Wpływ omega-3 PUFA na komórki układu odpornościowego
Wiemy, że błona komórkowa jest swojego rodzaju płynną mozaiką, która zbudowana jest z podwójne warstwy fosfolipidów ułożonych do siebie hydrofobowymi ogonami i hydrofilowymi głowami skierowanymi na zewnątrz. Całość poprzetykana jest cząsteczkami cholesterolu, białkami przezbłonowymi oraz na jej powierzchni znajdują się cząsteczki glikoprotein tworzonych przez białka powierzchniowe błony i cząsteczki cukrów. Nienasycone kwasy omaga-3 bardzo dobrze wbudowują się w błony komórek układu odpornościowego, a z racji tego, że obecność podwójnych wiązań powoduje zginanie cząsteczki kwasu tłuszczowego, nie są one w stanie przylegać w fosfolipidach błony tak ciasno jak mogą to robić nasycone kwasy tłuszczowe i zwiększają one płynność tej mozaiki.
Układ odpornościowy dzieli się na wrodzony, obecny od pierwszych chwil człowieka na świecie oraz adaptacyjny, czyli ten „uczący się” w kontakcie z antygenami środowiska. Do zewnętrznych komponentów układu odpornościowego wrodzonego zalicza się skórę, nabłonki i błony śluzowe. Gdy bariery mechaniczne ciała zostają przekroczone do akcji wkraczają komórki układu odpornościowego wrodzonego: komórki dendrytyczne, makrofagi, komórki NK (natural killer) i granulocyty (eozynofile, neutrofile, bazofile). Dodatkowo działają tam białka przeciwmikrobialne (AMP – Anti-microbial Proteins) oraz układ dopełniacza (Complement System). Obrona wrodzona (Innate Immune System) opiera się na prymitywnym rozpoznawaniu wzorców molekularnych (PAMP – Pathogen Associated Patterns) dzięki receptorom obecnym na ich powierzchni (PRR – Pattern Recognition Receptors, TLR-Toll Like Receptors).
Do pokonywania uporczywych patogenów, organizm wykształcił obronę adaptacyjną (Adaptive Immune System), która charakteryzuje się bardzo wysoką selektywnością neutralizacji antygenów, ale wymaga dłuższego czasu do wytworzenia wysoce specyficznych receptorów ARM (Antigen Recognition Molecules), pasujących do jednego rodzaju sekwencji aminokwasowej patogenu. W odpowiedzi adaptacyjnej wyróżnia się dwie podklasy:
- odpowiedź humoralna – związana z komórkami B (limfocyty B), które są komórkami dojrzewającymi w szpiku kostnym i prezentującymi antygen (APC – Antigen Presenting Cells) limfocytom pomocniczym Th (helper) w układzie głównej zgodności tkankowej (MHC – Major Hitopatibility Complex), dojrzewają one w komórki plazmatyczne wydzielające specyficzne antygenowo przeciwciała przeciw mikroorganizmom zewnątrzkomórkowym.
- odpowiedź komórkowa – związana z komórkami T (lifocyty T) dojrzewającymi w grasicy i zwalczającymi patogeny wewnątrzkomórkowe jak wirusy, które replikują w komórkach gospodarza. Limfocyty T różnicują się w komórki pomocnicze Th (helper, CD4+), w cytotksyczne Tc (cytotoxic, CD8+), które trudnią się zabijaniem oraz w regulatorowe Treg, które „zarządzają” stanem zapalnym.
Jak kwasy omega-3 wpływają na makrofagi?
Makrofagi dzięki obecności na swojej powierzchni receptorów TLR krążą w ustroju w poszukiwaniu wzorców molekularnych patogenów (PAMP), a gdy już go znajdą wciągają go do swojego wnętrza (fagocytują), rozcinają na kawałki generując reaktywne formy tlenu (ROS – Reactive Oxygen Species) i są w stanie zaprezentować fragmenty jego białek limfocytom pomocniczym Th w układzie zgodności tkankowej MHC. Makrofagi mogą być aktywowane w dwojaki sposób:
- klasycznie aktywowane makrofagi M1 – pod wpływem lipopolisacharydu, wzorca molekularnego PAMP oraz interferonu gamma (IFN-ϒ), nacelowane na zniszczenie i eliminację patogenu zaczynają wydzielać cytokiny jak czynnik martwicy nowotworu TNF-α oraz interleukinę 1β (IL-1β) uruchamiające bardziej specyficzną odpowiedź adaptacyjną do działania.
