Immuno-nutricion, una estrategia para combatir la obesidad y sus complicaciones

Transcripción

1 Carolina Parás Chávez University of Southampton PhD in Developmental Origins of Health and Disease Immuno-nutricion, una estrategia para combatir la obesidad y sus complicaciones Obesidad e inflamación La inflamación es un proceso del sistema inmune innato activado durante una infección y su función es promover la defensa inespecífica contra patógenos y otros factores dañinos del medio ambiente. El curso de una respuesta inflamatoria esta finamente regulado; los metabolitos producidos en las etapas tempranas están encargados de regular la resolución de dicho proceso. La falta de resolución de un proceso inflamatorio resulta en el desarrollo de enfermedades crónico degenerativas como por ejemplo, cáncer, artritis reumatoide, enfermedad cardiovascular, entre otras (Serhan and Savill). Varios estudios han encontrado una correlación positiva entre los niveles de metabolitos inflamatorios en plasma y el riesgo a desarrollar enfermedades crónico degenerativas (Greenberg and Obin; Festa et al.; Rost et al.). La obesidad es una condición determinante en el desarrollo de enfermedades metabólicas y recientemente se ha asociado con altos niveles de inflamación sistémicos (Maachi et al.; Aronson et al.). Uno de los mayores contribuidores a los niveles de inflamación observados en pacientes con obesidad es el estado de homeostasis del tejido adiposo (Hotamisligil et al.; Maachi et al.; Spencer et al.). El tejido adiposo, es un órgano vital en el control del metabolismo y también es una fuente de hormonas y moléculas encargadas de la regulación del consumo energético. Estudios in vivo han demostrado que el tejido adiposo está compuesto, por células del sistema inmune, siendo dicha población progresivamente modificada durante el trascurso de la vida y alterada en ciertas condiciones patológicas (Feuerer et al.; Bourlier et al.; Weisberg et al.). Entre las células residentes de este tejido se encuentran los macrófagos y células T. La constante migración de macrófagos a este tejido puede ser explicada por el proceso de reparación continua e hipoxia como consecuencia de un consumo energético excesivo (Spencer et al.; Bourlier et al.).

2 El tejido adiposo de pacientes obesos y con resistencia a la insulina contiene una mayor cantidad de macrófagos, especialmente del tipo M1 o inflamatorios, y menor cantidad de células T regulatorias (CD4 + FoxP3) en comparación con pacientes sanos (Weisberg et al.; Feuerer et al.). Algunas de las moléculas que son producidas por el tejido adiposo y que se han hallado alteradas en enfermedades metabólicas son: leptina, adiponectina, y factor de necrosis tumoral alfa (TNF-α) (Tilg and Moschen). Estudios in vivo así como en humanos han mostrado evidencia del efecto negativo de las citoquinas, como por ejemplo TNF-α (derivada de macrófagos) en la sensibilidad a la insulina del tejido adiposo y muscular (Hotamisligil et al.; Lumeng, Deyoung, and Saltiel). TNF-α es además un antagonista de adiponectina, una molécula que se ha asociado con efectos positivos en el metabolismo (Lihn, Pedersen, and Richelsen). En conclusión, la población del tejido adiposo es alterada en pacientes obesos, algunas de las células inmunes infiltradas en este tejido son responsable de la producción local y sistémica de citoquinas, como por ejemplo TNF-α que tienen efectos negativos en el metabolismo. Imagen 1. Inflamación en tejido adiposo de sujetos obesos o de peso normal (Tilg and Moschen). Elementos pro y anti inflamatorios de la dieta En los últimos años se han hecho grandes avances en la investigación del efecto de diferentes componentes en la dieta en el sistema inmune y metabolismo. Estudios in vitro sugieren que las células

