评估测试。单向方差分析percentual单核细胞的变化的子集被用来确定运动影响的大小,其次是Sidak事后测试。皮尔森相关系数在适当的地方使用。应用多元线性回归分析探讨独立运动参数和单核细胞数量之间的联系。所有分析使用SPSS版本22(美国SPSS Inc .,芝加哥,IL)和一个< 0.05被认为是具有统计学意义的价值。

3所示。结果与讨论

3.1。结果

3.1.1。基线特征的主题

表1总结了3组的基线特征。年龄、性别、和BMI组之间的可比性。CKD患者平均eGFRmL / min / 1.73米²。瑞郎CHF患者,LVEF的意思%,以心房及左心室充盈压升高。

所有受试者进行了极限运动测试,客观化的r值> 1.15。有氧运动能力(签证官₂)和最大工作负载峰值明显降低在CKD和瑞郎CHF患者相比,h。CKD和HS相比,瑞郎CHF患者有血流动力学响应峰值心率较低,降低收缩压,循环功率(表1)。

3.1.2。分布的单核细胞和炎性蛋白的水平基线子集

白细胞总数正常范围内的3组(4.3 - -10.0 10⁶/毫升),但瑞郎CHF患者明显高于白细胞计数与CKD患者相比(表2)。而组间可比性中性粒细胞和淋巴细胞的分布,瑞郎CHF患者单核细胞总数的比例更高,因此更高的所有单核细胞绝对计数子集。单核细胞的分布相当子集之间的组:Mon1占最大的比例,其次是Mon3然后Mon2(表2)。

在CKD和MCP-1水平显著高于商品相比瑞士法郎。il - 6水平组之间没有显著差异,但与MCP-1水平(,)和% Mon2 (,)。总白细胞和单核细胞的il - 6水平或MCP-1数相关。考虑到所有组,基线MCP-1和il - 6水平明显与签证官₂峰(MCP-1,;il - 6,、职责)。没有白细胞和单核细胞数量之间的关系被发现与签证官或单核细胞分布₂高峰。

3.1.3。布特急性运动对白细胞和单核细胞分布

表3表明绝对单核细胞数显著增加,相对在海关,CKD,瑞郎CHF患者10分钟后峰值运动。这是由于一般的运动性白细胞增多。只有在瑞士法郎,单核细胞的比例显著增加导致白细胞增多。

在所有3组,Mon1比例减少,而Mon2和Mon3后增加一个回合(除了Mon2瑞士法郎,表3)。图2说明这对单核细胞运动影响的大小是3组不同的子集。整个运动响应对单核细胞子集之间的可比性HS和CKD患者却削弱了瑞士法郎(为交互< 0.05子集)。在瑞士法郎,减少Mon1并不突出,增加Mon2几乎缺席,并再次Mon3的增加不明显。

3.1.4。布特急性运动对MCP-1和il - 6水平

而急性运动布特没有改变水平的MCP-1 CKD患者和瑞士法郎,MCP-1明显高于在HS锻炼(互动,图2 (e))。运动后水平组间可比性在MCP-1 ()。增加在所有组的il - 6水平观察,但未能达到的水平(HS意义;慢性肾病;瑞士法郎,图2 (f))。

3.1.5。白细胞和单核细胞的变化关系与基线子集,锻炼,和炎症相关的参数

考虑所有组,基线收缩压等血流动力学参数,舒张和收缩功能,与白细胞和单核细胞计数的变化密切相关,单核细胞分布布特急性运动后(表子集4)。受试者的心脏舒张功能受损(更高的E / E)和收缩功能受损(LVEF)低显示总体不太突出白细胞的变化,单核细胞,单核细胞子集(% Mon1减少,增加% Mon2和% Mon3)。肾功能(eGFR)或炎症状态(MCP-1)没有与这种影响的大小。

状况血流动力学参数,如签证官₂峰、循环功率和峰值收缩压,都与白细胞和单核细胞的变化(表(子集)分布4)。探讨独立运动参数和单核细胞代谢改变子集之间的联系,进行多元线性回归分析,调整了年龄、性别、使用beta-blockade,基线收缩压,舒张压和收缩压的功能。签证官₂峰在Mon1仍然是一个强有力的预测的变化(,)和Mon3 (,)。,循环能力保持与变化相关的负面Mon1 (,Mon3()和积极的变化,)。改变Mon2,基线LVEF成为最强的响应预测(,)。改稿时也是如此(在单独的模型)对他汀类药物的使用,ace抑制剂/ ARB,利尿剂和乙酰水杨酸。

