Основни минерали и метаболитна адаптация на имунните клетки, част 2

3.2.3. Макрофаги

При метаболитни състояния на затлъстяване макрофагите съставляват до 40 процента от стромалните васкуларни клетки в мастната тъкан [68]. Макрофагите от мастната тъкан обхващат както резидентни, така и преходни клетки, наети чрез MCP-1 и понякога се означават като Me поради разликите в повърхностните маркери [69]. В състояние на покой макрофагите използват енергията, произведена от окислителното фосфорилиране и внезапно преминават към гликолиза, когато влязат в провъзпалително M1-активирано състояние (CD11b плюс, F4/80 плюс и CD11c плюс) чрез IFN- или LPS сигнализиране .

Тяхното активиране зависи от същия IKK-, замесен в патофизиологията на инсулиновата резистентност, и води до PPAR-медиирана секреция на IL-1, TNF-, IL-6, IL-12 и IL-23. На биохимично ниво M1 поляризацията води до натрупване на сукцинат и малат [70] поради прекъсвания на цикъла на Кребс на ниво изоцитрат дехидрогеназа и сукцинат дехидрогеназа [71]. Това позволява изместване на цитрат към синтеза на мастни киселини и простагландини, натрупване на сукцинат и активиране на аргиносукцинатния шънт към производството на малат и азотен оксид.

Алтернативно активираните М2 макрофаги (CD206 плюс CD301 плюс) участват в разрешаването на възпалението чрез секреция на IL-10, IL-4, IL-13 и TGF-, което е силно повлияно от мастната тъкан тъканни еозинофили и регулаторни Т клетки. Както IL-4, така и IL-10 са два супресивни цитокина, които стават по-изобилни в тъканта на чревната лигавица поради излагане съответно на хелминти и микробни продукти, получени от чревната микрофлора [72].

Съществува тясна връзка между стромалните васкуларни клетки и имунитета. Стромалните васкуларни клетки играят важна роля в съдовата интима, включително поддържане на съдовата структура и функция, регулиране на вазоконстрикция и дилатация, регулиране на кръвния поток и поддържане на ендотелната бариера. В допълнение, стромалните васкуларни клетки също участват в модулирането и регулирането на имунните отговори.

По-специално, стромалните васкуларни клетки могат да регулират степента на имунния отговор чрез активиране или инхибиране на функцията на имунните клетки. Например, стромалните васкуларни клетки могат да повлияят на активирането и пролиферацията на Т клетки и В клетки чрез секретиране на цитокини, представяне на антиген и експресия на костимулиращи молекули, като по този начин регулират интензивността и посоката на имунните отговори. В допълнение, стромалните васкуларни клетки могат също да участват в регулирането на възпалителните реакции и да играят роля в възстановяването на нараняване и регенерацията на тъканите.

В заключение, стромалните васкуларни клетки играят незаменима роля в имунния отговор, влияят върху степента и ефекта на имунния отговор чрез регулиране на функцията на имунните клетки и също така участват във важни процеси като възстановяване и регенерация на тъканите. Затова трябва да обърнем голямо внимание на подобряването на имунитета си. Цистанче има значителен ефект за подобряване на имунитета. Месната пепел съдържа различни биологично активни съставки, като полизахариди, две гъби и Huangli и др. Тези съставки могат да стимулират имунната система. Различни видове клетки, повишават имунната си активност.

Click cistanche tubulosa ползи

3.2.4. Дендритни клетки

Дендритните клетки свързват вродения и адаптивния имунитет чрез представяне на антигени на Т-клетъчни рецептори. Те индуцират провъзпалителна среда чрез продуциране на IL-6 и сигнализиране за набиране на макрофаги. Подобно на други вродени клетки (дендритните клетки се диференцират от моноцитите, както и макрофагите), активирането на дендритните клетки е критично зависимо от гликолизата [73].

3.2.5. NK естествени клетки убийци CD56 плюс

Активираните NK клетки поддържат биоенергийни профили, които са подобни на Th1 клетките, разчитащи предимно на гликолиза и глутаминолиза за енергийно снабдяване. Подобно на други вродени имунни клетки, описани по-горе, NK отговорите са бързи и неспецифични. Наблюдаваното преминаване към по-високо метаболитно ниво при активиране на вродена имунна клетка е необходимо за секрецията на IFN- и директната цитотоксичност. Гликолизата се увеличава чрез регулиране на експресията на лимонена киселина и обратен транспортер на ябълчена киселина SLC25A1 и ACLY15 чрез SREBP сигнализиране [74].

3.2.6. B клетки CD19 плюс

В клетките са лимфоцитният компонент на адаптивния имунитет, който произвежда имуноглобулини срещу познати антигени. Тяхното фенотипно активиране в мастната тъкан насърчава хемотаксиса на неутрофили, Т клетки и моноцити. Тези клетки са донякъде уникални, защото използват гликолиза и глутаминолиза във всички състояния на почивка и съзряване [75]. Натрупването на В клетки обикновено предхожда натрупването на Т клетки при метаболитни нарушения и насърчава провъзпалителното активиране на Т клетки [68].

