Журнал расстройств питания и терапии

Абстрактный

Конгресс по питанию 2015 г.: Изоформы витамина Е регулируют аллергические заболевания - Джоан Кук-Миллс - Медицинская школа Северо-Западного университета

Джоан Кук-Миллс

Астма возникает как сложное взаимодействие окружающей среды и генетики. Клинические исследования и модели астмы на животных указывают на то, что такие диетические факторы, как витамин E и витамин D, защищают от риска астмы. В этом обзоре мы обсуждаем противоположные регуляторные функции изоформ токоферола витамина E и регуляторные функции витамина D при астме, а также то, как вариации в глобальной распространенности астмы могут быть объяснены, по крайней мере частично, этими диетическими компонентами.

Астма — это гетерогенное заболевание, возникающее в результате сложного взаимодействия экологических и генетических факторов. Всемирная организация здравоохранения сообщила, что распространенность астмы с 1950 года по настоящее время увеличилась во многих странах, включая страны с высоким уровнем заболеваемости астмой, средним уровнем заболеваемости астмой или низким уровнем заболеваемости астмой, всего за несколько десятилетий, что свидетельствует о важной роли местной окружающей среды. Заметный рост показателей заболеваемости астмой за несколько десятилетий и различия в показателях между странами и мигрирующими группами населения свидетельствуют о важной роли местной окружающей среды, такой как диета, в развитии астмы. Одним из изменений окружающей среды за последние 40 лет стало повышение уровня изоформы d-γ-токоферола витамина E в рационе питания и в детских смесях. Недавно мы продемонстрировали, что γ-токоферол усиливает аллергическое воспаление легких в мышиной модели астмы, и мы сообщили, что у людей высокие уровни γ-токоферола в плазме связаны с более низкой функцией легких. Также предполагается, что снижение с течением времени другого витамина, витамина D, связано с ростом заболеваемости астмой. В этом обзоре мы обсуждаем регуляцию астмы витамином D и сложные и потенциально защитные эффекты определенных изоформ витамина E на астму у людей и в животных моделях воспаления легких. Мы также рассмотрим, как вариации глобальной распространенности астмы могут быть объяснены, по крайней мере частично, концентрацией γ-токоферола в плазме в зависимости от страны. Наши исследования специализируются на регуляции аллергического воспаления двумя наиболее распространенными видами витамина E (d-α-токоферол и d-γ-токоферол) в рационе и тканях. Мы продемонстрировали, что α-токоферол ингибирует, а γ-токоферол повышает набор лейкоцитов через эндотелий in vitro и активацию протеинкиназы эндотелиальных клеток Cα для набора эозинофилов и дендритных клеток во время аллергического воспаления. В частности, γ-токоферол является агонистом, а α-токоферол является антагонистом PKC. In vivo добавление α-токоферола блокирует эозинофильные аллергические реакции легких у взрослых мышей, и α-токоферол ассоциируется с лучшей спирометрией легких у взрослых людей. Примечательно, что γ-токоферол имеет противоположную функцию. У людей в 5 раз более высокий уровень γ-токоферола в плазме ассоциируется с более низкой спирометрией легких у взрослых к 21 году, что предполагает, что изоформы токоферола играют регуляторную роль в раннем возрасте. В клинических показаниях и моделях на животных потомство матерей-аллергиков имеет улучшенную реакцию на аллергенную пробу.

The average human plasma γ-tocopherol levels are 2 to 5 times higher in the United States than those of many European and Asian countries whereas the average human plasma α-tocopherol levels are relatively similar among these countries. This 5-fold higher level of human plasma γ-tocopherol is similar to the 5-fold increase in plasma γ-tocopherol in mice that increased allergic lung inflammation with γ-tocopherol administration. The high human plasma γ-tocopherol levels in the United States are consistent with soybean oil, which is high in γ-tocopherol, as the predominant food oil in the United States. It is reported that dietary oils influence plasma tocopherol levels in humans. In studies with soybean oil administration, plasma γ-tocopherol is elevated 2–5 fold in humans and hamsters. Also, in a study in which olive oil or soybean oil was administered to preterm human infants starting 24 hrs after birth, there was a significant 1.5 fold increase in plasma α-tocopherol after feeding with olive oil as compared to feeding with soybean oil, but unfortunately, γ-tocopherol was not reported. It is reported that as countries assume western lifestyles, diets change including increased consumption of soybean oil. In contrast to high levels of γ-tocopherol in soybean oil, γ-tocopherol is low in other oils such as sunflower oil, safflower oil and olive oil that are used in several European and Mediterranean countries. There are also differences in asthma prevalence among racial and ethnic groups. However, studies examining vitamin E association with clinical outcomes generally adjust for several known confounding factors such as gender, age, body mass index, race, and smoking. Although there may be other differences regarding the environment and genetics of people in different countries, the outcomes for tocopherol isoforms and asthma in clinical studies are consistent with the studies demonstrating opposing functions of the tocopherol isoforms on leukocyte recruitment and allergic inflammation in mice.

Мы сообщили, что результаты противоположных регуляторных функций изоформ токоферола в моделях животных могут быть перенесены на функцию легких человека. Мы проанализировали 4526 взрослых в Соединенных Штатах в многоцентровой когорте Coronary Artery Risk Development in Young Adults (CARDIA) с доступными данными спирометрии и изоформ токоферола. В этой когорте было равное количество чернокожих и белых и равное количество женщин и мужчин по дизайну исследования. Интересно, что увеличение сывороточной концентрации γ-токоферола было связано с более низкими показателями FEV1 или FVC, тогда как увеличение сывороточной концентрации α-токоферола было связано с более высокими показателями FEV1 или FVC. Поскольку эти два токоферола имеют противоположные функции, мы предлагаем, чтобы анализ противоположных функций изоформ токоферола в клинических исследованиях включал квартили токоферолов плазмы с определением того, существует ли связь изоформы токоферола с клиническим исходом, когда концентрация противоположного токоферола низкая и вызывает наименьшее количество конкурирующих противоположных эффектов. Используя этот подход, при анализе когорты CARDIA мы недавно продемонстрировали, что плазменный γ-токоферол обратно связан с функцией легких (ОФВ1), а плазменный α-токоферол положительно связан с функцией легких (ОФВ1) у неастматиков и астматиков с поправками на несколько известных сопутствующих факторов, таких как пол, возраст, индекс массы тела, раса и курение. Таким образом, были получены противоположные результаты для связи плазменного α-токоферола и γ-токоферола с функцией легких. Это согласуется с нашими механистическими исследованиями этих токоферолов на животных моделях.

Мы продемонстрировали, что развитие аллергических реакций у потомства подавляется или усиливается при добавлении матерями α-токоферола или γ-токоферола соответственно. Эти результаты имеют выводы для добавления матерям с аллергией изоформ токоферола и для роста аллергии в будущих группах.

ПРИМЕЧАНИЕ: Эта работа частично представлена ​​на 4-й Международной конференции и выставке по питанию, которая прошла 26–28 октября 2015 года в Чикаго, штат Иллинойс, США.