Здоровая микробиота и натуральное функциональное питание: гуморальный и клеточный иммунитет

Здоровая микробиота и натуральное функциональное питание: гуморальный и клеточный иммунитет

Автор: Романчук Наталья Петровна

Журнал: Бюллетень науки и практики @bulletennauki

Рубрика: Медицинские науки

Статья в выпуске: 9 т.6, 2020 года.

Бесплатный доступ

Иммунная система человека и микробиота совместно эволюционируют, и их сбалансированное системное взаимодействие происходит в течение всей жизни. Эта тесная ассоциация и общий состав, и богатство микробиоты играют важную роль в модуляции иммунитета хозяина и могут влиять на иммунный ответ при вакцинации. Наличие инновационных технологий, таких как секвенирование следующего поколения и коррелированные инструменты биоинформатики, позволяют глубже исследовать перекрестные нейросетевые взаимосвязи между микробиотой и иммунными реакциями человека. Новая управляемая здоровая биомикробиота и персонализированное функциональное и сбалансированное питание «мозга и микробиоты» - это долговременная медицинская программа пациента, которая позволяет комбинированному применению питательной эпигенетики и фармэпигенетики, а главное проведению профилактики полипрагмазии. Функциональный продукт питания с помощью биомаркеров и технологий искусственного интеллекта является целевой питательной средой как для организма в целом, так и для биомикробиоты в частности. Факторы образа жизни и воздействия окружающей среды оставляют эпигенетические следы на нашей ДНК, которые влияют на экспрессию генов, некоторые из них оказывают защитное действие, а другие - вредное. Генетические и эпигенетические факторы обеспечивающие долголетие и сверхдолголетие, требуют от человека разумного нового взаимодействия с природой и обществом, и ответственности за будущие здоровые поколения. В исследованиях П. И. Романчук показано, что увеличение средней продолжительности жизни человека и нейроэндокринные изменения при физиологическом и патологическом старении, с одной стороны, эпигенетические факторы и электромагнитная информационная нагрузка/перегрузка, с другой стороны, внесли существенный вклад в циркадианную природу нейросетевого взаимодействия головного мозга человека с искусственным интеллектом. Микробиота представляет собой ключевой элемент, потенциально способный влиять на функции антигена вызывать защитный иммунный ответ и на способность иммунной системы адекватно реагировать на антигенную стимуляцию (эффективность вакцины), действуя в качестве иммунологического модулятора, а также природного адъюванта вакцины. Механизмы, лежащие в основе перекрестных помех между микробиотой кишечника и иммунной системой, играют решающее значение, особенно в раннем возрасте (ранняя микробиота кишечника формирует иммунологические функции). Новые взаимодействия, наряду с другими генетическими и экологическими факторами, приводят к определенному составу и богатству микробиоты, которые могут разнообразить индивидуальный ответ на прививки. Вариации в микробных сообществах могут отчасти объяснить географическую неоднородность успеха вакцинации, а глубокое понимание этой динамики может стать инструментом для совершенствования стратегий иммунизации.

Еще

Воспаление, клеточное старение, микробиота кишечника, микробиом, вакцины, иммунная система, иммунные ответы, секвенирование следующего поколения, функциональное питание, эпигенетическая и диетическая защита, долголетие

Короткий адрес: https://sciup.org/14117873

IDR: 14117873   |   DOI: 10.33619/2414-2948/58/14

Список литературы Здоровая микробиота и натуральное функциональное питание: гуморальный и клеточный иммунитет

