ООО "ПРОПИОНИКС"
пн-пт с 09:00 до 18:00 | +7 (966) 348-80-35 |
Примечание редактора. В представленной работе затрагиваются способы диетического вмешательства для облегчения лечения или профилактики РНК-вирусных инфекций. В частности, помимо рекомендации по использованию адипонектина (о чем будет сказано ниже), оздоровительный эффект предполагается достигать с помощью омега-3 ПНЖК, а также др. пищевых компонентов с антиоксидантными свойствами, таких витамин С, полифенолы и флавоноиды. Так как тема иммуномодуляции с помощью пробиотических микроорганизмов перекликается с первой половиной изложенной здесь работы (а именно, в плане противовоспалительного действия, выраженого в регуляции цитокинов), а антиоксидантные ферменты бактерий более мощнее, чем др. источники, то в будущем необходимо обратить собое внимание на микробиомную составляющую "анти-вирусной" диеты. См. дополнительно: Антиоксидантные свойства пробиотических микроорганизмов; Применение пробиотиков при острых инфекциях дыхательных путей ; см. также доп. информацию
Резюме
Справочная информация: 31 декабря 2019 года Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) была проинформирована о группе случаев пневмонии неизвестного происхождения, выявленных в городе Ухань, провинция Хубэй, Китай. Инфекция распространилась сначала в Китае, а затем и во всем остальном мире, и 11 марта ВОЗ объявила, что COVID-19 является пандемией. Принимая во внимание уровень смертности от COVID-19, составляющий около 5-7%, и процент положительных пациентов, поступивших в отделения интенсивной терапии, составляющий 9-11%, следует в обязательном порядке рассмотреть и принять все необходимые меры для сдерживания инфекции COVID-19. Кроме того, учитывая недавние данные в различных больницах, предлагающие препараты-ингибиторы IL-6 и TNF-α в качестве возможной терапии COVID-19, мы стремились подчеркнуть, что диетическое вмешательство может быть полезным для предотвращения инфекции и/или улучшения исходов во время терапии. Учитывая, что инфекция COVID-19 может вызвать легкий или очень острый респираторный синдром с последующим высвобождением провоспалительных цитокинов, включая IL-6 и TNF-α, модификация диетического режима с целью повышения уровня адипонектина может быть очень полезной как для предотвращения инфекции, так и для ухода за пациентами, улучшая их исходы.
1. Введение
31 декабря 2019 года Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) была проинформирована о группе случаев пневмонии неизвестного происхождения, выявленных в городе Ухань, провинция Хубэй, Китай. Примерно через месяц (8 января 2020 года) китайские власти объявили о выявлении нового типа коронавируса, сообщив ВОЗ через несколько дней, что вспышка была связана с воздействием на рынок морепродуктов в городе Ухань. Инфекция распространилась сначала в Китае, а затем и во всем остальном мире, и 11 марта ВОЗ объявила, что COVID-19 является пандемией.
Коронавирусы (CoVs) относятся к подсемейству Orthocoronavirinae в семействе Coronaviridae в порядке Nidovirales, и в это подсемейство входят α-коронавирус, β-коронавирус, γ-коронавирус и δ-коронавирус [1]. Коронавирусы в первую очередь вызывают энзоотические инфекции у птиц и млекопитающих, а в последние несколько десятилетий доказали свою способность заражать и людей [2]. При инфекциях человека высоковирулентными респираторными вирусами - такими как птичий грипп H5N1, H7N9, коронавирус тяжелого острого респираторного синдрома (SARS) и коронавирусная болезнь-19 (COVID-19) - иммунопатогенез, обусловленный перепроизводством провоспалительных цитокинов, может играть существенную роль в прогрессировании заболевания и смертности [3]. В ряде недавних исследований сообщалось, что COVID-19 вызывает разрушение легочной паренхимы, включая интерстициальное воспаление и обширную консолидацию, аналогично ранее зарегистрированной коронавирусной инфекции [4,5]. При коронавирусной инфекции наблюдалось увеличение массы легких с умеренным плевральным выпотом прозрачной серозной жидкости, названным отеком легких, и обширной консолидацией [6,7]. В некоторых участках наблюдалось интерстициальное утолщение с легким или умеренным фиброзом, но непропорционально разреженным инфильтратом воспалительных клеток (преимущественно гистиоцитов, включая многоядерные формы, и лимфоцитов) [8]. Наблюдалось расширение воздушных пространств, а также очаговый сотовый фиброз. Описана внутриальвеолярная организация экссудатов, а также отмечено образование грануляционных тканей в мелких дыхательных путях и воздушных пространствах. Эти очаги поражения обычно располагались в субплевральной области, а клеточный компонент в основном состоял из гистиоцитов, о чем сообщалось в предыдущей работе [9]. Xu et al. описал в своем отчете о случаях патологии COVID-19, связанный с острым респираторным дистресс-синдромом. При рентгенологическом исследовании они обнаружили быстрое прогрессирование двусторонней пневмонии. Образцы биопсии были взяты из легкого; гистологическое исследование показало двустороннее диффузное альвеолярное повреждение с клеточными экссудатами фибромиксоидов [6].