3.2.7. Т клетки CD3 плюс CD8 плюс (цитотоксични)

Тези клетки съставляват популация от клетки на придобит имунитет и тяхното изобилие се увеличава в метаболитно неблагоприятни състояния. Енергийните нужди на тези клетки се поддържат при активиране чрез гликолиза и глутаминолиза [70].

3.2.8. Т клетки CD3 плюс CD4 плюс (помощник)

Т хелперните клетки взаимодействат с антиген-представящи клетки като дендритни клетки, макрофаги и В клетки, за да модулират възпалителния статус на целевата тъкан. Съзряването на тези клетки се случва в тимуса и води до амплификация на няколко различни подкласа Т клетки, които се различават по своите повърхностни маркери и цитокинови профили, както е обобщено по-долу [76].

Th1 клетките се диференцират чрез провъзпалително IL-12 и IFN- сигнализиране, за да освободят провъзпалителни IFN- и TNF-. Техният биоенергиен профил зависи от гликолизата и глутаминолизата при активиране.

Th2 клетките се диференцират чрез IL-4 сигнализиране за по-нататъшно секретиране на IL-4 (критичен за оцеляването на В-тип лимфоцити), IL-5, IL-10 и IL -13. Th2 и по-голямата част от Т хелперните клетки, описани по-долу, поддържат енергийно снабдяване чрез гликолиза и частично запазване на окислителното фосфорилиране.

Th9 клетките се диференцират чрез IL-4 и TGF-сигнализиране за освобождаване на IL-9.

Th17 клетките се диференцират чрез IL-1, IL-6, IL-23 и TGF-сигнализиране, за да освободят IL-17 при контрол на патогенни инфекции и автоимунитет, както и серия от IL-21/26 цитокини. Интересно е, че високите нива на глюкоза водят до прекомерна диференциация и стимулиране на Th17 клетки и провокират възпаление в гостоприемника [77].

Th22 клетките се диференцират чрез IL-6 и TNF-сигнализиране за освобождаване на IL-22.

Treg (CD3 плюс CD4 плюс FOXP3 плюс) регулаторните клетки се диференцират чрез IL-2 и TGF-сигнализиране за освобождаване на IL-10 и TGF-. Първият поддържа имуносупресивната функция на Tregs. Биоенергийният профил на T regs е подобен на наивните Т клетки и се поддържа основно от окисление на мастни киселини и окислително фосфорилиране [76].

4. Влияние на основните минерали върху имунологичните резултати

Хранителните вещества упражняват ролята си във вродения имунитет и възпалението на две основни контролни точки: (i) свързана с червата лимфоидна тъкан в чревния тракт и (ii) пресичане на имунни клетки и сигнализиране в различните тъкани на гостоприемника. Неадекватният хранителен статус, причинен от недохранване, нездравословна диета и разстройства, свързани със загуба или неспособност на основните хранителни вещества, води до хранителни дефицити, които могат директно да повлияят на имунния и възпалителния статус на тялото. Взаимодействията между хранителните вещества в храните и диетите добавят ниво на сложност към очакваните имунни резултати. Това е особено очевидно на нивото на макронутриентите чрез съществуването на специфични за хранителните вещества системи за апетит за протеини, въглехидрати и мазнини [78]. При много животни апетитът приоритизира протеините за репродуктивен успех и въглехидратите за дълголетие [79], а общият прием на храна се увеличава, тъй като концентрациите на хранителни вещества спадат в храната поради компенсаторно хранене за тези макронутриенти [80]. Като такъв, общият енергиен прием е най-висок при диети с ниско съдържание на протеини и/или въглехидрати [81] и това очевидно несъответствие може да формира основата за много метаболитни нарушения в начина на живот.

Докато подобно поведение на търсене може да съществува за поне два макронутриента, натрий и калций, останалите микронутриенти се поддържат в здравословни граници чрез непрекъснат прием от наличното разнообразие от храни. Основните минерали образуват подгрупа от тези микронутриенти с големи последици за имунното здраве. Те включват основни - калций (Ca), фосфор (P), натрий (Na), калий (K), магнезий (Mg), хлорид (Cl), сяра (S) и микроелементи - желязо (Fe), цинк ( Zn), мед (Cu), манган (Mn), селен (Se), йод (I), молибден (Mo) и евентуално тривалентен хром (Cr) и флуор (F). Минералите играят жизненоважна роля в поддържането на целостта на различни физиологични и метаболитни процеси, протичащи в живите тъкани. Техните регулаторни ефекти върху имунната функция са определени до известна степен и се съобщава, че неадекватните нива на минерали променят имунната компетентност при хората [82].

