5 cest k fungující imunitě: Jak vám pomůže epigenetika?

5 cest k fungující imunitě: Jak vám pomůže epigenetika?

Nejen ovoce dozrálo letos předčasně – o něco dříve na nás začaly ve velkém útočit i viry. Jak jim co nejlépe odolávat? Především posílením naší přirozené obranyschopnosti. Pojďme se podívat, jak nám v tom pomohou poznatky epigenetiky.

 

Imunita rozhodně není neměnný systém. Spíš připomíná velký orchestr, kde má sice každý nástroj svůj part, zároveň je tu ale i prostor pro improvizaci, takže výsledek může být nakonec mnohem lepší, než skladatel zamýšlel. Zároveň tu ale platí, že jediný falešný tón může zničit dojem z celé skladby.

Imunita má totiž dvě složky – vrozenou, která nám umožňuje reagovat na podněty, jež se příliš nemění (například na cizorodé nukleové kyseliny a tukové látky nebo na toxiny), a adaptivní. Díky té druhé se naše imunitní buňky dokáží učit a reagovat na měnící se podmínky. Schopnost jejich přizpůsobení je přitom neuvěřitelná – umějí například nejen podle potřeby přeskupovat své receptory pro jednotlivé antigeny, ale některé typy se dokonce dokáží přeměnit v jiné (například B-buňky na T-buňky).

Do celého procesu je zapojeno obrovské spektrum genů, které řídí vznik, vývoj a diferenciaci širokého spektra imunitních buněk i protilátek. Čím je ale jakýkoliv systém složitější, tím je vyšší riziko jeho narušení. Velkou roli v tom hrají tzv. epigenetické reakce, které dokáží výrazně ovlivňovat aktivitu jednotlivých genů, a některé z nich dokonce zcela vyřadit z činnosti.

 

V hlavní roli geny

Výzkumy například potvrdily, že vysoká míra metylace genů dokáže prakticky zcela vyřadit z činnosti T-buňky. Ty pak nejsou schopné detekovat a ničit nejen viry a další patogeny, ale neporadí si ani s nádorovými buňkami. Pro vznik a zrání B-buněk je zase rozhodující gen BWRD1, který ovlivňuje tvorbu tzv. transkripčních faktorů coby látek, které zahajují čtení genů. Tvorba B-buněk i T-buněk je navíc ovlivňována i další epigenetickou reakcí jménem acetylace histonů. Aktivace B-buněk je pak rovněž snížena vlivem zvýšené metylace genů.

Účinnost imunitního systému je navíc do značné míry dána i efektivitou tvorby tzv. protilátek, které mu pomohou bojovat prakticky s jakoukoliv infekcí. Každá z protilátek je přitom vytvořena pomocí několika genů. Z poměrně nevelkého počtu genů je přitom tělo různými kombinacemi schopno vytvořit milióny různých protilátek. Pokud jsou tyto geny nadměrně metylovány, snižuje to jejich aktivitu, klesá celková tvorba protilátek i jejich variabilita, a tím je omezena i funkčnost imunitního systému.

Efektivitu imunity navíc mohou výrazně ovlivňovat i zánětlivé procesy, které probíhají v našem těle, a výrazně tím imunitní systém vyčerpávají. Míru zánětů v těle přitom do značné míry rovněž ovlivňují epigenetické reakce, které mění aktivitu genů, podle nichž jsou například vytvářeny zánětlivé enzymy či transkripční faktory.

 

Co můžeme ovlivnit?

Naštěstí platí, že průběh epigenetických reakcí v našem těle můžeme do značné míry ovlivnit i my sami. Co bychom tedy měli dělat, abychom fungování naší imunity prostřednictvím epigenetiky podpořili?

1. Více spát

Množství našeho nočního odpočinku přímo ovlivňuje míru metylace genů, a tím i například tvorbu imunitních T-buněk. Důležité přitom není jen to, jak dlouho spíme, rozhodující je i kvalita našeho spánku. Lidé, kteří například trpí spánkovou apnoí, mají mnohem vyšší míru metylace genů, což oslabuje jejich imunitu. K ovlivnění míry metylace přitom stačí i jediná noc beze spánku.

