Minerais Essenciais e Adaptação Metabólica de Células Imunes Parte 2

3.2.3. Macrófagos

Em estados metabólicos obesos, os macrófagos constituem até 40 por cento das células vasculares estromais no tecido adiposo [68]. Os macrófagos do tecido adiposo abrangem células residentes e transitórias recrutadas via MCP-1 e às vezes são designados como Me devido a diferenças nos marcadores de superfície [69]. No estado de repouso, os macrófagos usam a energia produzida pela fosforilação oxidativa e mudam abruptamente para a glicólise quando entram no estado pró-inflamatório M1-ativado (CD11b plus , F4/80 plus e CD11c plus ) via sinalização IFN ou LPS .

Sua ativação depende do mesmo IKK implicado na fisiopatologia da resistência à insulina e resulta na secreção mediada por PPAR de IL-1 , TNF- , IL-6, IL-12 e IL-23. No nível bioquímico, a polarização M1 resulta no acúmulo de succinato e malato [70] devido às quebras do ciclo de Krebs no nível de isocitrato desidrogenase e succinato desidrogenase [71]. Isso permite a mudança do citrato para a síntese de ácidos graxos e prostaglandinas, o acúmulo de succinato e a ativação do shunt de arginossuccinato para a produção de malato e óxido nítrico.

Os macrófagos M2 ativados alternativamente (CD206 mais CD301 mais ) participam da resolução da inflamação por meio da secreção de IL-10, IL-4, IL-13 e TGF- que é fortemente influenciado pelo tecido adiposo eosinófilos teciduais e células T reguladoras. Ambos IL-4 e IL-10 são duas citocinas supressivas que se tornam mais abundantes no tecido da mucosa intestinal devido à exposição a helmintos e produtos microbianos derivados da microflora intestinal, respectivamente [72].

Existe uma estreita relação entre as células vasculares do estroma e a imunidade. As células vasculares do estroma desempenham um papel importante na íntima vascular, incluindo a manutenção da estrutura e função vascular, regulação da vasoconstrição e dilatação, regulação do fluxo sanguíneo e manutenção da barreira endotelial. Além disso, as células vasculares do estroma também estão envolvidas na modulação e regulação das respostas imunes.

Especificamente, as células vasculares do estroma podem regular o grau de resposta imune ativando ou inibindo a função das células imunes. Por exemplo, as células vasculares do estroma podem afetar a ativação e proliferação de células T e células B por meio da secreção de citocinas, apresentação de antígenos e expressão de moléculas coestimuladoras, regulando assim a intensidade e a direção das respostas imunes. Além disso, as células vasculares do estroma também podem participar da regulação das respostas inflamatórias e desempenhar um papel no reparo de lesões e regeneração tecidual.

Em conclusão, as células vasculares do estroma desempenham um papel indispensável na resposta imune, afetam o grau e o efeito da resposta imune regulando a função das células imunes e também participam de processos importantes como reparo e regeneração tecidual. Portanto, devemos estar muito atentos à melhora da nossa imunidade. Cistanche tem um efeito significativo na melhoria da imunidade. A cinza da carne contém uma variedade de ingredientes biologicamente ativos, como polissacarídeos, dois cogumelos e Huangli, etc. Esses ingredientes podem estimular o sistema imunológico. Vários tipos de células, aumentam sua atividade imunológica.

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3.2.4. Células dendríticas

As células dendríticas ligam a imunidade inata e adaptativa apresentando antígenos aos receptores de células T. Eles induzem um ambiente pró-inflamatório ao produzir IL-6 e sinalização de recrutamento de macrófagos. Semelhante a outras células inatas (as células dendríticas diferenciam-se dos monócitos, assim como os macrófagos), a ativação das células dendríticas é criticamente dependente da glicólise [73].

3.2.5. Células NK Natural Killer CD56 plus

As células NK ativadas mantêm perfis bioenergéticos semelhantes às células Th1, dependendo predominantemente da glicólise e da glutaminólise para o fornecimento de energia. Como outras células imunes inatas descritas acima, as respostas NK são rápidas e inespecíficas. As mudanças observadas para um nível metabólico mais alto após a ativação da célula imune inata são necessárias para a secreção de IFN- e citotoxicidade direta. A glicólise é aumentada pela regulação da expressão do transportador reverso de ácido cítrico e ácido málico SLC25A1 e ACLY15 via sinalização SREBP [74].

3.2.6. Células B CD19 mais

As células B são o componente linfócito da imunidade adaptativa que produz imunoglobulinas contra antígenos familiares. Sua ativação fenotípica no tecido adiposo promove a quimiotaxia de neutrófilos, células T e monócitos. Essas células são um tanto únicas porque usam glicólise e glutaminólise em todos os estados de repouso e maturação [75]. O acúmulo de células B geralmente precede o acúmulo de células T em distúrbios metabólicos e promove a ativação pró-inflamatória de células T [68].