Учитывая, что уровень смертности от COVID-19 составляет около 5–7% [10], а процент положительных пациентов, поступивших в отделения интенсивной терапии, составляет 9–11% [11], следует обязательно рассмотреть и принять все необходимые меры предназначен для содержания вирусной инфекции.
Недавнее исследование проанализировало данные 150 пациентов с COVID-19 с целью определения клинических предикторов смертности. Результаты, полученные в этом исследовании, позволяют предположить, что смертность от COVID-19 может быть связана с активируемым вирусом «синдромом цитокинового шторма», учитывая, что уровни IL-6 в плазме были выше у умерших пациентов по сравнению с выписанными субъектами [12].
Учитывая, что детальное исследование иммунологического ответа на COVID-19 не проводилось, единственный способ обсудить эту тему - обратиться к предыдущим знаниям о SARS-CoV и MERS-CoV. Первый ответ получен через рецепторы распознавания образов (PRRs), включая лектиноподобные рецепторы С-типа, Toll-подобные рецепторы (TLR), NOD-подобные рецепторы (NLR) и RIG-I-подобные рецепторы (RLR). Кроме того, экспрессируются несколько воспалительных факторов, таких как IL-6 и TNF-α; кроме того, активируется синтез интерферонов I типа (IFNs), которые оказывают свое действие против диффузии вируса, ускоряя фагоцитоз макрофагов [13] (рис.1).
Рис. 1. Основной иммунологический ответ на COVID-19.
В свете этих соображений и недавних данных в разных больницах, предлагающих препараты-ингибиторы IL-6 и TNF-α в качестве возможной терапии для лечения COVID-19, этот обзор призван подчеркнуть, как диетическое вмешательство может быть полезным для предотвращения инфекции и / или улучшить результат во время терапии.
2. Ключевая роль IL-6 и TNF-α в инфекциях легких
Первый лабораторный отчет о пациентах с COVID-19 показал несколько параметров, которые были обнаружены в образцах крови; например, уровни D-димера, нейтрофилов, мочевины в крови и уровень креатинина были значительно выше. Таким же образом несколько цитокинов, таких как IL-6 и TNF-α, были сверхэкспрессированы, что указывает на иммунный статус пациентов [14].
Интерлейкин 6 (IL-6) представляет провоспалительную передачу сигналов, продуцируемую жировой тканью; по этой причине этот эндокринный цитокин может быть важен для регуляции ответа хозяина во время острой инфекции [15].
В нескольких работах описана существенная роль IL-6 в создании правильного иммунного ответа при различных видах вирусной инфекции в легочном тракте. Другие связывают этот цитокин с обострением вирусного заболевания. Эти последние данные подтверждают гипотезу о том, что активация IL-6 во время вирусных инфекций может способствовать выживанию вируса и обострению клинического заболевания [16,17]. Действительно, IL-6 выполняет плейотропную функцию и вырабатывается в ответ на повреждение ткани и инфекцию. В частности, на легочном уровне этот цитокин сильно влияет на пролиферацию врожденных и адаптивных иммунных клеток. После нацеливания на свой специфический рецептор IL-6 запускает каскад сигнальных событий, в основном связанных с путем активации JAK / STAT3, способствуя транскрипции множества нижестоящих генов, связанных с клеточными сигнальными процессами, включая цитокины, рецепторы, адаптерные белки и протеинкиназу [15]. Кроме того, сообщалось, что IL-6 является важным фактором для выживания мышей с вирусной инфекцией. Этот цитокин способствует оптимальной регуляции ответа Т-клеток, разрешению воспаления, ремоделированию тканей, способствуя восстановлению легких, миграции клеток и фагоцитарной активности макрофагов, а также предотвращает вызванный вирусом апоптоз в эпителиальных клетках легких. Однако экспериментальные научные данные также указывают на потенциальные неблагоприятные последствия, которые могут иметь повышенные уровни IL-6 для клеточного иммунного ответа против вирусов. В этом контексте различные возможные механизмы, вовлекающие этот цитокин, могут влиять на вирусный клиренс, в конечном счете способствуя установлению персистирующего вирусного состояния у инфицированных хозяев [18, 19].
