Активиране на циркулиращите имунни клетки и диета: Преглед на опитите при хора

Отделение по вътрешни болести, Болнична клиника, Institut d'InvestigaciGі BiomГdica August Pii Sunyer (IDIBAPS), Университет на Барселона, Villarroel 170, 08036 Барселона, Испания (RC, AM R-L, RE).

имунни

Ciber FisiopatologGa de la Obesidad y la NutriciGin (CIBEROBN), Instituto de Salud Carlos III, Мадрид, Испания (RC, AM R-L, RE).

Ана МарГа Руиз-ЛеГин

Отделение по вътрешни болести, Болнична клиника, Institut d'InvestigaciGі BiomГdica August Pii Sunyer (IDIBAPS), Университет на Барселона, Villarroel 170, 08036 Барселона, Испания (RC, AM R-L, RE).

Ciber FisiopatologGa de la Obesidad y la NutriciGin (CIBEROBN), Instituto de Salud Carlos III, Мадрид, Испания (RC, AM R-L, RE).

Отделение по вътрешни болести, Болнична клиника, Institut d'InvestigaciGі BiomГdica August Pii Sunyer (IDIBAPS), Университет на Барселона, Villarroel 170, 08036 Барселона, Испания (RC, AM R-L, RE).

Ciber FisiopatologGa de la Obesidad y la NutriciGin (CIBEROBN), Instituto de Salud Carlos III, Мадрид, Испания (RC, AM R-L, RE).

Резюме

Световната здравна организация (СЗО) признава, че диетата играе важна роля в превенцията на няколко нискостепенни възпалителни заболявания като диабет, атеросклероза, метаболитен синдром и затлъстяване. Всички тези заболявания се характеризират с повишени концентрации на възпалителни маркери в системното кръвообращение [например: С-реактивен протеин (CRP), интерлевкини, фибриноген и адхезионни молекули, включително Е-селектин, междуклетъчна адхезионна молекула-1 (ICAM-1) и протеин на съдова адхезия-1 (VCAM-1)].

Този преглед се фокусира върху доказателствата, получени от проучвания за епидемиологични, диетични интервенции и добавки при хора, подкрепящи ролята на мононенаситени и полиненаситени мастни киселини и други специфични компоненти на диетата за предотвратяване или забавяне на диабет, рак, сърдечно-съдови заболявания и затлъстяване. По този начин ние предоставяме актуализация на знанията за връзката между диетата и модулацията на активирането на имунните клетки чрез различни диетични модели и също така подчертаваме значението на цялостното качество и състав на диетата за защита срещу гореспоменатите нарушения.

Ключови думи

адхезионни молекули, цитокини, хранителен режим, хранене, метаболитен синдром на възпалението

Въведение

Човешкото здраве се влияе от многобройни фактори, някои от които могат да бъдат модифицирани [1,2]. В това отношение диетата е ключов елемент поради нейното въздействие и достъпност [3]. Независимо от това, въпреки че разпространението на хранителните дефицити е намаляло, те продължават да са причина за хиляди смъртни случаи по света [4], както и много незаразни заболявания като сърдечно-съдови заболявания (ССЗ), захарен диабет тип 2 (T2DM) и рак [ 5], които също са свързани с хранителните модели и представляват повече от 50% от смъртните случаи в световен мащаб [4].

Функционалността на имунната система е тясно свързана с хранителните модели през целия живот. В здравословни условия диетата и хранителните вещества могат да регулират имунната активност чрез директно взаимодействие с имунните клетки, чрез рецепторно медиирано сигнализиране или индиректно, чрез модулация на метаболитите на микробиота [6]. Например, има все повече доказателства, че хранителният статус на майката или излагането на храна по време на бременността може да промени вероятността от алергии в постнаталния живот [7]. Освен това кърменето има ключова роля за съзряването на имунната система при новородени [8,9], като осигурява разпространението на здрава и балансирана микробиота, което е необходимо за правилното имунологично развитие [9]. Тези механизми присъстват и през целия процес на стареене, макар и с адаптации, поради тяхната връзка с имуносесенцията [10,11].

Множество единични хранителни вещества са показали благоприятни ефекти върху имунната система, като витамин А, необходим за поддържане на нормален адаптивен имунитет [12] и ω-3 полиненаситени мастни киселини (PUFA), които са свързани с имунния отговор. По-специално ейкозапентаеновата киселина (EPA) и докозахексаеновата киселина (DHA) участват в регулирането на образуването и действието на провъзпалителния ейкозаноид и се превръщат в противовъзпалителни молекули [13,14]. Важно е обаче да се вземат предвид ограниченията при проучването на изследването на специфични хранителни вещества, тъй като евентуалните взаимодействия с други компоненти на диетата могат да бъдат пренебрегнати.

Като цяло традиционните режими на хранене са претърпели промени през последните години [15]. Бързата урбанизация доведе до увеличаване на наличността на преработени храни, което прави консумацията на западна диета все по-честа. Тази диета се характеризира с ниска консумация на зеленчуци и плодове, високо присъствие на рафинирани зърнени храни и месо с високо съдържание на мазнини, обогатено със сол, наситени мастни киселини (SFA), ω-9 MUFAs (олеинова киселина) и често се свързва с излишния калориен прием [16]. По този начин западната диета е с ниско съдържание на диетични фибри [17] и с високо съдържание на съединения като фосфатидилхолин и L-карнитин, които заедно изглежда променят микробиотата и насърчават състояние на системно нискостепенно възпаление дори при здрави индивиди [18,19 ]. Rocha и сътр. [20] предполагат, че SFA може да индуцира възпалителна реакция чрез трол-подобен рецептор 4 (TLR4), насърчавайки провъзпалителни транскриптивни фактори и активирайки противовъзпалителни цитокини и хемокини, които са свързани с множество хронични заболявания, както е обсъдено по-долу.

За разлика от тях, растителните диети като средиземноморската диета (MeDiet) и вегетарианските диети се препоръчват за поддържане на здравето [21]. MeDiet е свързан с противовъзпалителните процеси [22–24], като се състои от плодове, зеленчуци и употребата на зехтин и консумация на риба [25]. Той е богат на диетични фибри, което е свързано с изобилието от фекални късоверижни мастни киселини (SCFA), които са ключови за развитието на здравословна микробиота [11]. Други диетични модели също са обогатени с фибри, включително тези от селската африканска или традиционна японска диета, както и диети от други азиатски страни. Тези диети често включват големи количества ориз, боб, ферментирали или набрани пресни храни и риба, богати на SCFA и ω-3 мастни киселини и свързани с ниски нива на хронични възпалителни заболявания [26,27].

Въпреки това, недохранването с протеинова енергия е свързано с отоци, кожен обрив и анорексия [28], което води до вторичен имунодефицит и недостиг на витамин А и цинк, които водят до инфекциозни усложнения [29]. За разлика от това, някои проучвания, оценяващи ефекта на периодично ограничаване на калориите при хора без недохранване и съобщават за намаляване на провъзпалителните биомаркери [30–32].

Следователно, въпреки че активирането на имунната система и възпалителния процес от свързани с диетата събития е сложен процес, изглежда има ясна връзка между диетата, имунната система и развитието на хронични възпалителни заболявания.

Този преглед предоставя актуализация на знанията за механизмите, чрез които диетата може да модулира активирането на имунните клетки при хронични възпалителни заболявания чрез анализ на интервенционни проучвания при хора.

Ефекти от диетата върху хроничните възпалителни заболявания

Възпалителният процес променя физиологичните реакции и включва сложни клетъчни взаимодействия и каскади от химически медиатори. Един от най-характерните ефекти на възпалителната активност е тъканната инвазия от моноцити, макрофаги и лимфоцити, особено провъзпалителни M1 макрофаги [33,34], което води до повишен синтез и секреция на противовъзпалителни молекули, както и инхибиране на противовъзпалителното действие съединения и активиране на имунните клетки. Всъщност много от тези клетки или съединения и клетки могат да се използват като биомаркери с възпалителен статус, включително интерлевкини (IL-6, TNF-α, IL-18), адхезионни молекули (напр. Е-селектин, вътреклетъчна адхезионна молекула-1 (ICAM -1) или съдов адхезивен протеин-1 (VCAM-1) и С - реактивен протеин (CRP).

Хроничното нискостепенно възпаление е свързано с T2DM [35], ССЗ [36], затлъстяване [37], метаболитен синдром (MetS) [38,39], деменция [40], депресивни разстройства [41], някои видове рак [ 42] и по-висок риск от смъртност от всички причини в напреднала възраст [43]. Връзката между диетата и възпалителните маркери е докладвана в няколко кохортни и интервенционни проучвания [44].

Затлъстяване

Рак, деменция и други патологии

От друга страна, консумацията на ядки също е свързана с намалени плазмени концентрации на VCAM-1, ICAM-1 и sE-селектин в кръстосано проучване при 12 здрави субекти и 12 пациенти с хиперхолестеролемия след прием на 2 ястия с високо съдържание на мазнини, включително 25 г зехтин или 40 г орехи [98]. В допълнение, интервенционално проучване също така показва значително намаляване на CRP, VCAM-1 и Е-селектин след хранителни добавки с α-линоленова киселина (ALA) (6.5% от общата енергия) при 23 пациенти с хиперхолестеролемия (20 мъже, 26-60 години и 3 жени, 55-65 години) [99]. И накрая, хранителните добавки с ALA (15 ml ленено масло/ден) за 3 месеца при 50 пациенти с дислипидемия със средна възраст 41 години, значително намаляват концентрациите на CRP, SAA и IL-6 съответно с 38%, 23% и 10% . Обратно на ω-3, ω-6 PUFA (линолова киселина) е показал, че оказва възпалителен ефект [100].

Brymora et al. [101] съобщават, че диета с ниско съдържание на фруктоза при субекти (n = 28, възраст 59 ± 15 години, 17 мъже/11 жени) с хронично бъбречно заболяване може да намали възпалението (CRP и ICAM-1) и може също да има потенциални ползи върху кръвното налягане след 6 седмици проследяване. В скорошно сравнително проучване, Gasbarrini et al. [102] оценява вродената и адаптивна експресия на имунитет при цьолиакия и нецелиакична чувствителност към глутен. Резултатите от тях показват, че субектите с цьолиакия имат по-високо присъствие на IL-6 и IL-21 и адаптивни имунитетни маркери, докато субектите с нецелиакална глутенова чувствителност показват увеличение на експресията на TLR-2, вроден маркер на имунитет, в сравнение на пациенти с целиакия.

Заключение

Този преглед демонстрира, че диетата в средиземноморски стил, богата на пълнозърнести храни, плодове, зеленчуци, бобови растения, орехи и зехтин, може да бъде ефективна за намаляване както на разпространението на най-честите хронични заболявания като T2DM, CVD, затлъстяване или MetS в сравнение с Западните диетични модели се характеризират главно с висок прием на SFA. Диетата, загубата на тегло чрез хипокалорични диети с различно разпределение на макроелементите или чрез хирургическа интервенция, редовното упражняване на физическа активност и здравословният начин на живот изглежда са свързани с намаляване на нискостепенното възпалително състояние, свързано с всички тези заболявания. Ползите от противовъзпалителния статус са свързани с по-високата консумация на диетични фибри, пълнозърнести храни, ω-3 мастни киселини и млечни продукти, наред с други. Един от механизмите, отговорни за тези защитни ефекти, е намаляването на молекулите на клетъчната адхезия (VCAM-1, ICAM-1, E-и P-Selectin), хемокини, интерлевкини и други възпалителни биомаркери след приемането на здравословен хранителен режим.

По този начин политиките или хранителните препоръки, фокусирани върху тези здравословни хранителни режими и здравословни храни, трябва да се популяризират от правителствата и научните общества като инструменти за превенция на ССЗ, диабет, затлъстяване, рак или MetS, наред с други заболявания.

Конфликт на интереси

Авторите нямат конфликт на интереси.

Благодарности

Тази работа е частично подкрепена от PIE14/00045 от Института на Салуд Карлос III, Испания.

Авторски приноси

Casas R и Ruiz-León AM съществено допринесоха за концепцията и дизайна и изготвянето на статията; Estruch R критично преразгледа статията за важно интелектуално съдържание; и Casas R, Ruiz-León AM и Estruch R одобриха окончателната версия на ръкописа за публикуване.