Smoker's macrophages
धूम्रपान करने वाले के मैक्रोफेज वायुकोशीय मैक्रोफेज होते हैं जिनकी विशेषताएँ, जिनमें उपस्थिति, कोशिकीयता, फेनोटाइप, प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया और अन्य कार्य शामिल हैं, सिगरेट के संपर्क में आने पर प्रभावित हुए हैं। ये परिवर्तित प्रतिरक्षा कोशिकाएँ कई संकेत मार्गों से प्राप्त होती हैं और कई श्वसन रोगों को प्रेरित करने में सक्षम होती हैं। वे अस्थमा, क्रोनिक ऑब्सट्रक्टिव पल्मोनरी डिजीज (सीओपीडी), पल्मोनरी फाइब्रोसिस और फेफड़ों के कैंसर में शामिल हैं। धूम्रपान करने वालों के मैक्रोफेज पहले और दूसरे हाथ से धूम्रपान करने वालों दोनों में देखे जाते हैं, इसलिए सिगरेट की सामग्री, या सिगरेट स्मोक एक्सट्रैक्ट (सी. एस. ई.) के संपर्क में आने वाला कोई भी व्यक्ति इन मैक्रोफेज के प्रति अतिसंवेदनशील होगा, इस प्रकार बारी-बारी से भविष्य की जटिलताओं का कारण बन सकता है। एल्वियोलर मैक्रोफेज सिगरेट रसायनों और कण पदार्थ सहित साँस लेने वाले पदार्थों को संसाधित करने में महत्वपूर्ण हैं। तम्बाकू में रसायन, जैसे कि निकोटीन, टार और कार्बन मोनोऑक्साइड, कई शारीरिक मार्गों को उत्तेजित करते हैं, जो इन मैक्रोफेज की भर्ती और कार्यों को प्रभावित करते हैं। धूम्रपान करने वाले के कुछ मैक्रोफेज को परिसंचारी मोनोसाइट्स से भर्ती किया जाता है जबकि कुछ फेफड़ों में रहने वाले मूल एल्वियोलर मैक्रोफेज होते हैं। जैव रासायनिक प्रक्रियाएँ इम्यूनोमॉड्यूलेशन और अनियमित मरम्मत प्रक्रियाओं को भी जन्म देती हैं, इसलिए मैक्रोफेज की खराबी व्यक्तियों को संक्रमण के प्रति अधिक संवेदनशील बनाती है। इसके अलावा, ये श्वास द्वारा लिए गए पदार्थ रक्तप्रवाह में प्रवेश कर सकते हैं, विशेष रूप से निकोटीन जो तेजी से मस्तिष्क में ले जाया जाता है, जिससे लत लग जाती है; यह बाद में पूरे शरीर में फैल जाएगा, जिससे भविष्य में कार्सिनोमा हो सकता है। सिगरेट पीने की रुग्णता लगभग 50 प्रतिशत है, जिसमें हर साल 70 लाख पहले हाथ से धूम्रपान करने वाले और 12 लाख दूसरे हाथ से धूम्रपान करने वाले मारे जाते हैं। सक्रिय या निष्क्रिय धूम्रपान करने वालों के बावजूद, मैक्रोफेज संचय फेफड़ों में पाया जाता है। धुएँ से संबंधित रोगों के निदान के तरीकों में ब्रोंकोएल्वियोलर लैवेज शामिल है जिसका उपयोग एल्वियोलर लुमेन में संवर्धित सूजन कोशिकाओं के अलावा धूम्रपान करने वाले के मैक्रोफेज की जांच के लिए भी किया जा सकता है। उपस्थिति स्व-पुष्पक्रम सिगरेट से टार का ग्रहण वायुकोशीय मैक्रोफेज में जमा हो जाता है और स्व-पुष्पक्रम का कारण बनता है। हालांकि, प्रतिदीप्ति की तीव्रता सिगरेट के संपर्क से स्वतंत्र है। यह तार ग्रहण की अधिकतम क्षमता को इंगित करता है; मैक्रोफेज द्वारा अतिरिक्त तार को बनाए नहीं रखा जा सकता है। धूम्रपान करने वाले के मैक्रोफेज में एक और वर्णक हीमोसिडेरिन है जो आयरन होमोस्टेसिस में शामिल होता है। हीमोसिडेरिन से लदे वर्णक मैक्रोफेज पीले भूरे रंग के होते हैं और ब्रोंकियोल और पेरिब्रोंकियोलर एल्वियोलर स्पेस में पाए जाते हैं। इन