3.2.7. Células T CD3 mais CD8 mais (Citotóxicas)

Essas células constituem uma população de células de imunidade adquirida, e sua abundância é aumentada em estados metabolicamente desvantajosos. Os requisitos de energia dessas células são mantidos após a ativação pela glicólise e glutaminólise [70].

3.2.8. Células T CD3 mais CD4 mais (Helper)

As células T auxiliares interagem com células apresentadoras de antígenos como células dendríticas, macrófagos e células B para modular o estado inflamatório do tecido alvo. A maturação dessas células ocorre no timo e leva à amplificação de várias subclasses diferentes de células T que diferem em seus marcadores de superfície e perfis de citocinas conforme resumido abaixo [76].

As células Th1 são diferenciadas via IL-12 pró-inflamatória e sinalização de IFN- para liberar IFN- e TNF- pró-inflamatórios. Seu perfil bioenergético depende da glicólise e glutaminólise mediante ativação.

As células Th2 são diferenciadas por meio da sinalização IL-4 para secretar ainda mais IL-4 (crítico para a sobrevivência dos linfócitos do tipo B), IL-5, IL-10 e IL -13. Th2 e a maioria das células T auxiliares descritas abaixo mantêm o suprimento de energia via glicólise e preservação parcial da fosforilação oxidativa.

As células Th9 são diferenciadas via IL-4 e sinalização de TGF para liberar IL-9.

As células Th17 são diferenciadas via IL-1 , IL-6, IL-23 e TGF-sinalização para liberar IL-17 no controle de infecções patogênicas e autoimunidade, bem como um série de citocinas IL-21/26. Curiosamente, altos níveis de glicose levam à diferenciação excessiva e estimulação de células Th17 e provocam inflamação no hospedeiro [77].

As células Th22 são diferenciadas via IL-6 e sinalização de TNF para liberar IL-22.

As células regulatórias Treg (CD3 mais CD4 mais FOXP3 mais ) são diferenciadas via sinalização de IL-2 e TGF- para liberar IL-10 e TGF- . O primeiro mantém a função imunossupressora das Tregs. O perfil bioenergético dos T regs é semelhante ao das células T virgens e é principalmente suportado pela oxidação de ácidos graxos e fosforilação oxidativa [76].

4. Influência dos Minerais Essenciais nos Resultados Imunológicos

Os nutrientes exercem seu papel na imunidade inata e na inflamação em dois pontos de controle principais: (i) tecido linfóide associado ao intestino no trato intestinal e (ii) crosstalk e sinalização de células imunes nos diferentes tecidos do hospedeiro. O estado nutricional inadequado causado pela desnutrição, dieta não saudável e distúrbios associados à perda ou incapacidade de nutrientes essenciais leva a deficiências nutricionais que podem afetar diretamente o estado imunológico e inflamatório do corpo. As interações entre nutrientes nos alimentos e dietas adicionam um nível de complexidade aos resultados imunológicos esperados. Isso é especialmente evidente no nível de macronutrientes através da existência de sistemas de apetite específicos para proteínas, carboidratos e gorduras [78]. Em muitos animais, o apetite prioriza as proteínas para o sucesso reprodutivo e os carboidratos para a longevidade [79], e a ingestão total de alimentos aumenta à medida que as concentrações de nutrientes caem nos alimentos devido à alimentação compensatória desses macronutrientes [80]. Como tal, a ingestão total de energia é maior em dietas com baixo teor de proteínas e/ou baixo teor de carboidratos [81], e essa discrepância óbvia pode formar a base para muitos distúrbios metabólicos do estilo de vida.

Embora possa existir um comportamento de busca semelhante para pelo menos dois macronutrientes, sódio e cálcio, os demais micronutrientes são mantidos dentro de limites saudáveis ​​pela ingestão contínua da variedade disponível de alimentos. Os minerais essenciais formam um subgrupo desses micronutrientes com altas implicações para a saúde imunológica. Estes incluem cálcio (Ca), fósforo (P), sódio (Na), potássio (K), magnésio (Mg), cloreto (Cl), enxofre (S) e oligoelementos - ferro (Fe), zinco ( Zn), cobre (Cu), manganês (Mn), selênio (Se), iodo (I), molibdênio (Mo) e possivelmente cromo trivalente (Cr) e flúor (F). Os minerais desempenham um papel vital na manutenção da integridade de vários processos fisiológicos e metabólicos que ocorrem nos tecidos vivos. Seus efeitos reguladores sobre a função imunológica foram definidos até certo ponto, e níveis inadequados de minerais foram relatados como alterando a competência imunológica em humanos [82].

