青年アスリートは大気汚染の影響を受けやすく気道過敏性増加をもたらす

Makisey


ChatGPT-4に負んぶに抱っこの記事

Activation of epithelial and inflammatory pathways in adolescent elite athletes exposed to intense exercise and air pollution
Janne Goossens,et al.

http://dx.doi.org/10.1136/thorax-2022-219651

理由 幼少期に高強度の運動に参加することは、気道バリアに対するストレス要因として作用する可能性がある。

目的 青年期のエリートアスリートにおいて、激しい運動とそれに伴う大気汚染への曝露が気道バリアに及ぼす影響を健常対照者と比較して調査し、この集団における運動誘発性気管支収縮（EIB）を検討する。

方法 4つのスポーツ種目の「Flemish-Elite-Sports-Schools」（12～18歳）に通う早熟のエリートアスリート（n=90）および対照被験者（n=25）を募集した。EIBの有無は、ユーカプニック随意過呼吸（EVH）テストによって検査されました。誘発された喀痰サンプルを用いて、mRNAおよびタンパク質レベルのマーカー、RNAシーケンス、気道マクロファージにおける炭素負荷が調査されました。

その結果、アスリートの喀痰では、コントロールと比較して444の遺伝子が異なって発現しており、それらは炎症と上皮細胞の損傷に関連していた。アスリートの喀痰サンプルは、コントロールと比較して、炭素負荷の気道マクロファージを有意に多く含んでいた（24％、95％CI 20～36％、p＜0.0004）。アスリートは、コントロールと比較して、サブスタンスP（13.3 pg/mL、95% CI 2.0 ～ 19.2）およびカルプロテクチン（1237 ng/mL、95% CI 531 ～ 2490）レベル、ならびにIL-6、IL-8およびTNF-α mRNAレベルが著しく高かった（p＜0.05）。アスリートにおけるEIBの発症率は9％でした。アスリートにおけるEVHテスト後の強制呼気量1秒の最大低下率（％）は、過去のPM10およびPM2.5曝露と有意に関連していた。

結論 早期キャリアを持つエリートアスリートは、対照群と比較して、大気汚染曝露、上皮障害、気道炎症のマーカーが増加していた。大気汚染物質PM10レベルの上昇への急性曝露は、気道過反応の上昇と関連していた。

Translated with DeepL

GPT-4に翻訳を頼む

要約：この研究では、幼少期に激しい運動を行うことが気道の障壁にストレスを与える可能性があるという仮説を検証しました。フランダース地域のエリートスポーツスクールに通う初期のエリート選手（12〜18歳）と健康な対照群を比較して、激しい運動と大気汚染に関連する影響を調査しました。また、運動誘発性気管支狭窄（EIB）の有無も調査しました。

方法：4つの異なるスポーツ分野のエリート選手90名と対照群25名を募集し、誘発喀痰検体からのmRNA、タンパク質レベル、RNAシークエンス、気道マクロファージの炭素負荷を調べました。

結果：選手と対照群との間で、炎症および上皮細胞損傷に関連する444の遺伝子が異なって発現しました。選手の喀痰サンプルは、対照群と比較して有意に多くの炭素負荷気道マクロファージを含んでいました（24%、95% CI 20%から36%、p <0.0004）。選手は、対照群に比べて有意に高い物質P（13.3 pg/mL、95% CI 2.0から19.2）およびカルプロテクチン（1237 ng/mL、95% CI 531から2490）レベル、およびIL-6、IL-8、およびTNF-αのmRNAレベルを示しました（p <0.05）。選手のEIB発症率は9%でした。選手のEVHテスト後の1秒間の最大呼気量（%）の減少は、過去のPM10およびPM2.5曝露と有意に関連していました。

結論：初期のエリート選手は、大気汚染に関連する影響、上皮損傷、気道炎症のマーカーが対照群に比べて増加していました。PM10レベルの高い大気汚染に急性曝露することが、気道過敏性の増加と関連していました。

"eucapnic voluntary hyperventilation (EVH) test”や ”substance P”の和訳が今ひとつで、やはりDeepLの方がわかりやすいかな？

GPT-4に”序文要約”してもらった

運動は喘息や慢性疾患の悪化を予防する上で重要ですが、過度な運動は気道の上皮細胞の損傷や炎症を引き起こすストレス反応を引き起こすことがあります。運動誘発性気管支狭窄（EIB）は、運動中または運動後に気道が一時的かつ可逆的に狭まる現象で、エリートアスリートは30%～70%の割合でEIBを発症するリスクが高いです。耐久競技や環境要因（塩素や冷気）と関連するスポーツはEIBの発症と関連しています。
大気汚染、EIB、エリートスポーツの関係は十分に研究されていません。高交通量地域では大気汚染が深刻な問題であり、大気中の汚染物質が気道に悪影響を与えることが繰り返し示されています。運動中、健康な大人の換気量は最大150 L/分に達し、エリートアスリートではさらに200 L/分以上になります。これにより、有害な環境トリガーの吸入および曝露が増加します。
喀痰誘発法は気道サンプリングの重要な非侵襲的手法であり、次世代シーケンシング（RNA-Seq）による喀痰サンプルのトランスクリプトーム解析を通じて、遺伝子発現プロファイルの詳細な特性を調査できます。この研究では、初期段階のアスリートと健康な対照群を比較して、高強度運動の繰り返しによって慢性炎症が引き起こされる可能性がある炎症反応を調査しました。青少年のエリートアスリートの換気量が、大気汚染の激しいエリアであるベルギーで、気道過敏性と関連し、トランスクリプトームパターンに反映されると仮定しています。