गंदे मैक्रोफेज की उपस्थिति कई धुएँ से संबंधित फेफड़ों की बीमारियों की विशेषता रही है। मैक्रोफेज परिवर्तनों में मध्यस्थता करने वाले शारीरिक मार्ग मैक्रोफेज ध्रुवीकरण एक मैक्रोफेज को क्लासिक एम1 या एम2 फेनोटाइप में ध्रुवीकृत किया जा सकता है, और इस घटना को सिगरेट के सेवन में देखा जा सकता है। इस ध्रुवीकरण योजना में, कम एम1 मार्कर और उच्च एम2 मार्कर देखे गए हैं। मैक्रोफेज के पुनः कार्यक्रम का तात्पर्य एक अनियमित सूजन से है जो स्वस्थ फेफड़ों की कोशिकाओं को नुकसान पहुंचा सकती है। मैक्रोफेज ध्रुवीकरण की मध्यस्थता तीन प्रमुख संकेत मार्गों द्वारा की जाती हैः एन. एफ.-के. बी., एम. ए. पी. के. और जे. ए. के./एस. टी. ए. टी.। प्रत्येक संकेत कैस्केड धुएँ के इतिहास की लंबाई के आधार पर अलग-अलग परिणाम दे सकता है। इसलिए शोध प्रतिभागियों की विशेषताओं का मूल्यांकन करना और धूम्रपान करने वाले के मैक्रोफेज की जांच करते समय प्रयोगात्मक स्थितियों को निर्दिष्ट करना महत्वपूर्ण है। यह अनुमान लगाया जाता है कि सिगरेट का धूम्रपान संकेत पारगमन को रोकता है जो एम2 जैसे फेनोटाइप को बढ़ाने के साथ जीन अभिव्यक्ति और साइटोकिन प्रोफ़ाइल को बदल देता है। यह विशेषता सूजन-रोधी और ऊतक की मरम्मत में शामिल है, लेकिन यह प्रो-फाइब्रोटिक भी हो सकता है। हालांकि, कुछ अध्ययनों में पारंपरिक ध्रुवीकरण में भिन्नता पाई गई और कई बीमारियों में दोहरा ध्रुवीकरण पाया गया, फिर भी ध्रुवीकरण की दिशा और सीमा भी अलग-अलग बीमारियों में अलग-अलग हैं। विरोधाभास के बावजूद, ध्रुवीकरण प्रक्रिया को लक्षित करने वाले उपचारों के आशाजनक परिणाम हैं। एन. एफ.-के. बी. दीर्घकालिक धूम्रपान या स्थापित बीमारियों में, सी. एस. ई. न केवल प्रो-इंफ्लेमेटरी साइटोकिन्स के उत्पादन को कम करता है, बल्कि टी. एल. आर. 2 और टी. एल. आर. 4 सिग्नलिंग को भी बाधित करता है। एन. एफ.-के. बी. पर इसका अवरोधक प्रभाव वायुकोशीय मैक्रोफेज के एपोप्टोसिस को भी प्रेरित करता है। सी. एस. ई. के लंबे समय तक संपर्क में रहने से एम2 ध्रुवीकरण होता है। इस बीच, एन. एफ.-के. बी. मार्ग सी. एस. ई. की कम सांद्रता के साथ या पहले से अप्रकाशित व्यक्तियों में सक्रिय हो जाएंगे। एन. एफ.-के. बी. की बढ़ी हुई गतिविधि प्रो-इंफ्लेमेटरी साइटोकिन्स टी. एन. एफ.-α, आई. एल.-1β, और आई. एल.-8 के उत्पादन को नियंत्रित करती है। अल्पकालिक संपर्क कोशिकीयता में 4 गुना वृद्धि के साथ मैक्रोफेज और न्यूट्रोफिल को फेफड़ों की ओर आकर्षित करता है। छोटी अवधि भी ध्रुवीकरण को एम1 फेनोटाइप की ओर पूर्वाग्रहित करती है। प्रतिरक्षा कोशिकाओं की संख्या हालांकि 6 महीनों में सामान्य हो जाएगी, जो संकेत की दिशा में बदलाव को दर्शाती है। सी. एस. ई. के समान समय और खुराक निर्भर प्रभाव एम. ए. पी. के. संकेत मार्ग के माध्यम से मैक्रोफेज ध्रुवीकरण पर लगाए जाते हैं जिसमें जे. एन. के. और ई. आर. के. मध्यवर्ती संकेत अणुओं के रूप में शामिल होते हैं। दीर्घकालिक धूम्रपान के कारण रोगग्रस्त स्थितियों में, जे. एन. के. की निष्क्रियता प्रतिक्रियाशील नाइट्रोजन प्रजातियों और अधिक एम2 जैसे फेनोटाइप के साथ प्रो-इंफ्लेमेटरी साइटोकिन्स के स्तर को कम कर देती है। हालांकि, सी. एस. ई. के संक्षिप्त संपर्क में आने से ई. आर. के. सक्रिय हो जाता है जो सूजन प्रभाव पैदा करने के लिए एम. यू. सी. 