Nauðsynleg steinefni og efnaskiptaaðlögun ónæmisfrumna Part 2

3.2.3. Átfrumur

Í offitu efnaskiptaástandi eru átfrumur allt að 40 prósent af æðafrumum í fituvef [68]. Átfrumur í fituvef ná yfir bæði staðbundnar og tímabundnar frumur sem eru teknar með MCP -1 og eru stundum tilnefndar sem Me vegna mismunandi yfirborðsmerkja [69]. Í hvíldarástandi nota átfrumur orkuna sem myndast við oxandi fosfórun og skipta skyndilega yfir í glýkólýsu þegar þeir fara í bólgueyðandi M1-virkjað ástand (CD11b plús, F4/80 plús og CD11c plús) með IFN- eða LPS merkjum. .

Virkjun þeirra er háð sama IKK- sem tengist meinafræði insúlínviðnáms og leiðir til PPAR-miðlaðrar seytingar IL-1, TNF-, IL-6, IL-12 og IL-23. Á lífefnafræðilegu stigi leiðir M1 skautun í uppsöfnun súksínats og malats [70] vegna Krebs hringrásarbrota á stigi ísósítrat dehýdrógenasa og súkkínat dehýdrógenasa [71]. Þetta gerir kleift að breyta sítrat í átt að fitusýru- og prostaglandínmyndun, uppsöfnun súksínats og virkjun argínósúksínatshuntsins í átt að framleiðslu malat og nituroxíðs.

Að öðrum kosti virkjaðu M2 átfrumurnar (CD206 plús CD301 plús) taka þátt í að leysa bólgu með seytingu IL-10, IL-4, IL-13 og TGF- sem er undir miklum áhrifum frá fitu eósínófílar í vefjum og reglubundnar T frumur. Bæði IL-4 og IL-10 eru tvö bælandi frumudrep sem verða algengari í slímhúð í meltingarvegi vegna útsetningar fyrir helminth og örveruafurðum sem eru fengnar úr örveruflóru í þörmum, í sömu röð [72].

Það er náið samband á milli æðafrumna í stromal og ónæmis. Stromal æðafrumur gegna mikilvægu hlutverki í æðahimnu, þar með talið að viðhalda uppbyggingu og starfsemi æða, stjórna æðasamdrætti og útvíkkun, stjórna blóðflæði og viðhalda æðaþelshindrun. Að auki taka æðafrumur í stromal einnig þátt í mótun og stjórnun ónæmissvörunar.

Nánar tiltekið geta æðafrumur í stroma stjórnað hversu ónæmissvörun er með því að virkja eða hindra virkni ónæmisfrumna. Til dæmis geta æðafrumur í stróma haft áhrif á virkjun og fjölgun T-frumna og B-frumna með því að seyta cýtókínum, mótefnavakakynningu og tjáningu samörvandi sameinda og þar með stjórnað styrk og stefnu ónæmissvörunar. Að auki geta æðafrumur í stróma einnig tekið þátt í stjórnun bólguviðbragða og gegnt hlutverki í viðgerð á meiðslum og endurnýjun vefja.

Niðurstaðan er sú að æðafrumur gegna ómissandi hlutverki í ónæmissvöruninni, hafa áhrif á gráðu og áhrif ónæmissvörunar með því að stjórna starfsemi ónæmisfrumna og taka einnig þátt í mikilvægum ferlum eins og viðgerð og endurnýjun vefja. Þess vegna verðum við að fylgjast vel með því að bæta friðhelgi okkar. Cistanche hefur veruleg áhrif á að bæta ónæmi. Kjötaska inniheldur margs konar líffræðilega virk efni, svo sem fjölsykrur, tvær sveppir og Huangli, o.fl. Þessi innihaldsefni geta örvað ónæmiskerfið. Ýmsar tegundir frumna, auka ónæmisvirkni þeirra.

Smelltu cistanche tubulosa kostir

3.2.4. Dendritic frumur

Dendritic frumur tengja meðfædd og aðlagandi ónæmi með því að kynna mótefnavaka fyrir T-frumu viðtökum. Þeir valda bólgueyðandi umhverfi með því að framleiða IL-6 og nýliðunarmerki átfrumna. Svipað og aðrar meðfæddar frumur (dendritic frumur aðgreina sig frá einfrumum eins og átfrumur), virkjun tannfruma er mjög háð glýkólýsu [73].

3.2.5. NK Natural Killer Cells CD56 plús

Virkjaðar NK frumur viðhalda líforkusniðum sem eru svipaðar og Th1 frumur sem treysta aðallega á glýkólýsu og glútamínólýsu fyrir orkuöflun. Eins og aðrar meðfæddar ónæmisfrumur sem lýst er hér að ofan eru NK svörun hröð og ósértæk. Breytingarnar sem sjást hafa yfir á hærra efnaskiptastig við meðfædda ónæmisfrumuvirkjun eru nauðsynlegar fyrir seytingu IFN- og bein frumudrepandi áhrif. Glýkólýsan eykst með því að stjórna tjáningu sítrónusýru og eplasýru andstæða flutningsaðila SLC25A1 og ACLY15 með SREBP merkjum [74].

3.2.6. B frumur CD19 plús

B frumur eru eitilfrumuþáttur aðlögunarónæmis sem framleiða immúnóglóbúlín gegn kunnuglegum mótefnavakum. Svipgerðarvirkjun þeirra í fituvef stuðlar að krabbameinslyfjum daufkyrninga, T-frumna og einfruma. Þessar frumur eru nokkuð einstakar vegna þess að þær nota glýkólýsu og glútamínólýsu í öllum hvíldar- og þroskastigum [75]. B frumusöfnun kemur almennt á undan T frumusöfnun í efnaskiptasjúkdómum og stuðlar að bólgueyðandi virkjun T frumna [68].