Uma dieta equilibrada e diversificada pode comumente suportar todos os minerais essenciais para o corpo [83], seja baseada em alimentos naturais ou fortificados, mas estilos de vida modernos, padrões alimentares e sistema de produção agrícola mudaram esse equilíbrio para inadequações comuns em alguns minerais ( Tabela 1). Os dados dos EUA baseados nas Pesquisas de Exame Nacional de Saúde e Nutrição (NHANES) apoiaram inadequações proeminentes de micronutrientes na população dos EUA, com foco particular em cálcio, potássio, magnésio e ferro [84,85]. Nas dietas ocidentais, deficiências graves ocorrem apenas quando os minerais não são obtidos em quantidades suficientes ou não são absorvidos da dieta devido à formulação química inacessível ou distúrbios de má absorção do trato gastrointestinal, especialmente em pacientes em nutrição parenteral, idosos e crianças com doenças congênitas. erros do metabolismo que requerem dietas muito especializadas. Isso contrasta com muitos países em desenvolvimento, onde uma variedade de escolhas alimentares é limitada, o risco de desnutrição economicamente impulsionado é alto e as dietas veganas são mais difundidas [86]. Indivíduos que mantêm uma dieta vegetariana podem exigir até 50% mais minerais na dieta devido aos fitatos vegetais consumidos. Inadequações, no entanto, são bastante comuns em todo o mundo, e os minerais críticos com efeitos imunológicos são descritos com mais detalhes abaixo.

4.1. Cálcio

O cálcio é extremamente importante para ossos e dentes saudáveis, contração e relaxamento muscular, funcionamento dos nervos, coagulação do sangue, regulação da pressão arterial e saúde do sistema imunológico. O cálcio é fortemente regulado e raramente varia de níveis fisiológicos de 8,8–10,4 mg/dL no soro (4,7–5,2 mg/dL se ionizado) [87]. O cálcio se liga aos ácidos biliares e ácidos graxos para formar complexos insolúveis que protegem as células intestinais do intestino e mantêm a integridade imunológica do intestino, em parte suprimindo a proliferação celular promovendo a diferenciação ou apoptose [88]. O cálcio não apenas facilita a ativação das células T, mas também modula as alterações metabólicas distintas que surgem em diferentes subconjuntos de células T e estágios de desenvolvimento. O influxo de cálcio é defeituoso e o efluxo de cálcio é aumentado em células T deficientes em autofagia, o que leva a um nível reduzido de ativação de linfócitos [89].

4.2. Potássio

O potássio é um eletrólito sistêmico que suporta a transmissão nervosa, a contração muscular, o equilíbrio hídrico e a produção de energia. Historicamente, o potássio foi usado para tratar sintomas de tosse crônica como expectorante de muco e espera-se que tenha efeitos semelhantes em outras superfícies mucosas, incluindo secreção gástrica e síntese de tecido gastrointestinal [90]. Os valores normais de potássio sérico estão na faixa de 3,5 a 5 mmol/L. O potássio equilibra os efeitos do sódio no sistema imunológico inato, em parte, inibindo o inflamassoma NLRC4 [91]. Nos casos de resistência à insulina, o corpo entra no estado catabólico que suprime o sistema imunológico adaptativo dependente de linfócitos T e conduz a inflamação em uma tentativa contínua de reparar os tecidos danificados, embora incapaz de completar a sequência imune. A bomba de sódio/potássio é crítica para a integridade iônica do linfócito sob condições de resistência à insulina e estoques de potássio esgotados, impedindo assim que o linfócito prossiga em seu ciclo [92].

4.3. Magnésio

O magnésio é encontrado no tecido ósseo saudável, este elemento também suporta a contração muscular, a transmissão nervosa, a saúde do sistema imunológico, bem como a produção de energia celular e a síntese de proteínas. Os níveis séricos normais de magnésio estão entre 1,8 e 2,2 mg/dL [93]. O magnésio atua como cofator para a ativação enzimática em múltiplas vias bioquímicas, como a glicólise e o ciclo de Krebs. É um cofator para a síntese de imunoglobulinas, C 03 convertase, citólise dependente de anticorpos, adesão de células imunes, ligação de linfócitos IgM, resposta de macrófagos a linfocinas e adesão de células T ou B [94].

4.4. Ferro

O ferro é uma parte crítica da hemoglobina dos glóbulos vermelhos que garante a transferência de oxigênio e contribui para o metabolismo energético em todos os tecidos como um meio de transferência de elétrons. O ferro também é parte integrante de muitos sistemas enzimáticos que regulam a regulação/proliferação celular, a síntese de DNA e o transporte de elétrons na mitocôndria. O ferro difere de outros minerais corporais devido à ausência de qualquer processo fisiológico de excreção. A faixa de valores normais é de 60–170 µg/dL [95]. O ferro é um tanto único que participa da imunidade nutricional, uma retirada ativa de ferro da circulação em resposta à infecção [96].

