Согласно новому исследованию, иммунная система мальчиков и девочек по-разному реагирует на пребиотики и пробиотики. В статье, опубликованной 9 декабря 2019 года в Frontiers in Immunology, говорится, что различия в мужском и женском иммунитете начинаются гораздо раньше, чем считалось ранее.
Команда из университетов Бристоля и Рединга обнаружила, что 28-дневные поросята производили очень разные уровни иммунных клеток, антител и других связанных с иммунитетом молекул в зависимости от их пола, что противоречит предыдущим данным, свидетельствующим о том, что разница в иммунитете начинается в период полового созревания.
Доктор Мари Льюис, главный исследователь и преподаватель иммунологии и микробиологии кишечника в Университете Рединга, сказала: «Правильное развитие иммунной системы имеет важное значение для обеспечения того, чтобы она должным образом реагировала как на вредную, так и на безвредную стимуляцию в течение всей жизни и это развитие, даже во время первых дней жизни, зависит от пола.
Хотя мы и не знаем почему, но мы знаем, что у девочек лучше защитный иммунный ответ на вакцинацию, чем у мальчиков.
Мы не ожидали обнаружить, что девочки имеют более регулируемую иммунную среду в своем кишечном тракте, чем мальчики. Это важно, потому что около 70% иммунной системы находится в кишечнике, где ее развитие стимулируется в раннем возрасте, в основном резидентными кишечными бактериями.»
«Поросята являются ценными доклиническими моделями для детей, особенно для исследований в области питания, и мы впервые доказываем, что пробиотики и пребиотики могут оказывать различное влияние на иммунную систему у самцов по сравнению с поросятами-самками. Например, пребиотик значительно увеличивает количество клеток, ответственных за контроль иммунных ответов, регуляторных Т-клеток, в мужском кишечнике, но не в женском.
«Следствием этого исследования является то, что нам необходимо переосмыслить то, как мы разрабатываем и анализируем данные исследований по питанию у детей. В настоящее время исследования, посвященные оценке эффективности пищевых добавок для иммунной системы, предполагают, они одинаково действуют на мальчиков и девочек. Но мы показываем, что это не так, и что пол может влиять на данные об эффективности пробиотиков и пребиотиков в детском возрасте».
Мик Бэйли , профессор сравнительной иммунологии в Бристольской ветеринарной школе, добавил: «Работа поднимает действительно важный вопрос о том, почему это происходит? Потому что уровни разных половых гормонов делают иммунную систему разной даже в этот возрасте (мдаленчестве), или это потому, что иммунная и репродуктивная системы фундаментально связаны в начале развития? «
В документе установлено, что пробиотики и пребиотики работают по-разному у самцов по сравнению с самками 28-дневных поросят. Команда отмечает, что эффект от этих вмешательств по питанию можно замаскировать, если смотреть на мужчин и женщин вместе.
Д-р Льюис продолжил: «Это также означает, что методы лечения иммунных расстройств, возможно, должны быть разработаны по-разному для маленьких девочек и мальчиков. В будущем мы могли бы обнаружить, что конкретные пробиотики или пребиотики более полезны для девочек, в то время как другие могут способствовать улучшению здоровья для мальчиков.»
Учитывая различия в развитии иммунитета, которые мы определили между мальчиками и девочками, учет пола может обеспечить простые средства для повышения эффективности фармацевтики и других методов лечения, которые воздействуют на иммунную систему ».
Пол играет важную роль в врожденном, гуморальном и клеточном иммунитете. Хорошо известно, что взрослые мужчины более восприимчивы к инфекционным заболеваниям ( 1 ) и вырабатывают менее реактивные иммунные профили ( 2 , 3 ), в то время как взрослые женщины более восприимчивы к воспалению и аутоиммунитету ( 4 , 5 ), но чувствуют себя лучше, когда болеют инфекционным заболеваниям ( 6 ).
Женщины вырабатывают значительно более высокие уровни защитных антител при следующих вирусных вакцинациях: против кори, краснухи, бешенства, оспы, лихорадка денге, эпидемического паротита, гриппа, желтой лихорадки и гепатита А и В ( 7 — 9).
Тем не менее, есть определенные сложности, так как другие исследования сообщают, что частота связанных с иммунитетом состояний, таких как астма ( 10 ) и диабет 1 типа ( 11 ), значительно выше у мужчин, чем у женщин.
Эти различия связаны, по крайней мере частично, с половыми стероидами, которые могут связываться с иммунно-ассоциированными клетками и влиять на их функцию ( 2 ), а также с генами, не связанными с эндокринной системой, поскольку значительное количество иммунно-ассоциированных генов расположены на Х-хромосоме ( 12 ). Кроме того, появляется все больше доказательств полового диморфизма кишечной микробиоты у людей и других видов ( 13 — 16), и это может способствовать дивергентному развитию иммунной системы хозяина ( 17 — 22 ). Тем не менее, пока не ясно, имеет ли это генетическую основу, или же другие определяющие факторы являются ключевыми факторами.
Исследования, касающиеся половых различий в иммунитете у детей всех видов, включая людей и свиней, были направлены на устранение различий, которые могут присутствовать после половой зрелости ( 23 ). Тем не менее, появляется все больше доказательств того, что иммунные различия присутствуют очень рано, даже на пренатальных стадиях. Например, у недоношенных девочек наблюдается менее тяжелое течение заболевания и лучший прогноз при многих патологических состояниях по сравнению с мальчиками, что частично связано с различиями в раннем развитии иммунитета ( 24 ).
