ŻYWIENIE

WETERYNARIA W PRAKTYCE

www.weterynaria.elamed.pl

STYCZEŃLUTY • 12/2014

16

Immunomodulacja:
leczenie żywieniem – cz. I

Nutritional immunology is an emerging fi eld of study that evo-
lved with the study of nutritional defi ciencies caused by mal-
nutrition. While malnutrition still remains a worldwide pro-
blem, with the advances made in nutrition over the past few
decades, lowered immune status because of life-stage (neo-
nate or old age) and stress are becoming the major causes
of lowered immune status in both humans and animals. Unli-
ke immunodefi ciency caused by malnutrition, life-stage and
stress related issues need a comprehensive strategy and can-
not be addressed simply by correcting nutritional problems.
Lowered immune status because of life-stage or stress is cha-
racterized by reduced antigen presenting cells (APC) func-
tion, resulting in a less effi cient or altered immune response,
leading to increased susceptibility to infections disease, in-
crease in autoimmunity and cancers.

Besides providing essential nutrients, diet can actively infl u-

ence the immune system. Over 65% of the immune cells in the
body are located in the gut, technically making the gut the ‘lar-
gest immune organ’. The immune receptors of the innate im-
mune system present in the gut are the primary targets of stra-
tegies for immunomodulation via diet. Diet interacts with the
immune system at multiple levels, from providing basic nu-
trients, to providing higher levels of key nutrients such as prote-
in, vitamins & minerals, leading to a more focused modulation
of the immune system. A framework outlining this interaction,
along with relevant examples, is proposed in this review.

Nutrition and immunity are evolutionarily linked

Both nutrient metabolism and immunity (nutrient sensing
and pathogen sensing pathways) are essential for survival.
As a result they have co-developed organ systems and signa-
ling pathways during evolution (Hotamisligil, 860-67). We can
see many examples of this in nature. In Drosophila melanoga-
ster, both immune and metabolic response is controlled by the
same organ, namely the ‘fat body‘ (Hoffmann and Reichhart
121-26). In higher animals this association is apparent by the
close proximity of immune cells such as macrophages and
Kupferr cells, with tissues actively involved in nutrient meta-
bolism like adipose and liver tissue (Hotamisligil, 860-67). Im-
portantly, this relationship goes beyond physical proximity.
For instance, remodeling of adipose tissue often accompanies

Żywienie immunomodulujące (terapia żywieniem) to nowa
dziedzina badań, powstała na podstawie prac nad niedobo-
rami żywieniowymi spowodowanymi niedożywieniem. Po-
mimo faktu, że samo niedożywienie pozostaje problemem
na skalę światową, przy postępach w dziedzinie żywienia
dokonanych na przestrzeni ostatnich kilkudziesięciu lat,
aktualnie najważniejszą przyczyną obniżenia odporności
u ludzi i zwierząt stał się stres oraz problemy wynikające
z etapu życia (noworodek, wiek zaawansowany). W odróż-
nieniu od obniżenia odporności wywołanego niedożywie-
niem problemy wynikające z etapu życia i ze stresu wyma-
gają podejścia złożonego, ponieważ nie wystarczy tu tylko
korekta odżywienia. Obniżenie odporności pod wpływem
etapu życia lub stresu charakteryzuje się osłabioną czyn-
nością komórek prezentujących antygen (komórki APC),
co osłabia lub zmienia odpowiedź immunologiczną, pro-
wadząc do zwiększonej podatności na choroby zakaźne,
autoimmunologiczne i nowotworowe.

Dieta służy dostarczeniu składników odżywczych, ale

poza tym może też mieć bardzo aktywny wpływ na układ
odpornościowy. Ponad 65% komórek immunologicznych or-
ganizmu znajduje się w jelicie, przez co technicznie jelito
można nazwać największym narządem immunologicznym.
Receptory immunologiczne naturalnego układu immunolo-
gicznego jelita są podstawowymi celami immunomodulacji
żywieniowej. Interakcje żywienia z układem immunologicz-
nym zachodzą na wielu poziomach, rozpoczynając od do-
starczenia podstawowych składników odżywczych, przez
zapewnienie większych ilości najważniejszych składników
odżywczych, takich jak białka, witaminy i minerały, co pro-
wadzi do bardziej specjalistycznej regulacji układu odpor-
nościowego. Niniejszy artykuł przedstawia schemat takich
interakcji wraz z odpowiednimi przykładami.

Żywienie i immunologia:

powiązania ewolucyjne

Zarówno metabolizm składników odżywczych, jak i odpor-
ność (drogi wykrywania składników odżywczych i patoge-
nów) mają zasadnicze znaczenie dla przeżycia. W związ-
ku z tym w drodze ewolucji doszło do powstania różnych
układów oraz szlaków sygnałowych (Hotamisligil, 860-67).