1, टी. एन. एफ.-ए और आई. एल.-8 के स्तर को बढ़ाता है। जे. ए. के./एस. टी. ए. टी. सिगरेट सामग्री भी कई एस. टी. ए. टी. प्रोटीन गतिविधियों को संशोधित करती है। धूम्रपान के जवाब में, एस. टी. ए. टी. 3 और एस. टी. ए. टी. 6 संकेत को उन्नत आई. एल.-6, आई. एल.-10, आई. एल.-12 और टी. जी. एफ.-बी के साथ एम. 2 जैसे फेनोटाइप को प्रबलित करने के लिए उत्तेजित किया जाता है। इस बीच, विषाक्त नाइट्रोजनयुक्त रसायन और ऑक्सीडेटिव तनाव कम हो जाएगा। धूम्रपान के बाद की स्थितियों में, STAT1 में कमी M1-जैसे फेनोटाइप और IFN-γ सिग्नलिंग के डाउनरेगुलेशन से जुड़ी है। सिगरेट में कोलिनर्जिक एंटी-इंफ्लेमेटरी पाथवे निकोटीन मैक्रोफेज या न्यूरॉन्स पर α-7 निकोटिनिक रिसेप्टर्स को बांधकर उपरोक्त संकेत मार्गों को संशोधित करता है, इसलिए कोलिनर्जिक एंटी-इंफ्लेमेटरी पाथवे को सक्रिय करता है। इस प्रकार परिवर्तनों को सीधे निकोटीन को मैक्रोफेज से बांधकर या अप्रत्यक्ष रूप से वागस तंत्रिका के माध्यम से मध्यस्थता की जा सकती है। बांधने पर, एन. एफ.-के. बी. के अवरोध और जे. ए. के. 2/एस. टी. ए. टी. 3 मार्गों के सक्रियण से प्रो-इंफ्लेमेटरी साइटोकिन्स का अत्यधिक निषेध होता है और इस प्रकार एंटी-इंफ्लेमेटरी साइटोकिन्स के प्रति असंतुलन होता है। यदि सूजन को नियंत्रित नहीं किया जाता है तो परिणाम घातक हो सकता है। कार्य संबंधी असामान्यताएँ आयरन होमियोस्टेसिस सिगरेट में आयरन की मात्रा कम होती है, लेकिन दैनिक धूम्रपान में संचयी रूप से इसकी मात्रा अधिक होती है। फेफड़ों और वायुमार्ग में बढ़ते लोहे के संपर्क से कोशिकीय प्रतिक्रिया को संशोधित करके श्वसन और प्रणालीगत लोहे के होमियोस्टेसिस दोनों को प्रभावित करता है। हालांकि प्रत्यक्ष एटियोलॉजिक लिंक स्थापित नहीं किया गया है, इंट्रासेल्युलर आयरन के स्तर में 4 गुना वृद्धि हुई है और धूम्रपान करने वाले के मैक्रोफेज में एक सहवर्ती आयरन रिलीज देखा गया है। जबकि आयरन-लोडिंग मैक्रोफेज सक्रियण और कार्यों को प्रभावित करता है, अत्यधिक बाह्य कोशिकीय आयरन बैक्टीरिया के विकास का समर्थन करता है। आम तौर पर, सक्रिय एल्वियोलर मैक्रोफेज लिपोकालिन-2 का स्राव करता है जो बैक्टीरियल साइडरोफोर्स को फंसाता है और बैक्टीरियल आयरन के सेवन को रोकता है। फेफड़ों में स्थानीय रूप से आयरन के असंतुलन के परिणामस्वरूप संक्रमण का खतरा बढ़ जाता है। हेमोसिडेरिन फेरिटिन के बजाय धूम्रपान करने वाले के मैक्रोफेज में लोहे का भंडारण है। यह रक्तस्राव या फेरिटिन के असामान्य चयापचय के दौरान बनता है। वास्तव में, लोहे का निर्माण ऑक्सीडेटिव तनाव का कारण बनता है जिसके परिणामस्वरूप फेफड़ों को नुकसान होता है और माइटोकॉन्ड्रियल शिथिलता होती है। हीमोसिडेरिन से लदे मैक्रोफेज का स्तर फुफ्फुसीय हीमोडायनामिक्स मापदंडों से भी जुड़ा हुआ है जिसका उपयोग रोगों के