Фактор некроза опухоли представляет собой клеточный сигнальный белок (цитокин), участвующий в системном воспалении, высвобождаемый преимущественно из макрофагов, но он также высвобождается из множества других иммунных клеток. Хорошо описано, что во время заражения вирусом гриппа экспрессия TNF-α в эпителиальных клетках легких была выше, проявляя мощную активность против вируса гриппа [20]. На животной модели было продемонстрировано, что TNF-α играет ключевую роль в развитии легочного фиброза. TNF-α сигнализирует через два рецептора, TNF-RI и TNF-RII; первый рецептор (TNF-RI) стимулирует внутриклеточную передачу сигналов с участием c-Jun N-терминальной киназы (JNKs) и ядерного фактора NF-κB, в то время как другой рецептор, TNF-RII, способствует TNF-RI–зависимой гибели клеток, не вызывая непосредственно апоптоз. Хотя оба рецептора широко экспрессируются, известно, что большая часть воспалительной сигнализации вызывается через TNF-RI [21]. На модели in vitro было описано, что серин / треонинкиназы могут фосфорилировать TNF-RI и его молекулы, предотвращая фосфорилирование тирозина [22,23,24].
У пациентов с COVID-19 высокие сывороточные уровни IL-6 и TNF-α отрицательно коррелируют с Т-клетками; напротив, было продемонстрировано, что уровни Т-клеток восстанавливаются путем снижения концентраций IL-6 и TNF-α [25]. Эти результаты показали, что эти цитокины могут представлять собой важные мишени для лечения COVID-19.
3. Функция адипонектина при инфекциях легких
Через секрецию адипокинов жировая ткань участвует в регуляции ряда патофизиологических процессов во многих органах и тканях. Среди адипокинов наиболее актуальным является адипонектин. Адипонектин является одним из наиболее распространенных циркулирующих адипоцитокинов, на его долю приходится 0,01% общего сывороточного белка. Адипонектин является важным регулятором цитокиновых ответов, и этот эффект специфичен для изоформ. Он участвует в самых разнообразных физиологических процессах, включая энергетический обмен, воспаление и физиологию сосудов. Эти эффекты опосредованы двумя нетипичными, широко выраженными семимембранными рецепторами, AdipoR1 и AdipoR2 [26]. Адипонектин оказывает благотворное влияние на сердечно-сосудистую систему и кровеносные сосуды, защищая эти ткани путем ингибирования провоспалительных и гипертрофических ответов и стимуляции ответов эндотелиальных клеток [27]. Адипонектин циркулирует в виде трех разных изоформ (низкомолекулярный - LMW, среднечисленный - MMW и высокомолекулярный - HMW) [28].
Инфекционные заболевания характеризуются повышенной выработкой адипонектина. В нескольких работах предполагается, что адипонектин может быть связан с активностью и / или тяжестью заболевания при различных состояниях, таких как ревматоидный артрит, остеоартрит и системная красная волчанка. Поскольку было обнаружено, что адипонектин проявляет как провоспалительную, так и противовоспалительную активность, были получены противоречивые результаты в отношении роли общего адипонектина в системных аутоиммунных и воспалительных заболеваниях суставов. По этой причине относительный вклад каждой изоформы адипонектина в воспалительную реакцию и повреждение суставов и / или тканей требует дальнейшего изучения [29]. Сообщается, что адипонектин регулируется транскрипционными факторами в жировой ткани, такими как активируемый пероксисомными пролифераторами рецептор-γ (PPAR-γ) [30]. Сообщалось, что при вирусных инфекциях также важна роль предрасположенности хозяев, а также состояние их здоровья и питания. Действительно, хорошо известно, что белая жировая ткань считается эндокринным источником биологически активных веществ с местным и / или системным действием, называемых адипокинами. Неправильная секреция адипокинов, по-видимому, участвует в патогенезе заболеваний, связанных с ожирением, включая эндотелиальную дисфункцию, воспаление и атеросклероз [31,32,33].
