Микронутриентите и имунитета в детска възраст

Р. Панчева, Д. Найденова, М. Георгиева

МУ „Проф. д-р Параскев Стоянов“ – Варна

 

Подходящото хранене е от решаващо значение в началото на живота, когато има „прозорец от възможности“ за подпомагане на нормалното развитие и функциониране на имунната система. Организмът на новороденото се характеризира с имунологична незрялост, която включва първични взаимодействия на антиген-представящи клетки, цитотоксични Т-клетъчни отговори към инфекция, антитяло отговори към антиген излагане, в допълнение към Th2 фенотипна поляризация. Th1 цитокините участват във възпалителни реакции, насочени срещу инфекции, докато Th2 цитокините участват в производството на антитела, например IgE, и обикновено се свързват с алергични реакции. Th1 и Th2 цитокините имат взаимно инхибиторни функции. В плацентарната имунологична среда доминираTh2 фенотип, за да се гарантира, че майчината имунна система няма да изгради отговор тип Th1 срещу плода. Това се отразява на новороденото, което има склонност към Th2 отговор и в течение на времето трябва да се пренасочи към Th1 отговор, който позволява защита от инфекциозни заболявания.

Имуномодулиращи компоненти и хранителни вещества в кърмата могат да повлияят на съзряването на имунната система, на отговора към инфекции и на развитието на атопични заболявания. Някои от тези вещества може да бъдат доставени и чрез други хранителни източници.

 

Полиненаситени мастни киселини

Скорошни проучвания са фокусирани върху дълговерижни полиненаситени мастни киселини (LCPUFA) на ранен етап от живота като имуномодулиращи хранителни вещества, потенциално играещи важна роля в предотвратяването и преодоляването на респираторни заболявания и алергии. В гамата на LCPUFA интерес представляват омега-3 (или n-3) LCPUFA докозахексаенова киселина (DHA, 22: 6n-3) и ейкозапентаенова киселина (ЕРА, 20: 5n-3) и омега-6 (или n-6) LCPUFA арахидонова киселина (ARA, 20: 4N-6). LCPUFA се синтезират ендогенно от прекурсорите алфалиноленова киселина (ALA, 18: 3n-3) и линолова киселина (LA, 18: 2n-6) чрез серия от стъпки на удължаване и десатурация, обща за пътищата на омега-3 и омега-6. Това преобразуване (особено за DHA и EPA от ALA) е неефективно в човешкия организъм и ендогенното производство не отговаря на нуждите на всички бебета през периода на бърз растеж на тъканите и развитие, поради което се счит, че тези две дълговерижни масти киселини са есенциални. Изследванията върху LCPUFA в ранните етапи на живота са фокусирани върху ролята им в развитието на нервната система, защото DHA и ARA се натрупват, особено по време на късната бременност до около втората година след раждането в уникално високи концентрации в мозъка и по-специално в сивото вещество. DHA, EPA и ARA са важни компоненти на клетъчните мембрани, както и прекурсори за широка гама от биологични медиатори с много ефекти в организма, включително с различни роли в имунните функции и възпаления.

Няколко научни групи препоръчват бременните и кърмещи жени да консумират най-малко 200-250 мг DHA дневно, което може да се постигне чрез консумация на риба, особено мазна като сьомга, скумрия и риба тон или чрез хранителни добавки като рибено масло или масло от водорасли. Кърмата е най-предпочитаният единствен източник за храненето на кърмачета през първите 4-6 месеца от живота, с продължаване на кърменето до 12 месеца или по-дълго. Кърмата от майки, които следват съветите за препоръчания прием на DHA, предоставя достатъчно LCPUFA на бебето. Експертите препоръчват кърмачета, отбити от кърмене, да консумират диета с адекватни количества DHA и ARA, в баланс, подобен на този в кърмата. Набляга се и на това, че храненето следва да продължи да осигурява достатъчно количества омега-3 LCPUFA през детството и зрелостта. Няма конкретни препоръки за приема на ARA от деца или възрастни, включително бременни и кърмещи жени, тъй като диетата обикновено е богата на LA, която лесно се превръща в ARA в количество, отговарящо на нуждите.

Научни работни групи оценяват в систематичен преглед връзката между омега-3 приема от риба или суплементи, съдържащи рибено масло, на ранен етап от живота и риска от алергия. Заключението е, че повечето епидемиологични проучвания за прием на риба по време на бременност, ранна детска възраст или по-нататък в детството установяват защитен ефект на рибата върху риска от атопични заболявания, но ползите от добавянето на рибено масло е по-малко ясна. Критичен преглед от 2009 г. за използването на омега-3 LCPUFA за лечение на възпалителни състояния с LCPUFA заключава, че те могат да бъдат полезни за лечение на деца с астма.

