Niedobory odporności
Immunomodulating Effects of Fungal Beta-Glucans: From Traditional Use to Medicine
Source: Nutrients Authors: van Steenwijk H, Bast, A and de Boer A.
Beta-glucans derived from mushrooms are bioactive long-chain polysaccharide compounds, insoluble in water and with immunomodulatory properties. Knowledge of the action and functions of beta-glucans, which have been used in traditional medicine for centuries, is developing thanks to modern immunological and biotechnological methods.
Immunomodulating Effects of Fungal Beta-Glucans: From Traditional Use to Medicine
This review has highlighted the potential application of fungal beta-glucans—immunomodulators that have been used in traditional Chinese medicine for centuries—in nutrition and medicine. From this review, it can be concluded that fungal glucans may play a promising role within both perspectives, and that there are possibilities to give traditional medicine an immunological application in both medicinal products and foods. Depending on the dosage, formulation, efficacy, safety profile, and route of administration, the immunomodulating effects that can be expected from fungal beta-glucans can either be considered a pharmaceutical effect (treating or curing a disease) or as a health effect originating from foods, focusing on the prevention of negative health effects.
In Europe, claims on health benefits are strictly regulated, with EFSA reviewing the scientific evidence that supports putative statements about health effects. As shown in this paper, all applications for putative health claims related to stimulation of the immune system and defense against pathogenic microorganisms have so far been rejected. Since EFSA has only approved immune claims for six vitamins and four essential trace elements, it can only be speculated that the temptation to add these ingredients to products is growing, rather than stimulating research into innovative foods. Comparing the evidence base of the putative health effects of fungal beta-glucan supplements with the guidance documents on immune support health claims, but even more importantly, the guidance documents on substantiating immune stimulation and pathogen defense by food products, it is shown that fungal glucans could play a role in supporting and maintaining health and, thus, can be seen as a good health-promoting substance from food—which could mean that this effect may also be claimed if approved.
In addition to these developments related to food uses of beta-glucan-containing supplements, beta-glucans could also hold a novel position in Western medicine, as the concept of trained immunity is relatively new and has not been investigated to a larger extent. The new insights and developments in trained immunity may lead to the possible application of fungal beta-glucans as NSIs in Western medicine. Due to the experience from Asian medicine and the relatively favorable safety profile, lentinan (i.v.) could potentially be a suitable fungal glucan within this new field of immunity. However, additional (preclinical) safety studies must first be performed to be eligible as a medicine in Europe. Imprime PGG, which is currently going through the stages of drug development, is another fungal beta-glucan worth investigating. Finally, given the different ways to purify and process beta-glucans, one of the biggest challenges remains the standardization and proper characterization of the active compounds themselves. However, with the help of modern immunological and biotechnological methods, increasing insights are gained into immunomodulating fungal beta-glucans, with potential applications both in foods and pharmaceutical products.
Immunomodulating Effects of Fungal Beta-Glucans: From Traditional Use to Medicine Nutrients. 2021 Apr; 13(4): 1333. Published online 2021 Apr 17. doi: 10.3390/nu13041333
Wtórne niedobory odporności
Inaczej tzw. nabyte niedobory odporności, występują znacznie częściej niż pierwotne. Wtórne niedobory odporności najczęściej pojawiają się w chorobach typu: cukrzyca, anemia sierpowata, różyczka, białaczka, wietrzna ospa i różnymi zakażeniami bakteryjnymi. Przyczyną wtórnego niedoboru odporności może być niedożywienie, zabieg chirurgiczne, oparzenia czy przeszczepy narządów i podawanie leków immunosupresyjnych. Innymi przyczynami mogą być choroby układu krwiotwórczego, a także choroby autoimmunologicznych. Może być on również spowodowany przez wirusa HIV (Human Immunodeficieny Virus). AIDS czyli choroba spowodowana wirusem HIV jest również określana jako zespół nabytego upośledzenia odporności (Acquired Immunodeficiency Syndrome. Skutkiem zakażenia HIV jest spadek liczby limfocytów-T, przez co zwiększa się podatność organizmu na choroby, które przy normalnej odporności nie stanowią zagrożenia, jednak dla nosicieli HIV mogą być śmiertelne. Chorzy bardzo często mają nietypowe zapalenia płuc, infekcje grzybiczne, nowotwory oraz defekty w układzie nerwowym, które ostatecznie prowadzą do zgonu. Wtórne niedobory odporności są nabyte i najczęściej spowodowane zaburzeniami jatrogennymi. Stosowanie różnych leków immunosupresyjnych, przeciwnowotworowych czy niektórych antybiotyków dodatkowo obniża odporność organizmu.