Балансираната и разнообразна диета може обикновено да поддържа всички основни минерали за тялото [83], независимо дали се основава на естествени или обогатени храни, но съвременният начин на живот, диетични модели и система за селскостопанско производство са променили това равновесие към общи недостатъци в някои минерали ( Маса 1). Данните от САЩ, базирани на Националните проучвания за изследване на здравето и храненето (NHANES), подкрепят изявени недостатъци на микронутриенти в населението на САЩ, с особен акцент върху калций, калий, магнезий и желязо [84,85]. В западните диети сериозни дефицити възникват само когато минералите не се набавят в достатъчни количества или не се усвояват от диетата поради недостъпната химическа формула или нарушения на малабсорбцията на стомашно-чревния тракт, особено при пациенти на парентерално хранене, възрастни хора и деца с вродени грешки в метаболизма, които изискват много специализирани диети. Това е в контраст с много развиващи се страни, където разнообразието от избор на храна е ограничено, рискът от икономично обусловено недохранване е висок и веганските диети са по-разпространени [86]. Индивидите, поддържащи вегетарианска диета, може да се нуждаят от до 50 процента повече диетични минерали поради консумираните растителни фитати. Недостатъците обаче са доста често срещани по целия свят и критичният недостиг на минерали с имунен ефект е описан по-подробно по-долу.

4.1. калций

Калцият е изключително важен за здрави кости и зъби, свиване и отпускане на мускулите, функциониране на нервите, съсирване на кръвта, регулиране на кръвното налягане и здравето на имунната система. Калцият е строго регулиран и рядко варира от физиологични нива от 8,8–10,4 mg/dL серум (4,7–5,2 mg/dL, ако е йонизиран) [87]. Калцият се свързва с жлъчни киселини и мастни киселини, за да образува неразтворими комплекси, които защитават чревните клетки на червата и поддържат имунологичния интегритет на червата, отчасти чрез потискане на клетъчната пролиферация чрез насърчаване на диференциация или апоптоза [88]. Калцият не само улеснява активирането на Т-клетките, но също така модулира отличителните метаболитни промени, които възникват в различни подгрупи на Т-клетки и етапи на развитие. Притокът на калций е дефектен и ефлуксът на калций се увеличава в Т-клетки с дефицит на автофагия, което води до понижено ниво на активиране на лимфоцити [89].

4.2. калий

Калият е системен електролит, който поддържа нервната трансмисия, мускулната контракция, водния баланс и производството на енергия. Исторически, калият е бил използван за лечение на симптоми на хронична кашлица като средство за отхрачване на слуз и се очаква да има подобни ефекти върху други повърхности на лигавицата, включително стомашна секреция и синтез на стомашно-чревна тъкан [90]. Нормалните стойности на серумния калий са в диапазона 3,5–5 mmol/L. Калият балансира ефектите на натрия върху вродената имунна система отчасти чрез инхибиране на инфламазомата NLRC4 [91]. В случаите на инсулинова резистентност, тялото навлиза в катаболно състояние, което потиска Т-лимфоцит-зависимата адаптивна имунна система и предизвиква възпаление в непрекъснат опит за възстановяване на увредените тъкани, като същевременно не е в състояние да завърши имунната последователност. Натриево-калиевата помпа е от решаващо значение за йонната цялост на лимфоцита в условията на инсулинова резистентност и изчерпани запаси от калий, като по този начин предотвратява лимфоцита да продължи в своя цикъл [92].

4.3. Магнезий

Магнезият се намира в здравата костна тъкан, този елемент също така поддържа мускулната контракция, предаването на нервите, здравето на имунната система, както и производството на клетъчна енергия и синтеза на протеини. Нормалните серумни нива на магнезий са между 1,8 и 2,2 mg/dL [93]. Магнезият действа като кофактор за ензимно активиране в множество биохимични пътища като гликолизата и цикъла на Кребс. Той е кофактор за синтеза на имуноглобулини, С03 конвертаза, антитяло-зависима цитолиза, прилепване на имунни клетки, свързване на IgM лимфоцити, отговор на макрофагите към лимфокини и прилепване на Т или В клетки [94].

4.4. Желязо

Желязото е критична част от хемоглобина на червените кръвни клетки, който осигурява преноса на кислород и допринася за енергийния метаболизъм във всички тъкани като среда за пренос на електрони. Желязото също е интегрирана част от много ензимни системи, които регулират клетъчната регулация/пролиферация, синтеза на ДНК и транспорта на електрони в митохондриите. Желязото се различава от другите минерали в тялото поради липсата на физиологичен процес на отделяне. Диапазонът на нормалните стойности е 60–170 µg/dL [95]. Желязото е донякъде уникално, тъй като участва в хранителния имунитет, активно изтегляне на желязо от циркулацията в отговор на инфекцията [96].

