Az immunglobulin termelés a fehérjehiányos egerekben károsodott, és étrenddel helyreállítható

Braz J Med Biol Res, 2006. december, 39. (12) 1581-1586. Kötet (rövid közlemény)

Az immunglobulin termelés a fehérjehiányos egereknél károsodott, és étrendi fehérje kiegészítéssel helyreállítható

J. F. Amaral 1, D.A. Foschetti 1, F.A. Assis 1, J.S. Menezes 2, N.M. Vaz 1 és A.M.C. Faria 1

1 Departamento de Bioquímica e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, MG, Brasil
2 Departamento de Imunologia, Instituto de Ciências Biomédicas, Universidade de São Paulo, São Paulo, SP, Brasil

Kulcsszavak: Élelmiszer fehérjék, immunglobulinok, érés, nyálkahártya

A legtöbb idegen antigénnel a bél nyálkahártyájában fordul elő, ezeket az antigéneket az élelmiszer-fehérjék és az autochton mikrobiota képviselik (1). A nagy bélhez kapcsolódó limfoid szövet (GALT) jelenlétét általában a mikrobiotából származó antigének által okozott stimulációnak tulajdonítják, mivel ez a szövet drasztikusan csökken a csíramentes állatokban. A csíra mentes egerek kisebb Peyer-foltokat, ritka lamina propria sejteket és az intraepithelialis limfociták normál számának felét viselik (2). A szekréciós IgA, valamint a szérum IgA és IgG szintje, de az IgM nem, szintén csökken ezekben az állatokban (3). Az antigénmentes egereknél megfigyelt immunológiai változások, amelyek nélkülözik mind a mikrobiális, mind az étrendi stimulációt, súlyosabbak (4-7), ami arra utal, hogy az étkezési fehérjék is részt vesznek az immunológiai fejlődésben.

Korábban kimutattuk, hogy az élelmiszerfehérjék önmagukban kulcsszerepet játszanak az immunrendszer teljes érésében. Olyan étrendre választott C57BL/6 egerek, amelyben az ép fehérjéket ekvivalens mennyiségű aminosavval helyettesítik (Aa diéta), éretlen immunrendszert mutatnak, több paraméterrel mérve. Felnőtt (8-12 hetes) Aa-táplált egerek gyengén fejlett GALT-t mutatnak, az intraepithelialis limfociták és a lamina propria sejtek száma alacsonyabb, és a szekréciós IgA termelése romlott a kontroll egerekhez képest. A Peyer-foltok és csíraközpontjaik méretének csökkenését mutatják a kontroll kazeintartalmú étrendet fogyasztó egerekhez képest is. Ezenkívül az Aa-táplált egerekben csökken a szérum IgG és IgA szintje, de az IgM nem. Ezen egerek több limfoid szervéből származó T-sejtek in vitro citokintermelése domináns Th2-profilt mutat magas IL-10 és IL-4 koncentrációval és alacsony gamma-interferon koncentrációval. Így minden vizsgált immunológiai paraméterben ezek a felnőtt állatok szoptató egerekre hasonlítanak (8), ami azt sugallja, hogy az elválasztás utáni ételfehérjék általi stimuláció kritikus szerepet játszik az immunrendszer érésében (9). Az egerek elemi táplálékkal táplálkoztak, mivel az elválasztás felnőttkori korukban hasonló immunfunkciós hibákat mutat be (10).

Két fontos kérdés merült fel korábbi adatainkból: a) vajon a táplálékfehérje-nélkülözéssel összefüggő immunfunkció károsodása visszafordítható-e felnőtt állatokban, és ha igen, b) melyik volt az étkezési fehérje minimális koncentrációja az immunológiai helyreállítás elősegítéséhez funkció. Jelen tanulmányban e két kérdéssel foglalkoztunk. Először megvizsgáltuk annak hatását, hogy egy kazeintartalmú étrend (kontroll étrend) bevezetése egy olyan kazeintartalmú étrendbe (kontroll étrend) felnőtt felnőtt egereknek, akiket elválasztás óta fehérjamentes étrendet (Aa diéta) fogyasztottak. Ezután értékeltük az étkezési fehérjék különböző mennyiségeinek hatását az immunfunkció helyreállítására felnőtt Aa-táplált egerekben.

A táplálékfehérjék Aa-táplált felnőtt egerekbe történő bevezetésének immunológiai hatásainak vizsgálatához először C57BL/6 egereket neveltünk Aa diétán az elválasztástól (3 hetes kor) a felnőttkorig (8 hetes korig). A jelen vizsgálatban használt beltenyésztett nőstény C57BL/6 egereket standard körülmények között tenyésztették és tenyésztették állattartó létesítményünkben. Az összes kísérleti protokollt az UFMG Állatkísérleti Etikai Bizottsága hagyta jóvá. A kontroll étrend 15% kazeint tartalmazott fehérjeforrásként, és Cas étrendnek nevezték el. A kísérleti étrendek (Rhoster Indústria e Comércio Ltda., São Paulo, SP, Brazília) izokalorosak és azonosak voltak minden más tápanyag tekintetében az 1993. évi AIN-93G (American Institute of Nutrition) irányelvei szerint (11). Az étrendet (szilárd formában, pelletek formájában) és a csapvizet ad libitum adták minden csoportnak, és az egereket a kísérletek során standard nyitott ketrecben tartották.

