Питание во время беременности и лактации: эпигенетические эффекты на иммунную систему младенца при пищевой аллергии

Дайджест

Пищевая аллергия является растущей проблемой здравоохранения во всем мире. Это многофакторные заболевания, при которых геном сам по себе не объясняет развитие болезни, но её возникновению способствуют генетическая предрасположенность и различные факторы окружающей среды. Факторы окружающей среды, в частности факторы питания, на ранних этапах жизни признаются ключевыми элементами в этиологии пищевой аллергии. Появляется все больше данных, свидетельствующих о том, что питание может влиять на риск развития пищевой аллергии посредством эпигенетических механизмов, вызываемых самими пищевыми факторами, или путем модулирования микробиоты кишечника и ее функциональных продуктов. Микробиота кишечника и постбиотики, в свою очередь, могут влиять на риск развития пищевой аллергии посредством эпигенетических механизмов. Эпигенетическое программирование объясняет не только краткосрочные эффекты на состояние здоровья человека, но и те, которые наблюдаются во взрослом возрасте. Первая тысяча дней жизни представляет собой важное окно восприимчивости, в течение которого факторы окружающей среды, в том числе пищевые, могут влиять на риск развития аллергии через эпигенетические механизмы. Это представляет собой интересное окно возможностей и вмешательства. В данном обзоре сообщается об основных факторах питания, которые на ранних этапах жизни могут влиять на иммунную оральную толерантность посредством модуляции эпигенетических механизмов.

Согласно всемирно известной «гипотезе фетального происхождения Баркера», вмешательство в критические периоды развития могут иметь негативные или позитивные эпигенетические эффекты с точки зрения функционального исхода в более поздние годы жизни. Так называемая первая тысяча дней жизни считается деликатным и хрупким периодом, который можно рассматривать как «окно возможностей» для развития защитных и укрепляющих здоровье эффектов, а также как «окно восприимчивости» для возможных эпигенетических негативных эффектов и риска развития заболеваний. В это время пищевые и другие факторы окружающей среды могут влиять на риск пищевой аллергии и развитие иммунной системы через эпигенетические механизмы, которые взаимодействуют с генетической предрасположенностью. По этим причинам поддающиеся изменению факторы риска пищевых аллергий, такие как факторы окружающей среды и питания, стали интересной мишенью для профилактики пищевых аллергий.

схема

Питание в раннем возрасте и эпигенетические эффекты при пищевой аллергии

  1. Кишечная микробиота

Грудное вскармливание является источником благоприятных видов бактерий, таких как бифидобактерии, лактобактерии и энтеробактерии, и связанных с этим преимуществ для здоровья младенцев. Когда дети начинают есть твердую пищу, у них появляется большее видовое разнообразие бактерий, которые включают виды Enterococci, Enterobacteria, Clostridium, Streptococcus и Bacteroides. В этот период микробиота кишечника смещается в сторону более зрелого сообщества, которое отличается от сообщества взрослых, с большим количеством таксонов бактерий, продуцирующих короткоцепочечные жирные кислоты (КЖК). Вакторы питания вместе с другими факторами окружающей среды, такими как роды, использование антибиотиков и образ жизни, сильно влияют на развитие микробиоты кишечника в младенчестве. В этот период нарушение состава и функции микробиоты кишечника, называемое дисбиозом кишечника, может влиять на иммунную толерантность и риск развития пищевой аллергии. Однозначной связи между питанием матерей и атопическими проявлениями у их детей нет. Однако имеющиеся данные свидетельствуют о том, что средиземноморская диета матери, богатая фруктами, овощами, рыбой и продуктами, содержащими витамин D, может оказывать благотворное влияние на потомство.

  1. Короткоцепочечные жирные кислоты (КЖК)

Механизмы, с помощью которых кишечная микробиота влияет на эпигеном, полностью не выяснены, хотя недавние данные свидетельствуют о том, что некоторые из них относятся к постбиотикам, бактериальным метаболитам, образующимся в результате активности кишечной микробиоты. КЖК являются основными метаболитами, продуцируемыми микробиотой кишечника. КЖК – в основном ацетат, бутират и пропионат, образуются в результате ферментации в толстой кишке неперевариваемых углеводов, содержащихся в пищевых волокнах. Бутират играет важную роль в гомеостазе кишечника и иммунной толерантности. Существует связь между питанием в раннем возрасте, кишечной микробиотой и развитием пищевой аллергии. Наличие большого количества бактерий, продуцирующих КЖК, и адекватное потребление неперевариваемых углеводов, таких как клетчатка, важно для поддержания гомеостаза кишечника и развития иммунной толерантности.

  1. Полиненасыщенные жирные кислоты (ПнЖК)

Жирные кислоты с более чем одной двойной связью в своей биохимической структуре классифицируются как полиненасыщенные жирные кислоты (ПнЖК). ПнЖК можно разделить на две основные цепи в зависимости от положения первой двойной связи: омега-3 (ω-3) и омега-6 (ω-6). Производные с более чем восемнадцатью атомами углерода классифицируются как полиненасыщенные жирные кислоты с длинной цепью (ДЦПНЖК). Наиболее важными ω-3 ДЦПНЖК являются эйкозапентаеновая кислота (ЭПК) и докозагексаеновая кислота (ДГК), тогда как арахидоновая кислота (AРA) наиболее изучена среди ω-6 ДЦПНЖК.

