Mikroodżywianie w immunologii

Spis treści

1. Wstęp
2. Witaminy o działaniu antyoksydacyjnym a procesy immunologiczne
3. Kwasy tłuszczowe omega-3 a procesy immunologiczne
4. Pierwiastki śladowe a procesy immunologiczne

1. Wstęp

Układ immunologiczny jest odpowiedzialny między innymi za ochronę organizmu przed szkodliwymi czynnikami pochodzenia zewnętrznego, np. mikroorganizmami. Jedną z konsekwencji reakcji immunologicznych jest stan zapalny, którego celem jest usunięcie ciał obcych i zmienionych chorobowo komórek. Jednakże w niektórych przypadkach reakcja immunologiczna jest nieadekwatna, co może prowadzić do niepożądanych skutków, takich jak zwiększona podatność na infekcje – w przypadku zbyt słabej odpowiedzi układu immunologicznego, czy alergie – w przypadku nadmiernej aktywności immunologicznej. Aby móc prawidłowo spełniać swoje funkcje układ immunologiczny potrzebuje odpowiednich składników odżywczych. Deficyty niektórych składników mogą wpływać zarówno na odporność wrodzoną, jak i nabytą.
Zarówno stan psychiczny, jak i stan fizyczny także wpływa na aktywność układu immunologicznego. Przewlekłe stany zapalne lub częsty wysiłek fizyczny (związany z pracą lub uprawianym sportem) mogą prowadzić do przewlekle zwiększonej aktywności układu immunologicznego i zwiększać zapotrzebowanie na niektóre składniki odżywcze. Witaminy, pierwiastki śladowe, kwasy tłuszczowe omega-3 są niezbędne do syntezy elementów układu immunologicznego (np. immunoglobulin, cytokin, enzymów). Dzięki właściwościom antyoksydacyjnym i/lub przeciwzapalnym pozwalają utrzymywać optymalną aktywność procesów immunologicznych.

2. Witaminy o działaniu antyoksydacyjnym a procesy immunologiczne

Rozpuszczalna w tłuszczach witamina E ma zdolność ochrony lipidów – będących składnikami błon komórkowych – przed wolnymi rodnikami. Wolne rodniki pojawiają się w organizmie w przebiegu różnych procesów metabolicznych lub działania czynników środowiskowych. Doświadczenia naukowe wskazują na to, że witamina E może także stymulować układ immunologiczny: wpływa przede wszystkim na mastocyty (komórki tuczne) oraz odgrywa rolę w gojeniu ran oraz alergiach. Mastocyty to komórki aktywowane przez utlenione lipoproteiny, które pojawiają się pod wpływem prozapalnych cząsteczek przekaźnikowych (cytokin). Następnie mastocyty uwalniają substancje przekaźnikowe, które promują procesy reakcji alergicznych. Uważa się, że witamina E może wpływać na te reakcje na kilku poziomach. Po pierwsze, dzięki właściwościom antyoksydacyjnym witamina E może ograniczać procesy utleniania lipoprotein, zapobiegając w ten sposób aktywacji mastocytów. W ten sposób witamina E może zwalczać nadreaktywność układu immunologicznego i reakcje alergiczne. Ponadto, witamina E zmniejsza wytwarzanie prozapalnych cytokin, które są wytwarzane przez makrofagi i ich prekursory – monocyty. Witamina E wpływa także bezpośrednio na limfocyty T pomocnicze, przez co zmniejsza stan zapalny.

Witamina C, o właściwościach antyoksydacyjnych, również moduluje aktywność układu immunologicznego i zmniejsza nasilenie reakcji alergicznych. Mechanizm jej wpływu na układ immunologiczny jest na razie poznany tylko częściowo. Jest ona witaminą rozpuszczalną w wodzie, zdolną do zapobiegania uszkodzeniom oksydacyjnym komórek układu odpornościowego, wywołanym aktywnymi formami tlenu, uwalnianymi w dużych ilościach podczas aktywacji odpowiedzi immunologicznej. Infekcje często prowadzą do zmniejszenia stężenia witaminy C w komórkach układu odpornościowego. Witamina C działa także bezpośrednio na poziomie komórkowym i humoralnym. Witamina C może zwiększać aktywność układu immunologicznego poprzez działanie na limfocyty i makrofagi, wydłużając czas ich działania. Może ona także stymulować uwalnianie cząsteczki przekaźnikowej – interferonu, który jest związany z obroną przed wirusami. Witamina C przyśpiesza także rozkład histaminy we krwi. Jako cząsteczka przekaźnikowa, histamina jest odpowiedzialna między innymi za rozwój objawów kataralnych.

