Respiratory Health Abstract: Kost og ernæring kan være vigtige modificerbare risikofaktorer for udviklingen,
progression og håndtering af obstruktive lungesygdomme som f.eks astma og kronisk
obstruktiv lungesygdom (KOL). Denne anmeldelse undersøger sammenhængen mellem
kostmønstre, næringsindtag og vægtstatus ved obstruktive lungesygdomme, ved forskellige
livsfaser, fra in-utero påvirkninger gennem barndommen og ind i voksenlivet. In vitro og
dyreforsøg tyder på vigtige roller for forskellige næringsstoffer, hvoraf nogle understøttes af
epidemiologiske undersøgelser. Der er dog få veldesignede forsøg med menneskelig intervention
til endeligt at vurdere effektiviteten af ​​forskellige tilgange til ernæringsstyring af
luftvejssygdomme. Beviser for virkningen af ​​højere indtag af frugt og grøntsager er
blandt de stærkeste, endnu andre kostnæringsstoffer og kostmønstre kræver bevis fra
humane kliniske undersøgelser, før der kan drages konklusioner om deres effektivitet.

Nøgleord: luftvejssygdom; astma; KOL; kostmønstre; antioxidanter; vitamin C;
vitamin E; flavonoider; vitamin D; fedme; adipokiner; underernæring

1. Introduktion:�Åndedrætssundhed

Kost og ernæring bliver i stigende grad anerkendt som modificerbare bidragydere til kronisk sygdomsudvikling og progression. Der er fremkommet betydelig evidens, der indikerer vigtigheden af ​​kostindtagelse ved obstruktive lungesygdomme såsom astma og kronisk obstruktiv lungesygdom (KOL) i både tidligt liv og sygdomsudvikling [1,2] og håndtering af sygdomsprogression [3,4]. Disse luftvejssygdomme er karakteriseret ved luftvejs- og systemisk betændelse, luftstrømsobstruktion, underskud i lungefunktion og betydelig morbiditet og dødelighed, såvel som at de er dyre økonomiske byrder [5,6]. Farmakologisk håndtering er fortsat grundpillen for behandling af luftvejssygdomme, og mens behandlingsmulighederne udvikler sig, kan ændring af kostens indtag være en vigtig adjuvans til sygdomsbehandling og en vigtig overvejelse for sygdomsforebyggelse. Kostmønstre samt indtagelse af individuelle næringsstoffer er blevet evalueret i observations- og eksperimentelle undersøgelser gennem livsstadier og sygdomsstadier for at belyse deres rolle i luftvejssygdomme. Denne gennemgang koncentrerer sig om beviser vedrørende kostmønstres rolle, individuelle næringsstoffer, vægtstatus og adipokiner i astma og KOL.