3.2.7. T frumur CD3 plús CD8 plús (frumueyðandi)

Þessar frumur mynda hóp áunninna ónæmisfrumna og gnægð þeirra eykst í óhagkvæmum efnaskiptum. Orkuþörf þessara frumna er viðhaldið við virkjun með glýkólýsu og glútamínólýsu [70].

3.2.8. T frumur CD3 plús CD4 plús (hjálpari)

T hjálparfrumur hafa samskipti við frumur sem sýna mótefnavaka eins og tannfrumur, átfrumur og B frumur til að stilla bólguástand markvefsins. Þroska þessara frumna á sér stað í hóstarkirtli og leiðir til mögnunar á nokkrum mismunandi undirflokkum T-frumna sem eru mismunandi hvað varðar yfirborðsmerki þeirra og frumufrumusnið eins og tekin er saman hér að neðan [76].

Th1 frumur eru aðgreindar með bólgueyðandi IL-12 og IFN-merki til að losa bólgueyðandi IFN- og TNF-. Líforkusnið þeirra fer eftir glýkólýsu og glútamínólýsu við virkjun.

Th2 frumur eru aðgreindar með IL-4 merki til að seyta frekar IL-4 (mikilvægt fyrir lifun B-gerð eitilfrumna), IL-5, IL-10 og IL -13. Th2 og meirihluti T hjálparfrumna sem lýst er hér að neðan viðhalda orkuframboði með glýkólýsu og að hluta til varðveislu oxandi fosfórunar.

Th9 frumur eru aðgreindar með IL-4 og TGF-merki til að losa IL-9.

Th17 frumur eru aðgreindar með IL-1, IL-6, IL-23 og TGF-merki til að losa IL-17 til að stjórna sjúkdómsvaldandi sýkingum og sjálfsofnæmi, sem og röð IL-21/26 cýtókína. Athyglisvert er að hátt magn glúkósa leiðir til of mikillar aðgreiningar og örvunar Th17 frumna og vekur bólgu í hýsilnum [77].

Th22 frumur eru aðgreindar með IL-6 og TNF-merki til að losa IL-22.

Treg (CD3 plús CD4 plús FOXP3 plús) stýrifrumur eru aðgreindar með IL-2 og TGF-merki til að losa IL-10 og TGF-. Hið fyrra viðheldur ónæmisbælandi virkni Tregs. Líforkusnið T regs er svipað og barnlausra T-frumna og er fyrst og fremst studd af fitusýruoxun og oxandi fosfórun [76].

4. Áhrif nauðsynlegra steinefna á ónæmisfræðilegar niðurstöður

Næringarefni gegna hlutverki sínu í meðfæddu ónæmi og bólgu á tveimur helstu stöðvum: (i) eitlavef í meltingarvegi í meltingarvegi og (ii) víxlun ónæmisfrumna og boðefni í mismunandi hýsilvef. Ófullnægjandi næringarástand sem stafar af vannæringu, óhollu mataræði og truflunum sem tengjast tapi eða vanhæfni nauðsynlegra næringarefna leiðir til næringarskorts sem getur haft bein áhrif á ónæmis- og bólguástand líkamans. Samspil næringarefna í matvælum og mataræði bæta flækjustiginu við væntanlegar ónæmisárangur. Þetta er sérstaklega áberandi á stigi stórnæringarefna í gegnum tilvist næringarefnasértækra matarlystarkerfa fyrir prótein, kolvetni og fitu [78]. Hjá mörgum dýrum setur matarlystin prótein í forgang til að ná árangri í æxlun og kolvetni fyrir langlífi [79], og heildar fæðuinntaka eykst eftir því sem næringarefnastyrkur minnkar í fæðunni vegna jöfnunarfóðurs fyrir þessi stórnæringarefni [80]. Sem slík er heildarorkuinntaka mest á mataræði með lágu próteini og/eða lágu kolvetnainnihaldi [81], og þetta augljósa misræmi getur verið grundvöllur margra efnaskiptasjúkdóma í lífsstíl.

Þó að svipuð leitarhegðun gæti verið fyrir að minnsta kosti tvö stórnæringarefni, natríum og kalsíum, haldast örnæringarefnin sem eftir eru innan heilbrigðra marka með stöðugri inntöku úr tiltækum matvælum. Nauðsynleg steinefni mynda undirhóp þessara örnæringarefna sem hafa mikil áhrif á ónæmisheilbrigði. Þar á meðal eru helstu kalsíum (Ca), fosfór (P), natríum (Na), kalíum (K), magnesíum (Mg), klóríð (Cl), brennisteinn (S) og snefilefni - járn (Fe), sink ( Zn), kopar (Cu), mangan (Mn), selen (Se), joð (I), mólýbden (Mo), og hugsanlega þrígilt króm (Cr) og flúor (F). Steinefni gegna mikilvægu hlutverki við að viðhalda heilleika ýmissa lífeðlisfræðilegra og efnaskiptaferla sem eiga sér stað í lifandi vefjum. Stjórnunaráhrif þeirra á ónæmisvirkni hafa verið skilgreind að vissu marki og ófullnægjandi magn steinefna hefur verið tilkynnt til að breyta ónæmishæfni hjá mönnum [82].