O ferro é pró-inflamatório tanto em macrófagos quanto em neutrófilos quando presente em excesso e não armazenado adequadamente na ferritina, fortalecendo assim a eliminação de patógenos às custas de níveis mais altos de inflamação tecidual [97]. O ferro também promove seletivamente a diferenciação e atividade das células Th2 sobre Th1 via sinalização INF-, bem como contribui para a modulação de Treg devido ao desequilíbrio no receptor de transferrina CD71, uma proteína de captação de ferro [98]. O efeito oposto é observado nas células B, onde o ferro promove a proliferação [99]. A jusante da sinalização das células imunes, no entanto, a deficiência de ferro levou à regulação negativa das respostas de anticorpos [100].

4.5. Outros minerais importantes (fósforo, sódio, cloreto, enxofre)

Atualmente, não há deficiências críticas neste grupo de minerais, desde que seja mantida uma dieta balanceada na população-alvo. Além da participação óbvia na sinalização celular e no metabolismo energético, as interações entre o fósforo e o sistema imunológico são inconsistentes. Da mesma forma, embora o sódio possa amplificar as respostas inflamatórias de macrófagos e células T, a evidência translacional dos efeitos do sal dietético na imunidade humana é escassa [101]. O cloreto, o ânion mais abundante em humanos, é ativamente acumulado no espaço intracelular das células mieloides, como neutrófilos e macrófagos, e reage com o peróxido de hidrogênio via ácido hipocloroso do fagolisossomo para produzir o ácido hipocloroso defensivo [102].

O enxofre é obtido de uma dieta principalmente na forma de aminoácidos sulfurados e contribui para a regulação da saúde imunológica por meio de metabólitos como glutationa, homocisteína e taurina. A glutationa é a principal forma de armazenamento de enxofre no corpo, já que nem a cisteína nem a metionina são armazenadas, e qualquer excesso é facilmente oxidado a sulfato e excretado na urina, muitas vezes na forma de metabólitos de fase II de farmacoforos dietéticos [103]. O enxofre também contribui para a saúde imunológica com a produção de sulfeto de hidrogênio tecidual e colônico (microbiota), que diminui a gravidade de várias doenças imunomediadas [104], mas pode ser prejudicial na patogênese de doenças infecciosas, como a tuberculose [105].

4.6. Outros minerais (zinco, cobre, selênio, manganês)

A deficiência de oligoelementos não é comumente observada em regiões desenvolvidas, a menos que esteja associada ao envelhecimento e a distúrbios crônicos. Os pacientes com uma forma adquirida de deficiência geralmente são incapazes de manter a ingestão, absorver, metabolizar ou excretar o mineral de forma eficiente. A avaliação precisa do status mineral, no entanto, é um desafio porque as medições comumente usadas na clínica não refletem diretamente o status mineral nos tecidos-alvo, onde os minerais tendem a se acumular [106]. Embora as dietas saudáveis ​​tendam a custar mais, torna-se cada vez mais evidente que muitas inadequações nutricionais são motivadas pela preferência do consumidor por dietas com baixo teor de nutrientes e alta densidade energética ao mesmo preço [107]. Emparelhado com uma diminuição dramática no consumo de carnes de órgãos que historicamente serviram como uma boa fonte de minerais para uma população onívora [108], ainda podem ser esperadas inadequações de minerais selecionados. Os riscos nutricionais para inadequações de minerais incluem falta de ingestão de carne, excesso de fitatos na dieta (leguminosas, sementes, grãos integrais) ou oxalatos (alazão, espinafre, quiabo, nozes e chá). A absorção gastrointestinal prejudicada devido a doenças gastrointestinais e metabólicas crônicas geralmente se manifesta pela redistribuição das reservas de minerais corporais para longe do epitélio no intestino e na pele, permitindo assim um aumento de distúrbios autoimunes associados a esses tecidos [109].

Entre os oligoelementos discutidos, o zinco se destaca por sua necessidade de várias classes de enzimas catalíticas, como metaloproteinases de matriz, álcool desidrogenase hepática, anidrase carbônica e proteínas transcricionais de dedo de zinco. O zinco é crítico na saúde reprodutiva [110] e no sistema imunológico, onde tem um efeito significativo no funcionamento normal de macrófagos, neutrófilos, células assassinas naturais e na atividade do complemento, mas não pode ser armazenado no corpo e deve ser reabastecido continuamente [109]. A inadequação do zinco é um fator de risco para a integridade da barreira epitelial, tanto na pele, intestino (diarréia) quanto nos pulmões (infecções virais). Os efeitos imunológicos são mediados em parte pela ativação incorreta e maturação das células T e B, e uma proporção desequilibrada distorcida na direção dos fenótipos pró-inflamatórios Th1 e Th17 [111]. O aumento do recrutamento de zinco nas células imunes ativadas e longe da circulação sanguínea e dos tecidos epiteliais pode ser essencial para garantir a transcrição e a tradução das proteínas de fase aguda, mas esgota ainda mais os estoques disponíveis [112].