2. Kostindtag og luftvejssygdomme

2.1. Kostmønstre: �Åndedrætssundhed

Forskellige kostmønstre er blevet forbundet med risikoen for luftvejssygdomme [7]. Middelhavsdiæten har vist sig at have beskyttende virkninger for allergiske luftvejssygdomme i epidemiologiske undersøgelser [8]. Dette kostmønster består af et højt indtag af minimalt forarbejdede plantefødevarer, nemlig; frugt, grøntsager, brød, korn, bønner, nødder og frø, lavt til moderat indtag af mejeriprodukter, fisk, fjerkræ og vin og lavt indtag af rødt kød. Højt indtag af olivenolie resulterer i en kostsammensætning, der er lav i mættet fedt, men stadig moderat i total fedt. Hos børn viste flere undersøgelser, at overholdelse af middelhavsdiæten er omvendt forbundet med atopi og har en beskyttende effekt på atopi, hvæsen og astmasymptomer [9�11]. Middelhavsdiæten kan også være vigtig for moderens kost, da en undersøgelse i Spanien fandt, at en høj middelhavsdiætscore under graviditeten var beskyttende for vedvarende hvæsen og atopisk hvæsen hos børn i 6.5 års alderen [12]. Selvom en tværsnitsundersøgelse i Japan rapporterede en stærk sammenhæng mellem overholdelse af middelhavsdiæten og astmakontrol [13], er der mindre tilgængelige beviser for at understøtte dette kostmønster hos voksne. Det vestlige kostmønster, der er udbredt i de udviklede lande, er karakteriseret ved et højt forbrug af raffineret korn, speget og rødt kød, desserter og slik, pommes frites og mejeriprodukter med højt fedtindhold [2,14]. Dette indtagsmønster har været forbundet med øget risiko for astma hos børn [15,16]. Hos børn er øget indtag af fastfood såsom hamburgere og relateret spiseadfærd, for eksempel salt snackspisning og hyppig take away-forbrug, desuden korreleret med tilstedeværelsen af ​​astma, hvæsen og luftvejshyperresponsivitet (AHR) [17,18]. Hos voksne har en vestlig kost vist sig at være positivt forbundet med øget hyppighed af astmaforværring [19], men ikke relateret til astmarisiko. Derudover har en akut udfordring med et fedtrigt fastfoodmåltid vist sig at forværre luftvejsbetændelse [20]. Selvom dette kostmønster ser ud til at være skadeligt hos børn og voksne med astma, har undersøgelser, der undersøgte effekten af ​​dette kostmønster i moderens kostvaner, ikke fundet nogen sammenhæng med indtagelse af en kost i vestlig stil under graviditet og risiko for astma hos afkom [21 ]. Tværsnitsundersøgelser har også fundet ud af, at den vestlige kost er forbundet med en øget risiko for KOL [2]. Sammenfattende ser middelhavsdiæten ud til at være beskyttende hos børn, selvom der er mindre beviser for fordele ved moderens kost og hos voksne. Der er beviser, der tyder på, at et kostmønster i vestlig stil øger risikoen for astma hos børn, har dårligere resultater for voksne med astma og er relateret til KOL-risiko.

2.2. Frugt og grøntsager:�Åndedrætssundhed

Indtagelse af frugt og grøntsager er blevet undersøgt for potentielle fordele i forbindelse med luftvejstilstande på grund af deres næringsprofil bestående af antioxidanter, vitaminer, mineraler, fibre og fytokemikalier. De mekanismer, hvorved næringsstofferne i frugt og grøntsager udøver gavnlige virkninger i luftvejstilstande, diskuteres i afsnittene nedenfor. Epidemiologiske beviser gennemgået af Saadeh et al. [7] viste, at frugtindtagelse var forbundet med en lav forekomst af hvæsen, og at indtag af kogte grønne grøntsager var forbundet med en lav forekomst af hvæsen og astma hos skolebørn i alderen 8-12 år. Desuden var lavt grøntsagsindtag hos børn relateret til nuværende astma [7]. Hos voksne har Grieger et al. [22] diskuterer den heterogene karakter af de data, der beskriver frugt- og grøntsagsindtagelse og lungefunktion, hvor et studie ikke viser nogen effekt på lungefunktionen af ​​højere frugt- og grøntsagsindtag over 10 år [23], men i en anden undersøgelse, øget frugtindtagelse over 2 år var forbundet med øget FEV1 [23], mens en anden undersøgelse viste, at et stort fald i frugtindtagelse over 7 år var forbundet med nedsat FEV1 [24]. Vi gennemførte for nylig en intervention hos voksne med astma og fandt ud af, at forsøgspersoner, der indtog en høj frugt- og grøntsagsdiæt i 3 måneder, havde en reduceret risiko for astmaforværring sammenlignet med forsøgspersoner, der indtog en kost med lavt frugt- og grøntsagsindhold [25]. En nyere metaanalyse af voksne og børn, som analyserede 12 kohorter, 4 befolkningsbaserede case-kontrolstudier og 26 tværsnitsstudier giver vigtige nye beviser, der viser, at et højt indtag af frugt og grøntsager reducerer risikoen for hvæsen i barndommen, og at indtagelse af frugt og grøntsager er negativt forbundet med astmarisiko hos voksne og børn [26]. Mens nogle undersøgelser af moderens kost ikke har fundet nogen sammenhæng med frugt- og grøntsagsindtagelse og astma hos børn [27], har andre undersøgelser fundet, at øget frugt- og grøntsagsindtag var relateret til en nedsat risiko for astma hos børn [21,28]. Øget indtagelse af frugt og grøntsager kan være beskyttende mod udvikling af KOL, hvor indtagelse af en forsigtig diæt, herunder øget frugt og grøntsager, beskytter mod nedsat lungefunktion [3]. To randomiserede kontrollerede forsøg (RCT'er), der manipulerede frugt- og grøntsagsindtagelse, er blevet udført i KOL. Et 12 ugers studie viste ingen effekt af et højt indtag af frugt og grøntsager på FEV1, systemisk inflammation eller oxidativt stress i luftvejene [29]. Imidlertid afslørede et 3-årigt studie med 120 KOL-patienter en forbedring af lungefunktionen i gruppen med høj frugt og grøntsager sammenlignet med kontrolgruppen [30], hvilket tyder på, at længerevarende intervention er nødvendig for at give en terapeutisk effekt. Der er betydelige beviser, der tyder på, at et højt indtag af frugt og grøntsager er gunstigt for alle livsstadier af astma, og der er ved at dukke op, som tyder på det samme ved KOL.