Jafnt og fjölbreytt mataræði getur almennt stutt öll nauðsynleg steinefni líkamans [83], hvort sem það er byggt á náttúrulegum eða styrktum matvælum, samt hefur nútíma lífsstíll, matarmynstur og landbúnaðarframleiðslukerfi breytt þessu jafnvægi í átt að algengum ófullnægjandi sumum steinefnum ( Tafla 1). Bandarísk gögn byggð á National Health and Nutrition Examination Surveys (NHANES) studdu áberandi ófullnægjandi örnæringarefna í Bandaríkjunum, með sérstakri áherslu á kalsíum, kalíum, magnesíum og járn [84,85]. Í vestrænu mataræði kemur alvarlegur skortur aðeins fram þegar steinefni fást ekki í nægilegu magni eða frásogast ekki úr fæðunni vegna óaðgengilegrar efnasamsetningar eða vanfrásogatruflana í meltingarvegi, sérstaklega hjá sjúklingum á næringu í meltingarvegi, öldruðum og börnum með meðfædda efnaskiptavillur sem krefjast mjög sérhæfðs mataræðis. Þetta er öfugt við mörg þróunarlönd þar sem úrval fæðuvals er takmarkað, hættan á efnahagslegri vannæringu er mikil og vegan mataræði er útbreiddari [86]. Einstaklingar sem halda uppi grænmetisfæði gætu þurft allt að 50 prósent meira af steinefnum í fæðu vegna plöntufýtötanna sem neytt er. Ófullnægjandi er hins vegar frekar algengt um allan heim og mikilvægum skorti steinefna með ónæmisáhrifum er lýst nánar hér að neðan.

4.1. Kalsíum

Kalsíum er afar mikilvægt fyrir heilbrigð bein og tennur, vöðvasamdrátt og slökun, taugavirkni, blóðtappa, blóðþrýstingsstjórnun og heilsu ónæmiskerfisins. Kalsíum er vel stjórnað og er sjaldan breytilegt frá lífeðlisfræðilegu magni 8,8-10,4 mg/dL í sermi (4,7-5,2 mg/dL ef jónað er) [87]. Kalsíum binst gallsýrum og fitusýrum til að mynda óleysanlegar fléttur sem vernda þarmafrumur í þörmum og viðhalda ónæmisfræðilegum heilleika þarma, að hluta til með því að bæla frumufjölgun með því að stuðla að sérhæfingu eða frumudauða [88]. Kalsíum auðveldar ekki aðeins virkjun T-frumna heldur mótar einnig sérstakar efnaskiptabreytingar sem koma fram í mismunandi undirhópum T-frumna og þroskastigum. Kalsíumflæði er gallað og kalsíumflæði eykst í T-frumum sem skortir sjálfsát, sem leiðir til minnkaðrar eitilfrumuvirkjunar [89].

4.2. Kalíum

Kalíum er kerfisbundið salta sem styður taugaflutning, vöðvasamdrátt, vatnsjafnvægi og orkuframleiðslu. Sögulega var kalíum notað til að meðhöndla einkenni langvarandi hósta sem slímlosandi lyf og er búist við að það hafi svipuð áhrif á önnur slímhúð yfirborð, þar með talið magaseytingu og nýmyndun meltingarvegar [90]. Venjulegt kalíumgildi í sermi eru á bilinu 3,5–5 mmól/L. Kalíum kemur jafnvægi á áhrif natríums á meðfædda ónæmiskerfið að hluta til með því að hamla NLRC4 inflammasome [91]. Í tilfellum insúlínviðnáms fer líkaminn í niðurbrotsástand sem bælir T eitilfrumnaháð aðlagandi ónæmiskerfi og knýr bólgu í stöðugri tilraun til að gera við skemmda vefi, en getur ekki klárað ónæmisröðina. Natríum/kalíum dælan er mikilvæg fyrir jónaheilleika eitilfrumunnar við aðstæður insúlínviðnáms og tæma kalíumforða og kemur þannig í veg fyrir að eitilfruman haldi áfram í hringrás sinni [92].

4.3. Magnesíum

Magnesíum er að finna í heilbrigðum beinvef, þetta frumefni styður einnig vöðvasamdrátt, taugasendingu, heilbrigði ónæmiskerfisins, auk frumuorkuframleiðslu og próteinmyndun. Eðlilegt magnesíummagn í sermi er á milli 1,8 og 2,2 mg/dL [93]. Magnesíum virkar sem cofactor fyrir ensímvirkjun í mörgum lífefnafræðilegum leiðum eins og glýkólýsu og Krebs hringrásinni. Það er samþáttur fyrir myndun immúnóglóbúlína, C 03 convertasa, mótefnaháð frumusundrun, viðloðun ónæmisfrumna, IgM eitilfrumubindingu, átfrumnasvörun við eitilfrumum og T eða B frumu viðloðun [94].

4.4. Járn

Járn er mikilvægur hluti af blóðrauða rauðra blóðkorna sem tryggir súrefnisflutning og stuðlar að orkuefnaskiptum í öllum vefjum sem rafeindaflutningsmiðill. Járn er einnig samþættur hluti margra ensímkerfa sem stjórna frumustjórnun/fjölgun, DNA nýmyndun og rafeindaflutningi í hvatberum. Járn er frábrugðið öðrum steinefnum líkamans vegna þess að ekkert lífeðlisfræðilegt útskilnaðarferli er til staðar. Venjulegt gildissvið er 60–170 µg/dL [95]. Járn er nokkuð einstakt að það tekur þátt í næringarónæmi, virkri afturköllun járns úr blóðrásinni til að bregðast við sýkingu [96].

