Vliv výživy na asthma bronchiale

Astma 2014

Vliv výživy na asthma bronchiale Impact of nutrition on bronchial asthma ZUZANA MATYÁŠOVÁ, TOMÁŠ ROHOVSKÝ

Hornmed s.r.o., Brno

SOUHRN Západní styl života je spojován s komplexními změnami chování a životního prostředí. Dochází i ke změnám ve stravovacích návycích. Snížení antioxidantů, zvýšení omega-6 polynenasycených mastných kyselin (omega-6 PUFA) a snížení omega-3 PUFA ve stravě vede ke zvýšené incidenci astmatu a atopie. Zdá se, že existuje pozitivní vliv dietních opatření (antioxidanty a omega-3 PUFA) na zlepšení astmatu a atopie. Četné studie ukázaly pozitivní korelaci mezi stravou bohatou na omega-3 PUFA a astma, ale existují i studie kontroverzní. Příjem vitamínů − C, E, A, D a stopových prvků – zinek, selen, magnézium, je obecně vzato spojován spíše s pozitivním vlivem na plicní funkce. Konzumace ovoce (např. jablek, hroznů a ořechů) a tzv. středomořského typu diety bohatého na ovoce a zeleninu v předškolním věku vedla u těchto dětí ke snížení výskytu astmatu a pískotů. Naopak jednoznačně špatný vliv na vznik astmatických symptomů a pískotů u dětí má konzumace cukrovinek, cukrářského pečiva a hamburgerů nebo jídel typu tzv. „fast food“. Obezita je výsledkem komplexních interakcí podmíněných genetickými vlohami, potravními návyky, metabolismem a fyzickou aktivitou člověka a je považována za systémový prozánětlivý stav. U obézních jedinců bez známek jiné nemoci je významně zvýšena hladina C-reaktivního proteinu (CRP). V dlouhodobém horizontu reguluje příjem potravy cytokin označovaný jako leptin, tvořený adipocyty. Některé studie ukazují spojitost mezi leptinem a astmatem. Ukazuje se i možný společný genetický základ pro obě choroby – obezitu a asthma bronchiale. Přes některé kontroverzní výsledky rozsáhlých studií se ukazuje důležitost vlivu výživy i na asthma bronchiale. Výživa je jedním z epigenetických faktorů, které se mohou uplatnit v konečném vlivu na vývoji asthma bronchiale u daného jedince. Náš životní styl a prostředí mají vliv na složení a dynamiku naší mikrobiální komunity a následně tak ovlivňují přirozenou i získanou imunitu. Klíčová slova: asthma bronchiale, výživa, epigenetika, obezita, antioxidanty, omega-3 a omega-6 polynenasycené mastné kyseliny, mikrobiota

SUMMARY Westernization of life style is associated with complex behavioral and environmental changes, which leads to the nutritional changes. Low antioxidants, foods rich in omega-6-polyunsaturated fatty acids (PUFA) instead of omega-3-PUFA can be associated with incerased incidence of bronchial asthma and atopy. Observations show a benefit between antioxidants and omega-3-PUFA consumption and improvement of asthma and atopy, however not all studies confirm these results. Dietary antioxidants − vitamin C, E, A, D, zinc, selenium and magnesium are in general associated with lung funcion improvement. Also fruit consumption (e.g. apples, grapes and nuts) and Mediterranean diet rich in fruits and vegetables in preschool-age children lead to asthma and wheezing reduction. On the other hand consumption of candies, industrial pastry, hamburgers and fast food is related with negative effects on asthma symptoms and wheezing in children. Obesity is a result of individual´s genetic factors, nutritional behaviour, metabolism and physical activity and is considered as a proinflammatory condition. In obese adults even without any disease there is an increased serum C-reactive protein (CRP) level. Leptin, produced by adipocytes is a regulator of energy metabolism. Some observations show association between leptin and asthma. There is a possible common genetic background for obesity and bronchial asthma. Epidemiologic studies have reported beneficial association between nutrion (dietary antioxidants and lipids) and parameters of asthma and atopic disease. Nutrition is one of the epigenetic factors with possible influenece on individual´s asthma condition. Our life-style and environment have a continous effect on the compostion and dynamics of our microbial communities, and on the innate and adaptive immunity as a result. Key words: bronchial asthma, nutrition, epigenetics, obesity, antioxidants, omega-3 and omega-6 polyunsaturated fatty acids, microbiota

Astma řadíme mezi choroby s polygenní dědičností. Vlivy prostředí ovlivňují expresi genů a manifestaci nemoci. Opakovaná expozice plodu malnutrici byla spojena s větším rizikem zdravotních problémů v dospělosti. Tímto epigenetickým mechanismem může ovlivnit také výživa a dieta vznik astmatu (31).

Alergie Supplementum 1/2014

Asthma bronchiale a výživa Tzv. západní styl života je spojován s komplexními změnami chování a životního prostředí, což vede k předpokladu, že dochází i ke změnám ve stravovacích návycích a následně ke zvýšení incidence a prevalence astmatu a atopie (20).

37

Astma 2014 Existuje hypotéza, že snížení antioxidantů (ovoce, zeleniny), zvýšení omega-6 PUFA (margariny, rostlinné oleje) a snížení omega-3 PUFA (rybí olej) ve stravě vede ke zvýšené incidenci astmatu a atopie. Epidemiologické studie zahrnující jak děti, tak dospělé, ukazují přínos mezi dietními opatřeními (zvýšená konzumace antioxidantů a snížení omega-6 PUFA) a zlepšením astmatu a atopie (20).

