Wykład 42 Zdrowie płuc a spożywanie owoców/warzyw

Jednostka anatomiczna dróg oddechowych (zrazik) = oskrzelik oddechowy, przewody pęcherzykowe, wyjścia do woreczków pęcherzykowych (atria), pęcherzyki (o średnicy ~ 0,2 mm, 300 x 106 w obu płucach). Błona oddechowa - 0,6 mikrometra, powierzchnia dyfuzji ~ 70 m2

POPRZECZNY PRZEKRÓJ ŚCIAN PĘCHERZYKÓW I ICH ZAOPATRZENIA NACZYNIOWEGO

500ml/oddech x 15 oddechów/min x 60 min/h x 24h/dzień -> >10,000 LITRÓW powietrza przepływa przez nasze płuca każdego dnia w ciągu życia

• Płuca są narażone na:

  • wysokie stężenie tlenu (13,6% w powietrzu pęcherzykowym)

  • zanieczyszczenia powietrza (np. ozon, NO_x, SO₂),

  • dym papierosowy

• Komórki płuc są w stanie produkować reaktywne formy tlenu:

  • mitochondrialny łańcuch oddechowy (przeciek 2-4% zredukowanego tlenu w postaci wolnego rodnika ponadtlenkowego, który następnie jest konwertowany na H₂O₂)

  • fagocyty płucne (makrofagi pęcherzykowe, neutrofile)

  • komórkach nabłonka i śródbłonka

ANTYOKSYDANTY SĄ PIERWSZĄ LINIĄ OBRONY PRZED RFT

Enzymaty (SOD, katalaza, GSH-Px)

Nieenzymatyczne, pochodzące z żywności

Antyoksydacyjne witaminy: C i E,

β-karoten, likopen, inne karotenoidy

Ubichinon, selen

Flawonoidy (np. kwercetyna, hesperydyna, kemferol), polifenole (floretyny, kwas chlorogenowy, katechiny)

• Stres oksydacyjny występuje w różnych chorób płuc:

• astma oskrzelowa

• rozedma

• Przewlekła obturacyjna choroba płuc (POChP)

• Mukowiscydoza

• zapalenie płuc

• Idiopatyczne zwłóknienie płuc

• Zespół zaburzeń oddechowych dorosłych

• Gruźlica

• rak płuc

FUNKCJA PŁUC SPADA WRAZ Z WIEKIEM

(FEV₁ - Natężona objętość wydechowa pierwszo sekundowa)

POChP I SPOŻYCIE OWOCÓW

• Wysokie spożycie owoców jest odwrotnie proporcjonalna do ryzyka POChP (3 badania przekrojowe)

• Spożywanie niecytrusowych owoców (jabłka, gruszki, winogrona) jest związane z obniżeniem kaszlu z flegmą - badanie przekrojowe z udziałem 49 140 mężczyzn w Singapurze

• Spożywanie twardych owoców (jabłka, gruszki)jest odwrotnie proporcjonalne do występowania objawów POChP (przewlekły kaszel, duszność), - 13 651 dorosłych w Holandii (w wieku 20-59 lat). Spożycie owoców> 180 g / dzień obniża częstość występowania objawów ze strony ukł. oddechowego.

• Zwiększone spożycie warzyw wiąże się ze zmniejszeniem ryzyka POChP (3 badania przekrojowe). Dwa duże badania - bez wpływu na dolegliwości układu oddechowego

KONSUMPCJA SOI I RYZYKO POChP

• Badanie przekrojowe: 278 pacjentów z POChP (244 mężczyzn) w wieku 50-70 lat i 340 kontroli (272 mężczyzn)

• Spirometria – funkcjonalność płuc, dane demograficzne, zwyczajowe spożycie żywności – formalna ankieta

• Wyniki:

• a) - znaczna redukcja ryzyka POChP przy najwyższym dziennym spożyciu wszystkich produktów sojowych

• b) – dolegliwości układu oddechowego (duszność) były odwrotnie proporcjonalne do wysokiego spożycia soi

• Korzystny wpływ izoflawonów na płuca

• Ograniczenie pracy - mała liczba pacjentów - wstępne wyniki, które powinny być potwierdzone w dalszych badaniach

DZIAŁANIE PŁUC A SPOŻYCIE WARZYW/OWOCÓW

• Analizy przekrojowe:

• Osoby z wysokim spożyciem witaminy C, A i E mają lepszą czynność płuc (15 badań)

• Wyższe spożycie magnezu wiąże się z lepszą czynności płuc i zmniejszenie ryzyka astmy (4 badania)

OGRANICZENIA BADAŃ PRZEKROJOWYCH

• Liczne nierozpoznane czynniki zakłócające mogą wpływać na wyniki

• Nie jest jasne, czy otrzymane związki reprezentują przyczynowy wpływ na czynność płuc

• Dlatego długotrwałe (oraz interwencyjne) badania są konieczne

• Faza I, 2512 osób (w wieku 45-59 lat) Wielka Brytania, 1979, badania: FEV1, dane demograficzne, palenie, dane o dietach zebrane w półilościowych kwestionariuszach o częstotliwości jedzenia. Analiza przekrojowa

↓ analiza podłużna

• Faza II 1983 rok 1827 osób (w obu fazach)

• Wyniki przekrojowe: pacjenci spożywający 5 lub więcej jabłek tygodniowo mieli FEV1 o 138 ml wyższe niż niejedzący ich (przy zmienności witaminy E - 39 ml)

• Analiza podłużna: Średnie spożycie jabłek było istotnie związane ze zmianą czynności płuc w ciągu 4 lat. Spożywający ≥ 5 jabłek tygodniowo mieli niższy spadek FEV1 o 74,1 ml.

