Immunity and Inflammation in Health and Disease (2017) [Ανοσία και φλεγμονή στην υγεία και τις ασθένειες]

Emerging Roles of Nutraceuticals and Functional Foods in Immune Support / Αναδυόμενοι ρόλοι των διατροφοφαρμακευτικών και των λειτουργικών τροφίμων στην ανοσολογική υποστήριξη

Edited by

SHAMPA CHATTERJEE

University of Pennsylvania School of Medicine, Philadelphia, PA, United States

WOLFGANG JUNGRAITHMAYR

University Hospital Zurich, Zu¨rich, Switzerland;

Medical University Brandenburg, Brandenburg, Germany

DEBASIS BAGCHI

University of Houston College of Pharmacy, Houston, TX, United States

Πρόλογος

Ο πίνακας του Eugene-Ernest Hillemacher στο εξώφυλλο αυτού του βιβλίου δείχνει τον Άγγλο γιατρό Edward Jenner να κάνει ένεση σε ένα μικρό αγόρι με ευλογιά για να το προστατεύσει από την ευλογιά. Αυτή η ιδέα του εμβολιασμού ενός ατόμου με μια καλοήθη ή ασθενή μορφή παθογόνου για την πρόκληση ανοσίας από λοιμώδεις μορφές ενός παρόμοιου ιού θεωρείται ευρέως ως το θεμέλιο της ανοσολογίας, μιας σύγχρονης επιστημονικής πειθαρχίας αφιερωμένης στην κατανόηση του ανοσοποιητικού συστήματος. Η λέξη ανοσία (immune) προέρχεται από το λατινικό “immunis”, έναν συνδυασμό του in (not) και του munis (έτοιμο για υπηρεσία) και έτσι μεταφράζεται στη σύγχρονη ιατρική γλώσσα σε “exempt from a disease” (απαλλαγή από ασθένεια). Αυτή η εξαίρεση ή η προστασία προκύπτει εν μέρει λόγω ενδογενών κυττάρων, που συλλογικά ονομάζονται ανοσοκύτταρα, τα οποία είναι ικανά να προκαλέσουν επίθεση σε ξένους παράγοντες ή παθογόνα (βακτήρια, μύκητες και ιούς) είτε μέσω μηχανισμών “άμεσης αναγνώρισης” είτε μέσω μηχανισμών “εκκίνησης για αναγνώριση”. Δηλαδή διεργασίες που “πρωταρχίζουν” τα κύτταρα του ανοσοποιητικού για την αναγνώριση των παθογόνων. Το ανοσοποιητικό σύστημα του σώματος αποτελείται από έμφυτα (δηλαδή εγγενή ή άμεσα) και προσαρμοστικά (επίκτητα ή εκκινημένα) ανοσοποιητικά συστήματα. Το έμφυτο ανοσοποιητικό σύστημα είναι η πρώτη γραμμή άμυνας ενάντια στα παθογόνα, καθώς δρα αμέσως σε επίθεση ή τραυματισμό παθογόνου, ενώ το προσαρμοστικό ανοσοποιητικό σύστημα ενεργοποιείται αργότερα.

Η οδός “immediate recognition” (άμεσης αναγνώρισης) περιλαμβάνει κύτταρα του έμφυτου ανοσοποιητικού συστήματος που μπορούν να “αισθανθούν” τον μικροβιακό κίνδυνο αναγνωρίζοντας μοριακά μοτίβα σε παράγοντες που σχετίζονται με παθογόνα. Η αναγνώριση γίνεται με τη μορφή δέσμευσης αυτών των μοριακών προτύπων σε υποδοχείς που υπάρχουν a priori στα κύτταρα του ανοσοποιητικού. Μια τέτοια σύνδεση οδηγεί στην ενεργοποίηση πολύπλοκων καταρρακτών σηματοδότησης που με τη σειρά τους κινητοποιούν ένα τεράστιο ρεπερτόριο ανοσοκυττάρων. Αυτά τα κύτταρα είτε απορροφούν παθογόνα σωματίδια είτε ξεκινούν τη δημιουργία μεσολαβητών που οδηγούν την καταστροφή των παθογόνων.