В заключение може да се твърди, че приемът на риба, рибено масло или някои LCPUFA по време на бременност, лактация и ранните години има значение за постнаталните алергични и инфекциозни заболявания на дихателните пътища.

 

Пробиотици

Пробиотиците са определени от Световната здравна организация като „живи микроорганизми, които могат да осигурят ползи за човешкото здраве, когато се прилагат в достатъчни количества, имат благотворен ефект върху здравето на гостоприемника” (СЗО / 2001). Ясно е, че концептуалната основа за пробиотиците е добре обоснована. Въпреки това, трябва да се обсъди идеята, че само „живи микроорганизми” могат да предизвикат ползи. Микроб-свързани молекулин модели (MAMP) доказват ясни последици върху епителната цитозащита, оцеляване и начини за подобряване на бариерната функция. Множество проучвания показват, че Toll-подобни рецептори и NOD-подобни рецептори имат решаваща роля в поддържането на стабилната връзка между гостоприемника и неговата микрофлора. Нарушения на взаимодействията между микрофлората и гостоприемника в различни клетки на лигавицата на червата е по-вероятно да отключат болестни състояния, свързани с активизиране на възпалението.

Клиничните ползи от пробиотиците са доказани въз основа на данни от животински модели и клинични проучвания, включително ефективност при лечението или превенцията на остър вирусен гастроентерит, антибиотик-асоциирана диария, алергични заболявания в детска възраст, некротизиращ ентероколит и възпалителни чревни заболявания (IBD) като болест на Крон. Пробиотиците дълго са били използвани като помощни средства при лечението на много дисфункции на стомашно-чревния тракт, като някои от механизмите, по които пробиотиците действат, са били изяснени в последно време. Клиничните проучвания са показали, че използването на пробиотици в предотвратяване на диария може да бъде ефикасно – особено при новородени и деца. Острата диария е основният симптом на остър гастроентерит, чиито най-чести етиологични агенти при деца под 1 година са ротавирусите. Има убедителни доказателства за клиничната полза от Lactobacillus и Saccharomyces boulardii за лечение и намаляване на продължителността на диарията. Диария, свързана с антибиотично приложение, също често засяга до 30% от кърмачетата и малките деца. Диета с добавка от Bifidobacterium lactis и Streptococcus thermophilus, например, може да намали честотата на антибиотик-свързаните диарии (AAD) при бебета. Повишеното производство на късоверижни мастни киселини в дебелото черво, което стимулира усвояването на натрий от колоноцитите, както и понижаване на чревната пропускливост и инвазията на патогенни микроорганизми се счита, че са основните механизми, чрез които пробиотиците намаляване диаричните симптоми. Също така има данни, че някои пробиотични щамове (например Lactobacillus GG) могат да окажат въздействие далеч от тяхното присъствие – например за намаляване на риска от респираторни инфекции и риска от атопичен дерматит както и тежестта му при деца с повишен риск за такива.

По отношение лечението на IBD има данни за ефективността на няколко пробиотици и по-специално на смес, съставена от четири щама лактобацили: Lactobacillus casei, Lactobacillus Plantarum, Lactobacillus Bulgaricus и Lactobacillus acidophillus; три щама на бифидобактерии: Bifidobacterium longum, Bifidobacterium breve и Bifidobacterium Infantis и S. thermophilus. Щам Escherichia colli Nissle 1917 доказано подобрява чревната хомеостаза и свежда до минимум индуцираното от бактерии компрометиране на чревната бариера, като по този начин намалява възможността за инвазия на чревните епителни клетки от някои патогени.

Въпреки тези обнадеждаващи данни са необходими още допълнителни изследвания, за да се изяснят функционалните аспекти и подробните механизми на действие на пробиотиците и тяхното въздействие върху човешкото здраве във връзка с различни заболявания. Различни пробиотични щамове проявяват своите благоприятни ефекти чрез различни механизми и може да са синергични с друга микрофлора. Един пробиотичен щам може да има различен набор от свойства и клинични ефекти от друг пробиотичен щам, дори ако щамовете са от същия род и вид. Така че е важно да се отбележи, че ефективността на един пробиотичен щам не означава, че други щамове ще бъдат еднакво ефективни при даденото състояние.