Immunonutrition – part I

dr Ebenezer Satyaraj

PetCare Basic Research Nestle Research Center, St. Louis, Missouri, USA

ŻYWIENIE

WETERYNARIA W PRAKTYCE

www.weterynaria.elamed.pl

STYCZEŃLUTY • 12/2014

17

Widzimy wiele przykładów takiego przystosowania w na-
turze. U muszki owocowej odpowiedź zarówno immunolo-
giczna, jak i metaboliczna kontrolowane są przez ten sam
narząd, a mianowicie ciało tłuszczowe (Hoffmann and Re-
ichhart, 121-26). U zwierząt wyższych ten związek jest oczy-
wisty, choćby ze względu na bliskość komórek immunolo-
gicznych (takich jak makrofagi i komórki Browicza-Kupffera)
w tkankach aktywnie uczestniczących w metabolizmie
składników odżywczych, czyli na przykład w tkance tłusz-
czowej i tkance wątroby (Hotamisligil, 860-67). Co ważne,
relacja ta wykracza poza fi zyczną bliskość. Na przykład re-
modelowanie tkanki tłuszczowej często towarzyszy pew-
nym chorobom zapalnym, takim jak zapalenie tkanki pod-
skórnej w przebiegu choroby zapalnej jelit (Karagiannides
and Pothoulakis, 661-66) oraz stres zapalny wywołany oty-
łością (Fain, 5139-48).

Na poziomie komórkowym i molekularnym komórki zaan-

gażowane w procesy metaboliczne i immunologiczne, a mia-
nowicie adipocyty i makrofagi, wydzielają cytokiny i reagują
na wzorce molekularne związane z patogenami (PAMP), ta-
kimi jak lipopolisacharydy (LPS) (Akira and Hemmi, 85-95).
W rzeczywistości preadipocyty są w stanie różnicować się
do makrofagów, a profi lowanie transkrypcyjne wskazuje
na pokrewieństwo genetyczne makrofagów i preadipocy-
tów (Charriere et al., 9850-55; Khazen et al. 5631-34). Biorąc
pod uwagę ten związek, nie zaskakuje fakt, że przewlekły
niedobór lub nadmiar składników odżywczych może mieć
niekorzystny wpływ na układ odpornościowy, a co za tym
idzie – ogólnie na zdrowie. W przypadku otyłości tkanka
tłuszczowa produkuje większe ilości cytokin prozapalnych
takich jak TNF-alfa (Leoni, Pizzo and Marchi, 171-78), pro-
wadząc do stanu zapalnego o niskim nasileniu i w ten spo-
sób przyczyniając się do powstania zespołu metabolicz-
nego i chorób pokrewnych, takich jak insulinooporność,
cukrzyca typu 2 oraz sztywności stawów. Na szczęście ist-
nieje również dobra strona tego bliskiego związku, a mia-
nowicie możliwość wpływania na niego tak, by zwiększyć
odporność i sprzyjać zdrowiu.

Leczenie żywieniem: przeszłość

i powrót zainteresowania

Świadomość, że żywienie ma wpływ na zdrowie, mieli już
starożytni, a swoje obserwacje na ten temat spisali Egip-
cjanie i Hindusi. Nawet Hipokrates miał zalecać swoim
uczniom, by w ramach analizy choroby poddawali ocenie
również dietę. Najwcześniejsze naukowe dowody na rolę
żywienia w czynności układu odpornościowego pochodzą
z 1810 roku. To obserwacje poczynione przez J.F. Menke-
la, który opisał atrofi ę grasicy u niedożywionych pacjentów
w Anglii. Między innymi te badania przyczyniły się do po-
wstania immunologii żywieniowej, która następnie prze-
kształciła się w badania niedoborów żywieniowych powo-
dowanych niedożywieniem. W literaturze anglojęzycznej
określa się ten stan skrótem NAIDS (Nutritionally Acquired
Immune Defi ciency Syndrome – zespół obniżonej odporności
na tle żywieniowym) (Meisel, 591-96). Od swojego zarania,
czyli od początku XIX wieku, wraz z odkryciami na temat
witamin na początku XX wieku, immunologia żywienio-
wa skupiała się na wpływie niedoborów żywieniowych

certain infl ammatory disease, such as development of panni-
culities during infl ammatory bowel disease (Karagiannides
and Pothoulakis, 661-66) and the infl ammatory stress brought
on by obesity (Fain, 513948).

At the cellular and molecular level cells involved in metabo-

lic and immune process, namely adipocytes and macropha-
ges, both secrete cytokines and respond to pathogen associa-
ted molecular patterns (PAMPS) such as lipopolysaccharide,
LPS (Akira and Hemmi, 85-95). In fact pre-adipocytes can
differentiate into macrophages and transcriptional profi ling
shows that macrophages and preadipocytes are genetically re-
lated (Charriere et al., 9850-55; Khazen et al., 5631-34). Given
this close relationship, it is no surprise that chronic nutrient
defi ciency or nutrient excess can negatively impact immune
health and consequently overall health. For example, adipo-
se tissue in obesity has been shown to produce higher levels
of proinfl ammatory cytokines such as TNF-alpha (Leoni,
Pizzo, and Marchi, 171-78), resulting in low-grade infl amma-
tion leading to metabolic syndrome and associated diseases
such as insulin resistance and type 2 diabetes and arthrosc-
lerosis. The good news is that this close relationship can also
be proactively leveraged to enhance immune health.

