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पोषण कांग्रेस 2015: विटामिन ई आइसोफॉर्म्स एलर्जी रोग को नियंत्रित करते हैं - जोन कुक-मिल्स- नॉर्थ-वेस्टर्न यूनिवर्सिटी स्कूल ऑफ मेडिसिन

जोन कुक-मिल्स

अस्थमा पर्यावरण और आनुवंशिकी के जटिल अंतर्क्रियाओं के कारण होता है। अस्थमा के नैदानिक ​​अध्ययन और पशु मॉडल विटामिन ई और विटामिन डी जैसे आहार कारकों को अस्थमा के जोखिम के लिए सुरक्षात्मक बताते हैं। इस समीक्षा में, हम अस्थमा में विटामिन ई के टोकोफेरॉल आइसोफॉर्म और विटामिन डी के विनियामक कार्यों के विपरीत विनियामक कार्यों पर चर्चा करते हैं और जिस तरह से अस्थमा के वैश्विक प्रसार में भिन्नता को कम से कम आंशिक रूप से इन आहार घटकों द्वारा समझाया जा सकता है।

अस्थमा एक विषम रोग है जो पर्यावरण और आनुवंशिक कारकों की जटिल अंतःक्रियाओं से उत्पन्न होता है। विश्व स्वास्थ्य संगठन ने बताया कि 1950 से लेकर अब तक अस्थमा की व्यापकता कई देशों में बढ़ी है, जिसमें अस्थमा की उच्च दर, अस्थमा की मध्यम दर या अस्थमा की कम दर वाले देश शामिल हैं, जो केवल कुछ दशकों में स्थानीय पर्यावरण की महत्वपूर्ण भूमिका का सुझाव देता है। कुछ दशकों में अस्थमा की दरों में उल्लेखनीय वृद्धि और देशों और प्रवासी आबादी के बीच दरों में अंतर अस्थमा के विकास में स्थानीय पर्यावरण, जैसे आहार की महत्वपूर्ण भूमिका का सुझाव देता है। पिछले 40 वर्षों में एक पर्यावरणीय परिवर्तन आहार और शिशु फ़ार्मुलों में विटामिन ई के डी-γ-टोकोफ़ेरॉल आइसोफ़ॉर्म में वृद्धि रहा है। हमने हाल ही में प्रदर्शित किया कि अस्थमा के माउस मॉडल में γ-टोकोफ़ेरॉल एलर्जिक फेफड़ों की सूजन को बढ़ाता है और, हमने बताया कि, मनुष्यों में, उच्च प्लाज्मा γ-टोकोफ़ेरॉल स्तर कम फेफड़ों के कार्य से जुड़े हैं। यह भी सुझाव दिया गया है कि समय के साथ एक अन्य विटामिन, विटामिन डी में कमी अस्थमा की घटनाओं में वृद्धि के साथ जुड़ी हुई है। इस समीक्षा में, हम विटामिन डी द्वारा अस्थमा के नियमन और मनुष्यों में अस्थमा पर विटामिन ई के विशिष्ट आइसोफॉर्म के जटिल और संभावित सुरक्षात्मक प्रभावों और फेफड़ों की सूजन के पशु मॉडल पर चर्चा करते हैं। हम यह भी समीक्षा करेंगे कि अस्थमा के वैश्विक प्रसार में भिन्नता को, कम से कम आंशिक रूप से, देश-विशिष्ट प्लाज्मा γ-टोकोफेरॉल सांद्रता द्वारा कैसे समझाया जा सकता है। हमारे अध्ययन आहार और ऊतकों के भीतर विटामिन ई (डी-α-टोकोफेरॉल और डी-γ-टोकोफेरॉल) के 2 सबसे प्रचुर प्रकारों द्वारा एलर्जी सूजन के नियमन में विशेषज्ञ हैं। हमने दिखाया कि α-टोकोफेरॉल इन विट्रो में एंडोथेलियम में ल्यूकोसाइट भर्ती को रोकता है और γ-टोकोफेरॉल एलर्जिक सूजन के दौरान ईोसिनोफिल और डेंड्राइटिक सेल भर्ती के लिए एंडोथेलियल सेल प्रोटीन किनेज Cα सक्रियण को बढ़ाता है। विशेष रूप से, γ-टोकोफेरॉल एक एगोनिस्ट है और α-टोकोफेरॉल PKC का विरोधी है। जीव में, α-टोकोफेरॉल पूरकता वयस्क चूहों में ईोसिनोफिलिक एलर्जिक फेफड़ों की प्रतिक्रियाओं को रोकती है और α-टोकोफेरॉल वयस्क मनुष्यों में बेहतर फेफड़ों की स्पिरोमेट्री के साथ जुड़ता है। उल्लेखनीय रूप से, γ-टोकोफेरॉल का विपरीत कार्य होता है। मनुष्यों में, 21 वर्ष की आयु तक वयस्कों में 5 गुना अधिक प्लाज्मा γ-टोकोफेरॉल स्तर कम फेफड़ों की स्पिरोमेट्री के साथ जुड़ता है, जो बताता है कि टोकोफेरॉल आइसोफॉर्म की जीवन के शुरुआती दिनों में नियामक भूमिका होती है। नैदानिक ​​रीडिंग और पशु मॉडल में, एलर्जिक माताओं की संतानों में एलर्जेन चुनौती के प्रति बेहतर प्रतिक्रिया होती है।