O cobre é um cofator para a citocromo c oxidase, a enzima terminal na cadeia de transporte de elétrons que é crítica para a fosforilação oxidativa. Isso determina a aplicabilidade do cobre para o bom funcionamento dos órgãos e processos metabólicos, estimulação do sistema imunológico para combater infecções e reparo de tecidos lesados ​​[113]. Sua relevância para o sistema imunológico é mediada pelo metabolismo do ferro e das proteínas, pois a ceruloplasmina contendo cobre é um importante componente antioxidante da ferroxidase, superóxido dismutase eritrocitária e diamina oxidase [114]. As deficiências de cobre estão associadas à proliferação prejudicada de linfócitos T, diminuição da produção de IL-2 e diminuição da atividade de fagócitos, linfócitos B e células natural killer [115]. Na presença de inflamação, as concentrações plasmáticas de cobre e ceruloplasmina aumentam, resultando em maior proteção contra patógenos e radicais de oxigênio.

A relação entre os minerais remanescentes e a função imunológica é menos bem documentada em humanos. O selênio faz parte dos sistemas enzimáticos glutationa peroxidase e iodotironina desiodase, e os níveis plasmáticos de selênio se correlacionam com as contagens de CD4+ e diferenciação de células T CD4+ em células Th1 [116]. O manganês é um cofator de várias proteínas, incluindo a superóxido dismutase [117]. Iodo (síntese de hormônios tireoidianos), molibdênio (bioenergética mitocondrial), cromo (metabolismo da glicose e lipídios) e flúor (saúde óssea) podem ter efeitos sobre a saúde imunológica, mas não estão bem definidos. De interesse crítico, tanto o zinco quanto o cobre são exemplos clássicos de micronutrientes que sofrem alterações espaço-temporais nos tecidos durante o início e a resolução do processo inflamatório [118]. O aumento do recrutamento de zinco e cobre nas células imunes no momento da infecção ou ativação imune fortalece as defesas do hospedeiro contra patógenos por toxicidade direta, bem como aumentos indiretos na formação de radicais livres e ativação das enzimas centrais no metabolismo celular [119]. A evidência recentemente emergente sugere que outros oligoelementos, como selênio, manganês ou molibdênio, podem participar de processos semelhantes e expressar aumentos transitórios semelhantes nas células imunes ativadas [120].

5. Mudanças no conteúdo mineral dos alimentos

A domesticação de culturas resultou em perdas significativas de biodiversidade (pacote de culturas), carboidratos complexos, micronutrientes e fibras alimentares nas dietas modernas [20]. A capacidade limitada de absorver, armazenar e metabolizar esses nutrientes devido a impactos ambientais ou do solo, condições socioeconômicas e estado de saúde pode levar ao desenvolvimento de múltiplas inadequações minerais nas populações suscetíveis [121]. Embora as estratégias de fortificação de alimentos certamente ajudem com as deficiências mais comumente identificadas (ferro, zinco, iodo), oportunidades importantes para combater a desnutrição múltipla de minerais são perdidas ao direcionar alimentos únicos para nutrientes únicos [21].

5.1. Produção Agroindustrial de Alimentos

Os valores nutricionais dos alimentos vegetais e animais mudaram durante os eventos seletivos de domesticação e reprodução em todo o mundo. A densidade energética dos alimentos do dia-a-dia na forma de maior retenção de calorias aumentou dramaticamente tanto nas plantas (acumulação de carboidratos em detrimento do conteúdo de proteínas e minerais [122]) quanto nos animais (acumulação de gordura saturada e colesterol em detrimento da gordura insaturada). e minerais [123]).

Os avanços tecnológicos que permitem a produção de açúcares e óleos refinados também aumentaram a alta densidade energética dos alimentos processados, mas contribuíram com quantidades insignificantes de micronutrientes para as dietas humanas. Essa transição formou uma dieta moderna e densa em energia, na qual a energia alimentar total é derivada de 51,8% de carboidratos, 32,8% de gordura e 15,4% de proteína [124]. Finalmente, carnes de órgãos densamente nutritivas (vísceras), como fígado, coração, rim, cérebro, tripas, intestino e pães doces (timo e pâncreas) caíram de muitas dietas modernas [108]. Esses tecidos geralmente contêm quantidades maiores de minerais do que os músculos esqueléticos, como mostrado tanto para carne bovina [125] quanto para cordeiro [126].

Informações limitadas estão disponíveis para estimar a contribuição de diferentes grupos de alimentos para a ingestão de minerais no nível populacional. Para alguns minerais selecionados, como fósforo, potássio, magnésio, zinco, cobre e manganês, os dados mais antigos das famílias britânicas sugeriam que o total de alimentos vegetais e frutas e vegetais contribuía para as dietas diárias com 37% e 14% de fósforo, 60% e 45% de potássio, 65% e 28% de magnésio, 36% e 11% de zinco, 61% e 24% de cobre e 93% e 27% de manganês, respectivamente [127]. Esses números, no entanto, são significativamente afetados por declínios sistemáticos no conteúdo mineral de frutas e vegetais, conforme mostrado no Reino Unido (sódio, cálcio, magnésio, cobre e ferro entre 1940 e 2019), EUA (cálcio, fósforo, cobre e ferro entre 1950–2009), Finlândia (potássio, manganês, zinco e cobre entre 1970–2000), Austrália (ferro e zinco entre 1980–2000) conforme resumido recentemente [21] (Tabela 2).

