IV. Znaczenie dietetycznych nukleotydów w żywieniu niemowląt
Ostatnie badania sugerują, że dietetyczne nukleotydy (puryny i zasady pirymidynowe) mogą być pół-niezbędne dla nowo narodzonych zwierząt. Szybko rosnące tkanki, takie jak nabłonek jelitowy i komórki limfoidalne, mają zwiększone zapotrzebowanie na zasady purynowe i pirymidynowe. Kwasy nukleinowe, nukleotydy i związane z nimi produkty przemiany materii są obecne w mleku ludzkim w stosunkowo dużych ilościach. Ich znaczenie żywieniowe dla niemowlęcia ludzkiego było przedmiotem ostatnich badań i dużego zainteresowania (McGillivray, 1983; Quan i in., 1990). Dodatek nukleotydów do preparatów dla niemowląt, praktyka zapoczątkowana w Japonii i obecnie wdrażana w niektórych krajach europejskich, w oparciu o badania, które sugerują potencjalne korzyści dla odporności, wchłaniania żelaza, flory jelitowej, metabolizmu lipidów i wzrostu i rozwoju jelit.
Możliwość roli egzogennych nukleotydów w modulacji normalnej funkcji immunologicznej została zasugerowana przez badania eksperymentalne. Efekty diety nukleotydów zostały zbadane w modelu alloprzeszczepu serca noworodka myszy. Przed przeszczepem myszy BALB/c były żywione standardowym pokarmem dla gryzoni, dietą bez nukleotydów lub dietą bez nukleotydów uzupełnioną 0,25% RNA z drożdży jako źródłem nukleotydów. Przeżycie alloprzeszczepu było znacząco wydłużone w grupie bez nukleotydów w porównaniu do obu grup: z chowem i z suplementacją RNA (Van Buren et al., 1983a). Używając tych samych diet badawczych, badacze sprawdzili ostrą odpowiedź limfoproliferacyjną na alloantygen. Zwierzęta otrzymujące dietę bez nukleotydów miały znaczącą supresję odpowiedzi proliferacyjnej (Van Buren et al., 1985). Podobnie opóźniona nadwrażliwość skórna po wyzwaniu z oczyszczoną pochodną białka lub czerwonych krwinek owczych była zmniejszona w grupie diety bez nukleotydów w porównaniu do chow lub grup suplementowanych RNA (Van Buren et al., 1982b).
Inny eksperyment badał wpływ diety bez nukleotydów na odpowiedź immunologiczną myszy syngenicznych chimer szpiku kostnego. Początek ostrej choroby przeszczep przeciwko gospodarzowi był opóźniony w grupie pozbawionej nukleotydów (Kulkarni i in., 1984). Dodatkowo, odpowiedź proliferacyjna in vitro komórek śledziony na fitohemaglutyninę była znacznie zmniejszona w tej grupie. Eksperymenty te sugerują, że limfocyt T jest celem diety pozbawienia nukleotydów. Aby określić mechanizmy odpowiedzialne za to zjawisko, cechy fenotypowe subpopulacji limfocytów badano u myszy utrzymywanych na diecie bez nukleotydów i porównywano z myszami karmionymi chow lub myszami otrzymującymi diety bez nukleotydów uzupełnione RNA, adeniną lub uracylem. Restrykcja lub nukleotydy wpłynęły na fenotypy limfocytów T i funkcję komórek T. Produkcja interleukiny-2, limfokiny niezbędnej do proliferacji limfocytów T, została stłumiona w napromieniowanych limfocytach śledziony po stymulacji concanavaliną-A w grupie pozbawionej nukleotydów. Dane te sugerują, że limfocyty T pomocnicze/indukcyjne wymagają egzogennych nukleotydów (Van Buren et al., 1985). Te same diety zostały wykorzystane do określenia wpływu pozbawienia diety nukleotydów na odporność na infekcje u myszy. Ograniczenie nukleotydów zwiększyło śmiertelność z powodu sepsy gronkowcowej i negatywnie wpłynęło na odporność gospodarza na Candida (Fenslow et al., 1988). Dodatek uracylu do diety pozbawionej nukleotydów w obu powyższych eksperymentach spowodował odporność podobną do grup karmionych chowem lub suplementem RNA, wskazując, że uracyl może odgrywać kluczową rolę w odporności na infekcje. Funkcja fagocytarna była również oceniana u myszy poddanych zakażeniu Staphylococcus aureus. Makrofagi z myszy na diecie bez nukleotydów wykazały zmniejszoną aktywność fagocytarną mierzoną wychwytem bakterii znakowanych radioaktywnie (Kulkarni i in., 1986).