Биологическая функция адипокинов при заболеваниях легких, по-видимому, в основном связана с воспалительным процессом. В частности, взаимосвязь между жировой тканью и легким стала очевидной, поскольку участие адипонектина было продемонстрировано при некоторых заболеваниях легких, таких как хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ), эмфизема и рак [34]. На самом деле, при специфическом отношении к ХОБЛ было продемонстрировано низкодифференцированное воспалительное состояние [35,36,37]. Кроме того, все больше данных свидетельствует о том, что адипонектин также играет решающую роль в эндотелии сосудов, поддерживая сосудистый гомеостаз и защищая от сосудистых дисфункций. В целом эти данные подтверждают противовоспалительную роль адипонектина при ХОБЛ и, в целом, при других заболеваниях легких [38].
Критическая роль адипонектина в патофизиологических состояниях легких также подтверждается модуляцией AdipoR с понижающей регуляцией AdipoR2. Было описано, что состояние олигомеризации адипонектина изменяется при ХОБЛ; кроме того, было продемонстрировано присутствие AdipoR1 и AdipoR2 с более низкой экспрессией AdipoR2 по сравнению с AdipoR1 в легочной ткани [39]. Низкая экспрессия AdipoR2 может указывать на специфическую роль этого рецептора, в основном связанную с влиянием адипонектина на воспаление и окислительный стресс. В основном было отмечено, что более высокие уровни адипонектина связаны со значительным и специфическим увеличением HMW адипонектина, представляющего наиболее биологически активные формы. Таким образом, HMW адипонектин увеличивает секрецию IL-6 в человеческих моноцитах и клеточных линиях моноцитарного лейкоза человека, но не подавляет секрецию IL-6, индуцированную липополисахаридом (LPS). Напротив, адипонектин LMW снижает LPS-опосредованное высвобождение IL-6, а также стимулирует секрецию IL-10 [40]. Кроме того, несколько исследований in vitro показали, что адипонектин в линии базальных клеток альвеолярного эпителия человека с аденокарциномой А549 обладает существенным апоптотическим эффектом, а также снижает продукцию провоспалительных цитокинов, таких как TNF-α, блокируя ядерную транслокацию NF-kB [41,42].
Действительно, адипонектин может снижать пролиферацию и поляризацию врожденных и адаптивных иммунных клеток, также блокируя выработку провоспалительных цитокинов, таких как TNF-α, IL-2 и IL-6, и усиливая выработку противовоспалительных цитокинов, таких как IL-10, со снижением фосфорилирования AMPK, p38, ERK1/2 и c-JNK [43,44,45,46]. Данные исследований in vitro на клетках легких соответствовали противовоспалительной функции адипонектина, а на мышах с дефицитом адипонектина развивались нарушения функции легких и системное воспаление [47]. Возможная роль адипонектина при воспалительных заболеваниях легких, таких как астма и хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ), и при критических заболеваниях была предметом недавних исследований. В частности, изоформа HMW играет специфическую роль в легочных заболеваниях и критических заболеваниях, даже если ее роль следует лучше уточнить [48,49].
В одном интересном исследовании сообщалось, что системные концентрации адипонектина у людей падают во время острой фазы легочной инфекции: в частности, на ранней стадии провоспалительное состояние вызывается высокими системными концентрациями TNF-α и IL-6 с последующим ингибированием производства адипонектина. Напротив, было описано, что снижение факторов TNF-α и IL-6 вызывает соответствующий отскок в системных концентрациях адипонектина [50]. Хотя до сих пор неясно, имеет ли модуляция системного адипонектина или его сигнальных путей какую-либо терапевтическую пользу при легочных или критических заболеваниях, она может служить новым терапевтическим или профилактическим средством от этих заболеваний в будущем. Одним очевидным фармацевтическим лечением было бы экзогенное введение адипонектина ингаляционным или внутривенным путем. Хотя это было опробовано на моделях мышей [51], проблемы, которые необходимо преодолеть до введения человеку, включают установление биологической активности молекулы и роли посттрансляционных модификаций в ее функции, а также связанные с этим трудности в создании биологически активных молекул в больших масштабах.
Учитывая трудности, связанные с прямым введением адипонектина, в последние несколько лет использовались другие препараты, которые косвенно улучшают выработку адипонектина. Например, синтетический лиганд рецепторов, активируемых пролифератором пероксисом, может увеличивать мРНК адипонектина в адипоцитах, улучшая продукцию и секрецию адипонектина [52,53,54,55]. Кроме того, другие лекарства, такие как фибраты, могут повышать уровень системного адипонектина за счет усиления активности PPAR-γ [56,57]. Другим способом повышения уровня адипонектина является использование ингибиторов ангиотензинпревращающего фермента [58, 59, 60]. Кроме того, можно стимулировать дифференцировку адипоцитов [61] и активацию PPARs [62]. Наконец, было описано, что блокаторы кальциевых каналов [63] и антигипертензивный агент центрального действия [64] также увеличивают системные концентрации адипонектина [65].