Mimo, że zwiększone spożycie witaminy C nie pozwala na obronę przed zachorowaniem na przeziębienie, to niektóre badania wskazują na to, że witamina ta może zmniejszać czas trwania oraz nasilenie objawów infekcji górnych dróg oddechowych. W szczególności osoby, które wykonują ciężką pracę fizyczną i/lub są eksponowane na niskie temperatury przez dłuższy okres czasu mogą zmniejszyć ryzyko infekcji poprzez regularne przyjmowanie witaminy C. Przyjmowanie 200mg witaminy C dziennie pozwala złagodzić objawy infekcji górnych dróg oddechowych u osób starszych.

Wpływ beta-karotenu na układ immunologiczny jest oparty przede wszystkim na jego właściwościach antyoksydacyjnych. Wolne rodniki tlenowe tworzone w dużych ilościach podczas procesów zapalnych mają unieszkodliwiać drobnoustroje. Rozpuszczalny w tłuszczach beta-karoten wraz z innymi antyoksydantami pozwala osiągnąć równowagę procesów oksydacyjnych, tak by można było zwalczać patogeny bez uszkadzania komórek układu immunologicznego przez nadmiar wolnych rodników. Jedno z badań naukowych przeprowadzone u kobiet po menopauzie wykazało, że codzienne przyjmowanie beta-karotenu, luteiny i likopenu pozwalało na ochronę limfocytów przed uszkodzeniem ich DNA.

Witamina A (retinol) odgrywa istotną rolę w powstawaniu tkanek skóry i błon śluzowych, które są pierwszą linią obrony przed patogenami. Witamina A jest także istotna dla funkcjonowania odporności nabytej. Jest ona potrzebna do odpowiedniej aktywności różnych komórek układu immunologicznego, ich podziałów, wzrostu i różnicowania. Odgrywa ona także kluczową rolę w transporcie limfocytów T do tkanek docelowych i dojrzewaniu limfocytów.
Niedobory witaminy A mogą mieć związek z osłabioną zdolnością do zwalczania drobnoustrojów chorobotwórczych oraz zwiększoną podatnością na infekcję dróg oddechowych. Regularne przyjmowanie witaminy A pozwala natomiast zmniejszyć nasilenie procesów zapalnych w płucach czy oskrzelach.

Witaminy B2, B6, B12 i kwas foliowy (B9) mają zdolność do wzmacniania funkcji komórek układu immunologicznego, takich jak limfocyty T i B oraz makrofagi. Niedobór witaminy B2 osłabia zdolność makrofagów do przylegania do drobnoustrojów. Witamina B6 bierze udział w procesach produkcji przeciwciał oraz w odpowiedzi komórkowej, jest także pomocna w leczeniu infekcji układu oddechowego. U dzieci z niedoborem witaminy B12 dochodzi do uszkodzenia DNA leukocytów jednojądrowych. Niedobory kwasu foliowego również przyczyniają się do osłabienia układu odpornościowego, poprzez upośledzenie wytwarzania przeciwciał i komórek. Kwas foliowy kontroluje także stężenie homocysteiny, która w dużych ilościach może uszkadzać komórki.
Wysokie stężenia homocysteiny często obserwuje się u pacjentów z przewlekłymi chorobami o podłożu autoimmunologicznym, takimi jak reumatoidalne zapalenie stawów czy łuszczyca.