  • Романчук П. И. Возраст и микробиота: эпигенетическая и диетическая защита, эндотелиальная и сосудистая реабилитация, новая управляемая здоровая биомикробиота // Бюллетень науки и практики. 2020. Т. 6. №2. С. 67-110. DOI: 10.33619/2414-2948/51/07
  • Романчук П. И., Волобуев А. Н. Современные инструменты и методики эпигенетической защиты здорового старения и долголетия Homo sapiens // Бюллетень науки и практики. 2020. Т. 6. №1. С. 43-70. DOI: 10.33619/2414-2948/50/06
  • Малышев В. К., Романчук П. И. Функциональные продукты питания: инновации в диетологии и кардиологии. М.-Самара, 2012. 248 с.
  • Романчук Н. П. Способ производства зернового компонента для пищевого продукта быстрого приготовления и способ производства функционального пищевого продукта быстрого приготовления. Патент РФ на изобретение №2423873.
  • Романчук Н. П., Пятин В. Ф. Мелатонин: нейрофизиологические и нейроэндокринные аспекты // Бюллетень науки и практики. 2019. Т. 5. №7. С. 71-85. DOI: 10.33619/2414-2948/44/08
  • Романчук Н. П., Романчук П. И., Малышев В. К. Продукт диетического, профилактического и функционального питания при хронической ишемии головного мозга // Патент РФ на изобретение №2489038.
  • Пятин В. Ф., Романчук Н. П., Романчук П. И., и др. Способ нормализации циркадианных ритмов человека. Патент РФ на изобретение 2533965.
  • Ciabattini A., Olivieri R., Lazzeri E., Medaglini D. Role of the Microbiota in the Modulation of Vaccine Immune Responses // Frontiers in microbiology. 2019. №10. P. 1305.
  • DOI: 10.3389/fmicb.2019.01305
  • Tamburini S., Shen N., Wu H. C., Clemente J. C. (2016). The microbiome in early life: implications for health outcomes // Nat. Med. №22. P. 713-722.
  • DOI: 10.1038/nm.4142
  • Belkaid Y., Hand T. W. Role of the microbiota in immunity and inflammation // Cell 2014. №157. P. 121-141.
  • DOI: 10.1016/j.cell.2014.03.011
  • Kamada N., Seo S.-U., Chen G. Y., Núñez G. (2013). Role of the gut microbiota in immunity and inflammatory disease // Nat. Rev. Immunol. №13. P. 321-335.
  • DOI: 10.1038/nri3430
  • Wu D., Lewis E. D., Pae M., Meydani S. N. Nutritional Modulation of Immune Function: Analysis of Evidence, Mechanisms, and Clinical Relevance // Frontiers in immunology. 2019. №9. P. 3160.
  • DOI: 10.3389/fimmu.2018.03160
  • Zmora N., Bashiardes S., Levy M., Elinav E. The role of the immune system in metabolic health and disease // Cell Metabolism. 2017. V. 25. №3. P. 506-521.
  • DOI: 10.1016/j.cmet.2017.02.006
  • Malavolta M., Giacconi R., Brunetti D., Provinciali M., Maggi F. Exploring the relevance of senotherapeutics for the current SARS-CoV-2 emergency and similar future global health threats // Cells. 2020. V. 9. №4. P. 909.
  • DOI: 10.3390/cells9040909
  • Bass J., Takahashi J. S. Circadian integration of metabolism and energetics // Science. 2010. V. 330. №6009. P. 1349-1354.
  • DOI: 10.1126/science.1195027
  • Okabe Y., Medzhitov R. Tissue biology perspective on macrophages // Nature immunology. 2016. V. 17. №1. P. 9.
  • DOI: 10.1038/ni.3320
  • Man K., Kutyavin V. I., Chawla A. Tissue immunometabolism: development, physiology, and pathobiology // Cell metabolism. 2017. V. 25. №1. P. 11-26.