Járn er bólgueyðandi bæði í átfrumum og daufkyrningum þegar það er til staðar í óhófi og er ekki geymt á réttan hátt í ferritíni, og styrkir þannig brotthvarf sýkla á kostnað hærra stigs bólgu í vefjum [97]. Járn stuðlar einnig að sérhæfingu og virkni Th2 fram yfir Th1 frumur með INF-merkjasendingum, auk þess að stuðla að mótun Treg vegna ójafnvægis við transferrín viðtakann CD71, járnupptökuprótein [98]. Andstæð áhrif koma fram í B frumum þar sem járn stuðlar að fjölgun [99]. Niðurstreymi ónæmisfrumuboðanna leiddi járnskortur hins vegar til þess að mótefnasvörunin minnkaði [100].

4.5. Önnur helstu steinefni (fosfór, natríum, klóríð, brennisteinn)

Eins og er, eru engir mikilvægir annmarkar á þessum hópi steinefna svo framarlega sem jafnvægis mataræði er viðhaldið hjá markhópnum. Annað en augljós þátttaka í frumuboðum og orkuefnaskiptum eru samskipti fosfórs og ónæmiskerfisins ósamræmi. Á sama hátt, jafnvel þó natríum geti magnað bólguviðbrögð átfrumna og T-frumna, eru þýðingarvísanir fyrir áhrifum matarsalts á ónæmi manna af skornum skammti [101]. Klóríð, algengasta anjónið í mönnum, safnast fyrir í innanfrumurými mergfruma eins og daufkyrninga og átfrumna og hvarfast við vetnisperoxíð í gegnum phagolysosome hypoklórsýru til að framleiða varnarhýdróklórsýruna [102].

Brennisteinn fæst úr mataræði að mestu leyti í formi brennisteins amínósýra og stuðlar að stjórnun ónæmisheilsu með umbrotsefnum eins og glútaþíoni, hómósýsteini og túríni. Glútaþíon er helsta geymsluform brennisteins í líkamanum, þar sem hvorki cystein né metíónín er geymt og umframmagn oxast auðveldlega í súlfat og skilst út í þvagi, oft í formi fasa II umbrotsefna lyfjalyfja í mataræði [103]. Brennisteinn stuðlar einnig að ónæmisheilbrigði með framleiðslu á vefjum og ristilvetni (örverum) brennisteinsvetni sem dregur úr alvarleika ýmissa ónæmismiðlaðra sjúkdóma [104], en getur verið skaðlegt í meingerð smitsjúkdóma eins og berkla [105].

4.6. Önnur snefilefni (sink, kopar, selen, mangan)

Skortur á snefilefnum sést ekki almennt á þróuðum svæðum nema í tengslum við öldrun og langvarandi sjúkdóma. Sjúklingar með áunninn skort geta venjulega ekki viðhaldið inntöku, tekið upp, umbrotið eða útskilið steinefnið á skilvirkan hátt. Nákvæmt mat á steinefnastöðu er hins vegar krefjandi vegna þess að algengar mælingar á heilsugæslustöðinni endurspegla ekki beint steinefnastöðu í markvefjum þar sem steinefni hafa tilhneigingu til að safnast fyrir [106]. Jafnvel þó að heilbrigt mataræði hafi tilhneigingu til að kosta meira, verður það sífellt augljósara að mörg næringarskortur er knúinn áfram af vali neytenda á næringarsnauðri, orkuþéttri mataræði á sama verðstigi [107]. Samhliða stórkostlegri lækkun á neyslu á líffærakjöti, sem hefur í gegnum tíðina þjónað sem góð uppspretta steinefna fyrir alætur íbúa [108], má samt búast við völdum snefilefnaskorti. Næringaráhætta vegna ófullnægjandi snefilefna er meðal annars skortur á kjötneyslu, of mikið af fýtötum í fæðunni (belgjurtir, fræ, heilkorn) eða oxalöt (súrur, spínat, okra, hnetur og te). Skert frásog í meltingarvegi vegna langvinnra meltingarfæra- og efnaskiptasjúkdóma kemur venjulega fram með endurdreifingu steinefnabirgða líkamans í burtu frá þekjuvef í þörmum og húð, sem gerir það kleift að auka sjálfsofnæmissjúkdóma sem tengjast þessum vefjum [109].

Meðal snefilefnanna sem fjallað er um er sink áberandi í þörf sinni fyrir nokkra flokka hvataensíma eins og matrix metallopróteinasa, lifraralkóhól dehýdrógenasa, kolsýruanhýdrasa og umritunarsinkfingurprótein. Sink er mikilvægt fyrir æxlunarheilbrigði [110] og ónæmiskerfið, þar sem það hefur veruleg áhrif á eðlilega virkni átfrumna, daufkyrninga, náttúrulegra drápsfrumna og komplementvirkni, en samt er ekki hægt að geyma það í líkamanum og þarf að endurnýja það stöðugt [109]. Ófullnægjandi sink er áhættuþáttur fyrir heilleika þekjuþekjuhindrunarinnar, bæði í húð, þörmum (niðurgangur) og lungum (veirusýkingar). Ónæmisáhrifin eru miðluð að hluta til vegna rangrar virkjunar og þroska T- og B-frumna og ójafnvægis hlutfalli sem er skekkt í átt að Th1 og Th17 bólgueyðandi svipgerðum [111]. Aukin nýliðun sinks inn í virkjaðar ónæmisfrumurnar og í burtu frá blóðrásinni og þekjuvef getur verið nauðsynleg til að tryggja umritun og þýðingu bráðafasapróteina, en tæmir enn frekar tiltækar birgðir [112].