3 inflamatorias responden de diferente manera en presencia de diferentes ácidos grasos (Lee et al.; Hwang). Estudios clínicos postprandiales sugieren que no es solamente el grado de obesidad, sino el tipo de ácidos grasos ingeridos y niveles de glucosa lo que influencian la respuesta metabólica e inflamatoria (Jiménez-Gómez et al.; Aljada, Mohanty, and Ghanim; Peairs, Rankin, and Lee). En dichos reportes, una dieta alta en ácidos grasos saturados induce la activación de NF-κB, factor de transcripción encargado de iniciar la respuesta inmune innata, mientras que este efecto es prevenido en sujetos con una dieta alta en ácidos mono insaturados y poliinsaturados. Otro marcador de inflamación alterado durante la respuesta postprandial son los toll like receptors (TLRs), un grupo de receptores encontrados en membranas de células del sistema inmune innato (Ghanim et al.; Akira, Takeda, and Kaisho). La constante exposición a elementos pro-inflamatorios de la dieta puede tener un gran impacto en la activación del sistema inmune innato y como consecuencia el desarrollo de condiciones como la diabetes y enfermedades cardiovasculares. Por otra parte otros componentes de la dieta podrían contrarrestar el efecto inducido por alimentos pro-inflamatorios. Los ácidos grasos omega 3 han demostrado tener propiedades anti-inflamatorias en sujetos sanos y en sujetos comprometidos metabólicamente (Itariu and Zeyda; Calder). El consumo crónico de ácidos grasos omega 3 ha sido asociado con la reducción en la incidencia de eventos fatales en pacientes con enfermedad cardiovascular (GISSI, 1999). En el contexto de obesidad, pacientes diabéticos con una dieta rica en omega 3 presentan una reducción en marcadores de inflamación en plasma y una reducción en la infiltración de macrófagos en el tejido adiposo (Itariu and Zeyda; Spencer et al.). De igual manera, estudios en modelos animales han demostrado que dichos ácidos grasos pueden prevenir resistencia en la insulina y desarrollo de inflamación en tejido adiposo (Todoric et al.; Shi, Kokoeva, and Inouye). Además de los ácidos grasos omega 3 existen numerosas líneas de investigación tratando de elucidar los mecanismos y el efecto de distintos componentes de la dieta en el sistema inmune y salud metabólica y podrían ser parte de la estrategia para prevenir o aminorar las complicaciones encontradas en pacientes con obesidad. En resumen, la obesidad es un estado acompañado por alteraciones en el metabolismo y niveles sistémicos de inflamación. La dieta juega un papel muy importante en respuestas inmunes agudas. El uso de alimentos anti-inflamatorios podría ser una estrategia para reducir la incidencia de enfermedades crónicas degenerativas y complicaciones en pacientes obesos.

4 Referencias Akira, Shizuo, Kiyoshi Takeda, and Tsuneyasu Kaisho. Toll-like Receptors : Critical Proteins. Nature immunology 2.8 (2001): Print. Aljada, Ahmad, Priya Mohanty, and Husam Ghanim. Increase in Intranuclear Nuclear Factor κb and Decrease in Inhibitor κb in Mononuclear Cells after a Mixed Meal: Evidence for a Proinflammatory Effect. The American journal of clinical nutrition 79 (2004): Web. 28 Aronson, D et al. Obesity Is the Major Determinant of Elevated C-Reactive Protein in Subjects with the Metabolic Syndrome. International journal of obesity and related metabolic disorders 28.5 (2004): Web. 28 Bourlier, V et al. Remodeling Phenotype of Human Subcutaneous Adipose Tissue Macrophages. Circulation (2008): Web. 28 Calder, Philip C. Immunomodulation by Omega-3 Fatty Acids. Prostaglandins, leukotrienes, and essential fatty acids (2007): Web. 20 Festa, Andreas et al. Plasminogen Activator Inhibitor-1 Predict the The Insulin Resistance Atherosclerosis Study. Diabetes 51.May 2001 (2002): Print. Feuerer, Markus et al. Lean, but Not Obese, Fat Is Enriched for a Unique Population of Regulatory T Cells That Affect Metabolic Parameters. Nature medicine 15.8 (2009): Web. 28 Oct Ghanim, Husam et al. Increase in Plasma Endotoxin Concentrations and the Expression of Toll-like Receptors and Suppressor of Cytokine Signaling-3 in Mononuclear Cells after a High-Fat, High- Carbohydrate Meal: Implications for Insulin Resistance. Diabetes care (2009): Web. 2 Greenberg, AS, and MS Obin. Obesity and the Role of Adipose Tissue in Inflammation and Metabolism. The American journal of clinical nutrition 83 (2006): Web. 28 Hotamisligil, Gokhan S et al. Increased Adipose Tissue Expression of Tumor Necrosis Factor a in Human Obesity and Insulin Resistance. Journal of clinical investigation 95.January (1995): Print. Hwang, D. Modulation of the Expression of Cyclooxygenase-2 by Fatty Acids Mediated through Tolllike Receptor 4-Derived Signaling Pathways. FASEB journal (2001): Web.

