Niedotlenienie a stan zapalny

Mechanizmy działające w tym drugim przypadku wykorzystują hydrolazy reszt proliny (prolylhydrolases, PHD), które katalizują hydroksylację prolin w podjednostce alfa czynnika transkrypcji indukowanego niedotlenieniem (hypoxia-inducible transcription factor, HIF). Czynnik ten jest heterodimerem zbudowanym z dwóch podjednostek: HIF-1α lub HIF-2α oraz HIF-1β (nazywanej jądrowym translokatorem receptora węglowodorów arylowych, aryl hydrocarbonreceptor nuclear translocator [ARNT]). HIF-1α występuje powszechnie, HIF-2α tylko w określonych tkankach.
Niniejszy przegląd przedstawia mechanizmy, za pośrednictwem których układ PHD-HIF wpływa na procesy zapalne, omawia regulację odpowiedzi immunologicznej za pośrednictwem szlaków przekazywania sygnałów indukowanych niedotlenieniem, opisuje molekularne aspekty zależności między niedotlenieniem a stanem zapalnym oraz ilustruje związek między niedotlenieniem a stanem zapalnym w chorobach zapalnych jelita grubego, niektórych nowotworach i zakażeniach.

Zapalenie indukowane niedotlenieniem

Teoria mówiąca, że niedotlenienie może indukować stan zapalny, zdobyła ogólne uznanie dzięki badaniom poświęconym indukowanemu niedotlenieniem szlakowi przekazywania sygnałów. Na przykład u osób z chorobą górską wzrost stężenia krążących cytokin prozapalnych oraz tzw. wyciek płynów (wyciek naczyniowy) prowadzą do obrzęku płuc lub mózgu. Wzrost stężenia markerów stanu zapalnego: interleukiny 6, receptora dla interleukiny 6 oraz białka C-reaktywnego w surowicy obserwowano u zdrowych ochotników, którzy spędzili trzy dni na wysokości powyżej 3400 m n.p.m. Na wysokości 8400 m n.p.m. zdrowi himalaiści schodzący z Mount Everest cierpieli na ciężką hipoksemię (ciśnienie parcjalne tlenu we krwi tętniczej [PaO₂], 25 mm Hg). Obserwowano u nich różnice między stężeniem tlenu w pęcherzykach płucnych a stężeniem tętniczym, co odpowiada podklinicznemu wysokościowemu obrzękowi płuc. Wyciek naczyniowy, gromadzenie komórek zapalnych w narządach i wzrost stężenia cytokin w surowicy stwierdzono u myszy po krótkiej ekspozycji na małe stężenia tlenu.