Immunonutrition: history and renewed focus

The understanding that food impacts health goes back to an-
cient times with references in the writings of ancient Egyp-
tians and Indians. Even Hippocrates is believed to have recom-
mended his students to evaluate diet to understand disease.
However, the earliest scientifi c evidence implicating the role
of nutrition in immune function was the observations made
by J.F. Menkel in 1810, describing thymic atrophy in malnouri-
shed patients in England. These observations, among others,
gave birth to nutritional immunology which evolved with the
study of nutritional defi ciencies caused by malnutrition so-
metimes referred to as Nutritionally Acquired Immune De-
fi ciency Syndrome (NAIDS) (Beisel, 591-96). Since its early
beginnings in the 1800s, and with new fi ndings during the
vitamin era in the early part of the 1900s, the emphasis in nu-
tritional immunology was on the impact of nutrient defi cien-
cies on the immune system. While malnutrition still remains
a global problem, many of the detrimental effects of malnu-
trition can be addressed by correcting the specifi c underlying
nutritional problem. The current challenge however is related
to an aging population, stress and dietary overindulgence.
Unlike immunodefi ciency caused by malnutrition, age-rela-
ted immunodefi ciency (life-stage) and immunodefi ciency due
to stress or dietary overindulgence need a more comprehen-
sive strategy and cannot be simply addressed by correcting
nutritional problems and are more diffi cult to evaluate, under-
stand and manage. More importantly, as a practicing clinician
one is more likely to observe immunodefi ciency of the latter
kind (immunodefi ciency not related to malnutrition). Hence
there is a paradigm shift in today’s research emphasis in nu-
tritional immunology, from malnutrition to addressing impa-
ired immune status because of age, stress and diet.

Why is it important to ensure immune health?

A healthy immune system ensures protection by preventing
infectious agents from entering the host and establishing

ŻYWIENIE

WETERYNARIA W PRAKTYCE

www.weterynaria.elamed.pl

STYCZEŃLUTY • 12/2014

18

na układ odpornościowy. Niedożywienie pozostaje proble-
mem na skalę światową, lecz w tej chwili wiele szkodliwych
skutków niedożywienia można skorygować, odpowiednio
reagując na konkretny problem żywieniowy. Aktualnie jed-
nak największymi wyzwaniami są starzenie się populacji,
stres i przekarmianie. W przeciwieństwie do obniżenia od-
porności w wyniku niedożywienia zaburzenia odporno-
ści na tle starzenia się, stresu lub przekarmiania wymaga-
ją podejścia bardziej złożonego. W takich sytuacjach nie
wystarczy sama korekta problemów stricte żywieniowych
– przypadki te są dużo trudniejsze do oceny, zrozumienia
i prowadzenia. Co jeszcze ważniejsze, współcześni prak-
tycy mają znacznie większe szanse zetknąć się z zaburze-
niami odporności drugiego typu (zaburzenia odporności
niezwiązane z niedożywieniem). Stąd zmiana paradygmatu
we współczesnych badaniach nad immunologią żywienio-
wą: odchodzi się od problemów związanych z niedożywie-
niem, a skupia na problemach immunologicznych związa-
nych z wiekiem, ze stresem i z dietą.

Dlaczego tak ważne jest dbanie o odporność?

Sprawny układ odpornościowy chroni organizm, nie pozwa-
lając czynnikom zakaźnym na zasiedlenie się i wywołanie
infekcji. Działanie jako bariera jest najważniejszą funkcją
układu immunologicznego, zwaną również „pierwszą linią
obrony”. W przypadku upośledzenia czynności układu od-
pornościowego funkcja bariery słabnie, umożliwiając in-
wazję patogenów i rozwój choroby. Wywołuje to aktywną
odpowiedź immunologiczną, która ma za zadanie zneutra-
lizować i usunąć czynnik zakaźny, a obejmuje takie zmia-
ny fi zjologiczne jak gorączka oraz zmiany na poziomie
komórkowym – jak produkcja komórek T i przeciwciał na-
kierowanych na konkretny patogen. Pełna odpowiedź im-
munologiczna jest kosztownym przedsięwzięciem z punk-
tu widzenia metabolizmu. Na przykład wzrost temperatury
ciała o 1°C oznacza taki wydatek energetyczny, jaki ponio-
słaby osoba o wadze 70 kg po przejściu piechotą dystansu
45 km (9,4 x 10

6

dżuli) (Romanyukha, Rudnev, and Sido-

rom, 1-13). Ponawiane aktywowanie układu odpornościo-
wego w celu zwalczenia infekcji wyczerpuje zasoby me-
taboliczne i jest procesem konkurującym z pozostałymi
procesami wymagającymi energii, takimi jak reprodukcja,
laktacja i wzrost, prowadząc do upośledzenia wzrostu i roz-
woju. Ponadto ponawiana aktywacja układu odpornościo-
wego zwiększa stres oksydacyjny, szczególnie u zwierząt
starszych. Sprawny układ odpornościowy, zdolny zapobiec
infekcji, ma więc ogromny i pozytywny wpływ na metabo-
lizm. Jest to kolejny ważny powód, dla którego warto dbać
o odporność, aby zapobiegać infekcjom i wynikającej z nich
aktywacji układu odpornościowego.

