Acizi grași dietetici și gazdă - Crosstalk microbian în infecția enterică neonatală
Candice Quin
1 Departamentul de biologie, campusul Okanagan, Universitatea din Columbia Britanică, Campusul Okanagan ASC 386, 3187 University Way, Kelowna, BC V1V 1V7, Canada
Deanna L. Gibson
1 Departamentul de biologie, campusul Okanagan, Universitatea din Columbia Britanică, Campusul Okanagan ASC 386, 3187 University Way, Kelowna, BC V1V 1V7, Canada
2 Departamentul de Medicină, Facultatea de Medicină, Universitatea Columbia Britanică, Kelowna, BC V1V 1V7, Canada
Abstract
Laptele uman este cea mai bună alegere nutrițională pentru sugari. Cu toate acestea, în cazurile în care alăptarea nu este posibilă, formulele pentru sugari sunt utilizate ca alternative. În timp ce producătorii de formule încearcă să imite performanța laptelui matern uman, bebelușii hrăniți cu formulă au în mod constant incidențe mai mari de infecție din boli diareice decât cei alăptați. Diferențele în sensibilitatea, progresia și severitatea bolii pot fi atribuite, în parte, diferențelor de acizi grași nutriționali dintre laptele matern și formula. În ciuda progreselor în ceea ce privește înțelegerea proprietăților laptelui matern, formulele prezintă încă diferențe majore în compoziția acidului gras în comparație cu laptele matern uman. În această revizuire, subliniem rolul diferitelor tipuri de acizi grași din dietă în modularea inflamației gazdei, atât direct, cât și prin legătura imunitară a microbiomului. Prezentăm dovezi că acizii grași din dietă influențează susceptibilitatea bolilor enterice și, prin urmare, modificarea compoziției acizilor grași din formulă poate fi o strategie potențială pentru îmbunătățirea rezultatelor infecțioase la sugarii hrăniți cu formule.
1. Introducere
2. Metode
2.1. Strategia de căutare a literaturii
Pentru această revizuire a literaturii, am căutat PubMed (1966-2019), Web of Science (1864–2019), Google Scholar și căutări manuale pentru studii primare care investighează efectele acizilor grași dietetici asupra microbiomului, funcției imune și infecțiilor enterice comune la sugari. Strategia de căutare s-a bazat pe o selecție clară și atentă a cuvintelor cheie, inclusiv combinații de: dietă * ȘI (acid gras * SAU grăsime * SAU polinesaturat * SAU mononesaturat * SAU saturat * SAU ulei de pește *) ȘI (imun * SAU inflamație * SAU înnăscut * SAU adaptativ *) ȘI (boală enterică * SAU rotavirus * SAU Escherichia coli * SAU Shigella * SAU Salmonella * SAU Vibrio cholerae * SAU Campylobacter jejuni * SAU Citrobacter rodentium *) ȘI (bacterii * SAU comensale * SAU microbiom * SAU bacteriom * SAU microorganisme * SAU floră *).
2.2. Criterii de incluziune și excludere
Studiile incluse au trebuit să raporteze efectele unei diete specifice cu acizi grași asupra microbiomului, a răspunsurilor imune sau a rezultatelor bolii enterice. Interacțiunile dintre acizii grași alimentari și bolile enterice au fost limitate la studii pe animale care raportează rezultatele morbidității și mortalității. Studiile au fost excluse dacă nu a fost specificat tipul de grăsime alimentară consumată. Studiile cu privire la microbiomi au fost, de asemenea, excluse dacă nu au raportat microbiomul gastro-intestinal.
3. Programarea microbiană a sistemului imunitar infantil
Oamenii au dezvoltat o relație simbiotică cu microbiomul intestinal, un ecosistem microbian vast și complex compus în primul rând din bacterii, dar conține și ciuperci, viruși și arhee. Microbiomul se află la interfața mediului intestinal și extern, formând o punte între celulele epiteliale intestinale și antigenele dietetice. Aici, bacteriile comensale joacă un rol crucial în absorbția nutrienților, reprezentând până la 10% din energia alimentară la mamifere [12]. Cu toate acestea, în ultimul deceniu cercetătorii au ajuns să aprecieze că această relație reciproc avantajoasă se extinde dincolo de digestia alimentelor. Un număr tot mai mare de dovezi indică faptul că expunerile la microorganisme comensale la începutul vieții sunt esențiale pentru buna dezvoltare și funcționarea sistemului imunitar al mucoasei. În timp ce interacțiunile dintre bacteriile comensale, morfologia intestinală și dezvoltarea imunitară au fost bine revizuite [13,14,15], aici oferim o prezentare generală pentru a evidenția modul în care acizii grași din dietă se sinergizează cu acest proces.
4. Microbiom și dezvoltare imună
5. Microbiota și acizii grași dietetici
Acizii grași pot normaliza microbiomul și alte aspecte ale dezvoltării imune intestinale la sugarii hrăniți cu formule. Membrana globulară a grăsimii din lapte, o componentă unică a grăsimii din laptele matern, hrănită puii de șobolan ca o formulă fortificată a afectat adâncimea criptei intestinale, subseturile de celule epiteliale, proliferarea celulelor epiteliale și comunitățile microbiene intestinale într-un mod similar cu puii crescuți cu laptele matern [45] . În schimb, grupul cu formula de control a avut deficite semnificative în dezvoltarea intestinală. Când a fost provocată cu toxine Clostridium difficile, formula fortificată a oferit o protecție semnificativă împotriva deteriorării mucoasei în comparație cu puii hrăniți cu formula de control. Acest studiu leagă astfel în mod direct microbiomul intestinal, acizii grași din dietă și susceptibilitatea bolii enterice și sugerează o strategie de îmbunătățire a rezultatelor infecțioase la sugarii hrăniți cu formule. Într-adevăr, un studiu controlat randomizat dublu-orb a constatat că proteina din membrană a globulei de grăsime din laptele bovin a scăzut incidența diareei la sugari [46]. Împreună, aceste studii arată că grăsimile dietetice pot modifica semnificativ condițiile pentru asamblarea microbiană intestinală.
6. Acizii grași și inflamația
Deși se știe de zeci de ani că acizii grași din dietă pot modifica direct răspunsurile inflamatorii la mamifere [47], studiile recente abia au început să aprecieze că indicele de saturație dintre acizii grași are efecte profunde asupra inflamației (Figura 1). Așa cum s-a descris mai sus, celulele imune secretă o mare varietate de semnale chimice în timpul inflamației. Mulți dintre acești mediatori inflamatori, cum ar fi prostaglandinele, leucotrienele și tromboxanii sunt derivați din acidul gras polinesaturat omega-6, acidul arahidonic. Deși există dovezi puternice care susțin legătura dintre eicosanoidele derivate din acid arahidonic și inflamație, este important de reținut că nu toate eicosanoidele derivate din acid arahidonic sunt pro-inflamatorii. De exemplu, lipoxina A4 joacă un rol important în rezolvarea inflamației după infecție prin eliminarea neutrofilelor de la locul infecției și prin inhibarea activării NFκB [48,49]. Cu toate acestea, eicosanoidele derivate din acid arahidonic sunt centrale în răspunsurile inflamatorii.