2. Omezit stres

Stres je jedním z faktorů, které výrazně ovlivňují míru metylace genů i další epigenetické reakce, a tím zhoršují činnost naší imunity. Dobře je to zdokumentováno zejména u osob trpících tzv. posttraumatickým stresovým syndromem, který se často vyskytuje například u válečných veteránů či lidí, jež přežili různé katastrofy. U nich byla zjištěna jak vyšší míra metylace, tak i vyšší výskyt poruch imunity.

Imunitu dětí navíc může epigenetickou cestou výrazně ovlivnit i stres a další negativní emoce, které jejich matka prožívala v průběhu těhotenství.

3. Více se hýbat

Pravidelná pohybová aktivita, zvláště ta aerobního charakteru (chůze, běh, kolo, plavání…) pozitivně ovlivňuje míru metylace genů i acetylace histonů, a tím snižuje riziko řady nemocí, včetně poruch imunity. Má vliv na tvorbu a zrání řady imunitních buněk (zejména monocytů, z nichž se vytvářejí makrofágy, a granulocytů). Pohyb navíc snižuje celkovou míru zánětlivých procesů v těle.

4. Nekouřit

Kouření zásadním způsobem ovlivňuje celkovou míru metylace genů, a tím negativně působí na tvorbu širokého spektra imunitních buněk.

5. Lépe jíst

Tvorba a vývoj imunitních buněk je velice energeticky náročný proces, který pro svůj zdárný průběh potřebuje dostatečný příjem energie i jednotlivých stavebních kamenů (zejména dostatek esenciálních aminokyselin). V západním světě je však nedostatečná výživa spíše výjimečným stavem, naopak převažuje přejídání. Výzkumy přitom jednoznačně ukazují na souvislost mezi nezdravým stravováním a funkcí našeho imunitního systému.

Jídelníček s vysokým obsahem kalorií, tuků, cukrů a minimem vlákniny (což je typické zejména pro fastfoodovou stravu) například způsobuje v těle epigenetické změny, které mají za následek silnou zánětlivou reakci. Ta pak vede k nárůstu počtu imunitních buněk. To ovšem neznamená, že by pak imunitní systém pracoval lépe – naopak to vede ke zvýšení jeho agresivity a nadměrnému vyčerpání.

 

Užitečné doplňky stravy

Naopak zdravá strava má na fungování imunity jednoznačně pozitivní vliv, a zvláště to platí pro některé živiny a byliny, které mají přímý epigenetický efekt. Pokud je užíváme jako doplňky stravy, můžeme tím fungování naší imunity výrazně podpořit.

Vitamin D3
Tento vitamin uvádíme na prvním místě z jednoduchého důvodu – jeho výrazným nedostatkem trpí podle odhadů až 70 % evropské populace. A protože jde o živinu s výrazným epigenetickým účinkem, jsou negativní důsledky tohoto faktu značné a výrazně trpí i naše imunita.

Vitamin D3 totiž přímo ovlivňuje aktivitu řady buněk imunitního systému – makrofágů, T-buněk či dendritických buněk. Zajímavé přitom je, že může jejich funkci jak zvyšovat, tak i potlačovat, čímž může bránit vzniku a rozvoji autoimunitních onemocnění, jako je roztroušená skleróza či zánětlivá onemocnění střev.

Vitamin D3 by proto měl doplňovat téměř každý z nás – alespoň v zimním období, kdy je naše pokožka málo vystavena působení UV záření, jehož působením vitamin D3 v pokožce vzniká.

Omega-3 nenasycené mastné kyseliny
Omega-3 zlepšují přenos signálů mezi imunitními buňkami a zlepšují tak jejich schopnost ničit patogeny. Zlepšují také funkci lysozomů, což jsou organely důležité pro buněčnou obranu a buněčnou imunitu. Důležité je i jejich protizánětlivé působení. Nezbytná je tato živina zejména v seniorském věku, kdy přímo ovlivňuje schopnost imunitních buněk ničit patogeny, a také po celé dětství.