Co ciekawe, aktualne badania prowadzone na szczurach

i ludziach z demencją starczą pozwalają sugerować, że słab-
sza odporność może mieć wpływ na funkcje poznawcze
i starzenie się mózgu. Prawdopodobnie odporność wiąże
się z konsekwencjami zdecydowanie wykraczającymi poza
zapobieganie chorobom i zachowywanie cennych zasobów
metabolicznych.

W niniejszym artykule omówiono przyczyny obniżenia

odporności u zwierząt zdrowych, przeanalizowano wpływ

an active infection. This is a critical ‘barrier’ function, other-
wise called the ‘fi rst line of defense’ role of the immune sys-
tem. When the immune system is compromised, this ‘barrier’
weakens and pathogens invade causing disease. This triggers
an active immune response to neutralize and eliminate the
infection agent involving physiological changes including
symptoms like fever and cellular responses such as genera-
tion of T cells and antibodies that can specifi cally target the
pathogen. Such a full blown immune response is a metaboli-
cally costly endeavor. For example 1°C increase in body tem-
perature involves energy expenditure equal to a 70 kg per-
son walking 45 kms (9.4 x 10

6

joules (Romanyukha, Rudnev,

and Sidorov, 1-13). Repeated immune activation to combat
infection is a signifi cant drain on the metabolic resources
and competes with energy demanding processes like repro-
duction, lactation and growth, impacting growth and deve-
lopment. Repeated immune activation tends to increase the
oxidative stress, especially in older animals. Thus a healthy
immune system capable of preventing infections has profo-
und positive metabolic implications. This is another impor-
tant reason to ensure good immune health – to prevent in-
fections and the consequent immune activation.

Interestingly current research conducted in rodents and

people with age-related dementia suggests that poorer immu-
ne health can impact cognition and brain aging. It is likely
that good immune health has implications that go beyond
disease prevention and conserving precious metabolic re-
sources.

In this review, I would like to discuss causes of immunode-

fi ciency in an otherwise healthy animal, explore how food in-
fl uences the immune system and propose a framework to un-
derstand how nutrition interacts with the immune system.

What impacts immune health?
In the absence of disease, age and stress are two very im-
portant factors that signifi cantly impact the immune status.
The immune response of a neonate or an older animal tends
to be less vigorous than of an adult, making them more su-
sceptible to infection (Morein, Abusugra, and Blomqvist,
207-13). Aging is also characterized by low level chronic in-
fl ammation that contributes to the declining ability of the
immune system to respond and regulate immune response
(Ungvari et al., 5056-70).

Stress and in particular chronic stress has been shown

to have a signifi cant negative impact on the immune sys-
tem irrespective of the age of the subject – both in its ability
to respond to challenges as well as in the initiating of chro-
nic infl ammatory conditions (Tausk, Elenkov, and Moyni-
han, 22-31).

The eff ect of age on the immune system

Immune response in neonates
Neonatal immune responses tend to be not as strong
as in an adult animal (Toman et al., 321-26). In Beagle pups
aged 0-4 weeks mitogenic responses (measure of how these
cells would respond during an immune challenge) was shown
to be signifi cantly lower than in an adult animal (Gerber and
Brown, 695-99). Somberg et al found that the in vitro lympho-
cyte proliferation activity (also a measure of immune respon-

ŻYWIENIE

WETERYNARIA W PRAKTYCE

www.weterynaria.elamed.pl

STYCZEŃLUTY • 12/2014

19

żywności na układ immunologiczny oraz przedstawiono
ramy pozwalające zrozumieć interakcje żywienia z ukła-
dem odpornościowym.

Co wpływa na odporność?
Przy braku choroby wiek i stres są tymi czynnikami, które
mają ogromny wpływ na odporność. Odpowiedź immuno-
logiczna noworodka czy zwierzęcia starszego jest słabsza
niż w przypadku osobnika dorosłego, przez co te dwie gru-
py wiekowe są bardziej narażone na infekcje (Morein, Abu-
sugra and Blomqvist, 207-13). Starzenie się związane jest
również z łagodnym przewlekłym stanem zapalnym, który
przyczynia się do coraz słabszej zdolności układu odpor-
nościowego do reagowania i regulowania odpowiedzi im-
munologicznej (Ungvari et al., 5056-70).

Niezależnie od wieku osobnika stres, a zwłaszcza stres

przewlekły, ma zdecydowanie negatywny wpływ na układ
immunologiczny, i to zarówno w zakresie możliwości re-
agowania na obciążenia immunologiczne, jak i zaczynają-
cych się przewlekłych stanów zapalnych (Tausk, Elenkov
and Moynihan, 22-31).

