Przestrzeganie zaleceń żywieniowych dotyczących dzieci do końca trzeciego roku życia i zmiana modelu żywienia dzieci starszych, młodzieży i osób dorosłych, ma na celu zmniejszenie zawartości kwasów grupy ω-6 w diecie i odwrócenie niekorzystnych, utrwalanych w poprzednich pokoleniach, predyspozycji do występowania zaburzeń immunologicznych [1,5,7,16,17].
Dominujący udział kwasów ω-6 w diecie, stał się jedną z głównych przyczyn zwiększenia częstości występowania schorzeń alergicznych w krajach cywilizowanych [12,13,17]. Z dużym prawdopodobieństwem założyć można, że zwiększenie częstości występowania schorzeń alergicznych w kolejnych pokoleniach, jest następstwem zaburzeń stosunku pomiędzy populacjami limfocytów Th1 i Th2 w okresie życia płodowego [6,7,16].
Wpływ na polaryzację immunologiczną limfocytów
W procesach immunologicznych relacje pomiędzy limfocytami Th1 i TH2 cechuje istotny antagonizm. Limfocyt Th1 wspierają głównie odpowiedź komórkową (współpraca m.in. z makrofagami i granulocytami oraz bezpośredni efekt cytotoksyczny) a limfocyty Th2 odpowiedź humoralną (m.in. stymulacja limfocytów B do produkcji przeciwciał). Cytokiny wytwarzane przez limfocyty Th1 hamują rozwój linii Th2 i na odwrót cytokiny wytwarzane przez limfocyty Th2, hamują aktywność limfocytów Th1 [1,2,7,16]. Występuje więc, między tymi populacjami stała dynamiczna równowaga, która jest podstawą odpowiedzi immunologicznej.
Wysoka zawartość kwasów ω-6 w diecie kobiety ciężarnej, promuje różnicowanie limfocytów w kierunku linii Th2 we wczesnym ontogenetycznie, okresie rozwoju układu immunologicznego [9,16].
Limfocyty TH1 wydzielają m.in. interleukinę-2 (IL-2), IL-3, IFN-γ oraz GM-CSF.
Limfocyty Th2, wydzielają IL-4, IL-5, IL-10, IL-13 i MG-CSF [7,16]. Profil wydzielanych cytokin określa główne kierunki działania poszczególnych populacji limfocytów. Zaznaczyć jednak należy, że aktywność poszczególnych cytokin, oddziaływania wzajemne, tworzą niezwykle skomplikowaną, rozległą sieć zależności, modulujących ostateczny efekt reakcji immunologicznej [2,7]. Zmiana profilu komórkowego odpowiedzi immunologicznej i zwiększenie aktywności limfocytów TH2, skutkuje zwiększeniem uwalniania m.in. IL-10,
37
która jest bardzo aktywną cytokiną przeciwzapalną, wybitnie hamującą wytwarzanie cytokin prozapalnych takich jak IL-2., IL-3, IFN-γ, TNF-α czy GM-CSF [7,16].
W tej sytuacji pochodzące z odpowiednio zbilansowanej diety kwasy ω-3, mogą wpływać na kształt relacji między limfocytami Th1 i Th2, poprzez hamowanie produkcji IL-10 a zwłaszcza L-13, która uczestniczy w patogenezie chorób alergicznych indukując syntezę IgE w limfocytach B i różnicowanie limfocytów w kierunku linii Th2 [12,13]. Możliwe więc, że dieta bogata w kwasy ω-3 może modulować, zmniejsza prawdopodobieństwo wystąpienia i wpływać na przebieg IgE-zależnych chorób alergicznych [7,12,13,17].
Wpływ na strukturę błony komórkowej
Kwasy ω-3 pochodzące diety mogą być inkorporowane do błony komórkowej większości komórek w miejsce AA, co powodu modyfikację błony komórkowej, wpływa na interakcje lipidowo-białkowe i organizację strukturalną zewnętrznej powierzchni błony komórkowej. Zmiany biochemiczne i immunologiczne obejmują zmiany ekspresji receptorów błonowych, zmniejszenie syntezy prostaglandyny E2, zmniejszoną odpowiedź cytokin prozapalnych [16]. Ma to szczególne znaczenie w aktywności komórek zaangażowanych w procesy immunologiczne. Inkorporacja kwasów LC-PUFA do komórek prezentujących antygen obniża aktywność funkcjonalną tych komórek i wpływa na zdolności rozpoznawania prezentowanych antygenów przez limfocyty T. Inkorporacja zaś kwasów EPA i DHA do błony komórkowej limfocytów zmienia jej upłynnienie, działa hamująco na przewodzenie sygnału i wpływa na proliferację limfocytów T. Wykazano również, że powoduje to zmiany składowej proteinowej wewnętrznej części błon komórkowej co powoduje hamowanie odpowiedzi limfocytów T i aktywację apoptozy tych komórek. Stwierdzić więc należy, że zwiększenie kwasów ω-3 w diecie, wycisza „nadwrażliwą”, „nadpobudliwą”, pobudzoną w kierunku prozapalnym część układu immunologicznego [7,16].