Astaxantin
Toto barvivo z rodiny karotenoidů, které se vyskytuje například v mase lososa či krevet, zvyšuje aktivitu a schopnost rychlého množení širokého spektra imunitních buněk (B-buněk, T-buněk a dalších) i tvorbu protilátek. To s sebou přináší nejen zvýšenou odolnost vůči virovým a bakteriálním onemocněním, ale například i vůči nádorovému bujení.

Granátové jablko
Rovněž extrakt z tohoto ovoce účinně podporuje tvorbu a diferenciaci řady imunitních buněk.

Kvercetin
Polyfenol obsažený v řadě druhů ovoce, zeleniny a dalších rostlinných potravin je velice účinným imunostimulantem a antioxidantem. Velice důležité je přitom jeho silné protizánětlivé působení. Účinně také podporuje imunitu u osob vystavených extrémní fyzické zátěži.

 

Zdroje informací
Meinrad Busslinger and Alexander Tarakhovsky. Epigenetic Control of Immunity. Cold Spring Harb Perspect Biol. 2014 Jun; 6(6): a019307.
Ghoneim, H et al. (2017). De Novo Epigenetic Programs Inhibit PD-1 Blockade-Mediated T Cell Rejuvenation. Cell, 170(1): 142-57.
Malay Mandal, Mark Maienschein-Cline, Patrick Maffucci, Margaret Veselits, Domenick E. Kennedy, Kaitlin C. McLean, Michael K. Okoreeh, Sophiya Karki, Charlotte Cunningham-Rundles,Marcus R. Clark. BRWD1 orchestrates epigenetic landscape of late B lymphopoiesis. Nature Communicationsvolume 9, Article number: 3888 (2018)
Wilfried Ellmeier, Christian Seiser.Histone deacetylase function in CD4+ T cells. Nature Reviews Immunologyvolume 18, pages617–634 (2018).
Benjamin G. Barwick, Christopher D. Scharer, Ryan J. Martinez, Madeline J. Price, Alexander N. Wein, Robert R. Haines, Alexander P. R. Bally, Jacob E. Kohlmeier, Jeremy M. Boss. B cell activation and plasma cell differentiation are inhibited by de novo DNA methylation. Nature Communicationsvolume 9, article number: 1900 (2018).
Babraham Institute. Epigenetics help keep the immune system running. EurekAlert! 16-nov-2017. https://www.eurekalert.org/pub_releases/2017-11/bi-ehk111417.php
Kim, J. et al. DNA Methylation in Inflammatory Genes among Children with Obstructive Sleep Apnea. American Journal of Respiratory Critical Care Medicine. Feb 2012.
Emil K. Nilsson, Adrian E. Boström, Jessica Mwinyi, and Helgi B. Schiöth. Epigenomics of Total Acute Sleep Deprivation in Relation to Genome-Wide DNA Methylation Profiles and RNA Expression. OMICS. 2016 Jun 1; 20(6): 334–342.
Monica Uddin, Allison E. Aiello, Derek E. Wildman, Karestan C. Koenen, Graham Pawelec, Regina de los Santos, Emily Goldmann and Sandro Galea. Proc Natl Acad Sci U S A. 2010 May 18; 107(20): 9470–9475.
Lei Cao-Lei, Renaud Massart, Matthew J. Suderman, Ziv Machnes, Guillaume Elgbeili, David P. Laplante, Moshe Szyf, Suzanne King. DNA Methylation Signatures Triggered by Prenatal Maternal Stress Exposure to a Natural Disaster: Project Ice Storm. PLoS ONE. 2014.
Taniguchi S, Sagara J. Regulatory molecules involved in inflammasome formation with special reference to a key mediator protein, ASC. Semin Immunopathol. 2007;29:231–238. doi: 10.1007/s00281-007-0082-3.
Radom-Aizik S, FJr Z, Leu SY, Adams GR, Oliver S, Cooper DM. Effects of exercise on microRNA expression in young males peripheral blood mononuclear cells. Clinical Translational Sci. 2012;5:32–38. doi: 10.1111/j.1752-8062.2011.00384.