Согласно последним рекомендациям Европейского агентства по безопасности пищевых продуктов (EFSA), рекомендуемое потребление ДЦПНЖК для беременных и кормящих женщин должно составлять 250 мг/день ЭПК+ДГК, из которых ДГК должно составлять 100–200 мг/день.

есть доказательства того, что метилирование ДНК является еще одним эпигенетическим механизмом, потенциируемым ПНЖК. Показано, что добавление матерью ω-3 ПНЖК во время беременности может модулировать уровни метилирования ДНК генов, кодирующих цитокины Th1 и Th2 (IFN-γ и IL-13 соответственно), таким образом влияя на баланс Th1/Th2 у младенцев.

  1. Витамин Д и А

В последние годы увеличилось количество исследований функции витамина D при пищевой аллергии. Недостаточность витамина D коррелирует с повышенным риском пищевых аллергий, таких как аллергия на арахис и яйца Витамин D может действовать на разных уровнях, влияя на иммунные функции и развитие пищевой аллергии. Имеющиеся исследования показывают, что статус витамина D в раннем возрасте влияет на иммунную толерантность в более позднем возрасте, вероятно, через эпигенетические механизмы. Недостаточный уровень витамина D может снизить уровень Tregs за счет изменения метилирования FOXP3 и обусловить повышенную восприимчивость к пищевой аллергии.

Ретиноевая кислота (РК), метаболит витамина А, также влияет на развитие и функции иммунной системы, в частности на врожденный и адаптивный иммунитет. Однако его функция при пищевой аллергии еще не выяснена. Недавно Маэта и его сотрудники продемонстрировали, что продолжительный прием РК под воздействием аллергена улучшает симптомы пищевой аллергии у мышей и может способствовать индукции противовоспалительных цитокинов, таких как ИЛ-10 и ИФН-γ.

  1. Грудное вскармливание (ГВ)

Грудное вскармливание оказывает противовоспалительное действие на иммунную систему ребенка. Человеческое грудное молоко очень богато микроРНК, которые представляют собой один из наиболее важных эпигенетических механизмов, объясняющих его благотворное влияние на младенцев, находящихся на грудном вскармливании. микроРНК могут влиять на развитие желудочно-кишечного тракта и иммунной системы новорожденных. Они могут действовать как потенциальные иммунные защитники для младенца и матери, регулируя развитие Т- и В-клеток, дифференцировку дендритных клеток и продукцию воспалительных цитокинов. Бутират КЖК является биологически активным соединением человеческого грудного молока, которое может защитить от развития пищевой аллергии. Анализ мононуклеарных клеток периферической крови детей с пищевой аллергией показал, что бутират увеличивает экспрессию IL-10, IFN-γ и FOXP3 за счет эпигенетических модификаций. Более того, он поддерживал функцию дендритных клеток, Treg и предшественников макрофагов M2.

  1. Прикорм

Что касается прикорма и профилактики пищевой аллергии, действующие международные руководства не рекомендуют отсроченное введение твердой пищи в младенчестве, поскольку это показало неэффективность в профилактике пищевой аллергии. С другой стороны, нет данных, подтверждающих раннее введение прикорма до четырехмесячного возраста.

Как упоминалось выше, прикорм является ключевым периодом, когда продукты влияют на микробиоту кишечника. Путем модуляции кишечной микробиоты и ее продуктов прикорм может вмешиваться в риск возникновения аллергии, вызывающей эпигенетические механизмы. В настоящее время нет доступных исследований эпигенетики прикорма и риска пищевой аллергии.

Выводы

Этот обзор посвящен потенциальному влиянию питания в раннем возрасте на эпигенетические процессы и его последствиям для развития пищевой аллергии. Факторы питания, как и факторы окружающей среды, могут влиять на развитие иммунной системы и оральной толерантности к пище на ранних этапах жизни посредством эпигенетики. Метилирование ДНК, модификации гистонов и микроРНК представляют собой эпигенетические механизмы, которые могут изменять риск аллергических заболеваний, таких как пищевая аллергия.

Первая тысяча дней жизни представляет собой «окно возможностей» для изменения риска развития неинфекционных заболеваний, таких как аллергические заболевания, а факторы питания представляют собой интересную цель вмешательства. Этот аспект нелегко исследовать как с качественной, так и с количественной точки зрения, учитывая, что существует множество факторов окружающей среды, влияющих на эпигенетическое программирование в этот период жизни. Желательны дальнейшие исследования в этой области, чтобы лучше прояснить эпигенетические механизмы, вызываемые пищевыми факторами в риске пищевой аллергии, и разработать стратегии целенаправленного вмешательства для профилактики и лечения.


Цитирование

Di Costanzo, M., De Paulis, N., Capra, M. E., & Biasucci, G. (2022). Nutrition during pregnancy and lactation: Epigenetic effects on infants’ immune system in food allergy. Nutrients, 14(9), 1766.


Источник

Полный текст статьи