Wpływ wieku na układ immunologiczny

Odpowiedź immunologiczna u noworodków
Odpowiedź immunologiczna u noworodka nie jest tak silna
jak u zwierzęcia dorosłego (Toman et al., 321-26). U szcze-
niąt beagla w wieku od 0 do 4 tygodni odpowiedź na mito-
gen (zakres, w jakim komórki te reagują podczas obciążenia
immunologicznego) była zdecydowanie słabsza niż u zwie-
rzęcia dorosłego (Gerber and Brown, 695-99). Somberg
et al. w badaniach in vitro stwierdzili, że poziom proliferacji
limfocytów u nowo narodzonych szczeniąt był o 50% niższy
niż u osobników dorosłych (Somberg et al., 1431-35).

Choć organizm noworodka jest w stanie zareagować

na obciążenie immunologiczne, to jego reakcja immunolo-
giczna opiera się raczej na limfocytach Th2 (Morein, Abu-
sugra and Blomqvist, 207-13). Odpowiedź immunologiczna
oparta na limfocytach Th1 charakteryzuje się takimi cyto-
kinami prozapalnymi jak IFN-gamma, IL-6, TNF alfa, dla-
tego jest skuteczniejsza w zapobieganiu chorobom zakaź-
nym. Z kolei odpowiedź immunologiczna oparta na Th2
wiąże się z cytokinami przeciwzapalnymi takimi jak IL-10,
IL-4 i TGF beta, a więc nie jest aż tak skuteczna w walce
z infekcjami wywołanymi przez drobnoustroje, czyniąc no-
worodki bardziej podatnymi na tego typu infekcje.

Istnieje wiele przyczyn powstania reakcji opartej na lim-

focytach Th2:
1. W porównaniu z komórkami osobników dorosłych komór-

ki APC (komórki prezentujące antygen) u noworodków
są mniej skuteczne z uwagi na mniejszą możliwość eks-

se) of new-born pups was 50% lower that of an adult (Som-
berg et al., 1431-35).

While neonates are capable of responding to an immu-

ne challenge, their immune responses tend to exhibit a Th2
(T-helper type 2) bias (Morein, Abusugra, and Blomqvist,
207-13). A Th1 (T-helper type 1) immune response is charac-
terized by proinfl ammatory cytokines such as IFN gamma,
IL-6, TNF alpha, and hence it is more effective in preven-
ting infectious diseases. In contrast, Th2-biased immune re-
sponse is predominated by anti-infl ammatory cytokines such
as IL-10, IL-4 and TGF beta and it is not as effective in de-
aling with microbial infections, making neonates more su-
sceptible to infections.

There are several reasons for this Th2 bias. These include:

1. As compared to adult cells, neonatal Antigen Presenting

Cells (APC) are less effi cient in antigen presentation due
to their reduced capacity to express crucial co-stimula-
tory molecules CD86 and CD40 and up regulate MHC
Class II molecules (Marshall-Clarke et al., 35-41). MHC
Class II molecules and co-stimulatory molecules are
required to present antigens to CD 4

+

T cells to initiate

an immune response.

2. Feto-placental environment tends to be immunosuppres-

sive and Th2 biased due to locally acting cytokines and
hormones and these infl uence neonatal immune responses
(Morein, Abusugra, and Blomqvist, 207-13).

3. Neonatal B cells, which also function as APC, have altered

signaling due to lowered MHC Class II molecules as well
as lowered accessory signaling molecules. The lack of up re-
gulation of CD40 and CD40L tends to dampen B cell
response as well their ability to class switch contributing
to the Th2 bias.

4. Neonatal Th1 cells undergo apoptosis because they express

unique receptors. In a recent study Lee et al have shown
that although a primary immune response from neonatal
T cell includes a signifi cant Th1 component, the Th1 cells
generated have unique characteristics. They tend to have
high levels of IL-13R alpha1, which heterodimerizes with
IL-4R alpha. As the immune response progresses, due
to the lack of appropriate dendritic cells (DC), the immune
response is dominated by lL-4, which binds the IL-13R
alpha 1- IL-4R alpha complex expressed on the Th1 cells
and induces apoptosis, eliminating the Th1 cells, resulting
in a Th2 bias. As the neonate ages, a signifi cant number
of appropriate DCs start accumulating especially in the
spleen. These DCs produce IL-12 and this IL-12 triggers the
down regulation IL-13R alpha 1 on the Th1 cells, rescuing
them from IL-4 induced apoptosis. This study underlines
the need for cytokines such as IL-12 to initiate a Th1 biased
immune response (Lee et al., 2269-80).

ŻYWIENIE

WETERYNARIA W PRAKTYCE

www.weterynaria.elamed.pl

STYCZEŃLUTY • 12/2014

20

presji istotnych cząsteczek kostymulujących CD86 i CD40
oraz zwiększoną aktywację cząsteczek MHC klasy II (Mar-
shall-Clarke et al., 35-41). Cząsteczki MHC klasy II oraz
cząsteczki kostymulujące są niezbędne do tego, aby doszło
do prezentacji antygenów komórkom CD 4

+

T, co pozwala

na zainicjowanie odpowiedzi immunologicznej.