5.2. Biodisponibilidade, fortificação e diretrizes dietéticas

Um recente aumento significativo em alimentos alternativos à base de proteína vegetal e de cultura celular é outra incógnita no estado de saúde mineral das populações que consomem quantidades significativas desses produtos, uma vez que a maioria dos minerais presentes em alimentos de origem animal e vegetal existem em complexos biológicos que consistem em coenzimas e ativadores de oligoelementos.

Isso impõe restrições adicionais à absorção, fortificação e suplementação direta com micronutrientes, especialmente entre bebês e crianças em rápido desenvolvimento [121]. Por essas razões, a fortificação de alimentos com micronutrientes é frequentemente realizada para iodo, ferro, vitaminas A e D e várias vitaminas B (tiamina B1, riboflavina B2 e niacina B3). Além disso, o aumento do acesso a alimentos nutritivos, incluindo produtos enriquecidos com micronutrientes (especialmente para ferro, cálcio, zinco e folato), apóia a adequação da dieta para a maioria dos indivíduos em populações em desenvolvimento [128]. Por mais benéfica que seja, a suplementação de micronutrientes também traz um aumento do risco à saúde ou nenhum benefício adicional à saúde para certas populações, conforme mostrado em cenários clínicos de países com alta carga endêmica de doenças infecciosas [129,130], ou em várias meta-análises recentes realizadas em países industrializados países [131,132].

Os minerais nas matrizes alimentares estão ainda ligados a vários compostos orgânicos e inorgânicos (multiformes) que afetam diretamente sua solubilidade, absorção e biodisponibilidade. O processamento de alimentos pode ter uma influência substancial na biodisponibilidade mineral, tanto na direção da perda ou redução irreversível, quanto mais raramente na direção do aumento da absorção [133]. A localização e atividade de canais iônicos, proteínas de transporte e integridade epitelial nas áreas-alvo do trato gastrointestinal também podem modular significativamente a absorção de minerais pelo hospedeiro. Nos casos em que a quelação mineral a fitatos, polifenóis, taninos, lectinas, fibras dietéticas e proteínas impede sua absorção no intestino superior e aumenta a entrega desses minerais ao lúmen colônico, o microbioma intestinal pode fornecer benefícios adicionais por meio da geração de curto -ácidos graxos de cadeia, redução do pH luminal (acidificação) e aumento da solubilidade mineral [134]. Sua avaliação em tecidos humanos que não sejam líquidos biológicos é desafiadora, pois os níveis de minerais séricos e urinários não refletem com precisão o teor de micronutrientes nos tecidos [82] (Tabela 3).

A obtenção de níveis mais altos de minerais de dietas diversificadas e integrais para um indivíduo saudável sem distúrbios gastrointestinais crônicos é bastante simples. As escolhas dietéticas preferidas geralmente se sobrepõem aos alimentos propostos para prevenir e promover a recuperação de transtornos depressivos [135], incluindo bivalves (ostras, amêijoas ou mexilhões), carnes de órgãos (fígado, baço, rins ou coração) e folhas verdes ( agrião, espinafre, mostarda, nabo ou acelga). Como parte de um padrão alimentar saudável, essa seleção se alinha bem com as diretrizes atuais sobre o uso de alimentos ricos em nutrientes para atender às necessidades diárias de nutrientes sem consumir calorias excessivas [136].

6. conclusões

A função crucial dos minerais na aplicação à saúde metabólica e imunológica não pode ser negligenciada. Isso é especialmente aplicável a estados metabólicos e pró-inflamatórios crônicos que levam tempo para se desenvolver e resolver. Desenvolvimentos recentes em nossa compreensão da absorção e biodisponibilidade específica de cada mineral, sua abundância na circulação e tecidos-alvo representam uma série de grandes avanços na descoberta da base nutricional da ingestão de minerais e sua aplicação à saúde humana. No entanto, nossa compreensão dos ambientes metabolicamente restritivos dos tecidos inflamados, a dependência crítica da glicólise aeróbica para fornecer energia às células imunes para desempenhar funções imunes e fluxos minerais para os tecidos-alvo e de volta à circulação em suporte a essas mudanças permanecem muito fragmentados .