Jednocześnie kwasy ω-3 mogą wpływać na ekspresję błonowych cząsteczek adhezyjnych takich jak ICAM-1, VCAM-1, E-selektyna, co wpływa na interakcje leukocyt-śródbłonek naczyń, migrację przezkomórkową leukocytów [16].
Wpływ na metabolizm eikozanidów
Pochodzące z pożywienia kwasy ω-3 modyfikują skład fosfolipidów błonowych poprzez zmniejszenie zawartości AA i inkorporację EPA, co hamuje udział eikozanoidów w systemowej odpowiedzi zapalnej [2,5,16].
38
Eikozanoidy to 20-to węglowe lipidowe mediatory reakcji zapalnej do których zalicza się wspomniane wyżej prostaglandyny, prostacyklinę, tromboksany, leukotrieny i inne utlenione pochodne [2,16]. Pod wpływem fosfolipazy A2 dochodzi do podziału fosfolipidów błonowych i uwalniania AA, który jest głównym substratem dla cyklooksygenazy (COX) i lipoksygenazy (LOX) podstawowych enzymów uczestniczących w syntezie eikozanoidów [2,6,16].
Obecność mediatorów eikozanoidowych wpływa regulująco na stopień nasilenia i czas utrzymywania się odpowiedzi zapalnej. Niektóre eikozanoidy np. PGE2 nasilają wrażliwość na antygeny/alergeny poprzez oddziaływanie na komórki dendrytyczne, różnicowanie limfocytów T i syntezę immunoglobulin przez limfocyty B [2,6]. Poza efektem prozapalnym, eikozanoidy np. PGE2 wpływają na stan równowagi Th1/Th2 [16]. PGE2 zmniejsza uwalnianie cytokin przez limfocyty Th1, zwiększając produkcję cytokin uwalnianych przez limfocyty Th2 w tym m.in. IL-4 i IL-5 co promuje syntezę IgE przez limfocyty B.
Kwasy ω-3 pochodzące z diety mogą nasilać efekt immunosupresyjny konkurując z AA jako substratem dla enzymów COX i LOX co hamuje metabolizm AA, zmniejsza produkcję prozapalnych eikonazoidów. Kwasu ω-3 mogą również generować syntezę eikonazoidów o właściwościach przeciwzapalnych [6].
Wpływ na ekspresję genów
Udowodniono, że LC-PUFA zmieniają ekspresję genów na drodze modyfikacji przekaźnictwa sygnału, jak również bezpośrednio działając na receptory jądrowe [2,5,18].
Transkrypcja genów może być modyfikowana poprzez oddziaływania LC-PUFA z ligandami receptorów aktywujących transkrypcję genów. Kwasy ω-3 są m.in. naturalnymi ligandami receptorów jądrowych, oddziałując na nie uczestniczą w regulacji procesów immunologicznych i zapalnych [5,18].
Kwasy ω-3 działając bezpośrednio na geny modyfikują aktywność czynnika transkrypcyjnego NF-κB, uczestnicząc prawdopodobnie w reakcji degradacji inhibitora IκB, poprzez wpływ na aktywność kinazy IKK2 [5,18]. W odpowiedzi na stymulację procesem zapalnym NF-κB, może modulować stopień odpowiedzi genów aktywowanych procesem zapalnym np. genów dla COX-2, ICAM-1, VCAM-1, E-seliectin, TNF-α, IL-1β, iNOS czy białek ostrej fazy [5,8,18].
Podsumowując należy stwierdzić, że LC-PUFA, to nie tylko źródło energii ale przede wszystkim aktywne biologicznie substancje uczestniczące w rozlicznych procesach
39
metabolicznych, immunologicznych, stabilizujących homeostazę ustroju ludzkiego.
Zapewnienie w diecie odpowiednich proporcji między poszczególnymi grupami NNKT staje się kluczowym elementem poprawy zdrowia populacyjnego. Badania potwierdzają korzystny w pływ suplementacji LC-PUFA w okresie niemowlęcym, na rozwój poznawczy i stan zdrowia dzieci w kolejnych latach życia, choć wyniki badań nie są jednoznaczne [19,20-22].
Potwierdzono korzystny wpływ LC-PUFA na rozwój dzieci urodzonych przedwcześnie [23,24].
Piśmiennictwo
1. Saini RK, Keum YS. Omega-3 and omega-6 polyunsaturated fatty acids: Dietary sources, metabolism, and significance - A review. Life Sci. 2018;203:255-267.
2. Patterson E, Wall R, Fitzgerald GF, Ross RP, Stanton C. Health implications of high dietary omega-6 polyunsaturated fatty acids. J Nutr Metab. 2012; 2012:539426. doi:
10.1155/2012/539426.
3. Candela CG, Lopez LMB, Kohen VL. Importance of a balanced omega6/omega 3 ratio for the maintenance of health. Nutritional recommendations. Nutr Hosp.