- alternatywnie aktywowane makrofagi M2 – pod wpływem interleukiny 4 (IL-4), które wydzielają interleukinę 10 (Il-10) stymulującą naprawę tkanek.
Kwasy omega-3 wpływają zarówno na regulację genów makrofagów, wydzielanie przez nie cytokin i chemokin, na ich pojemność fagocytozy oraz drogę ich aktywacji. W badaniach in vitro:
- DHA i EPA promują zmiany w ekspresji genów makrofagów powstałych z komórek monocytów THP-1 (MDM – Monocyte Derive Macrophages), aktywowanych LPS.
- Geny regulowane przez EPA obejmują te odpowiedzialne za regulację cyklu komórki, a geny regulowane przez DHA za ścieżki odpowiedzi układu immunologicznego. LPS jest endotoksyną pływającą we krwi, która wywołuje endotoksemię metaboliczną, szczególnie u osób z nadmiarem tkanki tłuszczowej, u których mikrobiota uległa przebudowaniu w kierunku przewagi bakterii G(+) na bakteriami G(-).
- DHA wpływa na ekspresję i profil microRNA, co zmienia indukcję przez LPS wydzielania cytokin TNF-α, IL-1β i IL-6.
- Wszystkie kwasy omega-3, metabolity kwasu α-linolenowego mogą efektywnie przeciwdziałać negatywnym skutkom pro-zapalnego działania kwasów tłuszczowych nasyconych.
- makrofagi powstałe z monocytów THP-1 inkubowane z utlenioną lipoproteiną niskiej gęstości (oxLDL – oxidized Low Density Lipoprotein) w celu inicjacji wytworzenia komórek piankowych, wydzielały więcej Il-6 i TNF-α, a dodatek kwasów omega-3 łagodził ten stan.
Wpływ kwasów omega-3 na neutrofile.
Najliczniejsza grupa leukocytów człowieka, granulocyty obojętnochłonne – neutrofile, jako pierwsze rekrutowane do miejsca zapaenia. Tak niesamowicie ważne w usuwaniu patogenów! Mają również zdolność oddziaływania z komórkami odporności adaptacyjnej dając sygnał naiwnym limfocytom do różnicowania w limfocyty pomocnicze Thelper 1 oraz mogą prezentować limfocytom B antygeny w śledzionie.
Ciekawym faktem jest to, że kwasy omega-3 (ALA, EPA i DHA) mają większe powinowactwo do wbudowywania się w fosfolipidy błon komórkowych neutrofilów niż kwas linolowy (LA) czy kwas arachidonowy (ARA) z rodziny Omega-6. Jesli już zostaną wbudowane, neutrofile mogą je zmetabolizować w hormony tkankowe przeciwzapalne: prostaglandyny, leukotrieny, tromboksany, marezyny, protektyny i resolwiny, co powoduje modulację funkcji neutrofilów:
- resolwina D1 zmniejsza migrację neutrofilów w mikrokrążeniu
- prostaglandyna D3, która powstaje z uwolnionego z fosfolipidów kwasu eikozapentaenowego (EPA) przy udziale komórek śródbłonka hamuje adhezję i transmigrację neutrofilów. Normalnie przy nadmiarze omega-6 w fosfolipidach błon neutrofilów powstaje prostaglandyna D2, która przyłącza się do receptora DP-1 na powierzchni tych komórek i wywołuje ten efekt.
Źródła:
- Gutiérrez S, Svahn SL, Johansson ME. Effects of omega-3 fatty acids on immune cells. International journal of molecular sciences 2019; 20(20): 5028.
- Encyclopædia Britannica. Molecular view of the cell membrane. [strona główna w internecie], [cytowany 2023 styczeń 16]. Adres URL: https://www.britannica.com/science/cell-membrane#/media/1/463558/45550.