重大关系的运动变化MCP-1和Mon1 Mon3观察(表4)。然而,在签证官的校正₂峰,MCP-1变化显著相关(,),失去了这种关系。

3.2。讨论

本研究探讨单核细胞分布及其子集是否应对急性运动波影响的存在(CKD和瑞士法郎)慢性轻度炎症,慢性肾病的存在本身(具体的内部环境),或者瑞士法郎(特定的血流动力学改变)。

几个来自本研究的发现。(我)单核细胞的相对分布子集(Mon 1-2-3)在健康受试者相比,慢性肾病患者和瑞郎CHF患者。然而,在瑞士法郎,绝对的单核细胞计数显著更高。(2)一次极限运动后,Mon2的百分比和增加Mon3 Mon1下降为代价的。这种反应很明显削弱瑞郎CHF患者尽管他们执行一个极限运动测试,他们达成了类似的签证官₂峰值和最大工作负载相比,慢性肾病患者。(3)签证官₂和循环功率峰值出现的强预测因子的变化Mon1 Mon3,独立于β受体阻滞剂的使用。

3.2.1之上。单核细胞的异质性在两个模型子集低度炎症的慢性疾病

在2010年命名共识之前,CD16⁺单核细胞(Mon2和Mon3)经常被统称为促炎的单核细胞,研究基于他们在抗原呈现细胞因子表达谱和更高的力量。除了CD16的事实⁺单核细胞计数增加一些炎症条件下,CD16⁺单核细胞临床和机械化与人类心血管疾病的病理生理学(19]。

承认中间单核细胞(Mon2)作为函数的不同子集敦促进一步瓦解和行为不同的单核细胞亚型。Mon2表型类似于之前报道proangiogenic单核细胞,与受体的表达proangiogenic因素(Tie2,趋化因子受体CXCR4和VEGFR1/2) [3,20.]。事实上,来源于CD14的骨头⁺Tie2⁺CD34⁻在受伤的内皮细胞能够坚持MCP-1-dependent的方式,导致reendothelialisation [21]。相比他们proangiogenic特性,Mon2拥有更高的促炎的能力相比Mon3 [1)和选择性表达CCR5,标记,与动脉粥样硬化(22]。这两个特征可能会增加心血管疾病的可能的不利影响。的确,在CKD患者,心血管疾病的风险是非常高的,以及患者冠状动脉疾病的风险,提升Mon2计数是独立的预测未来的心脏事件(23,24]。相比之下,在急性心力衰竭的背景下,降低Mon2计数增加死亡率的独立预测指标和重复住院25]。这些显然Mon2子集的相互矛盾的数据显示不同的角色不同的疾病过程。

在目前的研究中,我们表明,3单核细胞的分布子集(Mon1 > Mon3 > Mon2)保持在CKD的存在或瑞士法郎。瑞士法郎,这证实了箭牌的结果等。25),但它是与先前的报告相比CD14的比例更高^{+ +}CD16⁺单核细胞(26)或(子集27]瑞郎CHF患者健康受试者相比。这些矛盾的发现可能可以解释为使用不同immunophenotypical定义之间的研究或研究人群的差异(老年患者和缺血性心肌病的优势研究Barisione et al。)。箭牌的类比研究et al .,我们使用multiparametric流仪技术和迭代控制策略不同子集的枚举,而其他的研究使用了一个简单的双色板的方法。说明了王彦华et al。(28),一个pan-monocytic标记(CD86)必须正确识别CD16单核细胞和区分⁺单核细胞从其他CD16表达白细胞,中性粒细胞和自然杀伤细胞等。第二,我们应用色彩和控制策略基于微分表达式正确区分Mon2和Mon3 CCR2,改编自出版由Shantsila et al。3]。

瑞郎CHF患者单核细胞总数增加,导致一个平行的所有3子集数的增加,再次确认数据,箭牌等。25]。在瑞士法郎有限的数据表明,增加总单核细胞数量预测更糟的结果(29日]。这样一个协会的探索远远低于在CKD和健康受试者30.]。它是合理的,在我们的研究中,我们低估了CKD患者单核细胞计数,因为我们预选CKD患者最好的心血管预后不包括任何心血管的历史。因此,总单核细胞数量相当低,没有增加在CKD Mon2计数检测。

3.2.2。急性单核细胞上的练习布特子集的影响在瑞士法郎是衰减的

之前的研究已经证实,在健康受试者,单核细胞不同子集在回应一个物理压力源。锻炼后,CD16⁺单核细胞是优先从边际池动员他们隔离因为高粘附分子的表达喜欢很晚antigen-4和CD11d31日- - - - - -34]。这些研究在2010年之前执行命名共识,只指2 (CD14单核细胞的细胞亚群⁺CD16⁺和CD14⁺CD16⁻没有进一步细分CD16)⁺细胞。后来的研究,允许三分法的单核细胞,提供更多的洞察Mon2和Mon3行为后中等强度的锻炼35)或极限运动比赛(16在健康的志愿者。