Poniżej zestawiono szereg sytuacji w których dochodzi do zaburzeń/ niedoborów odporności.
Zaburzenia immunologiczne wieku podeszłego
W zakresie odporności komórkowej
- Stopniowy spadek liczby limfocytów T po 70 roku życia
- Wzrost liczby limfocytów CD4 i spadek liczby limfocytów CD8
- Szczątkowa funkcja grasicy
- Wzrost ekspresji CD45RO, spadek ekspresji CD45RA
- Spadek ekspresji IL-2, IL-4 i INF-γ
- Osłabienie odpowiedzi proliferacyjnej limfocytów po stymulacji PHA i ConA
- Zmniejszenie częstości dodatnich reakcji DTH, i osłabienie ich intensywności
W zakresie odporności humoralnej
- Spadek poziomu IgM, IgE i IgD, wzrost poziomu IgG
- Spadek miana naturalnych przeciwciał
- Wzrost miana autoprzeciwciał i przeciwciał antyidiotypowych
- Spadek liczby limfocytów B CD5(-) i wzrost limfocytów B CD5(+) po 70 roku życia
- Zwiększona synteza IL-4, IL-5, IL-6 , podwyższona aktywność INF-γ
Zaburzenia immunologiczne w przebiegu niewydolności nerek
- Przedłużona tolerancja na przeczep allogeniczny
- Wzrost podatności na infekcje
- Zwiększona liczba przypadków neoplazji
- Nieprawidłowa reakcja na szczepionki przeciwko infekcjom wirusowym (grypa, wzw)
Przyczyny zaburzeń immunologicznych w mocznicy
- Przewlekły niedobór białka i kalorii (niedostateczna podaż, zaburzenia wchłaniania, nadmierna utrata)
- Niedobory Zn, witamin B6 i E
- Przeładowanie żelazem (ferrytyna powyżej 500 mcg/l)
- Nisko- i wielkocząsteczkowe toksyny mocznicowe
- Przewlekła dializoterapia
Zaburzenia odporności po zabiegu operacyjnym
- Wystąpienie anergii skórnej
- Spadek IgG i IgM (przed operacją) przeciwko endotoksynom bakteryjnym
- Duży spadek (>50%) liczby limfocytów w 1 dobie po zabiegu
- Zwiększona w 1 – 2 dobie aktywność neutrofilów
- Spadek (20-30%) aktywowanych monocytów
- Podwyższone stężenie IL-6
Polekowe zaburzenia odporności
Po stosowaniu cytostatyków
- Neutropenia późna 35 – 45 dni (nieodwracalne uszkodzenie komórki macierzystej linii mieloidalnej)
- Neutropenia wczesna 7 – 14 dni (odwracalne uszkodzenie komórki macierzystej linii mieloidalnej)
Po innych lekach – lek (hapten) uruchamia nieprawidłowe niszczenie granulocytów
Po długotrwałym stosowaniu glikokortykosteroidów – hamowanie czynności granulocytów
Efekt działania glikokortykosteroidów
- Apoptoza limfocytów aktywowanych allo- i autoantygenami
- Zmniejszenie ekspresji antygenów MCH i cząsteczek adhezyjnych na powierzchniach komórek
- Hamowaniu indukcji syntazy tlenku azotu w makrofagach
- Upośledzenie funkcji limfocytów cytotoksycznych i komórek NK
- Hamowanie funkcji monocytów i makrofagów
Infekcje wikłające leczenie immunosupresyjne
- Infekcja wirusem cytomegalii (CMV) – u 80% populacji w młodości przebiega bezobjawowo, objawy przy obniżonej odporności
- Ostra infekcja wirusem ospy i półpaśca (Varicella Zoster Virus – VZV)
- Ostra infekcja wirusem opryszczki (Herpes Simplex Virus – HSV)
- Gruźlica i mykobakteriozy
- Infekcje grzybicze (candida, cryptococcus, aspergillus)
- Pneumocystodoza
Stres a odporność
W badaniach doświadczalnych na zwierzętach w warunkach stresu stwierdza się spadek wskaźników odpowiedzi komórkowej
- Spadek liczby limfocytów
- Zaburzenia ilościowe subpopulacji