Vliv mateřské diety, diety v časném dětství a kojení na astma a mikrobiotu Vývoj imunitního systému, stejně tak jako rozvoj bronchiálního astmatu a alergie, může být ovlivněn různými faktory prostředí: např. prenatálním stresem a stresem v raném dětství, znečištěním vzduchu uvnitř budov i mimo ně (tzv. „indoor“ a „outdoor air pollution“) a výživou (vitamín D a středomořský typ diety mohou mít ochranný vliv proti alergickým onemocněním). Nové studie jsou však stále častěji zaměřovány také na vlivy prostředí na střevní mikrobiotu dítěte. Mikrobiota je považována za klíčový faktor pro rozvoj imunitního systému (32). Na střevní mikroflóru má vliv způsob osídlení, dieta dítěte a užívání antibiotik – faktory, které jsou také spojeny s asthma bronchiale a alergiemi (32). Mikrobiota zásadně ovlivňuje zrání a aktivitu imunitního systému. Na hostitele má mikrobiota jednak přímý vliv (např. cestou aktivace PRR receptoru – pattern-recognition receptor), nebo ho ovlivňuje svými metabolity (např. tvorbou mastných kyselin s krátkým řetězcem, tzv. SCFA − short chain fatty acid). Ne všechny druhy mikrobů jsou stejně účinné. Dietní faktory mohou významně ovlivnit tvorbu imunoregulačních metabolitů (22). Ochranný vliv určitých bakteriálních kmenů zahrnuje interakce s epiteliálními buňkami, dendritickými buňkami a T-lymfocyty. Přehledový článek zahrnující 13 placebem kontrolovaných studií ukazuje, že některé mikroby budou významné, pokud budou podány v raném věku. U vysoce rizikových atopických dětí, které dostaly Lactobacillus rhamnosus GG se objevila atopická dermatitida během prvních 2 let života signifikantně méně často. Preventivní prenatální podávání Lactobacillus rhamnosus GG však atopickou dermatitidu neovlivnilo (22,7,11).V posledních letech ukázaly četné studie na možný vztah mezi dětským astmatem a výživou matky během těhotenství a dietou v raném dětství (52,3,40,45,16,4). Barker et al. (1990) uvádí, že dieta matky je potencionálně významným faktorem pro vývoj dýchacích cest plodu a jeho imunitního systému. Výživa během těhotenství ovlivňuje diferenciaci Th-lymfocytů směrem k Th2 a zajišťuje normální vývoj dýchacích cest plodu. Dvě nezávislé studie s dietou matky v těhotenství s antioxidanty – vitamín E, C, zinek – ukázaly opačné vlivy na pískoty (31). Studie, kde byl podáván selen dvěma tisícům těhotných žen, ukázaly pozitivní výsledky na pískoty u dětí, ale tento vliv trval pouze do 5 let věku. Stejně tak byly provedeny četné studie s cílem zjistit vliv příjmu PUFA v mateřské dietě na symptomy a prevalenci astmatu u dětí. Jedna ze studií, kde byly během těhotenství konzumovány tučné ryby, ukazuje na protektivní vliv této diety na astma u dětí, a to

38

zejména u matek, které byly samy astmatičky (43). Dlouhodobější sledování však neukázala žádnou souvislost mezi konzumací ryb matkou a ovlivněním astmatu u dětí (54). Nebyla zjištěna ani spojitost mezi mateřskou konzumací zeleniny, vajec a mléčných výrobků a ovlivněním astmatu u dětí. Existují hypotézy naznačující možný vliv příjmu vitamínu D v dietě matky během těhotenství na astma a pískoty. Tyto hypotézy předpokládají, že by zvýšený příjem vitamínu D v mateřské dietě mohl snižovat riziko pískotů a ostatních symptomů astmatu (20,21). K potvrzení těchto hypotéz však budou nutné další studie. Existuje i studie kontroverzní (38). Dle WHO je mateřské mléko považováno za zlatý nutriční standard u dětí (28). Výlučné kojení v délce minimálně 4 měsíce a více snižuje riziko astmatu u dětí do 4 let věku (31,34). Existují i kontroverzní studie, které pozitivní vliv kojení na astma nepotvrzují (31). Mateřské mléko je optimálním zdrojem polynenasycených mastných kyselin v kritických časných údobích postnatálního vývoje člověka (33). Mateřské mléko obsahuje mnoho imunomodulačních prvků včetně oligosacharidů, které mají prebiotický efekt. Studie na zvířatech i lidech ukazují, že oligosacharidy mají preventivní vliv na rozvoj atopické dermatitidy, potravinové alergie a alergického astmatu (28). Mechanismus účinku oligosacharidů na imunitu je pravděpodobně: 1. nepřímý − ovlivněním střevní mikrobioty, 2. přímý − na mikrobiotě nezávislým vlivem na imunitní buňky (ovlivněním T-regulačních lymfocytů a následným snížením Th2-mediované alergické reakce), 3. kombinací obou způsobů (28).

Ovoce Nízký příjem ovoce byl spojován s vyšším výskytem astmatu v Norwich, ve Velké Británii (41). Studie potvrzují pozitivní spojitost mezi konzumací ovoce a astmatem, plicními funkcemi a respiračními symptomy (20). Zlepšení plicních funkcí bylo dáno do souvislosti nikoliv s průměrným množstvím konzumovaného ovoce, ale se změnou jídelníčku ve smyslu pravidelné konzumace ovoce. Pozitivní efekt konzumace jablek byl spojován s některými typy flavonoidů (např. antokyanin a floridzin) (20).

Hamburgery a tzv. fast food versus středomořská dieta Současná výživa obsahuje potraviny, které jsou zpracovávány, upravovány, skladovány a převáženy na velké vzdálenosti. Trendem je konzumace potravin s vysokým obsahem cukrů a nasycených tuků (např. hamburgery a limonády...) (24). Na druhé straně je tradiční strava, produkovaná a prodávaná lokálně a konzumovaná krátce po sklizni. Středomořský typ diety je výživovým vzorem typickým pro oblasti s produkcí oliv v regionu kolem Středozemního moře. Tato dieta je chudá na nasycené mastné kyseliny, bohatá na uhlohydráty, vlákninu, antioxidanty, má vysoký obsah mononasycených mastných


Astma 2014

Získaná imunita

• SLIT • SIT

• • • •

zdravá výživa probiotika cvičení pobyt v přírodě

• specifická • paměť • antigenně specifické receptory

T-lymf B-lymf NKT

NK

dendrit. buňky, makrofágy, monocyty, neutrofily, žírné buňky, eozinofily, bazofily

Vrozená imunita • nespecifická • bez imunologické paměti • receptory přirozené imunity