Программы скрининга новорожденных для выявления первичных иммунодефицитов показывают, что у мальчиков пуповинная кровь содержит меньшее количество CD4 + Т-лимфоцитов, более низкие соотношения CD4 / CD8 Т-лимфоцитов и более высокие CD8.+ Количество Т-лимфоцитов и NK-клеток по сравнению с пуповинной кровью у девочек ( 25 ).
Различия между полами в иммунных реакциях на вакцины различны, но, где наблюдаются различия, ответы у девочек выше, чем у мальчиков ( 27).). Взятые вместе, эти данные предполагают, что половой диморфный иммунитет не ограничивается половым созреванием или постпубертатными взрослыми. Тем не менее, существует недостаточно знаний о половом диморфном препубертатном иммунитете.
Поросята являются важными моделями для изучения влияния раннего питания и пищевых добавок на развитие иммунитета, поскольку их самодостаточность обеспечивает раннее отделение от их матерей, что ограничивает влияние матери в этот критический период пластичности развития. Кроме того, свиньи являются ценными, податливыми, доклиническими моделями для человека ( 38 ), поскольку они имеют много общих черт в желудочно-кишечной физиологии, иммунологии, микробиологии, рационе питания и патологиях ( 39 — 43).) и являются более беспородными, чем модели грызунов, поэтому лучше отражают человеческую популяцию.
Используя модель беспородных поросят, мы определили несколько важных различий в раннем развитии иммунитета между полами уже в возрасте 28 дней. К ним относятся CD172 + (Sirp-α) антигенпредставляющие числа и экспрессия MHCIIDR в слизистой оболочке кишечника, регуляторные популяции Т-клеток, продуцирование IgA слизистой оболочки и реакция системных антител на вводимый новый овальбумин.
Снижение барьерной функции кишечника становится ранним предрасполагающим фактором метаболической и иммунной дисфункции, которая лежит в основе ряда хронических дегенеративных заболеваний в более позднем возрасте ( 49 ).
У здоровых взрослых мужчин барьерная функция кишечника, как правило, менее эффективна, чем у женщин, и менее чувствительна к возмущению, вызванному нестероидными противовоспалительными препаратами. Целостность барьера также более изменчива у мужчин по сравнению с женщинами и, в некоторых случаях, может снижаться до уровней, сходных с уровнями, наблюдаемыми при воспалительных состояниях кишечника ( 50 ).
Несмотря на это, наше исследование не обнаружило значительного полового неравенства в экспрессии эпителиального ZO-1, белка с плотным соединением клеток (TCJ), связанного с барьерной функцией ( 51 , 52) или в Е-кадгерине, который играет важную роль в поддержании целостности барьера в гомеостатических условиях ( 53 ) у 28-дневных поросят. Это говорит о том, что дифференциальное развитие барьерной функции кишечника может происходить позже, чем в младенчестве, и может быть связано с различиями в половых гормонах, которые возникают в период полового созревания ( 54 , 55 ).
Несмотря на ограниченное понимание механизмов действия как пребиотиков, так и пробиотиков, их использование в функциональных продуктах питания и в клинических применениях за последние годы быстро возросло. Мета-анализ рандомизированных контролируемых исследований с использованием пробиотиков у младенцев показывает многообещающие результаты в профилактике и лечении распространенных заболеваний, таких как диарея и аллергия ( 62 — 65 ). Напротив, другие исследования не показали, что пробиотические добавки у здоровых детей имеют какую-либо заметную пользу для здоровья ( 66). В таких исследованиях, хотя гестационный возраст и вес при рождении, посещение дошкольных учреждений, присутствие братьев и сестер и владение домашними животными часто учитываются в ходе анализов, пол редко учитывается. Ранее мы показали, что питание также влияет на реакцию на пробиотики ( 44) и проведенные здесь исследования дополнительно показывают, что некоторые воздействия пребиотиков и пробиотиков на развитие иммунитета у молодых поросят также были специфичными для пола.
Сочетание экологических, генетических и фенотипических влияний на реакцию на функциональную пищу может, отчасти, начать объяснять несоответствия в результатах многих опубликованных исследований. Это также повышает вероятность того, что полезные эффекты определенных пребиотиков и пробиотиков могут различаться для разных полов, что является потенциальной целью для стратифицированных вмешательств, и в настоящее время этот путь остается неисследованным. Например, это может быть особенно важно при применении профилактической пробиотической терапии у недоношенных детей с повышенным риском некротического энтероколита и позднего сепсиса ( 67 ).
В заключение мы приводим доказательства того, что важные иммунологические различия возникают между здоровыми беспородными поросятами женского и мужского пола, даже в возрасте 28 дней. Это говорит о том, что также будут различия в предрасположенности к иммунологическим заболеваниям у младенцев, как это происходит у взрослых, но что предрассудки в отношении пола у детей могут качественно отличаться от тех, которые встречаются у взрослых.
Точно так же мы показываем, что некоторые эффекты пробиотиков и пребиотиков на развитие иммунной системы у разных полов различны. Это, пожалуй, неудивительно, учитывая наблюдаемые нами основные иммунологические различия. Тем не менее, это повышает вероятность того, что пребиотики и пробиотики, возможно, должны быть более целенаправленными по возрасту и полу для достижения оптимальной пользы для здоровья.
Авторы: Zoe Christoforidou1, Marina Mora Ortiz2, Carlos Poveda2, Munawar Abbas2, Gemma Walton2, Michael Bailey1 and Marie C. Lewis2
- 1Infection and Immunity, School of Veterinary Science, University of Bristol, Bristol, United Kingdom
- 2Food and Nutritional Sciences, School of Chemistry, Food and Pharmacy, University of Reading, Reading, United Kingdom
Источник: Front. Immunol., 09 December 2019 | https://doi.org/10.3389/fimmu.2019.02705