Интригует возможность улучшить действие адипонектина с помощью диеты; было описано, что пищевые вмешательства могут помочь регулировать системные концентрации адипонектина. На модели животного было продемонстрировано, что диета с высокой концентрацией полиненасыщенных жирных кислот и добавлением ω-3 может улучшить уровень адипонектина в плазме, увеличивая экспрессию генов [66]. С другой стороны, у людей уровни адипонектина положительно связаны со здоровым образом жизни и средиземноморской диетой, даже если механизмы действия не полностью известны [66]. Наконец, в свете этих соображений при лечении COVID-19 было бы очень полезно сочетать лекарственную терапию с определенным режимом питания.
4. ω-3 ПНЖК и инфекции легких
Другим важным медиатором, участвующим в иммунном ответе и влияющим на питание, являются жирные кислоты, в частности, ω-3 ПНЖК [67,68]. Фактически, во время бактериальных и вирусных инфекций они способны воздействовать на иммунные клетки и регулировать различные воспалительные процессы. Известно, что ω-3 ПНЖК обладают противовоспалительными свойствами и играют важную роль в устранении воспаления [69].
При некоторых легочных инфекциях введение ПНЖК может улучшить исход лечения у пациента при острой пневмонии. Sharma et al. в своем исследовании сообщили, что диетическое добавление ω-3-ПНЖК может оказывать общее положительное влияние на острую пневмонию за счет усиления специфической и неспецифической иммунной защиты хозяина [70]. ω-3 полиненасыщенные жирные кислоты (ПНЖК, ω-3-жирные кислоты), ключевые компоненты рыбьего и льняного масел, все чаще потребляются населением из-за их потенциальной пользы для здоровья и могут использоваться в клинических целях для лечения метаболических, сердечных заболеваний, воспалительные и аутоиммунные заболевания [71]. Однако многочисленные исследования показали, что эти соединения являются иммунорегуляторными и иммунодепрессивными и, таким образом, могут повышать восприимчивость к инфекции. Хотя сообщения предполагают, что ω-3 ПНЖК могут оказывать благотворное влияние на внеклеточные патогены, было проведено мало исследований системных вирусных инфекций у млекопитающих. Джонс и Ропер (Jones and Roper) описали в своем исследовании, что диета, богатая ω-3 ПНЖК, не значительно снижала выживаемость при заражении вирусом коровьей оспы, по крайней мере, при кратковременном (~ 6 недель) кормлении мышей [71].
ω-3 ПНЖК метаболизируются в различные медиаторы, обладающие противовоспалительными свойствами, такие как резольвины и протектины. Известно, что ω-3 ПНЖК могут снижать активацию NF-kB, предотвращая ядерную транслокацию p65 NF-kB. Кроме того, ω-3 ПНЖК минимизируют активацию ERK1/2 MAPK, а также снижают выработку COX-2. Липидный медиатор, полученный из ω-3 ПНЖК, может заметно ослабить репликацию вируса гриппа с помощью механизма экспорта РНК. Кроме того, лечение протектином D1 с перамивиром могло бы полностью остановить смертность мышей [72].
Добавление ω-3 ранее было изучено при остром респираторном дистресс-синдроме (ОРДС). Сингер и Шапиро (Singer and Shapiro) предположили, что энтеральное введение природных антиоксидантных веществ может улучшить оксигенацию и клинические исходы у пациентов отделения интенсивной терапии (ОИТ) [73]. Систематический обзор, проведенный в 2015 году, показал положительный эффект только для пациентов, страдающих ОРДС с высокой смертностью [74]. Более поздний метаанализ показал важность клинических исследований для уточнения использования ω-3 жирных кислот и антиоксидантов у пациентов с ОРДС для установления положительных эффектов с целью сокращения продолжительности пребывания в отделении интенсивной терапии и количества дней, проведенных на ИВЛ [75].
Хотя роль добавок ω-3 при ОРДС должна быть лучше выяснена, ее ключевая роль в снижении активных форм кислорода и провоспалительных цитокинов, таких как TNF-α, IL-1β, IL-6 и IL-8 [76], хорошо известна.