  • DOI: 10.1016/j.cmet.2016.08.016
  • Skalny A. V., Rink L., Ajsuvakova O. P., Aschner M., Gritsenko V. A., Alekseenko S. I.,.. Tsatsakis A. Zinc and respiratory tract infections: Perspectives for COVID-19 // International Journal of Molecular Medicine. 2020. V. 46. №1. P. 17-26.
  • DOI: 10.3892/ijmm.2020.4575
  • Pittet L. A., Hall-Stoodley L., Rutkowski M. R., Harmsen A. G. Influenza virus infection decreases tracheal mucociliary velocity and clearance of Streptococcus pneumoniae // American journal of respiratory cell and molecular biology. 2010. V. 42. №4. P. 450-460.
  • DOI: 10.1165/rcmb.2007-0417OC
  • Darma A., Ranuh R. G., Merbawani W., Setyoningrum R. A., Hidajat B., Hidayati S. N.,.. Sudarmo S. M. Zinc supplementation effect on the bronchial cilia length, the number of cilia, and the number of intact bronchial cell in zinc deficiency rats // The Indonesian Biomedical Journal. 2020. V. 12. №1. P. 78-84.
  • DOI: 10.18585/inabj.v12i1.998
  • Truong-Tran A. Q., Carter J., Ruffin R., Zalewski P. D. New insights into the role of zinc in the respiratory epithelium // Immunology and cell biology. 2001. V. 79. №2. P. 170-177.
  • DOI: 10.1046/j.1440-1711.2001.00986.x
  • Woodworth B. A., Zhang S., Tamashiro E., Bhargave G., Palmer J. N., Cohen N. A. Zinc increases ciliary beat frequency in a calcium-dependent manner // American journal of rhinology & allergy. 2010. V. 24. №1. P. 6-10.
  • DOI: 10.2500/ajra.2010.24.3379
  • Speth R., Carrera E., Jean-Baptiste M., Joachim A., Linares A. Concentration-dependent effects of zinc on angiotensin-converting enzyme-2 activity (1067.4) // The FASEB journal. 2014. V. 28. P. 1067.4.
  • Sandstead H. H., Prasad A. S. Zinc intake and resistance to H1N1 influenza // American journal of public health. 2010. V. 100. №6. P. 970.
  • DOI: 10.2105/AJPH.2009.187773
  • Zhang H., Penninger J. M., Li Y., Zhong N., Slutsky A. S. Angiotensin-converting enzyme 2 (ACE2) as a SARS-CoV-2 receptor: molecular mechanisms and potential therapeutic target // Intensive care medicine. 2020. V. 46. №4. P. 586-590.
  • DOI: 10.1007/s00134-020-05985-9
  • Xu L., Tong J., Wu Y., Zhao S., Lin B. L. Targeted oxidation strategy (TOS) for potential inhibition of coronaviruses by disulfiram-a 70-year old anti-alcoholism drug. 2020.
  • DOI: 10.26434/chemrxiv.11936292.v1
  • Korant B. D., Kauer J. C., Butterworth B. E. Zinc ions inhibit replication of rhinoviruses // Nature. 1974. V. 248. №5449. P. 588-590.
  • DOI: 10.1038/248588a0
  • Cakman I., Kirchner H., Rink L. Zinc supplementation reconstitutes the production of interferon-α by leukocytes from elderly persons // Journal of interferon & cytokine research. 1997. V. 17. №8. P. 469-472.
  • DOI: 10.1089/jir.1997.17.469
  • Berg K., Bolt G., Andersen H., Owen T. C. Zinc potentiates the antiviral action of human IFN-α tenfold // Journal of Interferon & Cytokine Research. 2001. V. 21. №7. P. 471-474.
  • DOI: 10.1089/10799900152434330
  • Khera D., Singh S., Purohit P., Sharma P., Singh K. Prevalence of Zinc Deficiency and Effect of Zinc Supplementation on Prevention of Acute Respiratory Infections: A Non Randomized Open Label Study.
  • DOI: 10.2139/ssrn.3273670