5 Itariu, BK, and Maximilian Zeyda. Long-Chain N 3 PUFAs Reduce Adipose Tissue and Systemic Inflammation in Severely Obese Nondiabetic Patients: A Randomized Controlled Trial. Journal of clinical investigation 96 (2012): Web. 28 Jiménez-Gómez, Yolanda et al. Olive Oil and Walnut Breakfasts Reduce the Postprandial Inflammatory Response in Mononuclear Cells Compared with a Butter Breakfast in Healthy Men. Atherosclerosis (2009): e70 e76. Web. 28 Lee, Joo Y et al. Differential Modulation of Toll-like Receptors by Fatty Acids: Preferential Inhibition by N-3 Polyunsaturated Fatty Acids. Journal of lipid research 44.3 (2003): Web. 20 Lihn, AS, SB Pedersen, and B. Richelsen. Adiponectin: Action, Regulation and Association to Insulin Sensitivity. Obesity reviews 6.1 (2005): Web. 28 Lumeng, Carey N, Stephanie M Deyoung, and Alan R Saltiel. Macrophages Block Insulin Action in Adipocytes by Altering Expression of Signaling and Glucose Transport Proteins. American journal of physiology. Endocrinology and metabolism (2007): E166 E174. Web. 28 Oct Maachi, M et al. Systemic Low-Grade Inflammation Is Related to Both Circulating and Adipose Tissue TNFalpha, Leptin and IL-6 Levels in Obese Women. International journal of obesity and related metabolic disorders : journal of the International Association for the Study of Obesity 28.8 (2004): Web. 17 Peairs, Abigail D, Janet W Rankin, and Yong Woo Lee. Effects of Acute Ingestion of Different Fats on Oxidative Stress and Inflammation in Overweight and Obese Adults. Nutrition journal 10.1 (2011): 122. Web. 28 Rost, N. S. et al. Plasma Concentration of C-Reactive Protein and Risk of Ischemic Stroke and Transient Ischemic Attack: The Framingham Study. Stroke (2001): Web. 28 Serhan, Charles N, and John Savill. Resolution of Inflammation: The Beginning Programs the End. Nature immunology 6.12 (2005): Web. 15 July Shi, Hang, MV Kokoeva, and Karen Inouye. TLR4 Links Innate Immunity and Fatty Acid induced Insulin Resistance. The Journal of clinical investigation (2006): Web. 28 Spencer, Michael et al. Adipose Tissue Macrophages in Insulin-Resistant Subjects Are Associated with Collagen VI and Fibrosis and Demonstrate Alternative Activation. American journal of physiology. Endocrinology and metabolism (2010): E Web. 2

6 Tilg, Herbert, and Alexander R Moschen. Adipocytokines: Mediators Linking Adipose Tissue, Inflammation and Immunity. Nature reviews. Immunology 6.10 (2006): Web. 12 July Todoric, J et al. Adipose Tissue Inflammation Induced by High-Fat Diet in Obese Diabetic Mice Is Prevented by N-3 Polyunsaturated Fatty Acids. Diabetologia 49.9 (2006): Web. 28 Weisberg, Stuart P et al. Obesity Is Associated with Macrophage Accumulation. Journal of clinical investigation (2003): Web.