Kopar er cofactor fyrir cýtókróm c oxidasa, endaensímið í rafeindaflutningskeðjunni sem er mikilvægt fyrir oxandi fosfórun. Þetta ákvarðar notkun kopar á rétta starfsemi líffæra og efnaskiptaferla, örvun ónæmiskerfisins til að berjast gegn sýkingum og viðgerðir á slösuðum vefjum [113]. Mikilvægi þess fyrir ónæmiskerfið er miðlað af umbrotum járns og próteina, þar sem cerúlóplasmín sem inniheldur kopar er mikilvægur andoxunarþáttur ferroxidasa, rauðkorna súperoxíð dismutasa og díamínoxíðasa [114]. Koparskortur tengist skertri útbreiðslu T eitilfrumna, minnkuðu IL-2 framleiðslu og minni virkni átfrumna, B-eitilfrumna og náttúrulegra drápsfrumna [115]. Þegar bólgu er til staðar eykst styrkur kopars og ceruloplasmins í plasma, sem leiðir til aukinnar verndar gegn sýkla og súrefnisróteinum.

Sambandið milli snefilefna sem eftir eru og ónæmisvirkni er minna skjalfest hjá mönnum. Selen er hluti af glútaþíon peroxidasa og joðtýrónín dejodinasa ensímkerfum og selenþéttni í plasma tengist CD4 plús fjölda og aðgreiningu CD4 plús T-frumna í Th1 frumur [116]. Mangan er samþáttur nokkurra próteina þar á meðal superoxíð dismutasa [117]. Joð (myndun skjaldkirtilshormóna), mólýbden (líforka hvatbera), króm (glúkósa og fituefnaskipti) og flúor (heilsu beina) geta haft áhrif á ónæmisheilbrigði, en þau eru ekki vel skilgreind. Af mikilvægum áhuga, bæði sink og kopar eru klassísk dæmi um örnæringarefni sem gangast undir tímabundnar breytingar í vefjum við upphaf og lausn bólguferlisins [118]. Aukin nýliðun sinks og kopar inn í ónæmisfrumurnar við sýkingu eða ónæmisvirkjun styrkir varnir hýsils gegn sýkla með beinum eiturverkunum, sem og óbeina aukningu á myndun sindurefna og virkjun miðlægu ensímanna í frumuefnaskiptum [119]. Nýlega koma fram vísbendingar benda til þess að önnur snefilefni eins og selen, mangan eða mólýbden geti tekið þátt í svipuðum ferlum og tjáð svipaða tímabundna aukningu á virkjaðri ónæmisfrumum [120].

5. Breytingar á steinefnainnihaldi matvæla

Notkun ræktunar leiddi til verulegs taps á líffræðilegum fjölbreytileika (ræktunarpakki), flóknum kolvetnum, örnæringarefnum og matartrefjum í nútíma mataræði [20]. Takmörkuð geta til að gleypa, geyma og umbrotna þessi næringarefni vegna umhverfis- eða jarðvegsáhrifa, félagshagfræðilegra aðstæðna og heilsufarsástands getur enn frekar leitt til þróunar á margvíslegum steinefnaskorti í næmum íbúum [121]. Þó að aðferðir til að styrkja matvæli hjálpi vissulega til við algengustu annmarkana (járn, sink, joð), eru mikilvæg tækifæri til að takast á við margþætta steinefnavannæringu sleppt með því að miða einstaka fæðutegundir fyrir einstök næringarefni [21].

5.1. Landbúnaðarmatvælaframleiðsla

Næringargildi jurta- og dýrafóðurs breyttust við sértæka ræktun og ræktunarviðburði um allan heim. Orkuþéttleiki hversdagsmatar í formi aukinnar kaloría varðveislu hefur aukist verulega bæði í plöntum (söfnun kolvetna á kostnað próteina og steinefnainnihalds [122]) og dýra (söfnun mettaðrar fitu og kólesteróls á kostnað ómettaðrar fitu) og steinefni [123]).

Tækniframfarir sem gera ráð fyrir framleiðslu á hreinsuðum sykri og olíum jók einnig mikla orkuþéttleika uninna matvæla en stuðlaði þó að óverulegu magni af örnæringarefnum í mataræði manna. Þessi umskipti mynduðu nútíma orkuþétt mataræði þar sem heildarorka matvæla er fengin úr 51,8 prósent kolvetni, 32,8 prósent fitu og 15,4 prósent próteini [124]. Að lokum hefur næringarþétt líffærakjöt (innmatur) eins og lifur, hjarta, nýru, heili, maga, þörmum og sætabrauð (thymus og bris) fallið úr mörgum nútímafæði [108]. Þessir vefir innihalda venjulega meira magn af steinefnum en beinagrindarvöðvar, eins og sýnt er bæði fyrir nautakjöt [125] og lambakjöt [126].