Obr. 1: Vlivy podílející se na navození imunologické tolerance. (Spolupodíl cvičení, výživy, probiotik, pobytu v přírodě, mechanismů vrozené a získané imunity, SLIT – specifické sublinguální terapie, SIT − specifická imunoterapie, NK a NK-T buňky sdílející charakteristiky jak vrozené, tak získané imunity.) (Podle Haahtela T et al. The biodiversity hypothesis and allergic disease: world allergy organization position statement. World Allergy Org. J. 2013;6:3.)

kyselin a n-3 polynenasycených mastných kyselin (PUFA), které jsou obsaženy v olivovém oleji a v některých rybách. Středomořská dieta obsahuje také celozrnné obiloviny bohaté na vitamín D, ovoce a zeleninu bohatou na vitamíny C, E, karotenoidy, selen a flavonoidy (24). Pozitivní vliv středomořské diety by mohl brzdit rozvoj asthma bronchiale potlačením oxidativního stresu (24). Studie, které zjišťovaly vliv stravy (hamburgery, tzv. jídlo s sebou − „take-away food“ anebo středomořský typ diety) na prevalenci astmatu, ukazují, že konzumace hamburgerů u dětí v Hastings na Novém Zélandu byla spojena se zhoršením symptomů astmatu (31). Stejný vliv na bronchiální hyperreaktivitu měla i konzumace tzv. jídla s sebou (31). Naopak konzumace středomořské diety byla navržena jako typ stravování, který by mohl vést k nižšímu riziku vzniku astmatu. Studie ISAAC potvrzuje nižší prevalenci astmatu ve Středomoří a dieta by mohla být možnou proměnnou, která se na příčině nižší prevalence ve Středomoří může podílet (31,14). Také metaanalýza dat i dalších provedených studií ukázala, že příklon k středomořskému typu diety v dětství je ochranným faktorem pro přítomnost bronchiálního astmatu (24,5,15,19,23,39,14,17,46). Tyto výsledky však vycházejí zejména z oblastí kolem Středozemního moře. V dalších studiích je třeba zaměřit se na možné odlišnosti v různých geografických oblastech (24). V literatuře se objevuje také pojem baltická dieta, vzhledem k tomu, že v některých zemích je přijetí středomořského typu diety obtížné. Stejně jako středomořská dieta, obsahuje baltická dieta ovoce a bobule, zeleninu, obiloviny, podobný poměr PUFA a SFA (mastné kyseliny s krátkým řetězcem), nízkotučné mléko, ryby, červené maso, alkohol a podobný je také celkový obsah tuků (26,29). Tento typ diety, zejména obiloviny a lehká konzumace alkoholu, je pravděpodobně spojena s nižším výskytem abdominální obezity (29).

Hypotéza biodiverzity Biodiverzita je rozdílnost živých organismů v rámci druhů, mezi druhy a v ekosystému. Hypotéza biodiverzity


říká, že nárůst populace a urbanizace vede ke ztrátě biodiverzity (narušení makrobioty i mikrobioty), k narušení lidské mikrobioty (dysbióza), k dysfunkci imunity (zhoršení imunologické tolerance), k zánětu a nakonec ke klinické nemoci. Ztráta biodiverzity je důsledkem industrializace, znečistění a užívání chemikálií, což ovlivňuje životní prostředí včetně mikroorganismů. Klimatické změny vedou ke zvýšené koncentraci aeroalergenů (pyly, spory plísní), dřívějšímu začátku pylové sezóny, zvýšené alergenicitě pylů a změně v pylové koncentraci v ovzduší. To má negativní vliv na alergická onemocnění (26). Poškození ve složení střevní, ale i kožní mikrobioty je spojeno s celou řadou zánětlivých onemocnění včetně asthma bronchiale, alergie, nespecifických střevních zánětů, diabetu 1. typu a obezity (26). V synergii s dysbiózou střevní flóry může působit omezená fyzická aktivita člověka a západní dieta chudá na čerstvé ovoce a zeleninu. Poslední studie ukazují na příznivé působení zeleně (parky, lesy) na lidské zdraví (26), stejně tak i pozitivní vliv pohybu v přírodě (tzv. „green exercise“) na fyzické i duševní zdraví (26). Kombinace urbanizace, ztráty biodiverzity a sedavého způsobu života uvnitř budov je hlavním faktorem vedoucím k mikrobiální deprivaci (26). Mikrobiota je považována za velmi aktivního a důležitého účastníka v tvorbě a udržování bariérové funkce a imunologické tolerance (26). V mechanismu údržby integrity tkáně a homeostázy se uplatňuje hlavně signalizace přes receptory přirozené imunity (toll-like receptory a ostatní pattern-recognizing molekuly). Mikrobiální rozmanitost kůže je podobná jako ve střevě a je rovněž součástí imunitního systému. Na mikroflóru mají vliv zejména antibiotika, a ta ji mohou ovlivnit dlouhodobě. Jeden týden antibiotické kúry může ovlivnit střevní mikroflóru až na 3 roky (26). Nedávný systematický přehled ukázal, že antibiotika v těhotenství nebo prvním roce života mohou lehce zvýšit riziko astmatu (26). Náš životní styl a prostředí mají vliv na složení a dynamiku naší mikrobiální komunity a následně tak ovlivňují přirozenou i získanou imunitu (obr. 1). Mikrobiota

39

Astma 2014

Obr. 2: Vzájemná komunikace mezi třemi buněčnými DNA kompartmenty určuje přežití člověka. (Podle Haahtela T et al. The biodiversity hypothesis and allergic disease: world allergy organization position statement. World Allergy Org. J. 2013;6:3.)

vlastně tvoří bariérovou DNA mezi DNA člověka a DNA okolního prostředí (26) (obr. 2).