प्रारंभिक चरण में फुफ्फुसीय उच्च रक्तचाप का मूल्यांकन करने के लिए किया जाता है। आयरन होमियोस्टेसिस को सिगरेट आयरन में अस्पष्ट कारण के बावजूद मैक्रोफेज ध्रुवीकरण और रिप्रोग्रामिंग से जोड़ा गया है। एम1 मैक्रोफेज उच्च टी. एफ., एच. ए. एम. पी. और एफ. टी. एच. 1 जीन गतिविधियों को प्रदर्शित करता है जो लौह ग्रहण में मध्यस्थता करते हैं। दूसरी ओर एम2 मैक्रोफेज एफ. पी. एन. 1 को व्यक्त करता है जो आयरन रिलीज का कारण बनता है। चूहों के लिए आयरन की पूरकता मैक्रोफेज को एम2 फेनोटाइप के लिए पूर्वनिर्धारित करती है और एम1-मध्यस्थ सूजन को रोकती है। प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया धूम्रपान करने वाले के मैक्रोफेज में प्रतिरक्षा कार्यों से समझौता किया जाता है, इसलिए वायुमार्ग रोगजनकों के जमा होने और संक्रमण का कारण बनने की अधिक संभावना होती है। धूम्रपान करने वालों के मैक्रोफेज में एच. एल. ए.-डी. आर. एंटीजन की अभिव्यक्ति कम हो जाती है, जिससे इम्यूनोसप्रेशन होता है। इसके अलावा, निकोटीन एम. तपेदिक के फागोसाइटोसिस को बाधित करता है और अल्फा-7 निकोटिनिक रिसेप्टर्स के सक्रियण के माध्यम से प्रतिरक्षा दमन को भी प्रेरित करता है। इस बीच, बिगड़ा हुआ टी. एल. आर. 2 और टी. एल. आर. 4 संकेत के कारण, मैक्रोफेज रोगजनकों को पहचानने में विफल रहते हैं, इसलिए रोगजनक निकासी में कमी आती है। इसलिए, धूम्रपान करने वालों को तीव्र श्वसन पथ के संक्रमण और समुदाय द्वारा अधिग्रहित निमोनिया का खतरा होता है। रोग फेनोटाइप अस्थमा अस्थमा को संशोधित सूजन प्रतिक्रिया के कारण धूम्रपान के साथ एक कारण संबंध साबित किया गया है। वायुकोशीय मैक्रोफेज को वायुमार्ग की दीवार पर अत्यधिक भर्ती किया जाएगा, जिससे ऑक्सीजन के गुजरने के लिए एक संकीर्ण वायुमार्ग बन जाएगा। कुछ रोगी वायुमार्ग के पुनर्निर्माण से भी प्रभावित हो सकते हैं। धूम्रपान करने वाले के मैक्रोफेज वायुमार्ग की बलगम परत में लोचदार तंतुओं को प्रभावित करते हैं, जिससे लुमेन कस जाता है और अस्थमा हो जाता है। दमे के लक्षणों में घरघराहट, खाँसी और सीने में तकलीफ शामिल हैं। स्थिति को सुधारने के लिए, ऐसी दवाएं दी जाएंगी जो या तो सूजन प्रतिक्रिया को दबाती हैं या वायुमार्ग को आराम देती हैं, ताकि हवा गुजर सके। क्रोनिक ऑब्सट्रक्टिव पल्मोनरी डिजीज धूम्रपान को सीओपीडी का सबसे महत्वपूर्ण कारण माना जाता है। मैक्रोफेज की परिवर्तित सूजन प्रतिक्रिया के कारण, धूम्रपान पूरे वायुमार्ग में सूजन पैदा करता है, जो बदले में वायु प्रवाह को बाधित करता है। सी. ओ. पी. डी. के लक्षणों में लगातार खाँसी, घरघराहट, छाती में संक्रमण और सांस लेने में तकलीफ शामिल हैं। सी. ओ. पी. डी. के लिए उपचार आमतौर पर समस्या के स्रोत पर ध्यान केंद्रित करते हैं, जो धूम्रपान है, इस प्रकार सामान्य उपचार धूम्रपान पुनर्वास के माध्यम से चल रहा है जिसमें निकोटीन प्रतिस्थापन चिकित्सा, सलाह के लिए मानसिक चिकित्सा और धूम्रपान छोड़ने के लिए समर्थन शामिल है। कुछ तात्कालिक मामलों में, सीधा संकुचन भी होता है, जिसमें ब्रोंकोडायलेटर