  • Lang C. J., Hansen M., Roscioli E., Jones J., Murgia C., Ackland M. L.,.. Ruffin R. Dietary zinc mediates inflammation and protects against wasting and metabolic derangement caused by sustained cigarette smoke exposure in mice // Biometals. 2011. V. 24. №1. P. 23-39.
  • DOI: 10.1007/s10534-010-9370-9
  • Wessels I., Haase H., Engelhardt G., Rink L., Uciechowski P. Zinc deficiency induces production of the proinflammatory cytokines IL-1β and TNFα in promyeloid cells via epigenetic and redox-dependent mechanisms // The Journal of nutritional biochemistry. 2013. V. 24. №1. P. 289-297.
  • DOI: 10.1016/j.jnutbio.2012.06.007
  • Prasad A. S., Bao B., Beck F. W., Sarkar F. H. Zinc-suppressed inflammatory cytokines by induction of A20-mediated inhibition of nuclear factor-κB // Nutrition. 2011. V. 27. №7-8. P. 816-823.
  • DOI: 10.1016/j.nut.2010.08.010
  • Wellinghausen N., Martin M., Rink L. Zinc inhibits interleukin-1-dependent T cell stimulation // European journal of immunology. 1997. V. 27. №10. P. 2529-2535.
  • DOI: 10.1002/eji.1830271010
  • Maywald M., Rink L. Zinc supplementation induces CD4+ CD25+ Foxp3+ antigen-specific regulatory T cells and suppresses IFN-γ production by upregulation of Foxp3 and KLF-10 and downregulation of IRF-1 // European journal of nutrition. 2017. Т. 56. №5. С. 1859-1869.
  • DOI: 10.1007/s00394-016-1228-7
  • Von Bülow V., Dubben S., Engelhardt G., Hebel S., Plümäkers B., Heine H.,.. Haase H. Zinc-dependent suppression of TNF-α production is mediated by protein kinase A-induced inhibition of Raf-1, IκB Kinase β, and NF-κB // The Journal of Immunology. 2007. V. 179. №6. P. 4180-4186.
  • DOI: 10.4049/jimmunol.179.6.4180
  • Kahmann L., Uciechowski P., Warmuth S., Plümäkers B., Gressner A. M., Malavolta M.,.. Rink L. Zinc supplementation in the elderly reduces spontaneous inflammatory cytokine release and restores T cell functions // Rejuvenation research. 2008. V. 11. №1. P. 227-237.
  • DOI: 10.1089/rej.2007.0613
  • Osendarp S. J., Prabhakar H., Fuchs G. J., van Raaij J. M., Mahmud H., Tofail F.,.. Black R. E. Immunization with the heptavalent pneumococcal conjugate Vaccine in Bangladeshi infants and effects of zinc supplementation // Vaccine. 2007. V. 25. №17. P. 3347-3354.
  • DOI: 10.1016/j.vaccine.2007.01.001
  • Tsatsakis A., Tyshko N. V., Docea A. O., Shestakova S. I., Sidorova Y. S., Petrov N. A.,.. Tutelyan V. A. The effect of chronic vitamin deficiency and long term very low dose exposure to 6 pesticides mixture on neurological outcomes - A real-life risk simulation approach // Toxicology letters. 2019. V. 315. P. 96-106.
  • DOI: 10.1016/j.toxlet.2019.07.026
  • Wu C., Chen X., Cai Y., Zhou X., Xu S., Huang H.,.. & Song J. Risk factors associated with acute respiratory distress syndrome and death in patients with coronavirus disease 2019 pneumonia in Wuhan, China // JAMA internal medicine. 2020.
  • DOI: 10.1001/jamainternmed.2020.0994
  • Скальный А. Микроэлементы: бодрость, здоровье, долголетие. Litres, 2019.
  • Ideraabdullah F. Y., Zeisel S. H. Dietary modulation of the epigenome // Physiological reviews. 2018. V. 98. №2. P. 667-695.
  • DOI: 10.1152/physrev.00010.2017