Antioxidační a lipidová hypotéza V r. 1994 uvedli Seaton et al. hypotézu, že změny v dietě v tzv. „západním“ stylu života jsou zodpovědné za nárůst prevalence astmatu (20,31). Ve Velké Británii byl pozorován nárůst astmatu, přičemž ale zároveň docházelo ke zlepšení znečištění ovzduší a také se podařilo snížit kuřáctví a zároveň byla zaznamenána snížená konzumace zeleniny, hlavně brambor a čerstvé zeleniny. Nabízí se tedy hypotéza, že snížením antioxidantů v potravě se zvýšila vnímavost populace k vnějším vlivům, což je podpořeno i nárůstem alergie v populaci, při zachované koncentraci pylových zrn v ovzduší (48,20). Hypotéza předpokládá, že snížená obranyschopnost dýchacích cest (při sníženém příjmu antioxidantů) a jejich zvýšená vnímavost k působení oxidantů, které dýchací cesty poškozují, rezultuje v zánět dýchacích cest a astma. Podle teorie Blacka a Sharpa z r. 1997 souvisí narůst astmatu a atopie s dietními změnami týkajícími se změny v příjmu tuků (9,20,31). V průmyslově vyspělých zemích bylo ve snaze snížit onemocnění koronárních tepen doporučeno snížení nasycených tuků (máslo a slanina), což vedlo ke zvýšené konzumaci omega-6 PUFA přítomných v margarínech a rostlinných olejích, dále došlo ke snížení konzumace rybích tuků (čerstvý tuňák, slaneček, makrela, pstruh, losos) nebo produktů z ryb (tresčí játra) bohatých na omega-3 PUFA, eikosapentaenovou kyselinu (EPA) a dokosahexaenovou kyselinu (DHA), což mohlo vést k nárůstu astmatu a atopie (20). Black a Sharpe předpokládají, že zvýšený příjem omega-6 linolové kyseliny (nejběžnější kyselina přijímaná v potravě) vede ke zvýšené produkci kyseliny arachidonové a prostaglandinu E2 s následnou převahou v Th2 odpovědi, astmatu a atopii. Naopak zvýšený příjem omega-3 linolenové kyseliny, EPA a DHA vede k redukci produkce kyseliny arachidonové a PGE2. Jak omega-6, tak omega-3 PUFA

40

mohou ovlivňovat funkci T-lymfocytů přímo působením na fluiditu jejich buněčné membrány, buněčnou signalizaci a transkripci genů (20). Četné studie ukázaly pozitivní korelaci mezi stravou bohatou na omega-3 PUFA a astma, ale existují i kontroverzní studie stran hladiny PUFA a pískotů (31).

Vitamíny Obecně lze říci, že většina studií ukazuje na přínos vitamínu C ve stravě s ohledem na plicní funkce, menší počet na přínos vitamínu C ve vztahu ke zlepšení astmatu a jen zcela mizivé procento studií ukazuje spojitost s atopickými chorobami (20,31). Vitamín C, beta-karoten, magnézium a selen jsou spojovány s redukcí prevalence astmatu (31,13,41) a mohou být součástí prevence nebo omezovat zánětlivou odpověď v dýchacích cestách redukcí kyslíkových radikálů a inhibicí peroxidace lipidů (31,13,41). Byl popsán pozitivní vliv příjmu vitamínu C v potravě na hodnotu FEV1 u dospělých. Příjem vitamínu C byl spojen s menším výskytem astmatu a symptomů pískotů u dospělých i u dětí (10,20). Na druhé straně některé metaanalýzy ukazují, že příjem antioxidantů ve stravě, jako je vitamín C nebo E nebo beta-karoteny, neovlivňují signifikantně riziko astmatu (31). Opakovaně byl prokázán pozitivní vliv vitamínu E ve stravě na ventilační funkce (zlepšení FEV1) (47) a v některých studiích také pozitivní vliv na astma a atopii (10). Vitamín A obsahuje retinol a více než 600 karotenoidů, z nichž mnoho má silnou antioxidační aktivitu (beta-karoten, beta-kryptoxanthin, lutein-zeaxanthin a lykopen). Byla zjištěna pozitivní souvislost mezi karotenoidy a plicními funkcemi, diagnostikovaným astmatem a respiračními symptomy (20, 27, 47). Vitamín D je přijímán do organismu stravou (tučné ryby, olej z rybích jater, žloutek, potraviny fortifikované vitamínem D a potravinové doplňky) a jeho účinná forma vzniká působením slunečního záření. Nedostatek


Astma 2014 vitamínu D ve stravě byl donedávna považován za vyřešený, neboť dochází k fortifikaci stravy vitamínem D a již se nepotkáváme s diagnózou křivice (36). V současnosti dochází ke „znovuobjevení“ deficitu vitamínu D, který se zdá být příčinou mnoha nemocí. Nedostatek vitamínu D a asthma bronchiale mají společné rizikové faktory a těmi jsou, dle studie Paula Grace, afroamerické etnikum, bydlení ve městech a obezita (42). Litonjua a Weiss vytvořili hypotézu, že deficit vitamínu D může zvýšit incidenci astmatu u dětí (35,53). Tuto hypotézu následovalo zjištění, že gen pro receptor pro vitamín D (tzv. VDR – vitamín D receptor) je spojován s astmatem. Bylo zjištěno, že vitamín D ovlivňuje funkci T-regulačních lymfocytů a produkci interleukinu-10, což může zvýšit terapeutickou odpověď na glukokortikoidy u pacientů s asthma bronchiale rezistentním na steroidy (25). Vitamín D a normálně fungující receptor pro vitamín D jsou důležité pro normální funkci imunitního systému (44). Vitamín D má významné imunomodulační funkce vlivem na T-regulační lymfocyty. Receptory pro vitamín D byly objeveny na řadě imunitních buněk, od T-lymfocytů až po dendritické buňky, které mají určité místo v patogenezi bronchiálního astmatu (31). Vitamín D se v rámci mechanismů vrozené imunity významně podílí na produkci antimikrobiálních peptidů – zejména cathelicidnu (hCAP-18 – human cathelicidin antimicrobial peptide). Nedostatek vitamínu D má významnou úlohu v patogenezi onemocnění nejen respiračního traktu (asthma bronchiale), kůže (atop.ekzém) a střev (Crohnova nemoc), ale jeho nedostatek je spojován s celou řadou autoimunitních nemocí, jako je roztroušená skleróza, inzulín dependentní diabetes mellitus, systémový lupus erythematodes a revmatoidní artritida (12,25)

Stopové prvky Selen je stopový prvek, který se do organismu dostává z rostlin. Je důležitým antioxidantem, hlavně proto, že je součástí glutathion peroxidázy, což je klíčový enzym v obraně proti poškození kyslíkovými radikály. Zvýšení hladiny selenu vedlo k 10% redukci prevalence astmatu. I ve studii s dospělými bylo zvýšení hladiny selenu spojeno se zlepšením FEV1 (20). Vliv magnézia na hladkou svalovinu bronchů není zcela jasný. Nízký příjem magnézia koreloval se sníženými plicními funkcemi u dětí (31). Intravenózní podání magnézia je doporučováno v akutním schématu managementu akutní exacerbace astmatu na mnoha odděleních urgentní medicíny/pohotovosti (6).