Mivel az Aa-táplált egereknek jellemzően csökken a szérum IgG és IgA szintje, valamint a szekréciós IgA szintje (9), ezeket a paramétereket választottuk az egerek immunológiai fejlődésének értékelésére különböző étrend-kezelési módok szerint. Az egereket altatásban véreztük meg a hónaljfonatból, és véralvadást és centrifugálást követően szérumokat kaptunk. A szekréciós IgA-t az egyes egerek vékonybélének izolálása után összegyűjtött bélmosó folyadékban mértük. Az antitestszinteket standard befogási ELISA módszerrel mértük. A lemezeket kecske anti-egér Ig-vel (Southern Biotechnology Association, Inc., Birmingham, AL, USA) vontuk be, és a szérum immunglobulin izotípusokat peroxidázzal jelölt patkány anti-egér Ig, IgG, IgM vagy IgA alkalmazásával detektáltuk (Sigma, St. Louis, MO, USA). A reakciót 450 nm-en olvastuk fel ELISA olvasóval (Bio-Rad, Hercules, CA, USA). Az immunglobulin koncentrációját az egyes izotípusok megtisztított Ig-jével kapott standard görbe alkalmazásával határoztuk meg (Southern Biotechnology Association, Inc.). Az adatokat átlag ± SEM értékként adjuk meg, és a csoportok közötti szignifikáns különbségeket a Student t-teszttel határoztuk meg.

Az immunglobulin szintjét 4 héttel egy kontroll kazeintartalmú étrend (Cas diéta) bevezetése után értékeltük a 8 hetes Aa táplált egereknél. Az 1. ábrán bemutatott szekréciós IgA-szintek által meghatározott helyi immunfunkció csökkent Aa-táplált egerekben a Cas-táplált egerekhez képest. A kazeintartalmú étrend bevezetése azonban a szekréciós IgA-koncentráció fokozatos helyreállításához vezetett a bélnyálkában (1A. Ábra), amely 72 óra elteltével elérte a normális értéket. Annak megvizsgálására, hogy az étkezési fehérjék bevezetése szerepet játszik-e a szisztémás immunfunkcióban, összehasonlítottuk a kizárólag Aa-étrendet tápláló egerek szérum immunglobulin-szintjét (teljes Ig, IgG, IgM és IgA) a Cas-diétát kapott Aa-táplált egerekével 4 hétig. Amint az 1B-E ábrán látható, az Aa-vel táplált egerek szérum immunglobulinszintje csökkent volt, összehasonlítva a Cas-al táplált egerekkel. Amikor az Aa-táplált egereket bevezették egy kazeintartalmú étrendbe, fokozatosan helyreálltak a szérum immunglobulin szintjükben. Az összes izotípus immunglobulinjának normál szérumkoncentrációja (az összes Ig kivételével) 72 óra kontroll étrend-fogyasztás után ért el.

Az immunoglobulin-szint ezen helyreállításának elősegítéséhez szükséges étkezési fehérje koncentrációjának meghatározásához összehasonlítottuk a szérum IgA és más szérum immunglobulinok koncentrációját olyan 12 hetes egerekben, amelyek kizárólag Aa-diétát (Aa egerek) tápláltak, az immunoglobulinok koncentrációjával 12 hetes Aa-táplált egerekben, akiket 8 hetes korukban növekvő mennyiségű kazeint (0,5, 2, 5, 10 és 15%) tartalmazó étrendbe vezettek be. A 15% -os fehérjeforrás eléréséhez minden étrendben kiegészítõ mennyiségû Aa keveréket adtunk hozzá, hogy az összes teszt étrend ismert kazein aminosavak és ép kazein kombinációját tartalmazza. Amint a 2A. Ábra mutatja, az Aa-al táplált egerek szérum IgA-koncentrációja csökkent volt, összehasonlítva a kontroll 15% -os Cas-táplált egerekkel. Amikor 5% kazeint vezettek be étrendjükbe, az Aa-táplált egerek helyreállították a szekréciós IgA szintjét. Az összes Ig és az IgA normális szérumszintjének helyreállításához azonban legalább 10% kazeint tartalmazó étrendre volt szükség (2B. És D ábra). A szérum IgG és IgM 5% kazeint tartalmazó étrenddel táplált egerekben normalizálódott (2C. És E ábra). Érdekesség, hogy ezekben a kísérletekben az AM-vel táplált egerekben az IgM-szint is csökkent, bár korábbi vizsgálatunkban nem figyeltük meg a szérum IgM csökkenését (.