Zależność nukleotydów od odporności była również badana przez Carvera i in. (1990). Dodanie nukleotydów do diety opartej na formule bez nukleotydów, podawanej myszom, spowodowało wzrost fagocytozy makrofagów wraz ze wzrostem aktywności komórek NK (natural killer) w komórkach śledziony. Autorzy ci również niedawno zgłosili kontrolowane badanie z podwójnie ślepą próbą wykazujące, że 13 niemowląt karmionych preparatem z dodatkiem nukleotydów miało podobną aktywność komórek NK jak 9 niemowląt karmionych piersią i znacznie wyższą niż 15 niemowląt otrzymujących preparat bez dodatku (Carver i in., 1989). Badania na zwierzętach i wstępne dane ludzkie są wspierające, ale jest zbyt wcześnie, aby stwierdzić, że wszystkie „zdrowe” niemowlęta skorzystają z nukleotydów uzupełnienia formuły przez zwiększoną odporność na infekcje.
Nukleotydy mogą również wpływać na mikrośrodowisko przewodu pokarmowego niemowląt, ponieważ wiadomo, że zmienia się w zależności od diety. W przewodzie pokarmowym niemowląt karmionych piersią przeważają bifidobakterie, które, jak sugerowano, chronią przed zapaleniem żołądka i jelit związanym z bakteriami enteropatogennymi (Braun, 1981). Eksperymenty in vitro wykazały, że dodanie nukleotydów do bifidobakterii w minimalnych pożywkach hodowlanych zwiększa ich wzrost (Gil et al., 1986). Niemowlęta karmione preparatem z dodatkiem nukleotydów miały wyższy odsetek bifidobakterii w kale i niższy odsetek gram-ujemnych enterobakterii niż niemowlęta karmione preparatem (Gil i in., 1986). Tak więc, możliwe jest, że nukleotydy diety może sprzyjać rozwojowi flory kałowej podobnej do tej z niemowląt karmionych piersią.
W eksperymentach in vitro i in vivo pokazują, że de novo synteza puryn jest ograniczona lub nieaktywna w komórkach nabłonka jelitowego, mierzona przez znakowane glicyny inkorporacji do kwasów nukleinowych śluzówki (Savaiano i Clifford, 1981; Rudolph et al., 1984). Enzymy odpowiedzialne za szlak salvage puryn są wysokie w jelicie cienkim, aktywność kluczowego enzymu do syntezy de novo puryn, fosforybozylo pirofosforan amido transferase, jest zwiększona przez nukleotydów diety. Dane te wskazują, że dietetyczne nukleotydy mogą odgrywać rolę w określaniu jelitowej puli nukleotydów (Rudolph i in., 1984; Leleiko i in., 1987). Ponieważ jelito zawiera proporcjonalnie większe ilości dietetycznych nukleotydów, logiczne byłoby, że jelito będzie najbardziej dotkniętych przez diety dostaw nukleotydów. W górnej części jelita czczego szczurów odsadzonych karmionych dietą bez nukleotydów było mniej białka i DNA, a kosmki były krótsze. Aktywność maltazy była znacząco niższa we wszystkich częściach jelita, ale najbardziej znacząco w części proksymalnej (Uauy i in., 1990). W doświadczalnym modelu przewlekłej biegunki suplementacja nukleotydami prowadziła do zwiększenia aktywności maltazy w całym jelicie (Nunez i in., 1990a). W badaniu z zastosowaniem skaningowej mikroskopii elektronowej na myszach suplementacja nukleozydami spowodowała zwiększenie wysokości kosmków i zwiększenie ich powierzchni oraz zmniejszenie liczby limfocytów śródnabłonkowych (Bueno i in., 1994). Dalsze badania muszą być wykonane w celu zbadania znaczenia tych ustaleń i ich znaczenie dla żywienia niemowląt.
.