Η “priming for recognition” (εκκίνηση αναγνώρισης) από την άλλη πλευρά είναι μια έμμεση διαδικασία που περιλαμβάνει κύτταρα του προσαρμοστικού ανοσοποιητικού συστήματος. Αυτά τα κύτταρα πρέπει να “προετοιμαστούν για να ανιχνεύσουν” για να διακρίνουν το non-self (ξένο) από το self (εαυτό). Η εκκίνηση συμβαίνει όταν θραύσματα από παθογόνο υλικό υποβάλλονται σε επεξεργασία από ένα υποσύνολο κυττάρων για να ενεργοποιηθεί η δημιουργία κατάλληλων υποδοχέων για αυτά τα παθογόνα σε προσαρμοστικά κύτταρα του ανοσοποιητικού. Αργότερα, όταν αυτά τα προσαρμοστικά ανοσοκύτταρα διαφοροποιηθούν και πολλαπλασιαστούν, διαθέτουν έναν ειδικό υποδοχέα για το συγκεκριμένο τμήμα του παθογόνου υλικού. Μετά την επακόλουθη επίθεση από το ίδιο παθογόνο, αυτή η οδός “εκκίνηση αναγνώρισης” επιτρέπει στον διευρυμένο πληθυσμό προσαρμοστικών ανοσοκυττάρων να “αναγνωρίσει” το παθογόνο και να ξεκινήσει μια επίθεση σε αυτό ή να διεγείρει την παραγωγή αντισωμάτων εναντίον του. Αυτή η οδός αποτελεί τη βάση της προστασίας που παρέχεται από την ανοσοποίηση ή τον εμβολιασμό. Με άλλα λόγια, ο εμβολιασμός της ευλογιάς του Jenner προκάλεσε έναν σταθερό πληθυσμό μνήμης προσαρμοστικών ανοσοκυττάρων που προσέφεραν προστασία έναντι της επακόλουθης μόλυνσης από ευλογιά.

Τόσο το έμφυτο όσο και το προσαρμοστικό ανοσοποιητικό σύστημα βασίζονται στην αναγνώριση των “non-self” (μη εαυτού) από τα “self” (εαυτού) αντιγόνα και στην ικανότητα ενεργοποίησης μεσολαβητών που μπορούν να στρατολογήσουν ένα μεγαλύτερο ρεπερτόριο ανοσοκυττάρων. Αυτοί οι μεσολαβητές είναι φλεγμονώδη μόρια που μπορούν να προσελκύσουν κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος στην περιοχή τραυματισμού και μόλυνσης καθώς και σε κατεστραμμένο, τραυματισμένο ή μολυσμένο ιστό. Αυτό προκαλεί φλεγμονή, μια τυπική φυσιολογική απόκριση σε λοιμώξεις και τραυματισμό ιστού που οδηγεί στη θανάτωση παθογόνων καθώς και σε διαδικασίες αποκατάστασης ιστών για την αποκατάσταση της ομοιόστασης σε μολυσμένα ή κατεστραμμένα σημεία.

Ωστόσο, μια υπερβολική ή μια παρεκκλίνουσα απόκριση από το έμφυτο και το προσαρμοστικό ανοσοποιητικό σύστημα μπορεί να οδηγήσει σε χρόνια φλεγμονή και αυτοάνοση νόσο, αντίστοιχα. Πράγματι, η χρόνια φλεγμονή προκαλεί σημαντικό αριθμό μη μεταδοτικών ασθενειών, όπως οι καρδιαγγειακές παθήσεις, η παχυσαρκία και ο διαβήτης, ενώ η αυτοάνοση δυσλειτουργία (που προκύπτει από τη μη αναγνώριση αυτο-αντιγονικών πεπτιδίων) οδηγεί στη ρευματοειδή αρθρίτιδα, στο άσθμα, στον συστηματικό λύκο και μια σειρά από άλλες ασθένειες.

Γίνεται ολοένα και πιο ξεκάθαρο ότι η ανοσολογική απόκριση της φλεγμονής, καθώς είναι απαραίτητη για την προστασία από λοιμώξεις και τραυματισμούς, δεν μπορεί να επιτραπεί σε “overdrive” (υπερένταση). Η ρύθμιση αυτής της απόκρισης είναι ζωτικής σημασίας για την ομοιόσταση. Ωστόσο, η ρύθμιση ή η παρέμβαση τόσο σε κυτταρικό όσο και σε μοριακό επίπεδο στις διεργασίες της φλεγμονής του ανοσοποιητικού απαιτεί την κατανόηση των μονοπατιών σηματοδότησης με τη μορφή πολλαπλών μεταγραφικών παραγόντων, βρόχων αρνητικής και θετικής ανάδρασης καθώς και συνεργατικούς μηχανισμούς που συμμετέχουν στην “immune overdrive” (ανοσολογική υπερένταση) και στην αναστολή του.

Ο σκοπός μας σε αυτό το βιβλίο ήταν να επισημάνουμε μονοπάτια σηματοδότησης που σχετίζονται με συγκεκριμένες ασθένειες που μοιράζονται την οδό φλεγμονής-ανοσοποίησης, καθώς και να παρουσιάσουμε μεσολαβητές που μπορούν να ενισχύσουν ή να μετριάσουν την ανοσολογική απόκριση και τη φλεγμονή. Με αυτόν τον τρόπο, στοχεύουμε να ενισχύσουμε το μήνυμα ότι η ρύθμιση ή η ρύθμιση της “immune-mediated inflammation” (ανοσο-μεσολαβούμενης φλεγμονής), είτε με μοριακούς διακόπτες είτε με αλλαγές στον τρόπο διατροφής, αποτελεί τη βάση της υγείας και της ευεξίας.