2.3. Omega-3 fedtsyrer og fisk: � Åndedrætssundhed

Omega-3 flerumættede fedtsyrer (PUFA) fra marine kilder og kosttilskud har vist sig at være anti-inflammatoriske gennem adskillige cellulære mekanismer, herunder deres inkorporering i cellulære membraner og resulterende ændret syntese af eicosanoider [31]. Eksperimentelle undersøgelser har vist, at langkædede omega-3 PUFA'er nedsætter produktionen af ​​inflammatoriske celler af pro-inflammatorisk prostaglandin (PG) E2, leukotrien (LT) B4 [32] og aktiviteten af ​​nuklear faktor-kappaB (NF-?B), en potent inflammatorisk transkriptionsfaktor [33]. Langkædede omega-3 PUFA'er nedregulerer også pro-inflammatorisk cellecytokinproduktion (interleukin-1? (IL-1?), tumornekrosefaktor-? (TNF-?)) af monocytter og makrofager, reducerer ekspression af cellulær adhæsion molekyler på monocytter og endotelceller og reducerer produktionen af ​​ROS i neutrofiler [34]. Saddeh et al. [7] rapporterede, at beviserne, der beskriver forholdet mellem omega-3 PUFA'er eller fiskeforbrug og åndedrætstilstande i barndommen, er modstridende. Nogle observationsstudier viser, at indtag af fed fisk er negativt forbundet med AHR og astma [35,36]. Imidlertid tyder beviser fra Japan på, at hyppigheden af ​​fiskeforbrug er positivt relateret til astmarisiko [37], og i Saudi-Arabien var fiskeindtagelse slet ikke relateret til tilstedeværelsen af ​​astma eller hvæsen [18]. Tilsvarende hos voksne er dataene heterogene, hvor omega-3 PUFA'er eller fisk er forbundet med forbedret lungefunktion [38] og nedsat risiko for astma [39], AHR [35] og hvæsen [36] i nogle, men ikke alle undersøgelser [40]. Moderens kostindtag af fed fisk viste sig at være beskyttende mod astma hos børn på 5 år, hvis de blev født af mødre med astma [41], og en nylig systematisk gennemgang af undersøgelser af omega-3-fedtsyretilskud hos kvinder under graviditet viste, at risikoen for astma udvikling hos børn blev reduceret [42]. Dataene, der undersøger de mulige fordele ved kosttilskud af omega-3-fedtsyrer ved astma, er heterogene og som opsummeret i en Cochrane-gennemgang fra 2002 [43], er der til dato utilstrækkelig evidens til at anbefale omega-3 PUFA-tilskud ved astma. Omega-3 PUFA kan have positive effekter ved KOL, da højere niveauer af DHA i serum viste sig at mindske risikoen for at udvikle KOL [44]. Eksperimentelle undersøgelser af mennesker med KOL inklusive tilskud med omega-3 viste lavere niveauer af TNF-? [45] og forbedrede rehabiliteringsresultater [46], selvom der ikke blev set forbedringer i FEV1. Adskillige undersøgelser, der bruger omega-3 PUFA-tilskud til KOL, er i øjeblikket undervejs og vil give vigtig ny information til at informere feltet [47-49]. Indtagelse af fed fisk eller tilskud med omega-3 PUFA'er kan have positive virkninger ved astma og KOL, selvom der endnu ikke er stærke beviser til støtte for de eksperimentelle og epidemiologiske data.