Asthma bronchiale a leptin Leptin je hormon, který je produkován adipocyty. Hladina leptinu koresponduje s množstvím energie uložené v tukové tkáni. Leptin hraje důležitou roli v regulaci neuroendokrinní a energetické homeostázy a dalších na energii závislých fyziologických pochodech, jako je reprodukce, hemopoéza a angiogeneze. Leptin je produkován zejména tukovou tkání, která je přítomna jak v primárních, tak v sekundárních lymfatických orgánech


a má zde důležitou metabolickou a imunomodulační úlohu (37). Obezita a stav hyperleptinémie je považována za chronický zánětlivý stav spojený s progresivní infiltrací tukové tkáně makrofágy, které secernují prozánětlivé cytokiny (TNF-alfa, IL-1beta a IL-6). Prozánětlivé cytokiny stimulují adipocyty k další produkci leptinu a prozánětlivých cytokinů jako TNF-alfa (49). Leptin je důležitý pro normální vývoj plic, kde je hlavním mediátorem pro diferenciaci lipofibroblastů v normální fibroblasty a pro syntézu fosfolipidů plicního surfaktantu. Obézní myši, s geneticky daným deficitem pro leptin (tzv. ob/ob myši), mají závažné plicní hypoplázie (8). Ukazuje se, že infuze leptinu vedla ke zvýšení sérových hladin leptinu a byla spojena s hyperreaktivitou dýchacích cest a zvýšením hladiny IgE v séru. Prospektivní studie ukazují nárůst incidence a prevalence astmatu u obézních pacientů, přestože BMI se nejeví jako signifikantní parametr pro tíži astmatu (8). Vztah mezi obezitou a změněnou zánětlivou odpovědí dýchacích cest nemůže být pravděpodobně přisouzen pouze leptinu.

Astma a obezita Fakt, že má obezita vliv na plicní funkce, je znám již přes 50 let. Fyziologické studie totiž ukazují její mechanický vliv na respirační systém, aniž by docházelo ke vzniku fyziologických změn běžně pozorovaných u astmatu (18,30). Obezita snižuje poddajnost („complianci“) respiračního systému, plicní objemy a průměr periferních dýchacích cest a zároveň zvyšuje reaktivitu dýchacích cest, negativně ovlivňuje krevní objem plic a ventilačně-perfuzní poměr (8,1). Poddajnost respiračního systému je zhoršena třemi faktory: nadměrná váha měkkých tkání komprimuje hrudní koš, tuková tkáň infiltruje hrudní stěnu a dochází ke zvýšení objemu krve v plicích, to vše zvyšuje nároky organismu na kyslík při dýchání a vede k subjektivnímu zvýšení dušnosti. Obezita pak vede k redukci FEV1 i FVC. Zhubnutí je následováno významným zlepšením ERV, FRC, celkové kapacity plic, RV a zlepšenou funkcí respiračních svalů (8) (obr. 3).

Obezita – příčina nebo důsledek dlouhodobé zánětlivé reakce? Obezita je výsledkem komplexních interakcí podmíněných genetickými vlohami, potravními návyky, metabolismem a fyzickou aktivitou člověka (33). Obezita je považována za systémový prozánětlivý stav (obr. 4). U obézních jedinců bez známek jiné nemoci je významně zvýšena hladina C-reaktivního proteinu (CRP). CRP je tvořen v játrech po stimulaci prozánětlivými cytokiny, zvláště IL-6. Vyšší BMI koreluje s vyšší hladinou CRP. Nejvýznamnější cytokin, který stimuluje tvorbu CRP v hepatocytech, je IL-6, který je tvořen adipocyty. U obézních je také zvýšena hladina TNF-alfa a solubilních forem receptorů pro TNF-alfa (sTNFRI

41

Astma 2014

Obr. 3: Vliv obezity na plicní funkce. (Podle Beuther DA et al. Obesity and asthma. Am J Respir Crit Care Med 2006;174:112-119.)

a sTNFRII). Zda toto prostředí může nebo nemůže modulovat zánět dýchacích cest, ovlivňovat fyziologické funkce plic a zda tento stav vede k astmatu, bude muset být ještě objasněno (8). Poslední dobou se mnoho autorských prací zabývá právě vztahem mezi obezitou a astmatem. Je složité pochopit, zda astma způsobuje obezitu, nebo je jejím důsledkem. Nedávné výzkumy ukazují na možný společný genetický základ pro obě choroby. Ve vyspělých zemích a USA se poslední dobou zvyšuje prevalence obezity nejen v dětském věku, ale i u dospělých (2,8). Existuje řada studií, které podporují spojitost mezi astmatem a obezitou (2,8,50). Na druhou stranu existuje řada studií kontroverzních (51,8). Ahmad et al. referují data z databáze Národního dohledu na Zdraví dítěte v USA (NSCH − National Survey of Children Health), kde byla statisticky zpracována data z let 2003−2004, kde byla dána do souvislosti a párově statisticky zpracována data týkající se dětské obezity, astmatu, kouření, sociální úrovně (chudoba), vzdělání rodičů a rasy a do srovnání byla zahrnuta i přítomnost/nepřítomnost obou rodičů v domácnosti při výchově a existence zdravotního pojištění v rodině. Byla zjištěna větší pravděpodobnost astmatu u obézních dětí než u neobézních, ale tato spojitost nebyla potvrzena ve věkové skupině 0−6 let. Větší pravděpodobnost diagnózy astmatu byla také zjištěna u mužského pohlaví, a to ve všech třech věkových skupinách, a to tím pravděpodobněji, čím mladší bylo dítě. Afroameričané měli také vyšší prevalenci astmatu než kavkazská a hispánská populace. Každé čtvrté dítě bylo obézní a každé osmé mělo astma (2). Americká národní databáze ukazuje, že existuje výrazná spojitost mezi dětskou obezitou a astmatem, a to více u chlapců a dětí afroamerického původu (ve srovnání