Η κατανάλωση τροφίμων έχει υποστεί μια τεράστια μεταμόρφωση κατά τη διάρκεια του περασμένου αιώνα. Επιπλέον, ο σύγχρονος αστικός τρόπος ζωής που βασίζεται στην τεχνολογία έχει αλλάξει τα πρότυπα σωματικής δραστηριότητας. Αυτό το παράδειγμα “high calorie intake – sedentary activity” (υψηλής πρόσληψης θερμίδων – καθιστική δραστηριότητα) επηρεάζει το μεταβολισμό και έχει τη δυνατότητα να οδηγήσει σε χρόνια φλεγμονή χαμηλού βαθμού. Ταυτόχρονα, ο υποσιτισμός με τη μορφή υποσιτισμού είναι καλά τεκμηριωμένος ότι οδηγεί σε ανοσοκαταστολή και βλάπτει την αντίσταση στις λοιμώξεις.

Ενώ τα μικροθρεπτικά συστατικά στη διατροφή μας είναι σημαντικοί καθοριστικοί παράγοντες της ανοσοποιητικής κατάστασης, διατροφικά συστατικά όπως τα μακράς αλυσίδας ωμέγα-3 λιπαρά οξέα, οι αντιοξειδωτικές βιταμίνες, τα φλαβονοειδή, τα πρεβιοτικά και τα προβιοτικά μπορούν να ρυθμίσουν τις χρόνιες φλεγμονώδεις καταστάσεις. Αυτά τα θρεπτικά συστατικά έχουν αναφερθεί ότι μειώνουν την παραγωγή φλεγμονωδών μεσολαβητών μέσω επιδράσεων στη σηματοδότηση των κυττάρων και στην έκφραση γονιδίων (ωμέγα-3 λιπαρά οξέα, βιταμίνη Ε, φυτικά φλαβονοειδή), σβήνοντας την παραγωγή βλαβερών οξειδωτικών (βιταμίνη Ε και άλλα αντιοξειδωτικά) και προάγοντας λειτουργία του φραγμού του εντέρου (πρεβιοτικά και προβιοτικά). Πράγματι, οι περισσότερες ανθρώπινες μελέτες έχουν συσχετίσει αναλύσεις της συνήθους διατροφικής πρόσληψης με συστημικούς δείκτες φλεγμονής. Οι ολοκληρωμένες ανθρώπινες επιδημιολογικές μελέτες με μεγάλες κοόρτες πιθανότατα θα παράσχουν περαιτέρω ενδείξεις φλεγμονής συσχετίσεις ιόντων υγείας / ασθένειας και την ικανότητα της δίαιτας να ρυθμίζει θετικά τη φλεγμονή. Αυτό θα ήταν ένα κρίσιμο βήμα για την ανάπτυξη δίαιτας με σκοπό τον αποκλεισμό χρόνιων φλεγμονωδών και ανοσολογικών παθολογιών.

Το βιβλίο έχει χωριστεί θεματικά σε έξι ενότητες. Οι τρεις πρώτες ενότητες καλύπτουν τους διάφορους κυτταρικούς και μοριακούς παράγοντες του παραδείγματος φλεγμονής που εκκινείται από το ανοσοποιητικό σύστημα και περιλαμβάνουν τα γεγονότα που οδηγούν στην εμφάνιση μεταβολικών, γήρανσης και αυτοάνοσων ασθενειών. Τα κεφάλαια της τέταρτης ενότητας ασχολούνται με τις επιπτώσεις μιας ισχυρής και υπερβολικής φλεγμονώδους απόκρισης. Η πέμπτη ενότητα παρουσιάζει τον ρόλο των διαιτητικών θρεπτικών συστατικών στο να παίζουν έναν εξισορροπητικό ρόλο μεταξύ της άμυνας του ξενιστή και της υποστήριξης του ανοσοποιητικού. Η έκτη ενότητα περιλαμβάνει κεφάλαια που οραματίζονται αλλαγές παραδειγμάτων στο πεδίο, όπου συζητούνται νέες φουτουριστικές κατευθύνσεις.

Shampa Chatterjee,

Wolfgang Jungraithmayr

and

Debasis Bagchi

Περιεχόμενα

ΕΝΟΤΗΤΑ I. Έμφυτο και προσαρμοστικό ανοσοποιητικό σύστημα: Συστατικά και ρύθμιση

ΕΝΟΤΗΤΑ II. Αντιδραστικά είδη οξυγόνου, οξειδωτικό στρες και ενεργοποίηση ανοσοκυττάρων

ΕΝΟΤΗΤΑ III. Φλεγμονώδη συστήματα: Μηχανιστικές οδοί διέγερσης και καταστολής

ΤΜΗΜΑ IV. Ανοσία και φλεγμονή: Κοινά νήματα πολυπαραγοντικών ασθενειών

ΕΝΟΤΗΤΑ V. Διατροφοφαρμακευτικά για την ενίσχυση της υποστήριξης του ανοσοποιητικού και ως θεραπευτικά για φλεγμονώδεις νόσους

ΕΝΟΤΗΤΑ VI. Νέες προοπτικές και μελλοντικές κατευθύνσεις

(το βιβλίο σε μορφή αρχείου PDF)