3. Næringsstoffer og luftvejssygdomme

3.1. Antioxidanter og oxidativ stress

Kostantioxidanter er en vigtig kostfaktor til at beskytte mod de skadelige virkninger af oxidativt stress i luftvejene, som er karakteristisk for luftvejssygdomme [50]. Oxidativt stress forårsaget af reaktive oxygenarter (ROS) genereres i lungerne på grund af forskellige eksponeringer, såsom luftforurening, luftbårne irritanter og typiske luftvejsinflammatoriske celleresponser [51]. Også øgede niveauer af ROS genererer yderligere inflammation i luftvejene via aktivering af NF-?B og genekspression af pro-inflammatoriske mediatorer [52]. Antioxidanter inklusive C-vitamin, E-vitamin, flavonoider og carotenoider er rigeligt til stede i frugter og grøntsager, såvel som nødder, vegetabilske olier, kakao, rødvin og grøn te. Antioxidanter i kosten kan have gavnlige virkninger på åndedrætssundheden, fra påvirkning af moderens kost på fosteret og indtagelse hos børn til voksne og gravide kvinder med astma og voksne med KOL. ?-tocopherol er en form for vitamin E, som hjælper med at opretholde integriteten af ​​membranfedtsyrer ved at hæmme lipidperoxidation [22]. Carotenoider er plantepigmenter og omfatter; a- og a-caroten, lycopen, lutein og a-cryptoxanthin. Denne gruppe af fedtopløselige antioxidanter har vist sig at gavne åndedrætssundheden på grund af deres evne til at fjerne ROS og reducere oxidativt stress [22]. Antioxidanten lycopen, der overvejende findes i tomater, kan være gavnlig ved åndedrætstilstande, faktisk er lycopenindtagelse blevet positivt korreleret med FEV1 i både astma og KOL [53], og en interventionsundersøgelse i astma viste, at lycopentilskud kunne undertrykke neutrofile luftveje 54]. Antioxidanter kan også være vigtige ved astma under graviditet, da mens oxidativt stress normalt øges under normale graviditeter, er oxidativt stress øget hos kvinder med astma [55]. Under graviditet er der en kompenserende stigning i cirkulerende og placentale antioxidanter i astma versus kvinder uden astma, for at beskytte fosteret mod skadelige virkninger af oxidativt stress [55,56]. Forbedring af antioxidantindtaget hos gravide kvinder med astma kan være fordelagtigt, da dårlige fostervækstresultater er forbundet med lave niveauer af cirkulerende antioxidanter og diætantioxidanter er den første forsvarsmekanisme mod ROS [22]. Moderens indtag af vitamin E, vitamin D, mælk, ost og calcium under graviditeten er negativt forbundet, mens C-vitamin er positivt forbundet med hvæsen i den tidlige barndom [57,58]. Antioxidanter, herunder lycopen, ser ud til at have en positiv indflydelse på luftvejstilstande, yderligere detaljer er givet nedenfor om beviser for C-vitamin, E-vitamin og flavonoider og deres rolle i moderens kost, kost til børn og voksne med astma og voksne med KOL.