Radom-Aizik S, FJr Z, Oliver S, Galassetti P, Cooper DM. Evidence for microRNA involvement in exercise-associated neutrophil gene expression changes. J Appl Physiol (1985) 2010;109:252–281.
Bopp T, Radsak M, Schmitt E, Schild H. New strategies for the manipulation of adaptive immune responses. Cancer Immunol Immunother. 2010;59:1443–1448.
Dan Su, Xuting Wang, Michelle R. Campbell, Devin K. Porter, Gary S. Pittman, Brian D. Bennett, Ma Wan,Neal A. Englert, Christopher L. Crowl, Ryan N. Gimple, Kelly N. Adamski, Zhiqing Huang,3Susan K. Murphy,Douglas A. Bell. Distinct Epigenetic Effects of Tobacco Smoking in Whole Blood and among Leukocyte Subtypes. PLoS One. 2016; 11(12): e0166486.
Elisa Grazioli, Ivan Dimauro, Neri Mercatelli, Guan Wang, Yannis Pitsiladis, Luigi Di Luigi, Daniela Caporossi.. Physical activity in the prevention of human diseases: role of epigenetic modifications. BMC Genomics. 2017 Nov 14;18(Suppl 8):802.
Anette Christ et al, Western Diet Triggers NLRP3-Dependent Innate Immune Reprogramming, Cell(2018).
University of Bonn. Fast food makes the immune system more aggressive in the long term. Medical press. January 12, 2018.
Mathieu Ch. Vitamin D and the Immune System: Getting It Right. IBMS BoneKEy 2011; 8(4): 178–186
Prietl B, Pliz S, Wolf M, et al. Vitamin D Supplementation and Regulatory T Cells in Apparently Healthy Subjects: Vitamin D Treatment for Autoimmune Diseases? Israel Med Assoc J 2010; 12(3): 136–139
Mudr. M. Šašinka, MUDr. K. Furková; Pandémia nedostatku vitamínu D; 2012
Cintia de Lourdes Nahhas Rodacki, André Luiz Felix Rodacki, Isabela Coelho, Daniele Pequito, Maressa Krause, Sandro Bonatto, Katya Naliwaiko and Luiz Cláudio Fernandes. Influence of fish oil supplementation and strength training on some functional aspects of immune cells in healthy elderly women. British Journal of Nutrition, available on CJO2015.
Bendich, A., Carotenoids and the immune response, J. Nutr., 119, 112, 1989.
Bendich, A., Carotenoids and the immune system, in Carotenoids: Chemistry and Biology, Krinsky, N.I., Ed., Plenum Press, New York, 1990, 323.
Jyonouchi, H., Zhang, L., and Tomita, Y., Studies of immunomodulating actions of carotenoids. II. Astaxanthin enhances in vitro antibody production to T-dependent antigens without facilitating polyclonal B-cell activation, Nutr. Cancer, 19, 269, 1993.
Jyonouchi, H., Sun, S., and Gross, M., Effect of carotenoids on in vitro immunoglobulin production by human peripheral blood mononuclear cells: astaxanthin, a carotenoid without vitamin A activity, enhances in vitro immunoglobulin production in response to a T-dependent stimulant and antigen, Nutr. Cancer, 23, 171, 1995.
Alejandro Cuevas, Nicolás Saavedra, Luis A. Salazar, and Dulcineia S. P. Abdalla. Modulation of Immune Function by Polyphenols: Possible Contribution of Epigenetic Factors. Nutrients. 2013 Jul; 5(7): 2314–2332.
Drummond E.M., Harbourne N., Marete E., Martyn D., Jacquier J., O’Riordan D., Gibney E.R. Inhibition of proinflammatory biomarkers in thp1 macrophages by polyphenols derived from chamomile, meadowsweet and willow bark. Phytother. Res. 2012;27:588–594.
Nieman DC, Henson DA, Gross SJ, Jenkins DP, Davis JM, Murphy EA, Carmichael MD, Dumke CL. Quercetin reduces illness but not immune perturbations after intensive exercise. Med Sci Sports Exerc. 2007. Sep;39(9):1561-9.

Zanechat odpověď
Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.