- Spadek aktywności komórek NK
- Spadek odpowiedzi proliferacyjnej na antygen
- Zaburzenia fagocytozy
Przewlekły stres → podwzgórze → przysadka → układ współczulny → ACTH, katecholaminy, opioidy → obniżenie produkcji IL2
Zaburzenia odporności w wyniku promieniowania jonizującego
- Napromienianie całego ciała = napromieniowanie tkanki limfatycznej (Total Lymphoid Irradiation)
- Największa pobudliwość komórek dzielących się np. limfocytów pobudzonych alloantygenem
- Limfocyty Th bardzie wrażliwe niż limfocyty Ts
- Makrofagi i komórki NK względnie odporne na napromienianie
Zaburzenia odporności a niektóre nowotwory
Układ odporności sprawuje nadzór immunologiczny, który zapobiega nowotworzeniu poprzez wczesne wykrywanie i niszczenie komórek atypowych. Immunosupresja i upośledzenie odporności może prowadzić do zakażeń wirusowych, które z kolei mogą sprzyjać rozwinięciu się szeregu chorób nowotworowych:
- Chłoniaki nieziarnicze (Epstein-Barr Virus – EBV)
- Mięsak Kaposi (human immunodeficiency virus – HIV)
- Rak skóry i rak odbytu (human papilloma virus – HPV)
- Pierwotny rak wątroby (hepatitis B virus – HBV)
Zaburzenia odporności humoralnej w przebieg choroby nowotworowej
- Cytokiny (głównie TGF-beta transforming growth factor) wydzielane przez komórki nowotworowe (rak owsiano-komórkowy, międzybłoniak, ziarnica Hodgkina)
- Prostaglandyny (głownie PGE2) wydzielane przez makrofagi (nowotwory głowy i szyi)
- Gangliozydy produkowane m.in. przez makrofagi, erytrocyty, komórki wątroby
Zaburzenia odporności komórkowej w przebieg choroby nowotworowej
Ogólne:
- Zmniejszenie liczby limfocytów
- Zmniejszenie populacji limfocytów CD4
- Spadek lub odwrócenie wskaźnika CD4/CD8
- Osłabienie aktywności komórek NK
Miejscowe (region guza, regionalne węzły chłonne):
- Zmniejszenie liczby i zaburzenie funkcji komórek jednojądrzastych
Zaburzenia odporności w przebiegu choroby głodowej
Na szczęście w naszym kraju, ani w Europie choroba głodowa praktycznie nie występuje samoistnie. Może się objawić w przebiegu innych chorób o ciężkim i długotrwałym przebiegu /m.in. w przebiegu choroby nowotworowej, gruźlicy, zapalenia płuc, ciężkiej biegunki/. Choroba głodowa jest charakterystyczna do regionów dotkniętych wojną czy do Afryki subsacharyjskiej. W Europie w XX wieku były regiony dotknięte głodem np. wielki głód na Ukrainie w latach 1932 - 1933, oraz głód w obozach koncentracyjnych czy w nazistowskich Gettach dla Żydów. W przebiegu choroby głodowej dochodzi do szeregu zaburzeń organizmu, w tym również w zakresie układu odporności.
- Upośledzenie odpowiedzi komórkowej
- Upośledzenie fagocytozy
- Upośledzenie produkcji cytokin, przeciwciał i białek układu dopełniacza
- Zanik grasicy i grasicozależnych stref węzłów chłonnych
Inne wtórne zaburzenia odporności
- W przebiegu zakażenia (HIV, HTLV1 (Human T-cell Leukemia Virus), wirusem odry, gruźlicy
- Niedobory żywieniowe (cynku, żelaza, witamin A, E, B, kwasu foliowego)
- Endokrynopatie (nadczynność tarczycy, choroba Cushinga, cukrzyca, nadczynność przytarczyc)
- Stany po urazach, po oparzeniach, głęboka hipotermia
- Utrata białka (enteropatie wysiękowe, zespół nerczycowy)
- Alkoholizm, narkomania