3.2. C-vitamin: �Åndedrætssundhed

C-vitamin er blevet entusiastisk undersøgt for fordele ved astma og forbindelser til astmaforebyggelse. In vitro-data fra endotelcellelinjer viste, at C-vitamin kunne hæmme NF-?B-aktivering af IL-1, TNF-? og blokere produktionen af ​​IL-8 via mekanismer, der ikke er afhængige af antioxidantaktiviteten af ​​C-vitamin [59]. Anti-inflammatoriske og anti-astmatiske virkninger af vitamin C-tilskud in vivo er blevet vist gennem allergiske musemodeller af astma. Jeong et al. [60] rapporterede nedsat AHR til methacholin og inflammatorisk celleinfiltration af perivaskulære og peribronchiolære rum, når C-vitamin blev suppleret under allergenudfordring. Mens Chang et al. [61] fandt, at højdosis C-vitamintilskud i allergenudfordrede mus reducerede eosinofiler i BALF og øgede forholdet mellem Th1/Th2-cytokinproduktion, hvilket skiftede det inflammatoriske mønster til Th1-dominerende. Observationsundersøgelser hos børn viste, at indtagelse af frugt, en rig kilde til C-vitamin, var relateret til reduceret hvæsende vejrtrækning [62] og C-vitaminindtag var negativt forbundet med hvæsende vejrtrækning [63], mens en anden undersøgelse ikke rapporterede nogen sammenhæng mellem C-vitaminindtag og lungefunktion. [64]. Grieger et al. [22] rapporterede også modstridende beviser for virkninger af C-vitaminindtag hos voksne, hvor epidemiologiske undersøgelser viste en positiv sammenhæng mellem C-vitaminindtag og lungefunktion i nogle [65], men ikke alle undersøgelser [23,66]. På trods af de observationsdata, der forbinder C-vitamin med lungesundhed, har tilskud med C-vitamin ikke vist sig at reducere risikoen for astma [66], som kan være relateret til den indbyrdes afhængighed af næringsstoffer, der findes i fødevarer, hvilket resulterer i manglende effekt ved tilskud med isolerede næringsstoffer. Beviser fra eksperimentelle og observationsstudier tyder på, at C-vitamin kan være vigtigt i KOL-patogenese og -håndtering. Koike et al. [67] rapporterede, at hos knock-out mus, der ikke var i stand til at syntetisere C-vitamin, var C-vitamintilskud i stand til at forhindre røginduceret emfysem og også at genoprette beskadiget lungevæv og mindske oxidativt stress forårsaget af røginduceret emfysem. Et case-kontrolstudie i Taiwan rapporterede, at forsøgspersoner med KOL havde lavere diætindtag og lavere serumniveauer af vitamin C end raske kontroller [68]. Faktisk fandt en epidemiologisk undersøgelse i Det Forenede Kongerige af over 7000 voksne i alderen 45-74 år, at øget plasma-vitamin C-koncentration var forbundet med en nedsat risiko for obstruktiv luftvejssygdom, hvilket tyder på en beskyttende effekt [69]. Sammenfattende, mens observationsdata har antydet, at C-vitamin er vigtigt for lungesundheden, mangler der således interventionsforsøg, der viser effektivitet, og det ser ud til, at tilskud med C-vitaminrige hele fødevarer, f.eks.
da frugt og grønt kan være mere effektive.

3.3. Vitamin E: �Åndedrætssundhed

E-vitaminfamilien består af 4 tocopheroler og 4 tocotrienoler, hvor de mest rigelige i kosten eller i væv er β-tocopherol og β-tocopherol [70]. E-vitamin virker synergistisk med C-vitamin, da oxiderede E-vitamin-isoformer efter neutralisering af ROS kan behandles tilbage til deres reducerede form af C-vitamin [71]. Abdala-Valencia et al. [72] diskutere beviserne for β-tocopherols og β-tocopherols roller i allergisk lungebetændelse i mekanistiske dyreforsøg og kliniske forsøg. Tilskud af mus med β-tocopherol reducerede allergisk luftvejsinflammation og AHR [73], mens β-tocopherol var pro-inflammatorisk og forstærket AHR, hvilket negerede de positive virkninger af β-tocopherol [74]. Andre dyreforsøg rapporterer, at β-tocopherol kan hjælpe med at afhjælpe betændelse forårsaget af ozoneksponering og endotoksin-induceret neutrofil luftvejsinflammation, på grund af dets evne til at oxidere reaktive nitrogenarter [75,76]. En undersøgelse i mennesker viste, at begge ? og a-tocopherol kan være effektiv til at reducere LPS-induceret neutrofil inflammation [77]. De modstridende resultater fra disse tilskudsundersøgelser vil sandsynligvis være påvirket af baseline-vævsniveauer af vitamin E [72], med β-tocopherol-tilskud, der fører til forbedret lungefunktion og hvæsen i Europa, hvor β-tocopherol-niveauer er lave [78-80] , men ikke i USA, hvor indtag af ?-tocopherol er højt på grund af sojaolieforbrug [81�83]. Som følge heraf er metaanalyse af vitamin E-effekter på astmaudfald tvetydig; det er sandsynligt, at tilskud med fysiologiske koncentrationer af β-tocopherol i sammenhæng med en baggrundsdiæt med lavt indhold af β-tocopherol, kan være mest gavnligt ved astma, og yderligere undersøgelse af denne hypotese er påkrævet. Ved KOL har serumniveauer af E-vitamin vist sig at være faldet under eksacerbation, hvilket tyder på, at øget indtag kan være nyttigt til at forbedre E-vitaminkoncentrationerne [84]. Vitamin E har vist sig at reducere biomarkører for oxidativt stress hos voksne med KOL i én RCT [85], men ikke en anden [86]. I Women's Health Study (n = 38,597) blev risikoen for at udvikle kronisk lungesygdom over en 10-årig tilskudsperiode reduceret med 10% hos kvinder, der brugte vitamin E-tilskud (600 IE på andre dage) [87]. Diætindtag af vitamin E, der er lavere end anbefalet diætindtag, er blevet rapporteret hos gravide kvinder med en familiehistorie med allergisk sygdom [88], og nyligt arbejde i dyremodeller har fremhævet β-tocopherol kan være vigtigt for allergiske mødre under graviditeten. Allergiske hunmus blev suppleret med a-tocopherol før parring, og efter allergenpåvirkning viste afkommet reduceret respons på allergenpåvirkning med nedsatte eosinofiler i BALF [89]. Afkommet viste også nedsat udvikling af dendritiske lungeceller, som er nødvendige for at producere allergiske reaktioner. Beviser fra observationsstudier tyder også på, at reduceret fødeindtag af vitamin E er relateret til en øget risiko for astma og hvæsen i børnene [90-92] og øgede in vitro-proliferative responser i mononukleære celler fra navlestrengsblod (CBMC) [93]. En mekanistisk undersøgelse af Wassall et al. [94] undersøgte virkningen af ​​β-tocopherol og vitamin C på CBMC og maternale perifere blodmononukleære celler (PBMC). β-tocopherol var for det meste anti-inflammatorisk, selvom øget spredning og øget TGF-β blev set med nogle allergener. Men tilsætningen af ​​C-vitamin til systemet havde inflammatoriske virkninger, med øget produktion af pro-inflammatoriske cytokiner, kombineret med reduceret produktion af IL-10 og TGF-?. Denne undersøgelse af Wassall et al. [94] viser, at tilskud med disse antioxidanter modulerer immunresponser under graviditet, men flere af resultaterne er uventede, hvilket fremhæver den komplekse karakter af forholdet mellem diætnæringsstoffer og sygdom. Ved astma er de eksperimentelle data for E-vitamin overbevisende, men tilskudsfordelene er ikke godt beskrevet.

3.4. Flavonoider: Åndedrætssundhed

Flavonoider er potente antioxidanter og har anti-inflammatoriske såvel som anti-allergiske virkninger, delvis på grund af deres evne til at neutralisere ROS [95]. Der er 6 klasser af flavonoider, herunder flavoner, flavonoler, flavanoner, isoflavoner og flavanoler [96], som er bredt fordelt i hele kosten og findes i frugt, grøntsager, nødder, frø, stilke, blomster, rødder, bark, mørk chokolade, te , vin og kaffe [96]. Tanaka et al. [95] præsenterer beviserne for fordelene ved diæt-flavonoider i astmaudvikling og -progression. Ud over at reducere oxidativt stress har in vitro-eksperimenter fundet ud af, at mange individuelle flavonoider har hæmmende virkninger på IgE-medierede immunresponser såsom histaminsekretion fra mastceller, skift i cytokinproduktion fra Th-2 til Th-1-produktion og nedsat NF-? B aktivering og hæmning af TNF-? [97�100]. Eksperimentelle undersøgelser af flavonoider i dyremodeller af allergisk astma har vist reduceret luftvejs- og perifer blodbetændelse, nedsat bronkokonstriktion og AHR og lavere eosinofiler i BALF, blod og lungevæv [101�104]. Hos mennesker viste beviser fra et case-kontrolstudie hos voksne, at æble- og rødvinsforbrug, rige kilder til flavonoider, var forbundet med reduceret astmaprævalens og sværhedsgrad [66]. En opfølgende undersøgelse, der undersøgte indtagelse af 3 underklasser af flavonoider, fandt imidlertid ingen sammenhæng med astmaprævalens eller sværhedsgrad [105]. Der er et begrænset antal eksperimentelle undersøgelser med flavonoidtilskud hos mennesker med astma. Tre RCT'er hos voksne med astma ved brug af et produkt kaldet pycnogenol, som indeholder en blanding af bioflavonoider, rapporterede fordele, herunder øget lungefunktion, nedsatte symptomer og reduceret behov for redningsinhalatorer [106]. Der er mangel på beviser for virkningerne af flavonoider i moderens kost og respiratoriske resultater hos børn. En undersøgelse, der fandt en positiv sammenhæng mellem moderens æbleindtag og astma hos børn efter 5 år, tyder på, at flavonoidindholdet i æbler kan være ansvarlige for det gavnlige forhold [107]. Beviser for virkningerne af flavonoider i luftvejstilstande er ved at dukke op og lovende. Selvom det ligesom C-vitamin kan være vanskeligt at adskille virkningerne af flavonoider fra andre næringsstoffer i flavonoidrige fødevarer. Supplering af individuelle flavonoider i dyreforsøg har givet bevis for, at interventionsforsøg på mennesker kan være berettiget.