  • Tiffon C. The impact of nutrition and environmental epigenetics on human health and disease // International journal of molecular sciences. 2018. V. 19. №11. P. 3425.
  • DOI: 10.3390/ijms19113425
  • Singh P. B., Newman A. G. Age reprogramming and epigenetic rejuvenation // Epigenetics & Chromatin. 2018. V. 11. №1.
  • DOI: 10.1186/s13072-018-0244-7
  • Wang H. X., Wang Y. P. Gut microbiota-brain axis // Chinese medical journal. 2016. V. 129. №19. P. 2373.
  • DOI: 10.4103/0366-6999.190667
  • Clarke G., Sandhu K. V., Griffin B. T., Dinan T. G., Cryan J. F., Hyland N. P. Gut reactions: breaking down xenobiotic-microbiome interactions // Pharmacological reviews. 2019. V. 71. №2. P. 198-224.
  • DOI: 10.1124/pr.118.015768
  • Belizário J. E., Napolitano M. Human microbiomes and their roles in dysbiosis, common diseases, and novel therapeutic approaches // Frontiers in microbiology. 2015. V. 6. P. 1050.
  • DOI: 10.3389/fmicb.2015.01050
  • Arboleya S, Watkins C, Stanton C., Ross R. P. Gut Bifidobacteria Populations in Human Health and Aging // Front. Microbiol. 2016. V. 7. P. 1204.
  • DOI: 10.3389/fmicb.2016.01204
  • Laforest-Lapointe I., Arrieta M. C. Patterns of early-life gut microbial colonization during human immune development: an ecological perspective // Frontiers in immunology. 2017. V. 8. P. 788.
  • DOI: 10.3389/fimmu.2017.00788
  • Devaux C. A., Raoult D. The microbiological memory, an epigenetic regulator governing the balance between good health and metabolic disorders // Frontiers in microbiology. 2018. V. 9. P. 1379.
  • DOI: 10.3389/fmicb.2018.01379
  • Serino M. Molecular paths linking metabolic diseases, gut microbiota dysbiosis and enterobacteria infections // Journal of molecular biology. 2018. V. 430. №5. P. 581-590.
  • DOI: 10.1016/j.jmb.2018.01.010
  • Chang C.-S., Kao C.-Y. Current understanding of the gut microbiota shaping mechanisms // Journal of Biomedical Science. 2019. V. 26. №1.
  • DOI: 10.1186/s12929-019-0554-5
  • Marchesi J. R., Adams D. H., Fava F., Hermes G. D., Hirschfield G. M., Hold G.,.. Thomas L. V. The Gut microbiota and host health: a new clinical frontier // Gut. 2016. V. 65. №2. P. 330-339.
  • DOI: 10.1136/gutjnl-2015-309990
  • Chung H. J., Nguyen T. T., Kim H. J., Hong S. T. Gut Microbiota as a missing link between nutrients and traits of human // Frontiers in microbiology. 2018. V. 9. P. 1510.
  • DOI: 10.3389/fmicb.2018.01510
  • Романчук П. И., Волобуев А. Н., Сиротко И. И., Никитин О. Л. Активное долголетие: биофизика генома, нутригеномика, нутригенетика, ревитализация // Самара: Волга-Бизнес. 2013.
  • Kim S. Y., Jin W., Sood A., Montgomery D. W., Grant O. C., Fuster M. M.,.. Linhardt R. J. Characterization of heparin and severe acute respiratory syndrome-related coronavirus 2 (SARS-CoV-2) spike glycoprotein binding interactions // Antiviral research. 2020. P. 104873.
  • DOI: 10.1016/j.antiviral.2020.104873
  • Kwon P. S., Oh H., Kwon S. J., Jin W., Zhang F., Fraser K.,.. Dordick J. S. Sulfated polysaccharides effectively inhibit SARS-CoV-2 in vitro // Cell discovery. 2020. V. 6. №1. P. 1-4.
  • DOI: 10.1038/s41421-020-00192-8
Еще
Статья обзорная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp