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Como a dieta baixa em proteínas afeta a resposta imunológica

Esse artigo analisa o impacto de dietas com baixo teor de proteína na imunidade e nas infecções.

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O metabolismo e a imunidade estão bem conectados. Mudanças na dieta podem influenciar como nosso sistema imunológico funciona. Estudos mostram que o que a gente come pode afetar tanto a capacidade do corpo de combater infecções quanto o desenvolvimento de doenças crônicas. Este artigo vai explorar como uma dieta com baixo teor de proteína pode impactar a resposta imunológica, especialmente em infecções como a Salmonella.

Dieta e Respostas Imunológicas

As dietas modernas, especialmente as ricas em alimentos processados, estão associadas a vários problemas de saúde. Essas dietas podem levar a condições como diabetes e obesidade, que enfraquecem o sistema imunológico. Pesquisas indicam que pessoas com essas condições têm mais chance de pegar infecções. Em contrapartida, algumas pessoas estão mudando para dietas mais saudáveis, que incluem mais alimentos de origem vegetal e menos carne. Mas isso muitas vezes resulta em uma ingestão menor de proteína.

Dietas com baixo teor de proteína, embora promovam certos benefícios, podem ter efeitos complicados no sistema imunológico. Para crianças e animais jovens, a falta de proteína pode comprometer severamente a função imunológica. Para adultos, os efeitos podem ser diferentes, mas a pesquisa sobre dietas com baixo teor de proteína e as respostas imunológicas em adultos ainda é limitada.

Sistema Imunológico Inato e Reconhecimento de Patógenos

O sistema imunológico inato é a primeira linha de defesa do corpo contra os patógenos. Os principais jogadores desse sistema incluem os Macrófagos, que são células que engolem e destroem bactérias. Eles também liberam substâncias que ajudam a combater infecções. Entretanto, algumas bactérias, como a Salmonella, conseguem escapar dessa resposta imunológica. Elas podem desencadear processos nos macrófagos que permitem sua sobrevivência e multiplicação.

Os macrófagos dependem de nutrientes específicos, principalmente aminoácidos, para funcionarem corretamente. Certos aminoácidos podem promover Inflamação, levando a uma resposta imunológica mais agressiva, enquanto outros apoiam a cura e recuperação. Quando a dieta é baixa em proteína, isso pode alterar o equilíbrio desses aminoácidos, impactando a eficácia da resposta imunológica às infecções.

O Impacto de uma Dieta com Baixa Proteína

Este estudo foca em como uma dieta com baixo teor de proteína afeta a resposta do fígado à infecção por Salmonella. Os pesquisadores usaram modelos animais para testar essa hipótese. Camundongos foram alimentados com uma dieta normal ou uma dieta com baixo teor de proteína por dez semanas antes de serem expostos à Salmonella. Os resultados mostraram que os camundongos na dieta com baixo teor de proteína tinham níveis mais baixos de enzimas hepáticas no sangue após a infecção. Isso sugere menos dano no fígado em comparação aos que estavam na dieta normal.

A análise histológica revelou ainda que havia menos evidências de morte celular nos Fígados dos camundongos na dieta com baixo teor de proteína, indicando melhor proteção contra lesões induzidas por infecção.

Mudanças Moleculares em Resposta à Dieta

Para entender as mudanças induzidas pela dieta com baixo teor de proteína, os pesquisadores realizaram uma análise de expressão gênica. Eles descobriram que muitos genes relacionados à inflamação e às respostas imunológicas estavam expressos em níveis mais baixos nos fígados dos camundongos alimentados com a dieta de baixo teor de proteína em comparação com os alimentados com a dieta normal. Isso sugere que a dieta com baixo teor de proteína levou a um estado menos inflamatório no fígado, o que poderia ajudar a proteger contra lesões durante a infecção.

A dieta com baixo teor de proteína também afetou as vias metabólicas responsáveis por produzir energia e processar nutrientes. Isso indica que as mudanças na dieta podem influenciar significativamente não apenas a resposta imunológica, mas também a função global do fígado.

Análise de Células Imunológicas em Célula Única

Para ter uma imagem mais clara de como as células imunológicas individuais foram afetadas, os pesquisadores realizaram sequenciamento de RNA de célula única. Essa técnica permite um olhar detalhado sobre a expressão gênica de células específicas. Eles isolaram células imunológicas dos fígados dos camundongos após a infecção.

A análise revelou diferentes grupos de células imunológicas e como sua composição mudou com a dieta. No geral, as células dos camundongos na dieta com baixo teor de proteína mostraram redução na expressão de genes associados à inflamação. Isso sugere que as mudanças na dieta levaram a um perfil imunológico menos agressivo nessas células, o que poderia melhorar a recuperação de infecções.

Efeitos nos Macrófagos

Os macrófagos são essenciais para combater infecções e regular a inflamação. O estudo mostrou que uma dieta com baixo teor de proteína mudou como essas células responderam aos patógenos. Em geral, os macrófagos dos camundongos alimentados com baixo teor de proteína exibiram menor expressão de sinais pró-inflamatórios em comparação com aqueles de camundongos na dieta normal.