42

s kavkazskou populací), zatímco ostatní vlivy na astma, jako je chudoba, pokrytí zdravotním pojištěním a kouření v domácnosti, závisí na věku dítěte. Většina prospektivních dat ukazuje, že obezita je rizikovým faktorem vzniku nově diagnostikovaného astmatu, a to v závislosti na zvyšujícím se BMI, a ve většině studií je tato závislost vyšší u žen než u mužů, existují i názory opačné (8). Příčina heterogenních výsledků spočívá asi v tom, že není zcela adekvátní měření míry adipozity u dětí oproti ženám a mužům, protože existují rozdíly mezi množstvím svalové hmoty, rozvojem plic, růstem, existuje rozdíl mezi hladinou pohlavních hormonů před pubertou a po pubertě. Přestože nebyla spojitost mezi BMI a astmatem ve skupině dětí do 6 let, rozvoj obezity ve věku mezi 6−11 rokem byl spojen se 7× větším rizikem nově vzniklých symptomů astmatu a souvislost byla silnější u dívek, u nichž začala puberta před 11 rokem. U dospělých postmenopauzálních žen byla substituční hormonální terapie estrogenem spojována se zvýšeným rizikem astmatu. Existují práce ukazující, že souvislost BMI a tíže astmatu je větší u žen s časným nástupem menarche než u žen bez časného nástupu menarche. Estrogen může hrát roli v ovlivňování astmatu, tím, že modifikuje zánětlivou odpověď ve prospěch Th2 odpovědi (8). Adeniyi Fb. et al. publikoval v roce 2012 data ze čtyř studií, kde bylo zahrnuto celkem 197 pacientů z Brazílie, Finska, Mexika a Austrálie, s cílem zjistit, zda opatření vedoucí k redukci váhy (nízkokalorická dieta, fyzická aktivita a léky ke snížení hmotnosti) vedou ke zlepšení kontroly astmatu a snížení hmotnosti. Ve srovnání s kontrolní skupinou vedla daná opatření ke snížení hmotnosti, zlepšení symptomů, snížení potřeby úlevové léčby a zlepšení některých parametrů


Astma 2014

Obr. 4: Obezita – systémový prozánětlivý stav. (Podle Beuther DA et al. Obesity and asthma. Am J Respir Crit Care Med 2006;174:112-119.)

plicních funkcí (FEV1, FVC a ERV) (1). Je potřeba dalších zejména dětských studií a studií s adolescenty, také déletrvajících studií hodnotících, zda zlepšení přetrvává v čase, a studie v zemích, jako je Afrika (1).

Vliv pohybu a diety na obezitu a zánět Poškozující zánětlivý proces související s obezitou je možno pozitivně modifikovat pohybovou aktivitou. U osoby, které cvičí 2,5 hodiny týdně, se zvyšuje schopnost mononukleárních buněk tvořit IL-4, IL-10 a TGF-beta. Cvičení zesiluje aktivitu superoxid dismutázy. Redukce nadváhy dietou s velmi nízkým kalorickým obsahem výrazně snižuje hladinu IL-6 v krvi i tukových tkáních. Statiny (inhibitory 3-hydroxy-3-methylglutaryl-CoA reduktázy) zesilují aktivitu endotelové eNO syntázy a inhibují tvorbu prozánětlivých cytokinů a CRP (33). 12týdenní program cvičení třikrát týdně signifikantně zlepšil počet a funkci regulační T-lymfocytů (26).

Výlučné kojení v délce minimálně 4 měsíce a více snižuje riziko astmatu u dětí do 4 let (31,34). Mateřské mléko je optimálním zdrojem polynenasycených mastných kyselin v kritických časných údobích postnatálního vývoje člověka (33) a je pro děti zlatým nutričním standardem (28). Naopak jednoznačně špatný vliv na vznik astmatických symptomů a pískotů u dětí má konzumace cukrovinek, cukrářského pečiva a hamburgerů nebo jídel typu tzv. „fast food“. Způsob výživy je podstatný již in utero, kde se projevuje jako epigenetický faktor, který může ovlivnit vznik astmatu a vine se celým životem, ať již jde o výživu matky, kojení nebo celoživotní konzumaci dostatečného množství antioxidantů, vitamínů, stopových prvků a správné volby polynenasycených mastných kyselin ve prospěch omega-3. Výše uvedená dieta s dostatečným cvičením je nejen prevencí obezity, ale má i společně s fyzickou aktivitou možný přímý imunomodulační účinek. Pozitivní a negativní vlivy na asthma bronchiale shrnuje tabulka č. 1.

Závěr Tab. 1: Pozitivní a negativní vlivy na asthma bronchiale

Zvýšený příjem antioxidantů v potravě v podobě ovoce a zeleniny (např. jablek, hroznů a ořechů) a stejně tak konzumace tzv. středomořského typu diety vede ke zlepšení obezity i astmatu (52). Pozitivní vliv má pravděpodobně konzumace omega-3 PUFA mastných kyselin (rybí tuk, čerstvý tuňák, slaneček, makrela, pstruh, losos nebo produkty z ryb, např. tresčí játra) a naopak snížení konzumace stravy bohaté na omega-6 PUFA (oleje, margaríny) (31). Příjem vitamínů C, E, A, D a stopových prvků – zinek, selen, magnézium, jsou obecně vzato spojovány spíše s pozitivním vlivem na plicní funkce (31).