Takmarkaðar upplýsingar eru til staðar til að meta framlag mismunandi fæðuhópa til steinefnaneyslu á íbúastigi. Fyrir nokkur valin steinefni eins og fosfór, kalíum, magnesíum, sink, kopar og mangan bentu eldri gögn frá breskum heimilum til þess að heildar jurtamatur og ávextir og grænmeti hafi stuðlað að daglegu mataræði 37 prósent og 14 prósent fosfórs, 60 prósent, og 45 prósent kalíum, 65 prósent og 28 prósent magnesíum, 36 prósent og 11 prósent sink, 61 prósent og 24 prósent kopar, og 93 prósent og 27 prósent mangan, í sömu röð [127]. Þessar tölur eru hins vegar verulega fyrir áhrifum af kerfisbundinni lækkun á steinefnainnihaldi ávaxta og grænmetis eins og sýnt er fyrir Bretland (natríum, kalsíum, magnesíum, kopar og járn milli 1940 og 2019), Bandaríkjunum (kalsíum, fosfór, kopar og járn á árunum 1950–2009), Finnland (kalíum, mangan, sink og kopar á árunum 1970–2000), Ástralíu (járn og sink á árunum 1980–2000) eins og dregið var saman nýlega [21] (tafla 2).

5.2. Leiðbeiningar um aðgengi, styrkingu og mataræði

Nýleg umtalsverð aukning á öðrum matvælum sem byggjast á próteinum og frumuræktun er önnur óþekkt í steinefnaheilbrigðisástandi íbúanna sem neyta verulegs magns af þessum vörum þar sem flest steinefni sem eru til staðar í heilum dýra- og jurtafæðu eru til í líffræðilegum fléttum sem samanstanda af kóensímum og snefilefnavirkjunar.

Þetta setur frekari skorður á frásog, styrkingu og beina viðbót við örnæringarefni, sérstaklega meðal ungbarna og barna sem eru í örum þroska [121]. Af þessum ástæðum er oft styrkt matvæli með örnæringarefnum fyrir joð, járn, svo og A- og D-vítamín og nokkur B-vítamín (tíamín B1, ríbóflavín B2 og níasín B3). Ennfremur styður aukinn aðgangur að næringarríkum matvælum, þar með talið vörum sem eru auðgaðar með örnæringarefnum (sérstaklega fyrir járn, kalsíum, sink og fólat), fullnægjandi mataræði fyrir flesta einstaklinga í þróunarhópum [128]. Þó að það sé gagnlegt, fylgir viðbót með örnæringarefnum einnig aukin heilsufarsáhættu eða engan aukinn heilsuávinning fyrir ákveðna íbúa, eins og sýnt er í klínískum aðstæðum fyrir lönd með mikla landlæga byrði smitsjúkdóma [129.130], eða í nokkrum nýlegum meta-greiningum sem gerðar voru í iðnvæddum löndum. lönd [131.132].

Steinefni í fæðuefninu eru enn frekar bundin ýmsum lífrænum og ólífrænum efnasamböndum (fjölmynda) sem hafa bein áhrif á leysni þeirra, frásog og aðgengi. Matvælavinnsla getur haft veruleg áhrif á aðgengi steinefna, bæði í átt að óafturkræfum tapi eða minnkun, og sjaldnar í átt til aukinnar upptöku [133]. Staðsetning og virkni jónaganga, flutningspróteina og heilleika þekjuvefs á marksvæðum meltingarvegarins getur einnig stýrt steinefnaupptöku hýsilsins verulega. Í þeim tilfellum þegar steinefnaklósetning í fýtötum, pólýfenólum, tannínum, lektínum, fæðutrefjum og próteinum kemur í veg fyrir frásog þeirra í efri þörmum og eykur afhendingu þessara steinefna til ristilholsins, getur örvera í þörmum veitt frekari ávinning með myndun stuttra efna. -keðju fitusýrur, minnkað luminal pH (sýring) og aukið steinefnaleysni [134]. Mat þeirra í öðrum vefjum manna en líffræðilegum vökvum er krefjandi, þar sem styrkur steinefna í sermi og þvagi endurspeglar ekki nákvæmlega örnæringarefnainnihald vefja [82] (tafla 3).

Það er frekar einfalt að fá meira magn steinefna úr fjölbreyttu og heilfæðisfæði fyrir heilbrigðan einstakling án langvinnra meltingarfærasjúkdóma. Ákjósanlegt mataræði skarast almennt við mat sem lagt er til að koma í veg fyrir og stuðla að bata frá þunglyndisröskunum [135], þar á meðal samlokur (ostrur, samloka eða krækling), líffærakjöt (lifur, milta, nýru eða hjarta) og laufgrænt ( vatnakarsa, spínat, sinnep, rófu eða svissneska kard). Sem hluti af heilbrigðu matarmynstri passar þetta val vel við núverandi leiðbeiningar um notkun næringarefnaþéttrar matvæla til að mæta daglegum næringarefnaþörfum án þess að neyta of mikillar kaloría [136].

6. Ályktanir

Ekki er hægt að gleyma mikilvægu hlutverki steinefna við notkun á efnaskipta- og ónæmisheilbrigði. Þetta á sérstaklega við um langvarandi efnaskipta- og bólgueyðandi ástand sem tekur tíma að þróast og lagast. Nýleg þróun í skilningi okkar á frásogi og aðgengi sem er sérstakt fyrir hvert steinefni, gnægð þeirra í blóðrásinni og markvef tákna röð stórra framfara við að afhjúpa næringargrundvöll steinefnainntöku og notkun þeirra á heilsu manna. Hins vegar er skilningur okkar á efnaskiptatakmarkandi umhverfi bólguvefanna, mikilvægri háð loftháðri glýkólýsu til að sjá ónæmisfrumum fyrir orku til að framkvæma ónæmisaðgerðir og steinefnaflæði inn í markvef og aftur í blóðrás til stuðnings þessum breytingum mjög sundurleitur. .