• Korekta ze względu na czynniki zaburzające: spadek o 47,7 ml i utrata znaczenia (p = 0,098).

• Żadnego związku z witaminami.

• Możliwy efekt flawonoidów (kwercetyna)

Butland BK et al. Thorax 2000,55,102-108

• Faza I, 2633 osób dorosłych (w wieku 18-70 lat), Wielka Brytania 1991 rok, badania: FEV1, objawów oddechowych, dane demograficzne, palenie tytoniu, dane o spożyciu zebrane w półilościowej ankiecie o częstotliwości jedzenia (Wit. C, A, E, magnez), reaktywność skóry na powszechne alergeny wziewne. Analiza przekrojowa

↓ (dziewięć lat) analiza podłużna

• Faza II 2000 rok, 1346 pacjentów, przekrojowe badanie

• Wyniki przekrojowe (1991 i 2000) wyższe spożycie wit. C i magnezu było związane z wyższymi wartościami FEV1.

• Analiza podłużna: spadek FEV1 między 1991 i 2000 była niższy u osób z wyższym spożyciem wit. C o 50,8 ml przy 100 g wit C na dzień (bez związku z wit. A i E i magnezu)

• Dieta bogata w żywności, które dostarczają wit. C może być korzystne dla płuc

Mc Keever TM i wsp. .. Am.J.Respir.Crit Care Med. 2002,165,1299-1303

RAK PŁUC I SPOŻYCIE WARZYW/OWOCÓW

• Badania epidemiologiczne (prospektywne i retrospektywne): wysokie spożycie owoców i warzyw (lub obu) zmniejsza ryzyko zachorowania na raka płuc o około 25%

• Flawonoidy? , Β-karoten?

• Badanie prospektywne, 29 133 nałogowo palących mężczyzn, w wieku 50-69 lat (Finlandia); zabieg – podawano 50 mg α-tokoferolu lub 20 mg β-karotenu, oba, lub placebo

• Po 5-8 latach suplementacji karotenu w monoterapii lub w połączeniu z tokoferolem:

znaczący 18% wzrost raka płuc i 8% wzrost śmiertelności ogólnej

• Innym badanie prospektywne z β-karotenem: 18 341 nałogowych palaczy lub pracujących z azbestem (USA), randomizacja: 30 mg β-karotenu na dobę i 25 000 IU palmitynianu retinolu (Wit. A) przez 4 lata

• Wyniki: grupa z suplementacją: 28% więcej raka płuc i 17% więcej zgonów niż w grupie bez suplementacji

• Wyjaśnienie: wysokie dawki β-karoten mogą wyciszać geny supresorowe lub pobudzać ekspresję genów proliferacji komórek, zwłaszcza u palaczy papierosów

• Inne badania: spożycie β-karotenu zmniejsza ryzyko raka płuc! - Inne czynniki mogą chronić: błonniki?, polifenole, ....??

• Nieprawidłowa metylacja promotora genów supresorowych [(np. p16 (CDKN2A), metylotransferaza O⁶-metyloguanina-DNA (MGMT), ras effector homologue 1] jest większe u pacjentów z rakiem płuc - badanie przesiewowe (próbki plwociny) do wczesnego wykrywania raka (? )

• 1101 palaczy papierosów, kwestionariusz żywności, analiza plwociny dla metylacji promotora genu

• Wyniki - spożywanie zielonych warzyw liściastych (i wykorzystanie multiwitamin) zabezpiecza przed metyzacją

Stidley CA i in. Cancer Res 2010,70,568

SPOŻYCIE JABŁEK I RYZYKO RAKA PŁUC

• Jabłka-są znaczącym źródłem flawonoidów (związki fenolowe) w diecie ludzi w Europie i USA

• Nurses’ Health Study oraz Health Professionals’ Nurses Follow-up Study (72 000 kobiet i 47 000 mężczyzn) - spożycie warzyw i owoców było związane z 21% zmniejszenia ryzyka raka płuc u kobiet (nie było to widoczne wśród mężczyzn!)

• Spożycie jabłek, jednego ze szczególnych owoców, wiąże się ze zmniejszeniem ryzyka zachorowania na raka płuc - jedno jabłko dziennie stanowiło ochronę

• Pozostałe 2 badania również wykazały ochronne działanie spożycie flawonoidów przed rakiem płuc

JABŁKA I ZDROWIE PŁUC

• Jabłka zawierają: kwercetyno-3-galaktozyd, kwercetyno-3-glukozyd, kwercetyno-3-ramnozyd, katechiny, epikatechiny, procyjanidynę, cyjanidyno-3-galaktozyd, kwas kumarowy, kwas chlorogenowy, kwas galusowy i florydzynę

Dalsze, podłużne badania randomizowane i interwencyjne są niezbędne do ustalenia wpływu spożycia owoców/warzyw na częstość występowania i rozwoju chorób płuc