2011;26(2):323-329.
4. Blasbalg TL, Hibbeln JR, Ramsden CE, Majchrzak SF, Rawlings RR. Changes in consumption of omega-3 and omega-6 fatty acids in the United States during the 20th century. Am J Clin Nutr. 2011;93(5):950-962.
5. Calder PC. Mechanisms of action of (n-3) fatty acids. J Nutr. 2012;142(3):592S-599S.
6. Chilton FH, Murphy RC, Wilson BA, Sergeant S, Ainsworth H, Seeds MC, Mathias RA. Diet-gene interactions and PUFA metabolism: a potential contributor to health disparities and human diseases. Nutrients. 2014;6(5):1993-2022.
7. Johansson S, Lönnqvist A, Ostman S, Sandberg AS, Wold AE. Long-chain polyunsaturated fatty acids are consumed during allergic inflammation and affect T helper type 1 (Th1)- and Th2-mediated hypersensitivity differently. Clin Exp Immunol. 2010;160(3):411-419.
8. Wijendran V, Brenna JT, Wang DH, Zhu W, Meng D, Ganguli K, Kothapalli KS, Requena P, Innis S, Walker WA. Long-chain polyunsaturated fatty acids attenuate the IL-1β-induced proinflammatory response in human fetal intestinal epithelial cells.
Pediatr Res. 2015;78(6):626-633.
9. De Giuseppe R, Roggi C, Cena H. n-3 LC-PUFA supplementation: effects on infant and maternal outcomes. Eur J Nutr. 2014;53(5):1147-1154.
40
10. Zhou SJ, Best K, Gibson R, McPhee A, Yelland L, Quinlivan J, Makrides M. Study protocol for a randomised controlled trial evaluating the effect of prenatal omega-3 LCPUFA supplementation to reduce the incidence of preterm birth: the ORIP trial.
BMJ Open. 2017;7(9):e018360.
11. Makrides M, Best K. Docosahexaenoic acid and preterm birth. Ann Nutr Metab.
2016;69(Suppl 1):29-34.
12. Warstedt K, Furuhjelm C, Fälth-Magnusson K, Fagerås M, Duchén K. High levels of omega-3 fatty acids in milk from omega-3 fatty acid-supplemented mothers are related to less immunoglobulin E-associated disease in infancy. Acta Paediatr. 2016;105(11):1337-1347.
13. Foiles AM, Kerling EH, Wick JA, Scalabrin DM, Colombo J, Carlson SE. Formula with long-chain polyunsaturated fatty acids reduces incidence of allergy in early childhood. Pediatr Allergy Immunol. 2016;27(2):156-161.
14. Uauy R, Mena P. Long-chain polyunsaturated fatty acids supplementation in preterm infants. Curr Opin Pediatr. 2015;27(2):165-171.
15. Brenna JT. Long-chain polyunsaturated fatty acids and the preterm infant: a case study in developmentally sensitive nutrient needs in the United States. Am J Clin Nutr.
2016;103(2):606S-615S.
16. Gottrand F. Long-chain polyunsaturated fatty acids influence the immune system of infants. J Nutr. 2008;138(9):1807S-1812S.
17. Ganapathy S. Long chain polyunsaturated fatty acids and immunity in infants. Ind.
Pediatr. 2009;46(9):785-790.
18. Draper E, Reynolds CM, Canavan M, Mills KH, Loscher CE, Roche HM. Omega-3 fatty acids attenuate dendritic cell function via NF-κB independent of PPARγ. J Nutr Biochem. 2011;22(8):784-790.
19. Hadders-Algra M. The role of long-chain polyunsaturated fatty acids (LCPUFA) in growth and development. Adv Exp Med Biol. 2005;569:80-94.
20. Song Y, Liu Y, Pan Y, Yuan X, Chang P, Tian Y, Cui W, Li D. The effect of long chain polyunsaturated fatty acid supplementation on intelligence in low birth weight infant during lactation: A meta-analysis. PLoS One. 2018;13(4): e0195662.
21. O'Tierney-Ginn PF, Davina D, Gillingham M, Barker DJP, Morris C, Thornburg KL.
Neonatal fatty acid profiles are correlated with infant growth measures at 6 months.
J Dev Orig Health Dis. 2017;8(4):474-482.
41
22. Jasani B, Simmer K, Patole SK, Rao SC. Long chain polyunsaturated fatty acid supplementation in infants born at term. Cochrane Database Syst Rev. 2017;3:CD000376.
23. Moon K, Rao SC, Schulzke SM, Patole SK, Simmer K. Longchain polyunsaturated fatty acid supplementation in preterm infants. Cochrane Database Syst Rev. 2016;12:CD000375.
24. Lapillonne A, Moltu SJ. Long-Chain Polyunsaturated Fatty Acids and Clinical Outcomes of Preterm Infants. Ann Nutr Metab. 2016;69(Suppl 1):35-44.
42