A conexão entre os estados transitórios e permanentes de resistência à insulina associados à maioria dos distúrbios metabólicos e imunológicos não é amplamente explorada, embora exista conhecimento sobre a conexão entre diabetes tipo I e uma resposta imune prejudicada [137]. Redistribuição dos fluxos metabólicos durante a ativação imune prolongada de piruvato para lactato (fora do ciclo do TCA para produção e biossíntese de NADH), glutamina para piruvato (para compensar o primeiro) e citrato (para a síntese adicional de ácidos graxos e espécies lipídicas ) levam à regulação disfuncional dos programas metabólicos de desenvolvimento das células imunes. Estudos futuros podem descobrir que esses estados metabólicos definem um espectro mais amplo de subpopulações celulares exemplificadas pelos extremos de macrófagos M1 e M2, e mediadas tanto pelas vias do inflamassoma (IL-1 ) quanto das não inflamassômicas (TNF- ), bem como um equilíbrio entre a sinalização pró-inflamatória do palmitato (C16:0) ​​e anti-inflamatória do palmitoleato (C16:1n7) [138]. É interessante notar que a inibição da enzima aspartato-aminotransferase AST que desvia o ciclo fragmentado do TCA é suficiente para promover a respiração mitocondrial, inibe a produção de óxido nítrico e IL-6 e diminui a polarização do macrófago M1 [139].

O cuidado nutricional bem-sucedido dos resultados metabólicos e imunológicos com minerais essenciais é uma meta importante, pois muitas deficiências e inadequações minerais são difíceis de diagnosticar e quantificar. Estudos recentes conduzidos com vários minerais no contexto de resistência à insulina, inflamação sistêmica e vacinação destacaram a necessidade de investigar mais essas intervenções em ambientes clínicos [140] e enfatizaram o uso de multiformas mais eficazes para melhorar a entrega de minerais aos tecidos-alvo [106 ]. No futuro, o direcionamento preciso do status mineral humano e sua contribuição para a saúde geral com intervenções selecionadas para os resultados fisiológicos desejados podem ser usados ​​para personalizar estratégias de nutrição que ajudem a gerenciar distúrbios crônicos de saúde e promover a saúde ideal.

Contribuições do autor:

MA e SK conceberam o estudo e delinearam o escopo do trabalho. MA e SK realizaram pesquisas bibliográficas e redigiram o manuscrito. JG pesquisou e organizou dados de tabelas e figuras. Todos os autores leram e concordaram com a versão publicada do manuscrito.

Financiamento:

Este trabalho foi apoiado em parte pelos projetos da Hatch #1023927 (SK) do Instituto Nacional de Alimentos e Agricultura do USDA. O MA foi financiado em parte pela bolsa de estudos do Reino da Arábia Saudita da Missão Cultural da Embaixada Real da Arábia Saudita (concessão número 21032019).

Declaração do Conselho de Revisão Institucional:

Não aplicável.

Declaração de Consentimento Informado:

Não aplicável.

Declaração de Disponibilidade de Dados:

Não aplicável.

Conflitos de interesse:

Os autores declaram não haver conflito de interesses.

Referências

1. Wong, MC; McCarthy, C.; Fearnbach, N.; Yang, S.; Pastor, J.; Heymsfield, SB Emergência da epidemia de obesidade: 6-Visualização da década com avatares humanóides. Sou. J. Clin. nutr. 2022, 115, 1189–1193. [CrossRef] [PubMed]

2. Cantley, J.; Ashcroft, FM Perguntas e Respostas: Secreção de Insulina e Diabetes Tipo 2: Por que as Células Falham? BMC Biol. 2015, 13, 33. [CrossRef]

3. O'Hearn, M.; Lauren, BN; Wong, JB; Kim, DD; Mozaffarian, D. Tendências e disparidades na saúde cardiometabólica entre adultos nos EUA, 1999–2018. Geléia. Col. Cardiol. 2022, 80, 138–151. [CruzRef]

4. MacKenna, B.; Kennedy, NA; Mehrkar, A.; Rowan, A.; Galloway, J.; Matthewman, J.; Mansfield, KE; Bechman, K.; Yates, M.; Brown, J.; e outros Risco de resultados graves de COVID-19 associados a doenças inflamatórias imunomediadas e terapias imunomodificadoras: um estudo de coorte nacional na plataforma OpenSAFELY. Lanceta Reumatol. 2022, 4, e490–e506. [CruzRef]

5. Boutari, C.; Mantzoros, CS Uma atualização de 2022 sobre a epidemiologia da obesidade e um apelo à ação: à medida que sua pandemia de COVID -19 gêmea parece estar diminuindo, a pandemia de obesidade e dismetabolismo continua a se intensificar. Metabolism 2022, 133, 155217. [CrossRef]

6. Habbab, RM; Bhutta, ZA Prevalência e Determinantes Sociais de Sobrepeso e Obesidade em Adolescentes na Arábia Saudita: Uma Revisão Sistemática. Clin. Obes. 2020, 10, e12400. [CruzRef]

7. Ah, TJ; Lee, H.; Cho, YM Perspectivas do Leste Asiático em Cirurgia Bariátrica e Metabólica. J. Diabetes Investigag. 2022, 13, 756–761. [CruzRef]