この論文 https://thorax.bmj.com/content/early/2023/03/16/thorax-2022-219651 中のeucapnic voluntary hyperventilation testの意義は(ChatGPT-4)

この論文では、eucapnic voluntary hyperventilation (EVH) testが、運動誘発性気管支狭窄（EIB）の診断に用いられています。EIBは運動中や運動後に気道が一時的かつ可逆的に狭まる現象で、特にエリートアスリートにおいて高い発症リスクがあります。
EVHテストは、EIBの診断に用いられる非侵襲的で標準化された方法であり、患者にユーカプニック（正常な二酸化炭素分圧を維持した状態）での過換気を実施させます。このテストでは、患者が限界まで換気量を増加させることで、運動中に生じる気道の冷却と乾燥の影響を模倣します。これにより、運動によって誘発される気道狭窄が生じるかどうかを評価できます。
試験の前後での強制呼気量1秒（FEV1）の変化を測定することで、EIBの有無や重症度を判断します。通常、FEV1が試験後に基準値と比較して10%以上低下した場合、EIBの診断が支持されます。
この論文では、EVHテストを用いて、初期段階のエリートアスリートと健康な対照群の間でEIBの有無を比較しています。また、大気中の粒子状物質（PM10およびPM2.5）の曝露とアスリートのFEV1の最大低下率との関連を調査しています。

この論文(https://thorax.bmj.com/content/early/2023/03/16/thorax-2022-219651)のトランスクリプトーム部分の解説をお願いします(さらにChatGPT-4依頼)

この論文では、初期段階のエリートアスリートと健康な対照群の間で運動と大気汚染に関連した炎症反応を調査するために、喀痰サンプルにおけるトランスクリプトーム解析（RNA-Seq）が実施されています。トランスクリプトーム解析は、遺伝子の発現プロファイルを高精度で調査する手法であり、研究者はこれによって激しい運動が繰り返されることで慢性炎症が引き起こされる可能性がある炎症反応を詳細に調べています。
この研究では、アスリートと対照群の喀痰サンプルで異なって発現する遺伝子を調べ、それらが炎症や上皮細胞損傷とどのように関連しているかを明らかにしようとしています。結果として、アスリートと対照群の間で444の遺伝子が異なって発現し、これらは炎症と上皮細胞損傷に関連していることが示されました。
このトランスクリプトーム解析を通じて、運動や大気汚染に関連する炎症反応に関与する遺伝子や生物学的プロセスを特定し、それがエリートアスリートの気道にどのような影響を与えるかを理解することができます。この知見は、将来的にアスリートの健康管理や環境への適応策を改善するための貴重な情報となるでしょう。


EVHテスト前の大気汚染暴露。(A-C) 調査期間中に考慮した各汚染物質の1日平均濃度を、対象となった3つのエリートスポーツ校で平均化したもの。赤の点滅線は、WHOが定めた各汚染物質の最大濃度を示す57。青の点線は、アスリートが研究に参加した時間帯を示す。(G) CLDN1、OCLN、ZO-1のタイトジャンクションmRNA発現に対する最も強固な大気汚染物質PM10の影響（Mann-Whitney）（PM10low：n=22、PM10high：n=20、Grubbsに基づいて外れ値を除去した）。EVH, eucapnic voluntary hyperventilation. O3、オゾン、PM2.5、粒子状物質＜2.5μm、PM10、粒子状物質＜10μm.

止めに、さらにChatGPT-4に質問
トランスクリプトームってなんですか？

トランスクリプトームとは、ある時点で特定の細胞、組織、または生物全体で発現しているすべてのRNA分子（主にmRNA）の集合を指します。遺伝子発現のプロファイルを研究することで、細胞や組織が特定の状況下でどのように機能しているか、または特定の疾患や条件とどのように関連しているかを理解することができます。
トランスクリプトーム解析は、遺伝子発現の変化を研究するために用いられる手法であり、特に次世代シーケンシング（NGS）技術を利用したRNA-Seq（RNAシーケンシング）が一般的です。これにより、研究者は遺伝子発現のパターンを同時に大規模かつ高精度で解析し、遺伝子の働きや細胞の機能に関する重要な情報を得ることができます。

トランスクリプトーム解析は、疾患の発症メカニズムの解明、新規の診断マーカーや治療ターゲットの発見、個別化医療の進展など、生物学や医学研究において幅広く応用されています。

この記事が気に入ったらサポートをしてみませんか？