2. Środowisko płodowo-łożyskowe jest immunosupresyjne

w oparciu o limfocyty Th2 z powodu lokalnie działających
cytokin i hormonów, które mają wpływ na odpowiedzi
immunologiczne noworodków (Morein, Abusugra and
Blomqvist, 207-13).

3. Komórki B noworodków, które również pełnią funkcję ko-

mórek APC, mają zmienioną sygnalizację z uwagi na obni-
żony poziom cząsteczek MCH klasy II oraz dodatkowych
cząsteczek sygnalizujących. Brak zwiększonej aktywacji
cząsteczek CD40 i CD40L prowadzi do upośledzenia
odpowiedzi komórek B oraz ich zdolności do zmiany
klasy, przyczyniając się do reakcji opartej na Th2.

4. Komórki Th1 noworodków ulegają apoptozie z uwagi

na ekspresję specyfi cznych receptorów. W niedawnym
badaniu Lee i wsp. wykazali, że choć pierwotna odpo-
wiedź immunologiczna komórki T noworodka opiera się
również w dużym stopniu na limfocytach Th1, to mają
one wyjątkowe cechy charakterystyczne. Zazwyczaj mają
wysokie poziomy interleukin IL-13R beta1, które hete-
rodimeryzują z IL-4R alfa. W miarę rozwoju odpowiedzi
immunologicznej, z uwagi na brak odpowiednich komórek
dendrytycznych, odpowiedź immunologiczna zostaje zdo-
minowana przez lL-4, które wiążą kompleks IL-13R alfa
1- IL-4R alfa na powierzchni komórek Th1 i wywołują
apoptozę, eliminując komórki Th1 i zwiększając znaczenie
limfocytów Th2. W miarę rozwoju noworodka spora ilość
odpowiednich komórek dendrytycznych zaczyna groma-
dzić się w śledzionie. Komórki te produkują interleukiny
IL-12, które z kolei obniżają aktywację IL-13R alfa 1 na ko-
mórkach Th1, ratując je przed apoptozą wywołaną przez
interleukiny IL-4. Wnioski z tego badania wskazują na to,
że cytokiny takie jak IL-12 są niezbędne do zainicjowania
odpowiedzi immunologicznej opartej na Th1 (Lee et al.,
2269-80).

Zmiana odpowiedzi immunologicznej
wraz ze starzeniem się
Starzenie się wywołuje zmiany zarówno w humoralnych, jak
i komórkowych reakcjach immunologicznych. Obejmują one
defekty w krwiotwórczym szpiku kostnym oraz w migracji,
dojrzewaniu i czynności limfocytów. Starzenie się obejmu-
je także zmiany starcze w obrębie grasicy, co również przy-
czynia się do osłabienia odporności wraz z wiekiem (Gru-
ver, Hudson and Sempowski, 144-56).

Wraz z wiekiem układ odpornościowy traci swoją pla-

styczność, upośledzając reakcje immunologiczne. Plastycz-
ność układu immunologicznego to jego zdolność do remo-
delowania w kierunku błyskawicznej reakcji na zagrożenia,
w tym patogeny, uszkodzenia tkanki czy stres oksydacyjny,
oraz do wyciszenia po przejściu zagrożenia. Jedną z przy-
czyn spadającej plastyczności układu odpornościowego
jest przewlekły stres metaboliczny związany ze starzeniem
się (Mocchegiani et al., 281-309). Skutkuje on osłabieniem

Immune response changes with aging
Aging brings changes in both the humoral and cellular im-
mune responses. These include defects in the hematopo-
ietic bone marrow and defects in lymphocyte migration,
maturation and function. Aging also involves involution
of the thymus gland which also contributes to loss of im-
mune function with increasing age (Gruver, Hudson, and
Sempowski, 144-56).

With age the immune system loses plasticity, resulting

in lowered response. Immune plasticity is the ability of the
immune system to remodel itself to respond promptly
to danger signals which include pathogens, tissue damage
and oxidative stress, and to a quiescent state once the dan-
ger. One of the reasons for this declining immune plasticity
is the chronic metabolic stress associated with aging (Moc-
chegiani et al., 281-309). This results in reduced immune re-
sponse and a lower cellular capacity in DNA-repair, leading
to a condition described as ‘immunosenescence’, which in-
creases the risk of age-related diseases i.e. cancer and in-
fection (Pawelec and Solana, 514-16; Makinodan, S27-S31).
Declining immune plasticity leads the cells of the immune
system to undergo cell-death or necrosis triggered by oxida-
tive stress (Mocchegiani et al., 349-57).

Age (life-stage) of the animal has a signifi cant impact on the

immune status and is one of the important reasons to con-
sider nutritional strategies to address immune system effec-
tiveness.

