Пребиотики (Сушеная Слива) и Иммунная Функция у Женщин в Постменопаузе

Ежегодно в США около 2 миллионов женщин (~6000 женщин каждый день) достигают критической стадии женского репродуктивного старения, известной как менопауза. Менопауза характеризуется постоянным прекращением менструаций и потерей фолликулярной активности яичников, вызванной снижением уровня 17β-эстрадиола (т.е. дефицитом эстрогена). Среди американских женщин медианный возраст наступления менопаузы составляет 51 год [1]. Учитывая текущую ожидаемую продолжительность жизни 80,5 лет, женщины в этой стране могут провести до одной трети своей жизни в этой постменопаузальной стадии.

Влияние снижения 17β-эстрадиола на функцию иммунных клеток, особенно некоторых популяций T-клеток, стало фокусом многих исследований в области женского здоровья. Широко признано, что после менопаузы у женщин наблюдается значительное увеличение риска хронических заболеваний, включая гинекологические и рак молочной железы, аутоиммунные заболевания, сердечно-сосудистые заболевания и остеопороз. В контексте здоровья костей, на котором сосредоточена работа нашей лаборатории, постменопаузальные женщины в 4 раза более склонны к переломам по сравнению с пременопаузальными женщинами (возраст 20-50 лет). Более того, 1 из 3 женщин старше 50 лет столкнется с остеопоротическим переломом. Снижение 17β-эстрадиола, происходящее при менопаузе, сопровождается иммунологическими изменениями в эффекторных T-клетках кластера дифференцировки (CD)4+, наиболее заметным из которых является увеличение T-хелперных клеток, экспрессирующих провоспалительный цитокин интерлейкин (IL)-17 (т.е. Th17 клеток) относительно иммуносупрессивных T-регуляторных (Treg) клеток. Th17 клетки являются высоко эффективными промоторами остеокластогенеза и ускоряют резорбцию кости, происходящую при дефиците эстрогена. В отличие от этого, остеопротективная роль Treg, которые, как сообщается, либо уменьшаются, либо остаются неизменными при менопаузе, менее ясна у людей помимо их противовоспалительных свойств. Следовательно, именно увеличение Th17 клеток является основным детерминантом измененного соотношения Treg/Th17, о котором сообщается в ответ на снижение эстрогена, и играет центральную роль в патофизиологии постменопаузального остеопороза.

Недавние данные показали, что микробиота кишечника является критическим регулятором этого остеоиммунологического (т.е. T-клеточного) ответа; таким образом, устанавливая ось кишечник-кость в качестве жизнеспособной мишени для предотвращения потери костной массы, вызванной дефицитом эстрогена. Клинические исследования показали, что использование пробиотиков и пребиотиков для изменения микробиоты кишечника оказывает благотворное влияние на метаболизм костной ткани и минералов. В животных моделях постменопаузального остеопороза пробиотики и пребиотики увеличивают кишечные метаболиты (например, короткоцепочечные жирные кислоты (SCFA)), программируют более толерантные или противовоспалительные иммунные ответы, предотвращая при этом потерю костной массы. Обширная работа нашей лаборатории с черносливом и его уникальной способностью не только предотвращать, но и обращать вспять потерю костной массы в животных моделях показала, что он улучшает функцию T-клеток ex vivo, и как его полифенольные, так и углеводные компоненты вносят вклад в его пребиотическую активность. Эти находки в сочетании с убедительными доказательствами из трех отдельных клинических испытаний, подтверждающих способность чернослива предотвращать постменопаузальную потерю костной массы [1-3], делают его отличным пребиотическим кандидатом для проверки того, переносятся ли эти опосредованные кишечником изменения иммунной функции, наблюдаемые в животных моделях, на людей.

Помимо возрастных изменений эстрогена, другие факторы, влияющие на T-клеточную биологию постменопаузальных женщин (например, статус витамина D), могут дополнительно усугублять их риск остеопороза. Среди американских женщин в возрасте 51-70 лет 28% имеют недостаточность витамина D и 10% - дефицит витамина D согласно рекомендациям Института медицины. Хотя витамин D известен своей ролью в скелетном здоровье, продолжают появляться доказательства его важных внескелетных функций. 1,25-(OH)2D3 одновременно ингибирует провоспалительные Th17 клетки и увеличивает количество и функцию противовоспалительных Treg клеток. Кроме того, влияние витамина D на иммунную функцию недавно было связано, хотя и косвенно, с микробиотой кишечника. Таким образом, постменопаузальные женщины с нарушенным статусом витамина D могут столкнуться с еще большим риском T-клеточно-опосредованных патологий (например, аутоиммунных заболеваний и остеопороза), что дополнительно подчеркивает важность воздействия на микробиоту кишечника.

Цель данного исследования - понять, как диетическая добавка с черносливом, пищей с пребиотической активностью, влияет на эффекторные T-клетки (т.е. Th17 и Treg) и их функцию; и исследовать, изменяет ли статус витамина D хозяина этот ответ. Основные вопросы, которые предстоит решить: 1) влияет ли добавление чернослива в рацион на иммунную функцию (т.е. эффекторные T-клетки); 2) переносятся ли результаты наших доклинических исследований, демонстрирующих, что микробиота кишечника является мишенью для противодействия T-клеточным изменениям, связанным с дефицитом эстрогена, на постменопаузальных женщин; и 3) влияет ли статус витамина D хозяина на ответ на этот пребиотик.

Для достижения этой цели мы наберем здоровых постменопаузальных женщин в возрасте 60-75 лет для участия в рандомизированном перекрестном контролируемом исследовании с черносливом и без него. Мы планируем включить n=30 женщин. Подходящие добровольцы пройдут 5 визитов исследования в Центре клинических исследований Университетской больницы IU Health. На Визите 1 добровольцы пройдут скрининг для обеспечения их соответствия критериям участия, и после подписания информированного согласия у них будут проведены антропометрические измерения, базовое сканирование плотности кости и оценка физической функции. Перед Визитом 2 и всеми последующими визитами участники будут собирать образцы стула и вводить свои 3-дневные записи питания в автоматизированную самоадминистрируемую систему 24-часового опроса (ASA24).

Основные визиты исследования (Визиты 2-5) разделены на две ветви (каждая продолжительностью 4 недели с 1 неделей вводного периода) и период отмывки (2-4 недели). На Визите 2 участники будут случайным образом распределены в Ветвь A (с вмешательством чернослива) или Ветвь B (без вмешательства чернослива) с использованием компьютерного списка случайных чисел. Когда участники находятся в Ветви A, им будут предоставлены инструкции по вводному протоколу и включению чернослива в рацион (50 г/день или 5-6 черносливов в день). Участники будут записывать количество и время потребления чернослива и возвращать любой оставшийся продукт. Персонал исследования будет предоставлять чернослив в закусочных упаковках бесплатно. Отметим, что закусочные упаковки предоставляются Калифорнийским советом по черносливу. На Визите 3 участники завершат сбор данных и образцов, как описано для Визита 2, а затем начнут период отмывки. Визит 4 будет запланирован после периода отмывки, и те же процедуры, описанные в Визите 3, будут повторены с переходом на вторую ветвь. На Визите 5 (финальный визит) участники завершат сбор данных и образцов.

На Визитах 2-5 участники также будут заполнять вопросники по физической активности и пребыванию на солнце. Они предоставят образец крови и сообщат персоналу исследования о любых изменениях в состоянии своего здоровья. На протяжении обеих ветвей исследования участники будут ежедневно оценивать свои привычки кишечника.