[A kép nagyobb változatának megtekintése (96 K JPG fájl)]

2. ábra Az immunglobulin termelés helyreállítása az étkezési fehérje koncentrációjától függ. A fehér oszlopok azoknak az állatoknak felelnek meg, akiket 15% kazein (Cas) diétával etettek. A szürke oszlopok azt jelzik, hogy az állatok 15% aminosav (Aa) étrendet kaptak. A kikelt oszlopok azt jelzik, hogy azok az egerek kaptak tesztet, amelyek a kazein és az aminosavak változó kombinációit tartalmazzák, hogy elérjék az összes fehérje 15% -át. Bélmosó folyadékot és szérumot gyűjtöttünk az immunglobulin értékeléséhez. A szekréciós IgA-t (sIgA, A) és a szérum immunglobulinokat, az összes Ig (B), IgA (C), IgG (D) és IgM (E) értékeket megkötő ELISA-val mértük. Az adatokat csoportonként 4-5 egér átlag ± SD-ként adják meg, és két külön kísérlet eredményeit reprezentálják. * P t-teszt).

[A kép nagyobb változatának megtekintése (88 K JPG fájl)]

1. Brandtzaeg P. Az emberi bél immunitás kialakulása és alapvető mechanizmusai. Nutr Rev 1998; 56: S5-S18. [Linkek]

2. Bandeira A, Mota-Santos T, Itohara S, Degermann S, Heusser C, Tonegawa S és mtsai. A gamma/delta T-sejtek lokalizációja a bélhámban független a normális mikrobiális kolonizációtól. J Exp Med 1990; 172: 239-244. [Linkek]

3. Wostmann B. Csíra nélküli és gnotobiotikus állatmodellek. In: Melby EC Jr, Altman NH (szerkesztő), Laboratory Animal Science kézikönyve. Cleveland: CRC Press; 1996. [Linkek]

4. Hashimoto K, Handa H, Umehara K, Sasaki S. "Antigénmentes" étrenden nevelkedett Germfree egerek. Lab Anim Sci 1978; 28: 38-45. [Linkek]

5. Haury M, Sundblad A, Grandien A, Barreau C, Coutinho A, Nobrega A. A szérum IgM repertoárja normál egerekben nagyrészt független a külső antigén kontaktustól. Eur J Immunol 1997; 27, 1557-1563. [Linkek]

6. Hooijkaas H, Benner R, Pleasants JR, Wostmann BS. Kémiailag meghatározott ultraszűrt "antigénmentes" étrenddel táplált, csíra nélküli egerek által termelt immunglobulinok izotípusai és specifitása. Eur J Immunol 1984; 14: 1127-1130. [Linkek]

7. Pereira P, Forni L, Larsson EL, Cooper M, Heusser C, Coutinho A. A B- és T-sejtek autonóm aktiválása antigénmentes egerekben. Eur J Immunol 1986; 16: 685-688. [Linkek]

8. Benveniste J, Lespinats G, Adam C, Salomon JC. Immunglobulinok ép, immunizált és szennyezett axén egerekben: a szérum IgA vizsgálata. J Immunol 1971; 107: 1647-1655. [Linkek]

9. Menezes JS, Mucida D, Cara DC, Alvarez-Leite JI, Russo M, Vaz NM és mtsai. A táplálékfehérjék általi stimulálás kritikus szerepet játszik az immunrendszer érésében. Int Immunol 2003; 15: 447-455. [Linkek]

10. Menezes JS, Andrade MC, Senra B, Rodrigues VS, Vaz NM, Faria AM. Az immunológiai aktivitásokat egerek elemi étrendjének enterális beadásával modulálják. Clin Nutr 2006; 25, 643-652. [Linkek]

11. Reeves PG, Nielsen FH, Fahey GC Jr. AIN-93 tisztított étrend laboratóriumi rágcsálók számára: az American Institute of Nutrition ad hoc író bizottságának végleges jelentése az AIN-76A rágcsáló-étrend újrafogalmazásáról. J Nutr 1993; 123: 1939-1951. [Linkek]

12. Cebra JJ. A mikrobiota befolyása a bél immunrendszerének fejlődésére. Am J Clin Nutr 1999; 69: 1046S-1051S. [Linkek]

13. Chandra RK. Az immunfunkciók tápanyag-szabályozása. Forum Nutr 2003; 56, 147-148. [Linkek]

Köszönetnyilvánítás

Szeretnénk köszönetet mondani Ilda Marçal de Souzának, aki kitűnő gondozást nyújtott állatállományunkért.

Levelezés és lábjegyzetek

A levelezés címe: A.M.C. Faria, Departamento de Bioquímica e Imunologia, ICB, UFMG, Av. Antônio Carlos, 6627, 31270-901 Belo Horizonte, MG, Brasil. Fax: + 55-31-3499-2640. E-mail: [email protected]

A FAPEMIG és a CNPq által támogatott kutatás. J. F. Amaral és D. A. A Foschetti a CAPES és a FAPEMIG ösztöndíjasa. N.M. Vaz és A.M.C. A Faria a CNPq ösztöndíjasa. A FAPESP által támogatott kiadvány. 2006. január 30-án kapott. Elfogadva 2006. augusztus 3-án.

A napló minden tartalmát, kivéve, ha másként jelezzük, a Creative Commons Nevezési Licenc alapján licenceljük