वायुमार्ग को फैलाने देते हैं। कैंसर तंबाकू धूम्रपान मुख्य रूप से श्वसन पथ के साथ कैंसर से जुड़ा हुआ है, लेकिन मूत्राशय और गुर्दे के श्रोणि में भी कैंसर हो सकता है। धूम्रपान करने पर, कार्सिनोजेनिक रसायनों को साँस में लिया जाता है, जो सूजन प्रतिक्रिया को प्रभावित करते हैं। चूँकि सूजन कैंसर को प्रेरित करने में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है, धूम्रपान फेफड़ों में मैक्रोफेज की सूजन प्रतिक्रिया को प्रभावित करता है, अनियमित सूजन प्रतिक्रिया वायुमार्ग के साथ कैंसर के विकास में एक उच्च जोखिम पैदा करती है। कैंसर की मध्यस्थता में होने वाले कैंसर के लक्षणों में शरीर पर गांठें, अचानक वजन कम होना, लगातार खाँसी आना और निगलने में कठिनाई शामिल हैं। कैंसर के उपचार आम तौर पर शल्य चिकित्सा, कीमोथेरेपी और विकिरण चिकित्सा होते हैं। ये उपचार धूम्रपान पुनर्वास कार्यक्रमों से पहले कैंसर को मारने के लिए सीधे कैंसर कोशिकाओं को लक्षित करते हैं। धूम्रपान बंद करना कई धुएँ से संबंधित बीमारियों और अन्य प्रतिरक्षा रोगों जैसे कि एड्स के प्रबंधन के लिए सबसे प्रभावी तरीकों में से एक है। यह अल्पकालिक और दीर्घकालिक दोनों लाभ लाता है क्योंकि 48 घंटों में बलगम निकासी में सुधार होता है और 10 वर्षों में फेफड़ों के कैंसर की मृत्यु दर का खतरा आधा हो जाता है। इसके अलावा, प्रतिरक्षा प्रणाली 15 दिनों में ठीक होने लगती है क्योंकि मैक्रोफेज पर सिगरेट के अवरोधक प्रभाव को हटा दिया जाता है। संक्रामक रोगों की रुग्णता और मृत्यु दर का जोखिम 1 वर्ष में काफी कम हो जाता है और छोड़ने के 5 वर्षों के बाद धूम्रपान न करने वालों के साथ तुलनीय हो जाता है। इस बीच, धूम्रपान छोड़ने के बाद जीवन प्रत्याशा में 10 साल की वृद्धि हुई और इन बीमारियों का खतरा कम हो गया। इसके अलावा, 25-34 की उम्र में जल्दी बंद होने से एक औसत धूम्रपान करने वाले की तुलना में 35 साल की उम्र में जीवित रहने की दर 20-30% बढ़ जाती है। भविष्य के शोध सिगरेट धूम्रपान पर व्यापक रूप से शोध किया गया है ताकि यह समझा जा सके कि यह मैक्रोफेज को कैसे प्रभावित करता है और रोगों का कारण बनता है। इस बीच, आणविक मार्गों को लक्षित करने के लिए नए उपचार विकसित किए जा रहे हैं। भविष्य के उपचारों में उच्च विशिष्टता होती है और संभावित रूप से मैक्रोफेज और साइटोकिन प्रोफाइल में परिवर्तन को उलट सकते हैं, इसलिए संबंधित रोगों के नैदानिक परिणामों में सुधार हो सकता है। इस बीच, दुनिया भर की सरकारें धूम्रपान छोड़ने को प्रोत्साहित कर रही हैं और कुछ प्रगति हुई है। हालाँकि, धूम्रपान करने वालों के लिए छोड़ने के लिए प्रतिबद्ध होने की मनोवैज्ञानिक चुनौती को अक्सर छोड़ दिया जाता है। उदाहरण के लिए, धूम्रपान की समाप्ति अवसाद से जुड़ी हुई है जबकि व्यक्तियों को भी वापसी के लक्षणों का अनुभव हो सकता है। धूम्रपान छोड़ने में सहायता के लिए एक बेहतर पुनर्वास रणनीति तैयार करने के लिए धूम्रपान के मनोवैज्ञानिक पहलू की आगे जांच की जा सकती है। संदर्भ मैक्रोफेज श्वसन शरीर विज्ञान तंबाकू के स्वास्थ्य प्रभाव