výživa

pozitivní vlivy

negativní vlivy

středomořský typ výživy

cukrovinky

ovoce

cukrářské pečivo

zelenina

hamburgery a FAST FOOD

omega-3-PUFA

omega-6-PUFA

ryby

margariny, olej

vitamíny CEAD stopové prvky Zn, Se, Mg kojení pohyb

43

Astma 2014 Náš životní styl a prostředí mají vliv na složení a dynamiku naší mikrobiální komunity a následně tak ovlivňují přirozenou i získanou imunitu (26). Mechanismus účinku výživy na výskyt zánětlivých chorob (tedy i bronchiálního astmatu) je nejpravděpodobněji zprostředkován změnami ve složení střevní mikrobioty, která se uplatňuje při udržení homeostázy na sliznicích. Lze říci, že jistě existuje spojitost mezi výživou, obezitou a astmatem, ale budeme muset tuto spojitost ještě dále podrobně zkoumat a bude se ještě muset provést celá řada dalších studií, fenotypizovaných a rozdělených na pacienty s obezitou a bez obezity a s astmatem, abychom prokázali, které fyziologické a zánětlivé fenotypy jsou modifikovány obezitou, u koho budou důležité komorbidity jako gastroezofageální refluxní nemoc a syndrom spánkové apnoe. Je potřeba dalších pokusů na zvířecích modelech a hledání souvislostí s prostředím (alergeny, infekce), pohlavními hormony, výživou, mikrobiotou, cvičením atd. V neposlední řadě jsou důležité výzkumy genetického pozadí konkrétních astmatických fenotypů (8).

LITERATURA 1. Adeniyi FB, Young T. Weight loss interventions for chronic asthma. Cochrane Database Syst Rev.2012;Issue 7. 2. Ahmad N, Biswas S, Bae S, Meador KES, Huang R, Sinhg KP. Association between obesity and asthma in US children and adolescents, Journal of Asthma 2009;46:642-646. 3. Allan K, Devereux G. Diet and asthma: nutrition implications from prevention to treatment. J Am Diet Assoc 2011;111:258-68. 4. Allan K, Kelly FJ, Devereux G. Antioxidants and allergic disease: a case of too little or too much? Clin Exp Allergy.2010;40:370-80. 5. Arvaniti F, Priftis KN, Papdimitriou A et al. Adherence to the Mediterranean type of diet is associated with lower prevalence of asthma symptoms, among 10-12 years old children: the PANACEA study. Pediatr Allergy Immunol 2011;22:283-9. 6. Beasley R, Aldington S. Magnesium in the treatment of asthma. Curr Opin Allergy Clin Immunol 2007;7(1):107-110. 7. Betsi GI, Papadavid E, Falagas ME. Probiotics for the treatment or prevention of atopic dermatitis: a review of the evidence from randomized controlled trials. Am J Clin Dermatol 2008;9:93-103. 8. Beuther DA, Weiss ST, Sutherland ER. Obesity and asthma. Am J Respir Crit Care Med 2006;174:112-119. 9. Black PN, Sharpe S. Dietary fat and asthma: is there a connection? Eur Respir J 1997;10:6-12. 10. Bodner C, Godden D, Little J, Ross S, Brown K, Seaton A. Antioxidant intake and adult-onset wheeze:a case-control study. Eur Respir J 1999;13:22-30. 11. Boyle RJ, Ismail IH, Kivivuori S, Licciardi PV, Robins-Browne RM, Mah LJ et al. Lactobacillus GG treatment during pregnancy for prevention of eczema: a randomized controlled trial. Allery 2011;66:509-516. 12. Bratley J. Vitamin D:emerging roles in infection and immunity. Expert Rev Anti Infect Ther 2010 Dec:, 8(12):1359-69. 13. Burns JS, Dockery DW, Neas LM, Schwartz J, Coull BA, Raizenne, M, Speizer FE. Low dietary nutrient intakes and respiratory health in adolescents. Chest 2007, 132(I):238-245.

44

14. Castro-Rodriguez JA, Garcia-Marcos L, Alfonseda Rojas JD, Valverde-Molina J, Sanchez-Solis M. Mediterranean diet as a protective factor for weezing in preschool children. J Pediatr 2008;152(6):823-828. 15. Chatzi L, Apostolaki G, Bibakis I et al. Protective effects of fruits, vegetables and the Mediterrean diet on asthma and allergies among children in Crete. Thorax 2007;62:677-83. 16. Chatzi L, Kogevinas M. Prenatal and childhood Mediterranean diet and the development of asthma and allergies in children. Public Health Nutr. 2009;12:1629-34. 17. Chatzi L, Torrent M, Romieu I et al. Mediterranean diet in pregnancy is protective for wheeze and atopy in childhood. Thorax 2008;63:507-13. 18. Cherniack RM. Respiratory Effects of obesity. Can Med Assoc J.1959 April 15; 80(8): 613-616. 19. De Batlle J, Garcia-Aymerich J, Barraza-Villarreal A, Anto JM, Romieu I. Mediterranean diets is associated with reduced asthma and rhinitis in Mexican children. Allergy 2008;63:1310-16. 20. Devereux G, Seaton A. Diet as a risk factor atopy and asthma. J Allergy Clin Immunol 2005;115(6):1109-1117. 21. Devereux G, Litonjua AA, Turner SW, Craig LC, McNeill G, Martindale S, Helms PJ, Seaton A, Weiss ST. Maternal vitamin D intake during pregnancy and early childhood wheezing. Am J Clin Nutr 2007;85(3):853-859. 22. Frei R, Lauener RP, Crameri R, O`Mahony L. Microbiota and dietary interactions – an updateto the hygiene hypothesis? Allergy 2012; 67: 451-461. 23. Garcia-Marcos L, Canfalnca IM, Garrido JB et al. Relationship of asthma and rhinoconjunctivitis with obesity, exercise and Mediterranean diet in Spanish schoolchildren. Thorax 2007;62:503-8. 24. Garcia-Marcos L, Castro-Rodriguez JA, Weinmayr G, Panagiotakos DB, Priftis KN. Influence of Mediterranean diet on asthma in children: A systematic review and meta-analysis. Pediatr Allergy Immunol 2013;24:330-8. 25. Ginde AA, Mansbach JM, Camargo CA Jr. Vitamin D, respiratory infections , and asthma. Curr Allergy Asthma Rep. 2009 Jan;9(1):81-7. 26. Haahtela T, Holgate S, Pawankar R, Cezmi AA, Benjaponpitak S, Caraballo L, Demain J, Portnoy J, Leena von Hertzen and WAO Special Committee on Climate Change. The biodiversity hypothesis and allergic disease:world allergy organization position statement. World Allergy Org. J. 2013;6:3. 27. Harik-Khan RI, Muller DC, Wise RA. serum vitamin levels and the risk of asthma in children. AM J Epidemiol 2004;159:351-357. 28. Jeurnick PV, CAM van Esch B, Rijnierse A, Garssen J, Knippels LMJ. Mechanisms underlying immune effects of dietary oligosaccharides. Am J Clin Nutr;2013:98,572s-7s. 29. Kanerva N, Kaartinen NE, Schwab U, Lahti-Kosko M, Mannisto S. Adherence to the Baltic Sea diet consumed in the Nordic countries is associated with lower abdominal obesity. Br J Nutr 2013;109:3:520-528. 30. Kaufman BJ, Ferguson MH, Cherniack RM. Hypoventilation in obesity. J Clin Invest 1959 March;38(3):500-507. 31. Kim J-H, Ellwood PE, Asher MI. Diet and asthma: looking back, moving forward. Respiratory Research 2009;10:49:1-7. (http://respiratory-research.com/content/10/1/49) 32. Kozyrskyj Al, Bahreinian S, Azad MB. Early life exposures: impact on asthma and allergic disease. Curr Opin Allergy Immunol 2011 Oct; 11 (5):400-6. Alergie Supplementum 1/2014