Желязото е провъзпалително както в макрофагите, така и в неутрофилите, когато присъства в излишък и не се съхранява правилно във феритин, като по този начин засилва елиминирането на патогени за сметка на по-високи нива на тъканно възпаление [97]. Желязото също селективно насърчава диференциацията и активността на Th2 спрямо Th1 клетките чрез INF-сигнализиране, както и допринася за модулирането на Treg поради дисбаланса в трансфериновия рецептор CD71, протеин за поемане на желязо [98]. Противоположният ефект се наблюдава при В-клетките, където желязото насърчава пролиферацията [99]. Надолу по веригата на сигнализирането на имунните клетки, обаче, дефицитът на желязо доведе до понижаване на регулацията на отговорите на антителата [100].

4.5. Други основни минерали (фосфор, натрий, хлорид, сяра)

Понастоящем няма критични недостатъци в тази група минерали, стига да се поддържа балансирана диета в целевата популация. Освен очевидното участие в клетъчното сигнализиране и енергийния метаболизъм, взаимодействията между фосфора и имунната система са непоследователни. По същия начин, въпреки че натрият може да усили възпалителните реакции на макрофагите и Т-клетките, транслационните доказателства за ефектите на солта в храната върху човешкия имунитет са оскъдни [101]. Хлоридът, най-разпространеният анион при хората, се натрупва активно във вътреклетъчното пространство на миелоидните клетки като неутрофили и макрофаги и реагира с водороден пероксид чрез фаголизозомна хипохлорна киселина, за да произведе защитната хипохлорна киселина [102].

Сярата се набавя от диета предимно под формата на серни аминокиселини и допринася за регулирането на имунното здраве чрез метаболити като глутатион, хомоцистеин и таурин. Глутатионът е основната форма за съхранение на сярата в тялото, тъй като нито цистеинът, нито метионинът се съхраняват и всеки излишък лесно се окислява до сулфат и се екскретира в урината, често под формата на фаза II метаболити на диетични фармакофори [103]. Сярата също допринася за имунното здраве с производството на тъканен и колонен (микробиота) сероводород, който намалява тежестта на различни имуномедиирани заболявания [104], но може да бъде пагубен в патогенезата на инфекциозни заболявания като туберкулоза [105].

4.6. Други микроелементи (цинк, мед, селен, манган)

Дефицитът на следи от минерали не се наблюдава често в развитите региони, освен ако не е свързан със стареенето и хроничните заболявания. Пациентите с придобита форма на дефицит обикновено не са в състояние да поддържат приема, да абсорбират, метаболизират или отделят ефективно минерала. Прецизната оценка на минералния статус обаче е предизвикателство, тъй като често използваните измервания в клиниката не отразяват директно минералния статус в целевите тъкани, където минералите са склонни да се натрупват [106]. Въпреки че здравословните диети са склонни да струват повече, става все по-очевидно, че много хранителни недостатъци се дължат на предпочитанията на потребителите към диети с ниско съдържание на хранителни вещества и висока енергийна плътност на същата цена [107]. В съчетание с драматичен спад в консумацията на месо от органи, което в миналото е служило като добър източник на минерали за популацията на всеядни животни [108], все още може да се очакват неадекватни следи от избрани минерали. Хранителните рискове за неадекватност на следи от минерали включват липса на прием на месо, излишък на диетични фитати (бобови растения, семена, пълнозърнести храни) или оксалати (киселец, спанак, бамя, ядки и чай). Нарушената стомашно-чревна абсорбция, дължаща се на хронични стомашно-чревни и метаболитни заболявания, обикновено се проявява чрез преразпределение на телесните минерални запаси от епитела в червата и кожата, като по този начин позволява увеличаване на автоимунните разстройства, свързани с тези тъкани [109].

Сред обсъжданите следи от минерали, цинкът се откроява в изискването си за няколко класа каталитични ензими като матрични металопротеинази, чернодробна алкохолна дехидрогеназа, карбоанхидраза и транскрипционни цинкови пръстови протеини. Цинкът е критичен за репродуктивното здраве [110] и имунната система, където има значителен ефект върху нормалното функциониране на макрофагите, неутрофилите, естествените клетки убийци и активността на комплемента, но въпреки това не може да се съхранява в тялото и трябва да се допълва непрекъснато [109]. Недостигът на цинк е рисков фактор за целостта на епителната бариера, както в кожата, червата (диария), така и в белите дробове (вирусни инфекции). Имунните ефекти се медиират отчасти от неправилно активиране и узряване на Т и В клетки и небалансирано съотношение, изкривено в посока на Th1 и Th17 провъзпалителни фенотипове [111]. Повишеното набиране на цинк в активираните имунни клетки и далеч от кръвообращението и епителните тъкани може да бъде от съществено значение за осигуряване на транскрипция и транслация на протеини от острата фаза, но допълнително изчерпва наличните запаси [112].

Медта е кофактор за цитохром с оксидазата, крайният ензим в електронната транспортна верига, който е критичен за окислителното фосфорилиране. Това определя приложимостта на медта за правилното функциониране на органите и метаболитните процеси, стимулиране на имунната система да се бори с инфекциите и възстановяване на увредени тъкани [113]. Значението му за имунната система се медиира от метаболизма на желязото и протеините, тъй като мед-съдържащият церулоплазмин е важен антиоксидантен компонент на фероксидазата, еритроцитната супероксиддисмутаза и диаминоксидазата [114]. Дефицитът на мед се свързва с нарушена пролиферация на Т-лимфоцити, намалено производство на IL-2 и намалена активност на фагоцити, В-лимфоцити и естествени клетки убийци [115]. При наличие на възпаление плазмените концентрации на мед и церулоплазмин се повишават, което води до повишена защита срещу патогени и кислородни радикали.

Връзката между останалите следи от минерали и имунната функция е по-малко документирана при хората. Селенът е част от ензимните системи на глутатион пероксидазата и йодотиронин дейодиназата, а плазмените нива на селен корелират с броя на CD4 плюс и диференциацията на CD4 плюс Т-клетките в Th1 клетки [116]. Манганът е кофактор на няколко протеина, включително супероксид дисмутаза [117]. Йод (синтез на хормони на щитовидната жлеза), молибден (митохондриална биоенергетика), хром (метаболизъм на глюкоза и липиди) и флуор (здраве на костите) може да имат ефекти върху имунното здраве, но те не са добре дефинирани. От критичен интерес, както цинкът, така и медта са класически примери за микроелементи, които претърпяват пространствено-времеви промени в тъканите по време на началото и разрешаването на възпалителния процес [118]. Повишеното набиране на цинк и мед в имунните клетки по време на инфекция или имунна активация укрепва защитата на гостоприемника срещу патогени чрез директна токсичност, както и индиректно увеличаване на образуването на свободни радикали и активиране на централните ензими в клетъчния метаболизъм [119]. Наскоро появилите се доказателства предполагат, че други микроелементи като селен, манган или молибден могат да участват в подобни процеси и да изразяват подобни преходни увеличения в активираните имунни клетки [120].

5. Промени в съдържанието на минерали в храните

Опитомяването на културите доведе до значителни загуби в биоразнообразието (пакет от култури), сложни въглехидрати, микроелементи и диетични фибри в съвременните диети [20]. Ограничената способност за усвояване, съхраняване и метаболизиране на тези хранителни вещества поради въздействие върху околната среда или почвата, социално-икономически условия и здравословно състояние може допълнително да доведе до развитие на множество минерални неадекватности в податливите популации [121]. Въпреки че стратегиите за обогатяване на храната със сигурност помагат при най-често идентифицираните дефицити (желязо, цинк, йод), важни възможности за справяне с недохранването с множество минерали се пропускат чрез насочване към отделни храни за отделни хранителни вещества [21].

5.1. Агрокултурно производство на храни

Хранителните стойности на растителните и животинските храни се промениха по време на селективното опитомяване и размножаване по целия свят. Енергийната плътност на ежедневните храни под формата на повишено задържане на калории се е увеличила драстично както при растенията (натрупване на въглехидрати за сметка на съдържанието на протеини и минерали [122]), така и при животните (натрупване на наситени мазнини и холестерол за сметка на ненаситени мазнини и минерали [123]).

Технологичният напредък, който позволява производството на рафинирани захари и масла, също увеличи високата енергийна плътност на преработените храни, но допринесе с незначителни количества микроелементи за човешката диета. Този преход формира модерна богата на енергия диета, в която общата хранителна енергия се извлича от 51,8 процента въглехидрати, 32,8 процента мазнини и 15,4 процента протеин [124]. И накрая, месата с плътни хранителни органи (карантия) като черен дроб, сърце, бъбреци, мозък, шкембе, черва и сладкиши (тимус и панкреас) са изпаднали от много съвременни диети [108]. Тези тъкани обикновено съдържат по-високи количества минерали от скелетните мускули, както е показано както за говеждо [125], така и за агнешко [126].

Налична е ограничена информация за оценка на приноса на различните групи храни за приема на минерали на популационно ниво. За няколко избрани минерала като фосфор, калий, магнезий, цинк, мед и манган, по-старите данни от британските домакинства предполагат, че общите растителни храни и плодове и зеленчуци допринасят за ежедневната диета 37 процента и 14 процента фосфор, 60 процента и 45 процента калий, 65 процента и 28 процента магнезий, 36 процента и 11 процента цинк, 61 процента и 24 процента мед и съответно 93 процента и 27 процента манган [127]. Тези числа обаче са значително повлияни от систематичния спад в минералното съдържание на плодовете и зеленчуците, както е показано за Обединеното кралство (натрий, калций, магнезий, мед и желязо между 1940 г. и 2019 г.), САЩ (калций, фосфор, мед и желязо между 1950–2009 г.), Финландия (калий, манган, цинк и мед между 1970–2000 г.), Австралия (желязо и цинк между 1980–2000 г.), както е обобщено наскоро [21] (Таблица 2).

5.2. Бионаличност, подсилване и диетични насоки

Неотдавнашното значително нарастване на алтернативните растителни и клетъчни храни, базирани на протеини, е друго неизвестно в минералния здравен статус на популациите, които консумират значителни количества от тези продукти, тъй като повечето минерали, присъстващи в цели животински и растителни храни, съществуват в биологични комплекси, състоящи се от коензими и активатори на микроелементи.

Това поставя допълнителни ограничения върху усвояването, обогатяването и директното добавяне на микроелементи, особено сред бързо развиващите се бебета и деца [121]. Поради тези причини обогатяването на храните с микроелементи често се извършва за йод, желязо, както и витамини А и D, както и няколко витамина от група В (тиамин В1, рибофлавин В2 и ниацин В3). Освен това, увеличеният достъп до питателни храни, включително продукти, обогатени с микронутриенти (особено за желязо, калций, цинк и фолиева киселина), поддържа адекватността на диетата за повечето индивиди в развиващите се популации [128]. Колкото и да е полезно, добавянето на микроелементи също идва с повишен риск за здравето или никакви допълнителни ползи за здравето за определени популации, както е показано в клинични условия за страни с високо ендемично бреме от инфекциозни заболявания [129,130] или в няколко скорошни мета-анализа, извършени в индустриализирани държави [131,132].

Минералите в хранителните матрици са допълнително свързани с различни органични и неорганични съединения (мултиформи), които пряко влияят върху тяхната разтворимост, абсорбция и бионаличност. Обработката на храните може да има значително влияние върху минералната бионаличност, както в посока на необратима загуба или намаляване, така и по-рядко в посока на повишено усвояване [133]. Локализацията и активността на йонните канали, транспортните протеини и епителната цялост в целевите области на стомашно-чревния тракт също могат значително да модулират усвояването на минерали от гостоприемника. В случаите, когато минералното хелиране на фитати, полифеноли, танини, лектини, диетични фибри и протеини предотвратява тяхната абсорбция в горната част на червата и подобрява доставянето на тези минерали в лумена на дебелото черво, микробиомът на червата може да осигури допълнителни ползи чрез генерирането на кратки -верижни мастни киселини, намалено луминално рН (подкисляване) и повишена минерална разтворимост [134]. Тяхната оценка в човешки тъкани, различни от биологични течности, е предизвикателство, тъй като минералните нива в серума и урината не отразяват точно съдържанието на тъканни микроелементи [82] (Таблица 3).

Получаването на по-високи нива на минерали от разнообразни и пълноценни диети за здрав индивид без хронични стомашно-чревни разстройства е доста лесно. Предпочитаният диетичен избор обикновено се припокрива с храни, предложени за предотвратяване и насърчаване на възстановяването от депресивни разстройства [135], включително двучерупчести (стриди, миди или миди), месо от органи (черен дроб, далак, бъбреци или сърце) и листни зеленчуци ( кресон, спанак, горчица, ряпа или манголд). Като част от здравословен хранителен модел, тази селекция е в съответствие с настоящите насоки за използване на богати на хранителни вещества храни, за да се задоволят ежедневните хранителни нужди, без да се консумират прекомерни калории [136].

6. Изводи

Решаващата функция на минералите за метаболитно и имунно здраве не може да бъде пренебрегната. Това е особено приложимо за хронични метаболитни и провъзпалителни състояния, които отнемат време за развитие и разрешаване. Последните развития в нашето разбиране за усвояването и бионаличността, специфични за всеки минерал, тяхното изобилие в кръвообращението и целевите тъкани представляват поредица от големи постижения в разкриването на хранителната основа на приема на минерали и тяхното приложение за човешкото здраве. Въпреки това, разбирането ни за метаболитно рестриктивните среди на възпалените тъкани, критичната зависимост от аеробната гликолиза за снабдяване на имунните клетки с енергия за изпълнение на имунните функции и минералните потоци в целевите тъкани и обратно в кръвообращението в подкрепа на тези промени остават много фрагментирани .

Връзката между преходните и постоянните състояния на инсулинова резистентност, свързани с повечето метаболитни и имунни нарушения, до голяма степен не е проучена, въпреки че съществуват познания за връзката между диабет тип I и увреден имунен отговор [137]. Преразпределение на метаболитни потоци по време на продължителното имунно активиране от пируват към лактат (извън цикъла на ТСА към производството и биосинтезата на NADH), глутамин към пируват (за компенсиране на първия) и цитрат (за добавения синтез на мастни киселини и липидни видове ) водят до дисфункционална регулация на метаболитните програми на развитието на имунните клетки. Бъдещи проучвания могат да открият, че тези метаболитни състояния определят по-широк спектър от клетъчни субпопулации, илюстрирани от крайностите на макрофагите М1 и М2 и медиирани както от възпалителните (IL-1), така и от невъзпалителните (TNF-) пътища, както и баланс между провъзпалително палмитатно (C16:0) ​​и противовъзпалително палмитолеатно (C16:1n7) сигнализиране [138]. Интересно е да се отбележи, че инхибирането на ензима аспартат-аминотрансфераза AST, който шунтира фрагментирания TCA цикъл, е достатъчно за насърчаване на митохондриалното дишане, инхибира производството на азотен оксид и IL-6 и намалява поляризацията на М1 макрофагите [139].

Успешната хранителна грижа за метаболитни и имунни резултати с основни минерали е важна цел, тъй като много минерални дефицити и недостатъци са трудни за диагностициране и количествено определяне. Скорошни проучвания, проведени с няколко минерала в контекста на инсулинова резистентност, системно възпаление и ваксинация, подчертаха необходимостта от по-нататъшно изследване на тези интервенции в клинични условия [140] и подчертаха използването на по-ефективни мултиформи за подобрено доставяне на минерали до целевите тъкани [106 ]. В бъдеще прецизното насочване към човешкия минерален статус и неговия принос към цялостното здраве с интервенции, избрани за желаните физиологични резултати, може да се използва за персонализиране на хранителни стратегии, които помагат за управление на хронични здравословни разстройства и насърчаване на оптимално здраве.

Авторски принос:

MA и SK замислиха проучването и очертаха обхвата на работата. MA и SK извършиха литературни търсения и написаха ръкописа. JG проучи и организира данни от таблици и фигури. Всички автори са прочели и са съгласни с публикуваната версия на ръкописа.

Финансиране:

Тази работа беше подкрепена отчасти от проектите за люкове #1023927 (SK) на Националния институт по храните и земеделието на USDA. Магистърската степен беше подкрепена отчасти от стипендията на Кралство Саудитска Арабия от Културната мисия на Кралското посолство на Саудитска Арабия (грант номер 21032019).

Изявление на институционалния съвет за преглед:

Не е приложимо.

Декларация за информирано съгласие:

Не е приложимо.

Декларация за наличност на данни:

Не е приложимо.

Конфликти на интереси:

Авторите декларират липса на конфликт на интереси.

Препратки

1. Уонг, MC; McCarthy, C.; Fearnbach, N.; Янг, С.; Shepherd, J.; Heymsfield, SB Възникване на епидемията от затлъстяване: 6-Визуализация на десетилетието с хуманоидни аватари. Am. J. Clin. Nutr. 2022, 115, 1189–1193. [CrossRef] [PubMed]

2. Cantley, J.; Ашкрофт, FM Въпроси и отговори: Инсулинова секреция и диабет тип 2: Защо -клетките се провалят? BMC Biol. 2015, 13, 33. [CrossRef]

3. О'Хърн, М.; Lauren, BN; Уонг, JB; Ким, ДД; Mozaffarian, D. Тенденции и различия в кардиометаболитното здраве сред възрастните в САЩ, 1999–2018. J. Am. Coll. Кардиол. 2022, 80, 138–151. [CrossRef]

4. Маккена, Б.; Кенеди, NA; Мехркар, А.; Роуан, А.; Galloway, J.; Матюман, Дж.; Мансфийлд, KE; Бехман, К.; Йейтс, М.; Браун, J.; et al. Риск от тежки резултати от COVID-19, свързани с имуно-медиирани възпалителни заболявания и имуно-модифициращи терапии: Кохортно проучване в цялата страна в платформата OpenSAFELY. Lancet Rheumatol. 2022, 4, e490–e506. [CrossRef]

5. Boutari, C.; Mantzoros, CS Актуализация за 2022 г. относно епидемиологията на затлъстяването и призив за действие: Тъй като изглежда, че двойната пандемия на COVID-19 отстъпва, пандемията на затлъстяването и дисметаболизма продължава да бушува. Метаболизъм 2022, 133, 155217. [CrossRef]

6. Habbab, RM; Bhutta, ZA Разпространение и социални детерминанти на наднорменото тегло и затлъстяването при юноши в Саудитска Арабия: систематичен преглед. Clin. Обес. 2020, 10, e12400. [CrossRef]

7. О, Ти Джей; Лий, Х.; Cho, YM Източноазиатски перспективи в метаболитната и бариатричната хирургия. J. Diabetes Investig. 2022, 13, 756–761. [CrossRef]

8. Кале, МС; Fernandez, ML Възпаление и диабет тип 2. Диабет Metab. 2012, 38, 183–191. [CrossRef] [PubMed]