Além disso, a dieta com baixo teor de proteína incentivou a autofagia, um processo em que as células quebram e reciclam componentes, o que é crucial para manter a saúde celular. Esse efeito é benéfico durante a infecção, pois ajuda a controlar a inflamação e promove a recuperação.

Experimentos In Vitro

Para estudar mais sobre o impacto da disponibilidade de aminoácidos, os pesquisadores realizaram experimentos usando macrófagos derivados de medula óssea em laboratório. Ao simular condições de baixo teor de proteína na cultura celular, eles puderam observar como os macrófagos reagiram à infecção.

Esses experimentos confirmaram que níveis baixos de aminoácidos reduziram a ativação de vias inflamatórias nos macrófagos. Como resultado, essas células produziram menos sinais pró-inflamatórios enquanto aumentavam sua capacidade de engolir e eliminar patógenos.

Restaurando a Ativação do mTOR

Um dos principais mecanismos pelos quais a dieta afeta a resposta imunológica é a via de sinalização do mTOR. Essa via desempenha um papel significativo na regulação do metabolismo celular e da função imunológica. Quando os pesquisadores suplementaram a dieta com baixo teor de proteína com leucina, um aminoácido que ativa o mTOR, notaram uma reversão de alguns efeitos protetores observados com a dieta de baixo teor de proteína.

Após a suplementação de leucina, os camundongos mostraram níveis aumentados de enzimas hepáticas após a infecção por Salmonella, indicando mais dano no fígado. Isso destaca o delicado equilíbrio entre a composição dietética, a função imunológica e a saúde geral.

Implicações Dietéticas

Os achados deste estudo ressaltam a importância da dieta na formação das respostas imunológicas. Uma dieta com baixo teor de proteína pode oferecer efeitos protetores contra certas infecções, especialmente em relação à saúde do fígado e à inflamação. No entanto, também está claro que dietas ricas em aminoácidos específicos, como a leucina, podem comprometer esses efeitos protetores.

À medida que as pessoas adotam cada vez mais padrões alimentares mais saudáveis, entender as implicações na função imunológica se torna crítico. Esse conhecimento pode guiar escolhas alimentares e intervenções para apoiar melhores resultados de saúde, particularmente para indivíduos em risco de infecções ou doenças crônicas.

Conclusão

No geral, a relação entre dieta, metabolismo e imunidade é complexa e significativa. Este estudo destaca como uma dieta com baixo teor de proteína pode modular as respostas imunológicas e oferece insights sobre possíveis estratégias dietéticas para combater infecções. Pesquisas contínuas são necessárias para esclarecer os mecanismos envolvidos e otimizar intervenções dietéticas para melhorar a saúde imunológica. Ao entender essas conexões, podemos aproveitar melhor o poder da nutrição para apoiar nossos corpos na luta contra infecções e na manutenção da saúde geral.

Fonte original

Título: Low protein diet protects liver function upon Salmonella infection by metabolic reprogramming of macrophages

Resumo: Background & AimsWestern diets are the underlying cause of metabolic and liver diseases. Recent trend to limit the consumption of protein-rich animal products has become more prominent. This dietary change entails decreased protein consumption; however, it is still unknown how this affects innate immunity. Here, we studied the influence of a low protein diet (LPD) on the liver response to bacterial infection. MethodsMice were fed a LPD and exposed to Salmonella enterica serotype Typhimurium infection. Mechanistic studies were done in vitro where bone marrow derived macrophages were cultured in a low-aa media to mimic in vivo reduction of protein availability and challenged with bacterial endotoxin. ResultsWe found that a LPD protects from S Typhimurium-induced liver damage. Bulk- and 10xsingle cell-RNA sequencing of liver tissues and isolated immune cells showed reduced activation of myeloid cells in mice fed with LPD after S Typhimurium infection. Mechanistically, we found reduced activation of the mammalian target of rapamycin (mTOR) pathway whilst increased phagocytosis and activation of autophagy in LPD-programmed macrophages. Dietary restoration of leucine reverted the protective effects of a LPD and restored the damaging effects of Salmonella on liver parenchyma in mice. ConclusionsLow protein diet protects the liver form S Typhimurium-induced tissue damage via modulating macrophage autophagy and phagocytosis. Our result support the causal role of dietary components on the fitness of the immune system. SYNOPSISLow protein diet protects the liver from Salmonella-mediated liver injury that associates with reduced mTOR activation and increased autophagy in macrophages. Restoration of the mTOR pathway with aminoacid supplementation reverses the protection of a low protein diet from Salmonella-liver damage.

Autores: Naiara Beraza, E. E. Wojtowicz, K. Hampton, M. Moreno-Gonzalez, C. L. Utting, Y. Lan, P. Ruiz, G. Beasy, C. Bone, C. Hellmich, R. Maynard, L. Acton, A. Telatin, R. A. Kingsley, I. C. Macaulay, S. A. Rushworth

Última atualização: 2024-03-03 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.03.01.582753

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.03.01.582753.full.pdf

Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

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