Таким образом, ω-3 ПНЖК, включая протектин D1, который является новым противовирусным препаратом, может рассматриваться в качестве потенциального средства для лечения COVID-19.
5. Другие диетические компоненты и легочные инфекции
Как было описано ранее, другие диетические компоненты могут быть использованы для улучшения результатов пациентов во время инфекции легких, регулирующих воспалительный ответ. Среди них антиоксиданты играют важную роль в защите клеток легких от вирусов и бактерий. Вирусная инфекция приводит к увеличению внутрилегочной окислительной нагрузки. При многих заболеваниях баланс между окислителями и антиоксидантами (окислительно-восстановительный баланс) изменяется с серьезными последствиями [77]. Патофизиологические механизмы, с помощью которых свободные радикалы генерируют различные типы стресса, такие как окислительный, нитратный, карбонильный, воспалительный и эндоплазматический ретикулумный стресс, приводят к воспалению легких и изменению иммунного ответа легких. В этом сценарии диетические антиоксиданты могут играть важную роль в борьбе с окислительным стрессом в легких [77]. В нескольких исследованиях сообщалось о защитной роли антиоксидантов при легочной инфекции и воспалении легких [78,79].
В частности, витамин С, полифенолы и флавоноиды могут играть защитную роль при инфекциях легких, являясь иммуномодуляторами и медиаторами воспаления. Действительно, как сообщают Carr et al., Во время инфекции уровень витамина С может истощаться; по этой причине добавка витамина С может ослабить инфекцию. Основываясь на этих данных, эти авторы предложили провести клиническое исследование с инфузией витамина С для лечения тяжелых пациентов COVID-19 [80].
Среди полифенолов эпигалло-катехин 3-галлат (EGCG) является наиболее мощным ингредиентом зеленого чая и проявляет антибактериальную, антивирусную, антиоксидантную, противоопухолевую и химиопрофилактическую активность. В последнее время многочисленные исследования изучали защитные эффекты EGCG против астмы и других заболеваний легких, таких как ХОБЛ и легочная пневмония. EGCG может подавлять воспаление и инфильтрацию воспалительных клеток в легкие мышей-астматиков, а также может ингибировать эпителиально-мезенхимальный переход EMT через сигнальный путь PI3K / Akt путем усиления экспрессии гомолога фосфатазы и тенсина (PTEN), как in vivo, так и in vitro [81].
Кроме того, флавоноиды могут быть использованы для ослабления повреждения легких у мышей; сообщалось, что они ингибируют передачу сигналов вируса гриппа и Toll-подобных рецепторов, блокируя транслокацию NF-κB [82].
Таким образом, как показано в Таблице 1, прием добавок с витамином С, флавоноидами и полифенолами может быть проверен у пациентов COVID-19 как для предотвращения вирусной инфекции, так и для улучшения результатов лечения пациентов.
Таблица 1. Основные антиоксиданты, вовлеченные в легочную инфекцию и иммунно-воспалительный ответ.
Диетические добавки
|
Основные природные источники
|
Потенциальные эффекты при инфекции COVID-19
|
Красное вино, апельсины, красные фрукты и овощи
|
Уменьшает воспаление и иммунный ответ, блокируя ядерную транслокацию NF-kB
|
|
Зеленый чай, брокколи, яблоки
|
||
Витамин С
|
Апельсины, лимоны, манго
|
6. Обсуждение и выводы
Во время легочных инфекций, и особенно у пациентов с COVID-19, внутриклеточная передача сигналов приводит к выработке провоспалительных цитокинов, таких как TNF-α и IL-6, которые действуют совместно с хемоаттрактантами, такими как CXCL1 и CXCL2, для рекрутирования полиморфноядерных лейкоцитов (PMNs) в легкие, убивая патогены, но вызывая фиброз [83].