到目前为止,没有数据存在于急性运动性单核细胞的贩卖CKD、瑞士法郎,两种情况下,受益于运动训练计划以降低心血管风险(9,36]。在目前的研究中,一个类似的增加Mon2和Mon3 CKD和海关确认。然而,在瑞士法郎,单核细胞的整体运动反应明显减弱,尽管类似状况参数子集的CKD患者。

调查是否可能与不同的趋化反应,血清il - 6水平和MCP-1量化之前和之后立即峰运动。、CCR2配体中扮演一个重要的角色在单核细胞动员及其选择性招聘组织(37]。除了生产由炎症细胞和内皮细胞,MCP-1是contraction-regulated myokine随着可能参与运动性免疫系统的变化(38]。在中等强度运动后,信使rna的表达MCP-1是调节骨骼肌细胞,与血清浓度增加,高强度锻炼后更为明显(39]。在这项研究中,一个简短的剧烈运动导致显著增加MCP-1在健康受试者,观察而没有变化在慢性肾病或瑞士法郎的病人。假设,这可能是由于观察到基线水平越高,降低血管剪切应力,短锻炼持续时间(8 - 10分钟),或者减少肌肉质量。白介素- - - - - -6是另一个contraction-regulated myokine。从骨骼肌萎缩的释放il - 614]可能促进广泛的抗炎反应通过对肝脏的影响以及在不同的白细胞数量(了40])。这种影响的大小是影响模式,运动强度和持续时间(41]。在这项研究中,我们只发现一个小的,无意义的增加锻炼后il - 6,可能是因为短期的锻炼。然而,增加il - 6与白细胞总数增加的大小显著相关。综上所述,不同监管的趋化反应MCP-1或il - 6不是唯一的解释观察到的群体间的差异在剧烈运动后单核细胞的子集。

另一种解释是,瑞士法郎的钝化在运动时血流动力学响应(低心输出量,降低心率、峰值和峰值收缩压)不足以招募Mon2和Mon3贪婪地坚持激活血管内皮。观察到的峰值心率联系密切,循环力量,签证官₂高峰支持这一假说。释放CD16⁺单核细胞进入循环被认为是部分依赖于儿茶酚胺(31日),但强烈的循环功率和签证官之间的关系₂峰值和单核细胞的反应似乎是β受体阻滞剂使用独立的子集。总之,释放Mon2和Mon3循环,以牺牲Mon1比例,强烈的血流动力学反应运动,这就可以解释瑞士法郎的迟钝反应观察。

3.2.3。限制

在目前的研究中,剧烈运动的影响评估峰值后10分钟运动。然而,众所周知,锻炼对白细胞的影响遵循一个两相的模式,特点是立即和延迟反应(2 - 4小时运动后)。在未来的研究中,这将是有趣的调查时间的单核细胞在较长时期子集。

4所示。结论

单核细胞中发挥实质性作用系统慢性炎症与心血管疾病有关,与不同的功能3单核细胞的子集。而运动训练的抗炎效果好于慢性疾病如慢性肾病和瑞士法郎,应对急性力竭运动少得多。

这项研究首次表明,慢性肾病患者,尽管运动能力较低,存在慢性炎症的风险,表现出类似急性单核细胞子集作为健康受试者运动变化。这种效应的特点是增加proangiogenic和促炎Mon2 Mon3, Mon1为代价的。然而,瑞郎CHF患者的这种影响显然是减毒和强烈的血流动力学反应下降运动。我们的研究结果提供更多的洞察急性运动的动态炎症反应在不同的疾病,这是基本的进一步解体机制的长期有利影响运动训练。

利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

确认

作者非常感谢Viviane Conraads教授,我们研究小组的前领导人。她在去年12月12日去世,在她年轻的生命。我们要感谢Angelika更加与众不同en Annemie Meessen血液取样,伯特载体和教授保罗·贝克斯执行心肺运动试验和人德舒特博士援助健康受试者的招募。支持的工作是细胞疗法和再生医学中心(安特卫普大学医院的细胞疗法,基金批准号21 hmt05)。孤挺花支持h . Van Craenenbroeck安特卫普大学的研究资助。艾米琳·m·范·Craenenbroeck研究基金会支持的是弗兰德斯(FWO)。