Дієтичні жирні кислоти та перехресні зв’язки між господарями та мікробами при кишково-кишковій інфекції новонароджених
Кендіс Квін
1 Департамент біології, кампус Оканаган, Університет Британської Колумбії, кампус Окананага ASC 386, 3187 University Way, Келовна, BC V1V 1V7, Канада
Дінна Л. Гібсон
1 Департамент біології, кампус Окананаган, Університет Британської Колумбії, кампус Окананага ASC 386, 3187 University Way, Келоуна, Британська Колумбія V1V 1V7, Канада
2 Медичний факультет, Медичний факультет, Університет Британської Колумбії, Келоуна, Британська Колумбія V1V 1V7, Канада
Анотація
Людське молоко - найкращий вибір харчування для немовлят. Однак у випадках, коли грудне вигодовування неможливе, суміші для немовлят використовують як альтернативу. Хоча виробники сумішей намагаються імітувати продуктивність грудного молока людини, у дітей, що годуються сумішшю, постійно частіші випадки зараження діарейними захворюваннями, ніж у тих, що годують груддю. Відмінності у сприйнятливості, прогресуванні та тяжкості захворювання можуть бути частково пов'язані з різницею жирних кислот у харчуванні між грудним молоком та сумішами. Незважаючи на прогрес у розумінні властивостей грудного молока, суміші все ще мають суттєві відмінності у складі жирних кислот порівняно з грудним молоком людини. У цьому огляді ми висвітлюємо роль різних типів дієтичних жирних кислот у модуляції запалення господаря як безпосередньо, так і через мікробіом-імунну зв'язок. Ми представляємо докази того, що дієтичні жирні кислоти впливають на сприйнятливість до кишково-кишкових захворювань, а отже, зміна складу жирних кислот у суміші може бути потенційною стратегією для покращення інфекційних наслідків у немовлят на штучному вигодовуванні.
1. Вступ
2. Методи
2.1. Стратегія пошуку літератури
Для цього огляду літератури ми шукали PubMed (1966 - 2019), Web of Science (1864–2019), Google Scholar та власні пошуки первинних досліджень, що вивчають вплив дієтичних жирних кислот на мікробіом, імунну функцію та загальні кишкові інфекції у немовлят. . Стратегія пошуку базувалася на чіткому та ретельному підборі ключових слів, включаючи комбінації: дієта * І (жирна кислота * АБО жир * АБО поліненасичена * АБО мононенасичена * АБО насичена * АБО риб’ячий жир *) І (імунна * АБО запалення * АБО вроджене * АБО адаптивне *) І (кишкова хвороба * АБО ротавірус * АБО Escherichia coli * АБО Shigella * АБО сальмонела * АБО Vibrio cholerae * АБО Campylobacter jejuni * АБО Citrobacter rodentium *) І (бактерії * АБО комменсал * АБО мікробіом * АБО бактеріом * АБО мікроорганізми * АБО флора *).
2.2. Критерії включення та виключення
Включені дослідження мали повідомляти про вплив зазначеної дієти на жирних кислотах на мікробіом, імунну відповідь або результати ентерологічної хвороби. Взаємодія між дієтичними жирними кислотами та кишковими захворюваннями обмежувалась дослідженнями на тваринах, які повідомляли про захворюваність та результати смертності. Дослідження були виключені, якщо не вказувався тип споживаного харчового жиру. Дослідження мікробіомів також були виключені, якщо вони не повідомляли про шлунково-кишковий мікробіом.
3. Мікробне програмування імунної системи немовляти
Люди створили симбіотичні стосунки зі своїм кишковим мікробіомом, величезною та складною мікробною екосистемою, що складається переважно з бактерій, але також містить гриби, віруси та археї. Мікробіом лежить на межі поділу кишечника та зовнішнього середовища, утворюючи місток між клітинами епітелію кишечника та антигенами, що вживаються в їжу. Тут коменсальні бактерії відіграють вирішальну роль у засвоєнні поживних речовин, складаючи до 10% дієтичної енергії у ссавців [12]. Однак протягом останнього десятиліття дослідники зрозуміли, що ці взаємовигідні відносини виходять за рамки перетравлення їжі. Все більша кількість доказів вказує на те, що вплив коменсальних мікроорганізмів на ранніх етапах життя є важливим для правильного розвитку та функціонування імунної системи слизової. Хоча взаємодія між коменсальними бактеріями, морфологією кишечника та імунним розвитком була добре розглянута [13,14,15], тут ми пропонуємо огляд, щоб підкреслити, як дієтичні жирні кислоти взаємодіють з цим процесом.
4. Мікробіом та імунний розвиток
5. Мікробіота та дієтичні жирні кислоти
Жирні кислоти можуть нормалізувати мікробіом та інші аспекти розвитку кишкового імунітету у немовлят на штучному вигодовуванні. Мембрана глобул молочного жиру, унікальний жировий компонент грудного молока, що годується щенятами щурів як укріплена формула, що впливає на глибину кишкової крипти, підмножини епітеліальних клітин, проліферацію епітеліальних клітин та мікрофлори кишечника, подібно до щенят, вирощених на материнському молоці [45]. . На відміну від цього, контрольна формула мала значний дефіцит у розвитку кишечника. При дії токсинів Clostridium difficile укріплена формула забезпечувала значний захист від пошкодження слизової оболонки порівняно з цуценятами, яких годували контрольною формулою. Таким чином, це дослідження безпосередньо пов'язує мікробіом кишечника, дієтичні жирні кислоти та сприйнятливість до кишково-кишкових захворювань, а також пропонує стратегію для поліпшення інфекційних наслідків у немовлят на штучному вигодовуванні. Дійсно, подвійне сліпе рандомізоване контрольоване дослідження показало, що білок мембрани глобули з бичачого молочного жиру знижує частоту діареї у немовлят [46]. Разом ці дослідження показують, що дієтичні жири можуть помітно змінити умови мікробного збору кишечника.
6. Жирні кислоти та запалення
Хоча вже десятки років відомо, що дієтичні жирні кислоти можуть безпосередньо змінювати запальні реакції ссавців [47], останні дослідження лише почали розуміти, що індекс насичення між жирними кислотами має глибокий вплив на запалення (рис. 1). Як описано вище, імунні клітини виділяють широкий спектр хімічних сигналів під час запалення. Багато з цих медіаторів запалення, такі як простагландини, лейкотрієни та тромбоксани, походять від поліненасичених жирних кислот омега-6, арахідонової кислоти. Хоча є вагомі докази, що підтверджують зв’язок між ейкозаноїдами, що походять від арахідонової кислоти, та запаленням, важливо зазначити, що не всі ейкозаноїди, що походять від арахідонової кислоти, є протизапальними. Наприклад, ліпоксин А4 відіграє важливу роль у розв’язанні запалення після зараження шляхом очищення нейтрофілів від місця зараження та інгібування активації NFκB [48,49]. Проте ейкозаноїди, що походять від арахідонової кислоти, займають центральне місце у реакціях запалення.