Другое важное соображение во время инфекции COVID-19 связано с модификацией секреторных продуктов верхних и нижних дыхательных путей, которые обычно включают муцин и легочное поверхностно-активное вещество. Во время инфицирования продуцирование муцина усиливается с целью предотвращения связывания и заражения микробами эпителиальных клеток [84]. Основным источником фосфолипидов (PL) в легких является легочный сурфактант, синтезируемый и высвобождаемый альвеолярными эпителиальными клетками типа II. Поверхностно-активное вещество содержит приблизительно 80–90% PL, с цепями жирных кислот, которые могут окисляться при различных проблемах в легких [85]. Окисление этих PL в легких может происходить в условиях повышенного окислительного стресса, такого как инфекция и воспаление [86]. Иммунные эффекты окисленных фосфолипидов oxPL при инфекционных заболеваниях неизбежно продиктованы балансом между активацией, деградацией и поглощением. Было показано, что oxPLs генерируются в легких во время нескольких легочных инфекций, включая грипп и птичий грипп (H5N1), а также коронавирус SARS, даже если механизмы действия недостаточно известны [87,88,89]. Как сообщают Imai et al., воспаление, вызванное oxPL, опосредуется TLR4 и TRIF, что ведет к увеличению выработки IL-6 [89]. Интересно учитывать, что oxPL-зависимые дефекты в фагоцитозе и генерации активных форм кислорода (АФК) могут привести к повышенной восприимчивости к респираторным инфекциям [90]. Холестерин является основным нейтральным липидом легочного сурфактанта, который, как считается, способствует распространению, подвижности и адсорбции пленок сурфактанта [91]. Как было задокументировано ранее, модулирование уровня адипонектина может рассматриваться как важный способ снижения уровня цитокинов; таким образом, побочные эффекты, связанные с инфекцией COVID-19, должны быть ослаблены. На животных моделях хорошо описано, что потребление гиперлипидемических диет, богатых насыщенными жирами, снижает уровень адипонектина, в то время как диеты, богатые полиненасыщенными жирными кислотами и дополненные ω-3 ПНЖК, повышают уровень адипонектина, снижая уровень провоспалительных цитокинов [66].
На врожденные и адаптивные иммунные реакции влияют не только oxPLs и холестерин, но и профили жирных кислот тканей в ответ на фармакологические агенты и диету [92]. Несколько исследований, проведенных на животных моделях, продемонстрировали, как поглощение ω-3 ПНЖК в ткани легких влияет на исходы, связанные с инфекцией, способствуя разрешению воспаления [93]. В другом исследовании ω-3 ПНЖК снижали уровни PMNs и понижали уровни IL-6 при инфекциях легких [94]. Эти положительные эффекты остаются спорными; например, Джонс и Ропер сообщили, что в их экспериментальной модели не было обнаружено статистически значимых различий между режимами питания с ω-3 ПНЖК и без них в отношении восприимчивости мышей к вирусной инфекции, заболеваемости, титров вирусных органов, времени восстановления или смертности [71].
В заключение, хорошо известно, что общие методы лечения очень важны для усиления иммунного ответа хозяина против РНК-вирусной инфекции. Кроме того, часто было показано, что иммунный ответ ослаблен из-за недостаточного питания во многих модельных системах, а также в исследованиях на людях. Однако пищевой статус хозяина до недавнего времени не рассматривался как фактор, способствующий возникновению вирусных инфекционных заболеваний. Последние сообщения о патогенезе COVID-19 предполагают, что одним из наиболее важных последствий этой инфекции является синдром цитокинового шторма [95], который может быть строго связан с коагулопатией, порождающей острую тромбоэмболию легочной артерии, вызванную тромбозом in situ [96,97]. Поэтому в настоящее время проводится большое количество клинических исследований, направленных на определение полезной терапии для ослабления цитокиновых бурь [98].
По этим причинам адекватное потребление ω-3 ПНЖК может быть действенной стратегией против вирусной инфекции. Действительно, рекомендуемое потребление ω-3 ПНЖК в диапазоне от 0,5% до 2% от общего количества калорий (250 мг / день) может иметь важное значение для защиты от чрезмерной воспалительной реакции, а также для снижения уровня IL-6. Эта теория нашла важную поддержку в недавнем исследовании, которое продемонстрировало, что ω-3-ПНЖК-производные липидные медиаторы-протектины могут подавлять репликацию вируса гриппа с помощью механизма, блокирующего экспорт вирусной мРНК. Более того, Imai продемонстрировал, что этот медиатор можно использовать в комбинации с противовирусным перамивиром даже в поздние сроки заражения [99]. Тем не менее, эффективность ω-3 ПНЖК на клиническом уровне находится в стадии изучения; например, Hecker et al. описан благоприятный эффект для режима диеты с ω-3 ПНЖК, описывающий снижение уровня провоспалительных цитокинов после этого режима диеты [100]. Предполагаемая положительная роль в исходе и профилактике инфекции COVID-19 кратко представлена на рисунке 2.
Рисунок 2. Адипонектин и ω-3 ПНЖК уменьшают воспаление легких, возникающее после коронавирусной инфекции, снижая продукцию IL-6, активацию ERK1/2 и COX-2 и ядерную транслокацию NF-κB.