The average human plasma γ-tocopherol levels are 2 to 5 times higher in the United States than those of many European and Asian countries whereas the average human plasma α-tocopherol levels are relatively similar among these countries. This 5-fold higher level of human plasma γ-tocopherol is similar to the 5-fold increase in plasma γ-tocopherol in mice that increased allergic lung inflammation with γ-tocopherol administration. The high human plasma γ-tocopherol levels in the United States are consistent with soybean oil, which is high in γ-tocopherol, as the predominant food oil in the United States. It is reported that dietary oils influence plasma tocopherol levels in humans. In studies with soybean oil administration, plasma γ-tocopherol is elevated 2–5 fold in humans and hamsters. Also, in a study in which olive oil or soybean oil was administered to preterm human infants starting 24 hrs after birth, there was a significant 1.5 fold increase in plasma α-tocopherol after feeding with olive oil as compared to feeding with soybean oil, but unfortunately, γ-tocopherol was not reported. It is reported that as countries assume western lifestyles, diets change including increased consumption of soybean oil. In contrast to high levels of γ-tocopherol in soybean oil, γ-tocopherol is low in other oils such as sunflower oil, safflower oil and olive oil that are used in several European and Mediterranean countries. There are also differences in asthma prevalence among racial and ethnic groups. However, studies examining vitamin E association with clinical outcomes generally adjust for several known confounding factors such as gender, age, body mass index, race, and smoking. Although there may be other differences regarding the environment and genetics of people in different countries, the outcomes for tocopherol isoforms and asthma in clinical studies are consistent with the studies demonstrating opposing functions of the tocopherol isoforms on leukocyte recruitment and allergic inflammation in mice.

हमने रिपोर्ट की कि पशु मॉडल में टोकोफेरॉल आइसोफॉर्म के विपरीत विनियामक कार्यों के निष्कर्षों को मानव फेफड़ों के कार्य में अनुवादित किया जा सकता है। हमने संयुक्त राज्य अमेरिका में कोरोनरी आर्टरी रिस्क डेवलपमेंट इन यंग एडल्ट्स (CARDIA) मल्टी-सेंटर कोहोर्ट में उपलब्ध स्पिरोमेट्री और टोकोफेरॉल आइसोफॉर्म डेटा के साथ 4526 वयस्कों का विश्लेषण किया। इस कोहोर्ट में, अध्ययन डिज़ाइन के अनुसार अश्वेतों और गोरों की संख्या बराबर थी और महिलाओं और पुरुषों की संख्या बराबर थी। दिलचस्प बात यह है कि γ-टोकोफेरॉल की बढ़ती सीरम सांद्रता कम FEV1 या FVC से जुड़ी थी, जबकि α-टोकोफेरॉल की बढ़ती सीरम सांद्रता उच्च FEV1 या FVC से जुड़ी थी। चूंकि इन दो टोकोफेरॉल के कार्य विपरीत हैं, इसलिए हम सुझाव देते हैं कि नैदानिक ​​अध्ययनों में टोकोफेरॉल आइसोफॉर्म के विरोधी कार्यों के विश्लेषण में प्लाज्मा टोकोफेरॉल के चतुर्थक शामिल होने चाहिए, जिसमें यह निर्धारित किया जाना चाहिए कि क्या नैदानिक ​​परिणाम के साथ टोकोफेरॉल आइसोफॉर्म का कोई संबंध है, जब विरोधी टोकोफेरॉल की सांद्रता कम होती है और कम से कम प्रतिस्पर्धी विरोधी प्रभाव पैदा करती है। इस दृष्टिकोण का उपयोग करते हुए, CARDIA कोहोर्ट के विश्लेषण में, हमने हाल ही में प्रदर्शित किया कि प्लाज्मा γ-टोकोफेरॉल फेफड़ों के कार्य (FEV1) के साथ विपरीत रूप से जुड़ा हुआ है और प्लाज्मा α-टोकोफेरॉल लिंग, आयु, बॉडी मास इंडेक्स, जाति और धूम्रपान जैसे कई ज्ञात भ्रामक कारकों के समायोजन के साथ गैर-अस्थमा रोगियों और अस्थमा रोगियों में फेफड़ों के कार्य (FEV1) के साथ सकारात्मक रूप से जुड़ा हुआ है। इस प्रकार, फेफड़ों के कार्य के साथ प्लाज्मा α-टोकोफेरॉल और γ-टोकोफेरॉल के संबंध के लिए विरोधी परिणाम थे। यह पशु मॉडल में इन टोकोफेरॉल के लिए हमारे यांत्रिक अध्ययनों के अनुरूप है।

हमने प्रदर्शित किया कि माताओं द्वारा α-टोकोफेरॉल या γ-टोकोफेरॉल के साथ पूरकता से संतानों में एलर्जी प्रतिक्रियाओं का विकास बाधित या बढ़ जाता है। इन परिणामों से एलर्जी वाली माताओं को टोकोफेरॉल आइसोफॉर्म के साथ पूरकता देने और भविष्य के समूहों में एलर्जी के विकास के लिए निष्कर्ष मिलते हैं।

नोट: यह कार्य आंशिक रूप से 26-28 अक्टूबर, 2015 को शिकागो, इलिनोइस, अमेरिका में आयोजित चौथे अंतर्राष्ट्रीय पोषण सम्मेलन और प्रदर्शनी में प्रस्तुत किया गया है।