Tengingin milli tímabundins og varanlegs ástands insúlínviðnáms sem tengist flestum efnaskipta- og ónæmissjúkdómum er að mestu ekki könnuð, jafnvel þó að þekking um tengsl sykursýki af tegund I og skerts ónæmissvörunar sé fyrir hendi [137]. Endurdreifing efnaskiptaflæðis meðan á langvarandi ónæmisvirkjun stendur frá pýruvati yfir í laktat (utan TCA hringrásar í átt að NADH framleiðslu og lífmyndun), glútamíni í pýruvat (til að vega upp á móti fyrrnefndu) og sítrati (fyrir aukna nýmyndun fitusýra og lípíðtegunda). ) leiða til óvirkrar stjórnun á efnaskiptaáætlunum ónæmisfrumna í þroska. Framtíðarrannsóknir gætu komist að því að þessi efnaskiptaástand skilgreinir breiðari svið frumu undirhópa sem dæmi eru um af M1 og M2 átfrumum, og miðlað bæði af inflammasome (IL-1) og non-inflammasome (TNF-) ferlum, sem og jafnvægi á milli bólgueyðandi palmítat (C16:0) ​​og bólgueyðandi palmítólat (C16:1n7) merkja [138]. Það er áhugavert að hafa í huga að hömlun á aspartat-amínótransferasa AST ensíminu sem shunts í sundurbrotnu TCA hringrásinni er nægjanleg til að stuðla að hvatberaöndun, hamlar framleiðslu nituroxíðs og IL-6 og minnkar M1 átfrumnaskautun [139].

Árangursrík næringargæsla um efnaskipta- og ónæmisárangur með nauðsynlegum steinefnum er mikilvægt markmið, þar sem erfitt er að greina og mæla fjölda steinefnaskorta og ófullnægjandi. Nýlegar rannsóknir sem gerðar voru með nokkrum steinefnum í tengslum við insúlínviðnám, altæka bólgu og bólusetningu bentu á nauðsyn þess að rannsaka þessar inngrip frekar í klínískum aðstæðum [140] og lögðu áherslu á notkun skilvirkari fjölforma til að auka steinefnagjöf til markvefjanna [106] ]. Í framtíðinni er hægt að nota nákvæma miðun á steinefnastöðu manna og framlag þess til heildarheilbrigðis með inngripum sem valin eru fyrir æskilegan lífeðlisfræðilegan árangur til að sérsníða næringaraðferðir sem hjálpa til við að stjórna langvinnum heilsufarssjúkdómum og stuðla að bestu heilsu.

Framlög höfunda:

MA og SK hugsuðu rannsóknina og gerðu grein fyrir umfangi vinnunnar. MA og SK gerðu bókmenntaleit og skrifuðu handritið. JG rannsakaði og skipulagði töflu- og myndgögn. Allir höfundar hafa lesið og samþykkt útgáfu handritsins.

Fjármögnun:

Þessi vinna var að hluta til studd af USDA National Institute of Food and Agriculture Hatch verkefni #1023927 (SK). MA var að hluta til styrkt af Konungsríkinu Sádi-Arabíu styrk frá menningarnefnd konunglega sendiráðsins í Sádi-Arabíu (styrknúmer 21032019).

Yfirlýsing endurskoðunarnefndar stofnana:

Á ekki við.

Yfirlýsing um upplýst samþykki:

Á ekki við.

Yfirlýsing um framboð gagna:

Á ekki við.

Hagsmunaárekstrar:

Höfundar lýsa ekki yfir hagsmunaárekstrum.

Heimildir

1. Wong, MC; McCarthy, C.; Fearnbach, N.; Yang, S.; Shepherd, J.; Heymsfield, SB Tilkoma offitufaraldursins: 6-Decade Visualization with Humanoid Avatars. Am. J. Clin. Nutr. 2022, 115, 1189–1193. [CrossRef] [PubMed]

2. Cantley, J.; Ashcroft, FM Q&A: Insúlínseyting og sykursýki af tegund 2: Hvers vegna bila frumur? BMC Biol. 2015, 13, 33. [Krossvísun]

3. O'Hearn, M.; Lauren, BN; Wong, JB; Kim, DD; Mozaffarian, D. Trends and Disparities in Cardiometabolic Health Among US Adults, 1999–2018. Sulta. Coll. Cardiol. 2022, 80, 138–151. [Krossvísun]

4. MacKenna, B.; Kennedy, NA; Mehrkar, A.; Rowan, A.; Galloway, J.; Matthewman, J.; Mansfield, KE; Bechman, K.; Yates, M.; Brown, J.; o.fl. Hætta á alvarlegum COVID-19 afleiðingum tengdum ónæmismiðluðum bólgusjúkdómum og ónæmisbreytandi meðferðum: Alþjóðleg hóprannsókn á OpenSAFELY pallinum. Lancet Rheumatol. 2022, 4, e490–e506. [Krossvísun]

5. Boutari, C.; Mantzoros, CS A 2022 uppfærsla um faraldsfræði offitu og ákall til aðgerða: Þegar tvíburafaraldur COVID-19 heimsfaraldursins virðist vera á undanhaldi heldur offitu- og efnaskiptafaraldurinn áfram að geisa. Efnaskipti 2022, 133, 155217. [CrossRef]

6. Habbab, RM; Bhutta, ZA Algengi og félagsleg áhrif á ofþyngd og offitu hjá unglingum í Sádi-Arabíu: Kerfisbundin endurskoðun. Clin. Offita. 2020, 10, e12400. [Krossvísun]