 

Пребиотици

Пребиотиците са широко дефинирани като хранителни вещества, които се състоят от олигозахариди, несмилаеми от гостоприемника, и имащи благоприятен ефект върху здравето му чрез селективно стимулиране на растежа и/или активността на специфични членове на чревната микрофлора (пробиотичните). Понастоящем само инулин и галакто-олигозахариди, които са естествени хранителни съставки, намиращи се в някои растения под формата на въглехидрати, отговарят на всички критерии за пребиотик. Въпреки че определението за пребиотици е приложимо само за селективно ферментируеми хранителни компоненти и въпреки че голяма част от литературата върху пребиотици се фокусира върху несмилаемите олигозахариди, повечето хранителни влакнини, които представляват ферментиращи въглехидрати, могат да бъдат считани за пребиотици.

 

Фибри

Фибрите (включително целулоза, пектин, гуар гам, бета-глюкан, лигнини) не се усвояват в горната част на стомашно-чревния тракт, тъй като гостоприемникът не притежава способността да разгражда ензимно тези въглехидрати. Въпреки това се смята, че тези вещества, стигащи до дебелото черво, се ферментират селективно от резидентни бактерии до късоверижни мастни киселини особено ацетат, пропионат, бутират, лактат. По-голямата част от неболестотворните бактерии в дебелото черво са строги анаероби, които получават енергия от ферментация. Микрофлората в червата може да ферментира фибрите поради тяхната експресия на няколко ензими и транспортни протеини.

Самата диета има най-силните и най-преки ефекти върху чревната микробна колонизация, защото бактериите имат различни предпочитания към енергийни източници. По този начин храненето е тясно свързано с видовете, присъстващи в чревната микрофлора. Профилът на доминиращите видове микрофлора в човешкия храносмилателен тракт потенциално може да бъде променен от хранителния прием, а това на свой ред да има последствия върху здравето. Най-разпространените родове бактерии в повечето здрави индивиди са Bacteroidetes и Firmicutes. Хранителните фибри могат да действат като ефективни пребиотици чрез индуциране на големи промени в чревния микробен състав и пряко да повлияят на мукозната имунна система, което води до подобряване на чревни възпалителни заболявания и на системния имунен отговор.

В заключение е добре да се отбележи, че съвременните познания в областта на храненето изтъкват значението на храненето през първите 1000 дни от живота на детето (от момента на зачеването до около 2 годишна възраст) като критични за здравето на израстващия индивид. Особено голямо значение се отдава на микробната флора в храносмилателния тракт и приема на микронутриенти с отношение както към съзряването на мозъка, така и с ефекти върху имунитета. Колко дълготрайни са тези ефекти и специфичното им значение като епигенетични фактори е вълуваща област за научни изследвания и клинично приложение.

 

Библиография:

1. Calder PC, Krauss-Etschmann S, de Jong EC, et al. Early nutrition and immunity – progress and perspectives. Br J Nutr.2006;96:774-90.
2. Field CJ, Johnson IR, Schley PD. Nutrients and their role in host resistance to infection. J Leukoc Biol. 2002;71:16-32.
3. Morein B, Blomqvist G, Hu K. Immune responsiveness in the neonatal period. J Comp Pathol. 2007;137 Suppl 1:S27-31.
4. Kovarik J, Siegrist CA. Immunity in early life. Immunol Today. 1998;19:150–2.
5. Mosmann TR, Sad S. The expanding universe of T-cell subsets: Th1, Th2 and more. Immunol Today. 1996;17:138–6. Calder PC: Omega-3 polyunsaturated fatty acids and inflammatory processes: Nutrition or pharmacology? Br J Clin Pharmacol. 2012, In press.
Brenna JT, Salem Jr N, Sinclair AJ, Cunnane SC. Alpha-linolenic acid supplementation and conversion to n-3 long-chain polyunsaturated fatty acids in humans. Prostaglandins Leukot Essent Fat Acids. 2009;80:85–91.
7. Martinez M. Tissue levels of polyunsaturated fatty acids during early human development. J Pediatr. 1992;120:S129–38.

8. Brenna JT, Lapillonne A. Background paper on fat and fatty acid requirements during pregnancy and lactation. Ann Nutr Metab. 2009;55:97–122.

9. Uauy R, Dangour AD. Fat and fatty acid requirements and recommendations for infants of 0–2 years and children of 2–18 years. Ann Nutr Metab. 2009;55:76–96.

10. Hoffman DR, Boettcher JA, Diersen-Schade DA. Toward optimizing vision and cognition in term infants by dietary docosahexaenoic and arachidonic acid supplementation: a review of randomized controlled trials. Prostaglandins Leukot Essent Fat Acids. 2009;81:151–8.

11. French Food Safety Agency (AFSSA): Opinion of the French Food Safety Agency on the update of French population reference intakes (ANCs) for fatty acids. AFSSA; 2010: 1–9.