Astma 2014 33. Krejsek J, Kopecký O. Nutrice a imunitní systém. In: Krejsek J, Kopecký O. Klinická imunologie, NUCLEUS HK 2004, s. 821-830. 34. Kull I, Almqvist C, Lilja G, Pershagen G, Wickman M. Breast-feedeng reduces the risk of asthma during the first 4 years of life. J Allergy Clin Immunol 2004;114(4):755-760. 35. Litonjua AA, Weiss ST. Is vitamin D deficiency to blame for the asthma epidemic? J Allergy Clin Immunol 2007;120(5):10311035. 36. Litonjua AA. Childhood asthma may be a consequens of vitamin D deficiency. Curr Opin Allergy Clin Immunol 2009 Jun;9(3):202-7. 37. Matarese G, Moschos S, Mantzoros CS. Leptin in immunology. J Immunol 2005;174:3137-3142. 38. Moarales E, Romicum I, Guerra S, Ballester F, Rebaqliato M, Vioque J, Tardón A, Rodriguez Delhi C, Arranz L, Torrent M, Espada M, Basterrechea M, Sunyer J, INMA project: Maternal vitamin D status in pregnancy risk of lower respiratory tract infection, wheezing and asthma offspring, Epidemiology 2012 Jan:23 (1):64-71. 39. Nagel G, Weinmayr G, Kleiner A, Garcia-Marcos L, Strachan DP. Effect of diet on asthma and allergic sensitistaion in the International Study on Allergies and Asthma in Childhood (ISAAC) Phase Two. Thorax 2010;65:516-22. 40. Nurmatov U, Devereux G, Sheikh A. Nutrients and foods for the primary prevention of asthma and allergy: systematic review and meta-analysis. J Allergy Clin Immunol 2011;127:724-33. 41. Patel BD, Welch AA, Engham SA, Luben RN, Day NE, Khaw KT, Lomas DA, Wareham NJ. Dietary antioxidants and asthma in adults. Thorax 2006, 61(5):388-393. 42. Paul G, Brelm JM, Alcorn JF, Holquin F,Aujla SJ, Celedon JC. Vitamin D and asthma. Am J Crit Care Med 2012 Jan 15:185(2):124-32. 43. Pogson ZE, Antoniak MD, Pacey SJ, Lewis SA, Britton JR, Fogarty AW. Does a low sodium diet improve asthma control? A randomized controlled trial. Am J Respir Crit Care Med 2008;178(2):132-138. 44. Raby BA, Lazarus R, Silverman EK, Lake S, Lange C, Wjst M, Weiss ST. Association of vitamin D receptor gene polymorphisms with childhood and adult asthma. Am J Respir Crit Care Med 2004;170:1057-1065. 45. Robinson R, Kumar R. The effect of prenatal and postnatal dietary exposures on childhood development of atopic disease. Curr Opin Allergy Clin Immunol 2010;10:139-44.


46. Sanchez-Solis M, Valverde-Molina J, Pastor MD et al. Mediterranean diet is a protective factor for asthma in children 6-8 years old. Eur Respir J 2006;50 (Suppl.): 850s. 47. Schuneman HJ, Grant BJB, Freudenheim JL, Muti P, Browne RW, Drake JA et al. The relation of serum levels of antioxidant vitamins C and E, retinol and carotenoids with pulmonary function in general population. Am J Respir Crit Care Med 2001;163:1246-55. 48. Seaton A, Godden DJ, Brown K. Increase in asthma: a more toxic environment or a more susceptible population? Thorax 1994;49(2):171-174. 49. Shamsuzzaman AS, Winnicki M, Wolk R, Svatikova A, Phillips BG, Davison DE, Berger PB, Somers VK. Independent association bettween plasma leptin and C-reactive protein in healthy humans. Circulation 2004;109:2181. 50. Strine TW, Balluz LS, Ford ES. The association between smoking, physical inactivity, obesity, and asthma in general US population. J Asthma.2007;44:651-658. 51. To T, Vydykhan TN, Dell S, Tassoudji M, Harris JK. Is obesity associated with asthma in young children? J Pediatr 2004;144:162-168. 52. Varraso R. Nutrition and Asthma. Curr Allergy Asthma Rep 2012;12:201-210. 53. Weiss ST, Litonjua AA.Maternal diet vs lack of exposure to sunlight as the cause of the epidemic of asthma, allergies and other autoimmune diseases. Thorax 2007;62(9):746-748. 54. Willers SM, Wijga AH, Brunekreef B, Kerkhof M, Gerritsen J, Hoekstra MO, de Jongste JC, Smit HA. Maternal food consumption during pregnancy and the longitudinal development of childhood asthma. Am J Respir crit care Med 2008;178(2): 124-131.

MUDr. Zuzana Matyášová, Ph.D. HORNMED s.r.o. Charbulova 8 618 00 Brno e-mail: [email protected]

45

Vliv výživy na asthma bronchiale

Recommend Documents