9. Рани, В.; Дийп, Г.; Сингх, РК; Пале, К.; Ядав, UCS Оксидативен стрес и метаболитни нарушения: Патогенеза и терапевтични стратегии. Life Sci. 2016, 148, 183–193. [CrossRef] [PubMed]

10. Ткаченко, О.; Полишчук, И.; Горчакова, Н.; Zaychenko, H. Метаболитен синдром и нарушения на липидния метаболизъм: Молекулярни и биохимични аспекти. Acta Fac. Med. Naissensis 2020, 37, 5–22. [CrossRef]

11. Андерсен, CJ; Мърфи, KE; Fernandez, ML Въздействие на затлъстяването и метаболитния синдром върху имунитета

12. адв. Nutr. 2016, 7, 66–75. [CrossRef] [PubMed] 12. Ginhoux, F.; Guilliams, M. Онтогенеза и хомеостаза на резидентни макрофаги. Имунитет 2016, 44, 439–449. [CrossRef] [PubMed]

13. Меджитов, Р. Произход и физиологични роли на възпалението. Nature 2008, 454, 428–435. [CrossRef] [PubMed]

14. Де Фано, М.; Бартолини, Д.; Tortoioli, C.; Vermigli, C.; Малара, М.; Гали, Ф.; Murdolo, G. Пластичност на мастната тъкан в отговор на патофизиологични знаци: Свързваща връзка между затлъстяването и свързаните с него съпътстващи заболявания. Вътр. J. Mol. Sci. 2022, 23, 5511. [CrossRef]

15. Fajgenbaum, DC; Юни, CH Цитокинова буря. Н. англ. J. Med. 2020, 383, 2255–2273. [CrossRef]

16. Ратинасабапати, Т.; Sakthivel, LP; Комарницки, С. Подкрепа на респираторното здраве на растителна основа по време на вирусни огнища. J. Agric. Food Chem. 2022, 70, 2064–2076. [CrossRef]

17. Содерхолм, Австрия; Pedicord, VA Чревни епителни клетки: на границата на микробиотата и мукозния имунитет. Имунология 2019, 158, 267–280. [CrossRef]

18. Мариатасан, С.; Weiss, DS; Нютон, К.; McBride, J.; О'Рурк, К.; Roose-Girma, М.; Лий, WP; Weinrauch, Y.; Monack, DM; Dixit, VM Криопиринът активира инфламазомата в отговор на токсини и АТФ. Nature 2006, 440, 228–232. [CrossRef]

19. Арпая, Н.; Campbell, C.; Фен, X.; Дикий, С.; van der Veeken, J.; deRoos, P.; Liu, H.; Крос, JR; Pfeffer, K.; Кофер, PJ; et al. Метаболитите, произведени от коменсални бактерии, насърчават генерирането на периферни регулаторни Т-клетки. Nature 2013, 504, 451–455. [CrossRef]

20. Комарницки, С.; Retchin, S.; Vong, CI; Лила, магистърска степен Печалби и загуби от селскостопанското производство на храни: Последици за двадесет и първи век. Annu. Rev. Food Sci. техн. 2022, 13, 239–261. [CrossRef]

21. Mayer, A.-MB; Trenchard, L.; Rayns, F. Исторически промени в съдържанието на минерали в плодовете и зеленчуците в Обединеното кралство от 1940 г. до 2019 г.: Загриженост за човешкото хранене и селското стопанство. Вътр. J. Food Sci. Nutr. 2022, 73, 315–326. [CrossRef] [PubMed]

22. R˝oszer, T. Разбиране на мистериозния M2 макрофаг чрез маркери за активиране и ефекторни механизми. Медиат. Възпаление. 2015, 2015, e816460. [CrossRef] [PubMed]

23. Мъри, PJ; Алън, JE; Biswas, SK; Fisher, EA; Гилрой, DW; Goerdt, S.; Гордън, С.; Хамилтън, JA; Ивашкив, Л.Б.; Лорънс, Т.; et al. Активиране и поляризация на макрофагите: номенклатура и експериментални указания. Имунитет 2014, 41, 14–20. [CrossRef] [PubMed]

24. Лорънс, Т.; Gilroy, DW Хронично възпаление: Неуспешно разрешаване? Вътр. J. Exp. Патол. 2007, 88, 85–94. [CrossRef]

25. Nijhuis, J.; Rensen, SS; Slaats, Y.; van Dielen, FMH; Буурман, Вашингтон; Greve, JWM Неутрофилно активиране при болестно затлъстяване, хронично активиране на остро възпаление. Обес. (Сребърна пролет) 2009, 17, 2014–2018. [CrossRef] [PubMed]

26. Hotamisligil, GS Възпаление и метаболитни нарушения. Nature 2006, 444, 860–867. [CrossRef]

For more information:1950477648nn@gamil.com