12. EFSA Panel on Dietetic Products Nutrition and Allergies (NDA). Scientific opinion on dietary reference values for carbohydrates and dietary fibre. EFSA J. 2010;8:1462.

13. Food and Agriculture Organization (FAO). Fats and fatty acids in human nutrition: report of an expert consultation. Rome: FAO; 2010. p. 1–189.

14. Kremmyda LS, Vlachava M, Noakes PS, et al. Atopy risk in infants and children in relation to early exposure to fish, oily fish, or long-chain omega-3 fatty acids: a systematic review. Clin Rev Allergy Immunol. 2011;41:36–66.

15. Galli C, Calder PC. Effects of fat and fatty acid intake on inflammatory and immune responses: a critical review. Ann Nutr Metab. 2009;55:123–39.

16. Rakoff-Nahoum S, Paglino J, Eslami-Varzaneh F, Edberg S, Medzhitov R.Recognition of commensal microflora by toll-like receptors is required for intestinal homeostasis. Cell (2004) 118:229–4110.1016/j.cell.2004.07.002

17. Eberl G, Boneca IG. Bacteria and MAMP-induced morphogenesis of the immune system. Curr Opin Immunol (2010) 22:448–5410.1016/j.coi.2010.06.002

18. Abreu MT. Toll-like receptor signalling in the intestinal epithelium: how bacterial recognition shapes intestinal function. Nat Rev Immunol (2010) 10:131–4410.1038/nri2707nri2707

19. Yeretssian G. Effector functions of NLRs in the intestine: innate sensing, cell death, and disease. Immunol Res (2012) 54:25–3610.1007/s12026-012-8317-3

20. Lavelle EC, Murphy C, O’Neill LA, Creagh EM. The role of TLRs, NLRs, and RLRs in mucosal innate immunity and homeostasis. Mucosal Immunol (2010) 3:17–2810.1038/mi.2009.124

21. Maynard CL, Elson CO, Hatton RD, Weaver CT. Reciprocal interactions of the intestinal microbiota and immune system. Nature (2012) 489:231–4110.1038/nature11551

22. Allen SJ, Okoko B, Martinez E, Gregorio G, Dans LF. Probiotics for treating infectious diarrhoea. Cochrane Database Syst Rev (2004)2:CD003048.10.1002/14651858.CD003048.pub2

23. Guandalini S. Probiotics for prevention and treatment of diarrhea. J Clin Gastroenterol(2011) 45(Suppl):S149–5310.1097/MCG.0b013e3182257e98

24. Szajewska H, Wanke M, Patro B. Meta-analysis: the effects of Lactobacillus rhamnosus GG supplementation for the prevention of healthcare-associated diarrhoea in children. Aliment Pharmacol Ther (2011) 34:1079–8710.1111/j.1365-2036.2011.04837.x

25. Szajewska H, Mrukowicz J. Meta-analysis: non-pathogenic yeast Saccharomyces boulardii in the prevention of antibiotic-associated diarrhoea. Aliment Pharmacol Ther(2005) 22:365–7210.1111/j.1365-2036.2005.02624.x

26. Gibson GR, Probert HM, Loo JV, Rastall RA, Roberfroid MB. Dietary modulation of the human colonic microbiota: updating the concept of prebiotics. Nutr Res Rev (2004)17:259–7510.1079/NRR200479

27. Gloux K, Berteau O, El Oumami H, Beguet F, Leclerc M, Dore J. A metagenomic beta-glucuronidase uncovers a core adaptive function of the human intestinal microbiome.Proc Natl Acad Sci U S A (2011) 108(Suppl 1):4539–4610.1073/pnas.10000661071000066107

28. McNeil NI, Cummings JH, James WP. Short chain fatty acid absorption by the human large intestine. Gut (1978) 19:819–2210.1136/gut.19.9.819

29. Scott KP, Gratz SW, Sheridan PO, Flint HJ, Duncan SH. The influence of diet on the gut microbiota. Pharmacol Res (2013) 69:52–6010.1016/j.phrs.2012.10.020

30. Mahowald MA, Rey FE, Seedorf H, Turnbaugh PJ, Fulton RS, Wollam A, et al.Characterizing a model human gut microbiota composed of members of its two dominant bacterial phyla. Proc Natl Acad Sci U S A (2009) 106:5859–6410.1073/pnas.0901529106

31. Arumugam M, Raes J, Pelletier E, Le Paslier D, Yamada T, Mende DR, et al.Enterotypes of the human gut microbiome. Nature (2011) 473:174–8010.1038/nature09944