Stress

Stress, both physical and mental, has a signifi cant negati-
ve impact on the immune system, irrespective of age. Both
major and minor stressful events have been shown to have
a profound infl uence on immune responses in both animal
and human studies. One of the hall marks of chronic stress
is the general increase in levels of oxidative stress, and oxi-
dative stress gradually erodes immune plasticity. Research
in this area has spawned a new discipline called ‘psycho-
neuroimmunology’ – study of the interaction between the
psychological process and the nervous system and the im-
mune system. Using vaccine responses as a indicator of im-
mune status (Kiecolt-Glaser et al., 83-107; Kiecolt-Glaser et al.,
680-85; Kiecolt-Glaser et al., 3043-47; Morag et al., 389-95; Ve-
dhara et al., 627-31; Jabaaij et al., 129-37), researchers have de-
monstrated that among medical students taking exams, the
level of stress lowered the response to vaccine (virus-speci-
fi c antibody and T cell responses to hepatitis B vaccine were
lower), while the degree of social support increased vaccine
response (Kiecolt-Glaser et al., 680-85). Another good exam-
ple of chronic stress is the stress associated with care giving
for a spouse with Alzheimer’s Disease (AD), which was as-
sociated with a poorer response to an infl uenza virus vac-
cine when compared to well matched control subjects (Kie-
colt-Glaser et al., 3043-47). Vaccine responses demonstrate
clinically relevant alterations in an immunological response
to challenge under well controlled conditions and therefore
can be used as a surrogate for responses to an infectious chal-
lenge. Individuals who respond poorly to vaccines are likely
to have greater susceptibility to the infections agent when
compared to those with better vaccine responses. Burns et al.,

ŻYWIENIE

WETERYNARIA W PRAKTYCE

www.weterynaria.elamed.pl

STYCZEŃLUTY • 12/2014

21

reakcji immunologicznej i obniżeniem zdolności komórek
do naprawy DNA, prowadząc do stanu zwanego immu-
nosenescencją (starzeniem się układu odpornościowego),
który zwiększa ryzyko zachorowań na choroby wieku star-
szego, czyli nowotwory i infekcje (Pawelec i Solana, 514-16;
Makinodan, S27-S31). Spadająca plastyczność układu od-
pornościowego prowadzi do obumierania komórek immu-
nologicznych lub ich martwicy wywoływanej przez stres
oksydacyjny (Mocchegiani et al., 349-57).

Wiek (etap życia) zwierzęcia ma ogromny wpływ na od-

porność, będąc jedną z ważnych przyczyn, dla których na-
leży uwzględnić strategie żywieniowe w kontekście spraw-
nego funkcjonowania układu immunologicznego.

Stres

Stres, zarówno fi zyczny, jak i psychiczny wpływa negatywnie
na układ immunologiczny, i to niezależnie od wieku. Bada-
nia na zwierzętach i na ludziach udowodniły, że wydarzenia
stresujące (niezależnie od ich skali) mają ogromny wpływ
na odpowiedź immunologiczną. Jednym z klasycznych ob-
jawów stresu przewlekłego jest zwiększony poziom stresu
oksydacyjnego, który stopniowo narusza plastyczność ukła-
du odpornościowego. Badania w tym obszarze przekształci-
ły się w nową dziedzinę zwaną psychoneuroimmunologią,
zajmującą się badaniem interakcji pomiędzy procesami psy-
chologicznymi a układem neurologicznym i odpornościo-
wym. Naukowcy (Kiecolt-Glaser et al., 83-107; Kiecolt-Gla-
ser et al., 680-85; Kiecolt-Glaser et al., 3043-47; Morag et al.,
389-95; Vedhara et al., 627-31; Jabaaij et al., 129-37), wyko-
rzystując reakcje na szczepionki jako wskaźnik poziomu
odporności, wykazali, że u studentów medycyny podcho-
dzących do egzaminu podwyższony poziom stresu obniżał
odpowiedź na szczepionkę (osłabione reakcje przeciwciał
specyfi cznych dla wirusa oraz komórek T na szczepionkę
przeciw WZW typu B), natomiast wsparcie społeczne zwięk-
szało reakcję na szczepionkę (Kiecolt-Glaser et al., 680-85).
Kolejny dobry przykład stresu przewlekłego to stres zwią-
zany z opieką nad małżonkiem chorym na Alzheimera, któ-
ry to stres wiązał się ze słabszą odpowiedzą na szczepion-
kę przeciw grypie w porównaniu z odpowiednio dobranymi
osobami z grupy kontrolnej (Kiecolt-Glaser et al., 3043-47).
Po podaniu szczepionki występują klinicznie istotne zmiany
w reakcji immunologicznej na obciążenie w dobrze kontro-
lowanych warunkach, dzięki czemu można wykorzystywać
to zjawisko jako odpowiednik reakcji na obciążenie infekcją.
Osobniki słabo reagujące na szczepionkę zazwyczaj są bar-
dziej podatne na czynnik zakaźny w porównaniu z osob-
nikami lepiej reagującymi na szczepionkę. Między innymi
Burns et al. wykazali, że dorośli ze słabszą reakcją na szcze-
pionkę częściej doświadczają zachorowania o znaczeniu
klinicznym, poza tym epizody zakaźne trwają u nich dłu-
żej (Burns et al., 229-41; Patriarcha, 1700-01). Cohen et al.
udowodnili, że u ludzkich ochotników, u których inokulo-
wano pięć różnych szczepów wirusów zasiedlających układ
oddechowy, występowała zależna od dawki relacja pomię-
dzy poziomem stresu a objawami klinicznymi obserwowa-
nymi po infekcji (Cohen, Tyrrell and Smith, 606-12). A więc
na podstawie badań nad szczepionkami widzimy, że stres
znacznie zwiększa ryzyko poważnego zachorowania.