8. Calle, MC; Fernandez, ML Inflamação e Diabetes Tipo 2. Diabetes Metab. 2012, 38, 183–191. [CrossRef] [PubMed]

9. Rani, V.; Profundo, G.; Singh, RK; Pale, K.; Yadav, UCS Estresse Oxidativo e Distúrbios Metabólicos: Patogênese e Estratégias Terapêuticas. Ciência da Vida. 2016, 148, 183–193. [CrossRef] [PubMed]

10. Tkachenko, O.; Polishchuk, I.; Gorchakova, N.; Zaychenko, H. Síndrome Metabólica e Distúrbios do Metabolismo Lipídico: Aspectos Moleculares e Bioquímicos. Acta Fac. Med. Naissensis 2020, 37, 5–22. [CruzRef]

11. Andersen, CJ; Murphy, KE; Fernandez, ML Impacto da Obesidade e Síndrome Metabólica na Imunidade

12. Av. nutr. 2016, 7, 66–75. [CrossRef] [PubMed] 12. Ginhoux, F.; Guilliams, M. Ontogenia e homeostase de macrófagos residentes em tecidos. Imunidade 2016, 44, 439–449. [CrossRef] [PubMed]

13. Medzhitov, R. Origem e papéis fisiológicos da inflamação. Nature 2008, 454, 428–435. [CrossRef] [PubMed]

14. De Fano, M.; Bartolini, D.; Tortoioli, C.; Vermigli, C.; Malara, M.; Galli, F.; Murdolo, G. Plasticidade do tecido adiposo em resposta a estímulos fisiopatológicos: um elo de ligação entre a obesidade e suas comorbidades associadas. Int. J. Mol. ciência 2022, 23, 5511. [CrossRef]

15. Fajgenbaum, DC; Junho, CH Cytokine Storm. N. Engl. J. Med. 2020, 383, 2255–2273. [CruzRef]

16. Rathinasabapathy, T.; Sakthivel, LP; Komarnytsky, S. Suporte baseado em plantas para a saúde respiratória durante surtos virais. J. Agric. Química Alimentar. 2022, 70, 2064–2076. [CruzRef]

17. Soderholm, AT; Pedicord, VA Células epiteliais intestinais: na interface da microbiota e imunidade da mucosa. Imunologia 2019, 158, 267–280. [CruzRef]

18. Mariathasan, S.; Weiss, DS; Newton, K.; McBride, J.; O'Rourke, K.; Roose-Girma, M.; Lee, WP; Weinrauch, Y.; Monack, DM; Dixit, VM A criopirina ativa o inflamassoma em resposta a toxinas e ATP. Nature 2006, 440, 228–232. [CruzRef]

19. Arpaia, N.; Campbell, C.; Ventilador, X.; Dikiy, S.; van der Veeken, J.; deRoos, P.; Liu, H.; Cruz, JR; Pfeffer, K.; Cofre, PJ; e outros Metabólitos produzidos por bactérias comensais promovem a geração de células T reguladoras periféricas. Nature 2013, 504, 451–455. [CruzRef]

20. Komarnytsky, S.; Retchin, S.; Vong, CI; Lila, MA Ganhos e Perdas da Produção Agrícola de Alimentos: Implicações para o Século XXI. Annu. Rev. Food Sci. Tecnol. 2022, 13, 239–261. [CruzRef]

21. Mayer, A.-MB; Trenchard, L.; Rayns, F. Mudanças históricas no conteúdo mineral de frutas e vegetais no Reino Unido de 1940 a 2019: uma preocupação com a nutrição humana e a agricultura. Int. J. Food Sci. nutr. 2022, 73, 315–326. [CrossRef] [PubMed]

22. R˝oszer, T. Compreendendo o misterioso macrófago M2 por meio de marcadores de ativação e mecanismos efetores. Mediat. Inflamm. 2015, 2015, e816460. [CrossRef] [PubMed]

23. Murray, PJ; Allen, JE; Biswas, SK; Fischer, EA; Gilroy, DW; Goerdt, S.; Gordon, S.; Hamilton, JA; Ivashkiv, LB; Lourenço, T.; e outros Ativação e Polarização de Macrófagos: Nomenclatura e Diretrizes Experimentais. Imunidade 2014, 41, 14–20. [CrossRef] [PubMed]

24. Lawrence, T.; Gilroy, DW Inflamação crônica: uma falha de resolução? Int. J. Exp. Pathol. 2007, 88, 85–94. [CruzRef]

25. Nijhuis, J.; Rensen, SS; Slaats, Y.; van Dielen, FMH; Buurman, WA; Greve, JWM Ativação de Neutrófilos na Obesidade Mórbida, Ativação Crônica da Inflamação Aguda. Obes. (Primavera de Prata) 2009, 17, 2014–2018. [CrossRef] [PubMed]

26. Hotamisligil, Inflamação GS e Distúrbios Metabólicos. Nature 2006, 444, 860–867. [CruzRef]

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