7. Ó, TJ; Lee, H.; Cho, YM Austur-Asíu sjónarhorn í efnaskipta- og bariatric skurðaðgerð. J. Sykursýkisrannsókn. 2022, 13, 756–761. [Krossvísun]

8. Calle, MC; Fernandez, ML Bólga og sykursýki af tegund 2. Sykursýki Metab. 2012, 38, 183–191. [CrossRef] [PubMed]

9. Rani, V.; Djúp, G.; Singh, RK; Palle, K.; Yadav, UCS Oxunarálag og efnaskiptasjúkdómar: meingerð og meðferðaraðferðir. Lífvísindi. 2016, 148, 183–193. [CrossRef] [PubMed]

10. Tkachenko, O.; Polishchuk, I.; Gorchakova, N.; Zaychenko, H. Efnaskiptaheilkenni og fituefnaskiptasjúkdómar: sameinda- og lífefnafræðilegir þættir. Acta Fac. Med. Naissensis 2020, 37, 5–22. [Krossvísun]

11. Andersen, CJ; Murphy, KE; Fernandez, ML Áhrif offitu og efnaskiptaheilkennis á ónæmi

12. Adv. Nutr. 2016, 7, 66–75. [CrossRef] [PubMed] 12. Ginhoux, F.; Guilliams, M. Vefja-Resident Macrophage Ontogeny and Homeostasis. Ónæmi 2016, 44, 439–449. [CrossRef] [PubMed]

13. Medzhitov, R. Uppruni og lífeðlisfræðileg hlutverk bólgu. Náttúra 2008, 454, 428–435. [CrossRef] [PubMed]

14. De Fano, M.; Bartolini, D.; Tortoioli, C.; Vermigli, C.; Malara, M.; Galli, F.; Murdolo, G. Mýkt fituvefja til að bregðast við meinalífeðlisfræðilegum vísbendingum: Tenging á milli offitu og tengdra fylgikvilla hennar. Alþj. J. Mol. Sci. 2022, 23, 5511. [Krossvísun]

15. Fajgenbaum, DC; júní, CH Cytokine Storm. N. Engl. J. Med. 2020, 383, 2255–2273. [Krossvísun]

16. Rathinasabapathy, T.; Sakthivel, LP; Komarnytsky, S. Plöntubundinn stuðningur við öndunarfæraheilbrigði við veiruuppkomu. J. Agric. Food Chem. 2022, 70, 2064–2076. [Krossvísun]

17. Soderholm, AT; Pedicord, VA Þekjufrumur í þörmum: Við snertifleti örveru og slímhúðarónæmis. Ónæmisfræði 2019, 158, 267–280. [Krossvísun]

18. Mariathasan, S.; Weiss, DS; Newton, K.; McBride, J.; O'Rourke, K.; Roose-Girma, M.; Lee, WP; Weinrauch, Y.; Monack, DM; Dixit, VM Cryopyrín virkjar bólgusíma sem svar við eiturefnum og ATP. Náttúra 2006, 440, 228–232. [Krossvísun]

19. Arpaia, N.; Campbell, C.; Fan, X.; Dikiy, S.; van der Veeken, J.; deRoos, P.; Liu, H.; Kross, JR; Pfeffer, K.; Coffer, PJ; o.fl. Umbrotsefni framleidd af commensal bakteríum stuðla að útlæga reglubundinni T-frumumyndun. Náttúra 2013, 504, 451–455. [Krossvísun]

20. Komarnytsky, S.; Retchin, S.; Vong, CI; Lila, MA Hagnaður og tap af landbúnaðarmatvælaframleiðslu: Afleiðingar fyrir tuttugustu og fyrstu öldina. Annu. Séra Food Sci. Tækni. 2022, 13, 239–261. [Krossvísun]

21. Mayer, A.-MB; Trenchard, L.; Rayns, F. Sögulegar breytingar á steinefnainnihaldi ávaxta og grænmetis í Bretlandi frá 1940 til 2019: A Concern for Human Nutrition and Agriculture. Alþj. J. Food Sci. Nutr. 2022, 73, 315–326. [CrossRef] [PubMed]

22. R˝oszer, T. Skilningur á dularfulla M2 stórfjölda í gegnum virkjunarmerki og áhrifakerfi. Miðlun. Bólga. 2015, 2015, e816460. [CrossRef] [PubMed]

23. Murray, PJ; Allen, JE; Biswas, SK; Fisher, EA; Gilroy, DW; Goerdt, S.; Gordon, S.; Hamilton, JA; Ivashkiv, LB; Lawrence, T.; o.fl. Macrophage Activation and Polarization: Nafnakerfi og tilraunaleiðbeiningar. Ónæmi 2014, 41, 14–20. [CrossRef] [PubMed]

24. Lawrence, T.; Gilroy, DW Langvinn bólga: Misbrestur á upplausn? Alþj. J. Exp. Pathol. 2007, 88, 85–94. [Krossvísun]

25. Nijhuis, J.; Rensen, SS; Slaats, Y.; van Dielen, FMH; Buurman, WA; Greve, JWM Daufkyrningavirkjun í sjúklegri offitu, langvarandi virkjun bráðrar bólgu. Offita. (Silfurvor) 2009, 17, 2014–2018. [CrossRef] [PubMed]

26. Hotamisligil, GS bólga og efnaskiptasjúkdómar. Nature 2006, 444, 860–867. [Krossvísun]

For more information:1950477648nn@gamil.com