‰

among others, have shown that adults who show poorer re-
sponses to vaccines also experience higher rates of clinical
illness, as well as longer-lasting infectious episodes (Burns
et al., 229-41; Patriarca, 1700-01). Cohen et al. showed that
human volunteers who were inoculated with fi ve different
strains of respiratory viruses showed a dose-dependent re-
lationship between stress and clinical symptoms observed
after the infection (Cohen, Tyrrell, and Smith, 606-12). The-
refore, from these vaccine studies, it is clear that stress puts
individuals at a greater risk for more severe illness.

‰

Piśmiennictwo/Reference List
1. Ames, B.N., Gold L.S.: The causes and prevention of cancer: the role

of environment. „Biotherapy”, 1998, 11(2-3):205-20.

2. Ames, B.N.: DNA damage from micronutrient defi ciencies is likely

to be a major cause of cancer. „Mutat Res”, 2001, 475(1-2):7-20.

3. Anderson R., Smit M.J., Joone G.K.: Vitamin C and cellular immune

functions. Protection against hypochlorous acid-mediated inactivation
of glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase and ATP generation
in human leukocytes as a possible mechanism of ascorbate-mediated
immunostimulation. „Ann N Y Acad Sci”, 1990; 587:34-48.

4. Artym J., Zimecki M., Paprocka M.: Orally administered lactoferrin

restores humoral immune response in immunocompromised mice. „Im-
munol Lett”, 2003, 89:9-15.

5. Ashwell J.D.: Glucocorticoids in T cell development and function.

„Annu. Rev. Immunol.”, 1992, 18, 309-345.

6. Barger J.L., Walford R.L., Weindruch R.: The retardation of aging

by caloric restriction: its signifi cance in the transgenic era. „Exp Ge-
rontol.”, 2003 Nov-Dec; 38(11-12):1343-51.

7. Baselge J., Norton L., Albanell J.: Recombinant humanized anti-HER2

antibody (HERCEPTIN) enhances the antitumor activity of paclitaxel
and doxorubicin against HER2/neu over expressing human breast
cancer xenografts. „Cancer Res.”, 1998; 58:2825-31.

8. Beisel R.W.: History of Nutritional Immunology: Introduction and

Overview. „J. Nutr.”, 1992, 122:592-596.

9. Bengmark S.: Gut microenvironment and immune function. „Curr

Opin Clin Nutr Metab Care”, 1999, Jan; 2(1):83-5.

10. Benyacoub J., Czarnecki-Maulden G.L., Cavadini C.T.: Supplemen-

tation of food with Enterococcus faecium (SF68) stimulates immune
functions in young dogs. „J Nutr.”, 2003, 133(4):1158-62.

11. Bounous G., Kongshavn P.K.: In Absorption and Utilization of Amino

Acids. CRC Press, Inc., 1989.

12. Brandtzaeg P., Halstensen T.S., Kett K., Sollid L.M.: Immunobiology

and immunopathology of human gut mucosa: humoral immunity
and intraepithelial lymphocytes. „Gastroenterology”, 1989, Dec;
97(6):1562-84.

13. Brandtzaeg P., Johansen F.E.: Mucosal B cells: phenotypic characte-

ristics, transcriptional regulation and homing properties. „Immunolol.
Rev.”, 2005, 206:32-63.

14. Burns E.A., Goodwin J.S.: Immunology and infectious disease. [In:]

Geriatric Medicine (Cassel, C.K. et al., eds), Springer-Verlag, 1990,
s. 312–329.

15. Biswas P., Vecchi A., Mantegani P.: Immunomodulatory effects of bo-

vine colostrum in human peripheral blood mononuclear cells. „New
Microbiol” 2007, Oct; 30(4):447-54.

16. Casserly I., Topol E.: Convergence of atheroscler osis and Alzheimer’s

disease: infl ammation, cholesterol, and misfolded proteins. „Lancet”,
2004 Apr 3; 363(9415): 1139

17. Cebra J.J.: Infl uences of microbiota on intestinal immune system deve-

lopment. „Am J Clin Nutr” 1999, 69 (Suppl), s.1046-1051.

18. Cecilia M.: Coombes Effects of bovine colostrum supplementation

on immune variables in highly trained cyclists. „J Appl Physiol” 2007,
102:1113-1122.

19. Cline A.M., Radic M.Z.: Apoptosis, subcellular particles, and autoim-

munity. „Clin Immunol.” 2004, 112 (2):175-82.

20. Cohen, S.: Psychological stress and susceptibility to the common cold.

„N. Engl. J. Med”, 1991, 325, 606-612.