Кроме того, адипонектин играет роль в заболеваниях легких и ожирении; в развитии и прогрессировании заболеваний легких и рака патогенную роль адипонектина определяли как в исследованиях in vivo, так и in vitro. В последнее время иммунометаболические патомеханизмы были определены как важные факторы, определяющие и модулирующие функцию и заболевание легких. В частности, было обнаружено, что уровни адипонектина выше у пациентов с ХОБЛ по сравнению с контрольными пациентами, а мыши с дефицитом адипонектина защищены от нескольких заболеваний легких [101]. Более того, сообщалось, что соблюдение средиземноморской диеты было связано с повышением уровня адипонектина, улучшением функциональности сердечно-сосудистой системы [102], особенно у пожилых людей [103]. Эти данные лишь явно противоречат первым данным о смертности от инфекций COVID-19 в районе Средиземноморья (например, в Италии и Испании) [104]. Прежде всего, данные были отнесены только к протестированной популяции; кроме того, хорошо описано, что наличие нескольких сопутствующих заболеваний, таких как гипертония, диабет и сердечно-сосудистые заболевания, серьезно влияло на уровень смертности, о котором сообщалось в этой области [105]. Всем этим сопутствующим заболеваниям можно противодействовать с помощью правильного режима питания. Следовательно, как адипонектин, так и ω-3 ПНЖК, по-видимому, являются привлекательными биомаркерами для мониторинга прогрессирования заболевания легких.
Наконец, учитывая, что инфекция COVID-19 может вызвать легкий или очень острый респираторный синдром с последующим высвобождением провоспалительных цитокинов, включая IL-6 и TNF-α, модификация режима питания с целью повышения уровня адипонектина может быть очень полезной как для предотвращения инфекции, так и для ухода за пациентами, улучшая их исходы.
Учитывая сходный путь действия, можно предположить, что адипонектин и ω-3-ПНЖК могут быть использованы в качестве реальных препаратов для уменьшения воспаления, снижения уровня IL-6 и TNF-α, а также улучшения повреждения легких, возникающего после коронавирусной инфекции.
Изображение структуры адипонектина из банка данных трёхмерных структур белков и нуклеиновых кислот
В связи тем, что в выше изложенном материале помимо использования омега-3 ПНЖК и др. антиоксидантных пищевых компонентов отдельное внимание отводится адипонектину, стоит кратко описать его зависимость от типа ожирения. Это продиктовано тем, что микробиомная составляющая диетического вмешательства (как было указано в примечании редактора), особеннно в плане использования пробиотических микроорганизмов, должна быть рассмотрена в обязательном порядке (см.: пробиотики и ожирение).
Уровень циркулирующего адипонектина ниже у лиц с повышенным ИМТ и центральным (абдоминальным) ожирением. Однако он парадоксально выше у лиц с периферическим ожирением (см.: Srividya Kidambi et al. Effect of adiposity on tissue-specific adiponectin secretion. PLoS One. 2018 Jun 20;13(6):e0198889).
Центральное ожирение с накоплением висцеральной жировой ткани является фактором риска развития сахарного диабета 2 типа и сердечно-сосудистых заболеваний. Напротив, избыточное накопление жировой ткани в периферических депо подкожной жировой ткани не несет одинакового риска метаболических заболеваний и, по сути, может обеспечивать некоторую степень защиты от них. Помимо функции жировой ткани как накопителя энергии и изолирующего органа, она также является известным источником большого количества секретов (адипокинов), которые включают гормоны, про - и противовоспалительные маркеры и другие биологически активные вещества. Эти секреции различаются между различными депо жировой ткани и могут объяснить дифференциальные метаболические эффекты обилия каждого депо.
Адипонектин - это один из таких адипокинов, обладающий инсулинсенсибилизирующими, противовоспалительными и антиапоптотическими свойствами, который в первую очередь секретируется жировой тканью у взрослых людей. Более низкие уровни адипонектина ассоциированы с сахарным диабетом 2 типа и риском сердечно-сосудистых заболеваний, а более высокие - с защитой от кардиометаболических заболеваний. Несмотря на то, что жировая ткань является основным источником адипонектина, а адипонектин является наиболее распространенным адипозид-специфическим белком, секретируемым в организме человека, его уровни снижаются с увеличением жировой массы, особенно в случае центрального ожирения.
См. также:
Литература
Комментариев пока нет