Witamina D moduluje funkcję wrodzonej i nabytej odporności i jest szczególnie skuteczna w zwalczaniu rozległych infekcji i stanów zapalnych. Wiele komórek układu immunologicznego potrzebuje witaminy D dla swojego rozwoju i funkcjonowania i posiadają one specjalne receptory dla tej witaminy. Witamina D wzmacnia także aktywność makrofagów i monocytów. Odgrywa również bardzo istotną rolę w kontrolowaniu infekcji, poprzez zwiększanie stężenia protein takich jak alfa- i beta-defensyny. Aktywuje ona także enzymy limfocytów T i B.
Badania epidemiologiczne wykazały istnienie związku między niskim stężeniem witaminy D we krwi a zwiększonym ryzykiem występowania różnych chorób autoimmunologicznych, takich jak stwardnienie rozsiane czy cukrzyca typu 1.
Zarówno badania epidemiologiczne jak i badania kliniczne wykazały, że niskie stężenie witaminy D wiąże się z 40% zwiększeniem ryzyka infekcji układu oddechowego. W jednym z badań wykazano, że codzienne podawanie 4000 I.U. witaminy D3 przez okres jednego roku znacząco zmniejszyło częstość nawrotowych infekcji układu oddechowego.

3. Kwasy tłuszczowe omega-3 a procesy immunologiczne

Funkcjonowanie układu immunologicznego jest uzależnione również od odpowiedniej podaży kwasów tłuszczowych omega-3, takich jak kwas eikozapentaenowy oraz kwas dokozaheksaenowy, które odgrywają bardzo istotną rolę w regulacji procesów zapalnych. Kwasy omega-3 tworzą podstawowe substancje potrzebne do produkcji przeciwzapalnych eikozanoidów, natomiast kwasy omega-6 (przede wszystkim kwas arachidonowy) są potrzebne do syntezy prozapalnych eikozanoidów. Jeżeli organizm otrzymuje odpowiednie ilości kwasu eikozapentaenowego, stężenie kwasu arachidonowego maleje, a wraz z nim stężenie prozapalnych eikozanoidów. W konsekwencji maleje produkcja cytokin prozapalnych i zmniejsza się produkcja reaktywnych form tlenu.

Prozapalne cytokiny, takie jak interferony, interleukina-1 (IL-1) albo czynnik martwicy nowotworów (TNF) są ważnymi składnikami układu immunologicznego. Jednakże w wysokich stężeniach prowadzą do rozwoju nadmiernych, patologicznych reakcji.

Badania wykazały, że np. pacjenci z reumatoidalnym zapaleniem stawów mogą skorzystać na przyjmowaniu kwasów omega-3 w rybim oleju.

4. Pierwiastki śladowe a procesy immunologiczne

Wpływ żelaza na układ immunologiczny zależy w szczególności od jego stężenia we krwi. Niedobór żelaza może mieć związek z różnymi zaburzeniami funkcjonalnymi układu immunologicznego, np. procesami prozapalnymi. W jednym z badań dotyczących anemii u dzieci wykazano, że po suplementacji żelaza u dzieci rzadziej występowały infekcje. Z drugiej strony jednym z mechanizmów działania układu immunologicznego jest pozbawienie drobnoustrojów dostępu do żelaza, które jest im konieczne dla przeżycia. W każdym przypadku należy unikać podawania nadmiernych ilości żelaza.

Wpływ cynku na układ immunologiczny jest zróżnicowany. Jako antyoksydant chroni on komórki immunologiczne przed aktywnymi formami tlenu. Ponadto promuje on wzrost, dojrzewanie i aktywność różnych komórek układu immunologicznego, takich jak limfocyty T, B i NK, a także działa jako cząsteczka przekaźnikowa dla komórek. Znaczne niedobory cynku mogą istotnie zmniejszać aktywność komórek immunologicznych oraz produkcję przeciwciał. Nawet niewielki niedobór cynku zwiększa podatność osób starszych na infekcje wirusowe oraz na alergie. Badania wykazały, że wyrównanie niedoborów cynku pozwala wzmocnić układ immunologiczny i zmniejszyć podatność na zakażenia.

Selen działa jako antyoksydant, a także odgrywa rolę w regulacji działania układu immunologicznego. Jako składnik tzw. selenoprotein reguluje przekaźnictwo sygnałów między komórkami, a także wpływa na ich funkcjonowanie, poprzez aktywację komórek NK oraz produkcję cytokin. Niedobór selenu sprzyja zwiększonej podatności na infekcje bakteryjne i wirusowe oraz wiąże się z ryzykiem powikłań poinfekcyjnych.