3.5. D-vitamin: Åndedrætssundhed

Epidemiologiske undersøgelser viser lovende sammenhænge mellem D-vitamin og lungesundhed; de mekanismer, der er ansvarlige for disse virkninger, er imidlertid dårligt forstået. D-vitamin kan fås fra diætkilder eller tilskud; dog er soleksponering den vigtigste bidragyder til D-vitamin niveauer [108]. Mens D-vitamin har gavnlige virkninger uafhængigt af UV-eksponering [109], kan det være svært at adskille denne potentielle konfounder fra direkte virkninger af D-vitamin på lungesundheden [110]. Gennemgangen af ​​Foong og Zosky [111] præsenterer den nuværende evidens for rollen af ​​vitamin D-mangel i sygdomsdebut, progression og forværring i luftvejsinfektioner, astma og KOL. Luftvejsinfektioner bidrager til sygdomsprogression og eksacerbation ved både KOL og astma. D-vitamin ser ud til at have en beskyttende rolle mod modtageligheden og sværhedsgraden af ​​disse infektioner [111], da aktivt vitamin D (1,25 (OH)2D) modificerer produktionen af ​​antimikrobielle cathelicidiner og defensiner, der dræber bakterier og inducerer sårreparation [112 ]. Aktiveret D-vitamin reducerer også ekspressionen af ​​rhinovirus-receptorer i endotelcellekulturer og PBMC'er [113]. In vitro-undersøgelser understøtter også sammenhængen mellem D-vitamin og ombygning af luftvejene, da aktivt D-vitamin hæmmer celleproliferation i luftvejs glatte muskler (ASM) [114] og mangel hæmmer normal lungeudvikling [115]. Ydermere tyder dyremodeller på, at vitamin D kan hæmme Th1- og Th2-cellecytokinproduktion [116]. Epidemiologisk evidens forbinder lave niveauer af D-vitamin med hvæsen og luftvejsinfektioner, selvom evidensen for sammenhængen med astma-debut er svag og inkonsekvent [111]. Hos børn var lavt cirkulerende D-vitamin relateret til lavere lungefunktion, øget kortikosteroidbrug og eksacerbationsfrekvens [117]. Også hos børn med steroidresistent astma var lavt D-vitamin relateret til øget ASM-tykkelse [117]. Andre observationsstudier rapporterer, at lave niveauer af D-vitamin hos børn er forbundet med astmaeksacerbation [118]. Adskillige observationsstudier understøtter D-vitamins rolle som beskyttelse mod åndedrætssygdomme hos børn. Zosky et al. [119] fandt, at D-vitaminmangel ved 18. svangerskabsuge var forbundet med lavere lungefunktion og nuværende hvæsen hos børn på 6 år og en øget risiko for astma hos drenge. Rollen for D-vitamin i at øge steroidrespons, foreslået af observationsstudier [120] er understøttet af mekanistiske undersøgelser [121], og i samspil med virkningerne af D-vitamin i infektion, kan det forklare effekten af ​​D-vitamin til at reducere astmaeksacerbationer [111 ]. Kun ét interventionsforsøg er blevet udført med D-vitamin hos voksne med astma, som fandt, at frekvensen af ​​første eksacerbation var reduceret hos forsøgspersoner, som viste en stigning i cirkulerende D3-vitamin efter tilskud [122]. Data for D-vitamins rolle i KOL-debut er begrænset, selvom flere tværsnitsundersøgelser har rapporteret en sammenhæng mellem lave D-vitaminniveauer eller mangel med KOL-forekomst [123]. D-vitaminniveauer i blodet er også blevet korreleret med lungefunktion hos KOL-patienter [124,125]. Eksperimentelle data tyder på, at D-vitamin kan være vigtigt ved KOL for dets effekt på normal lungevækst og -udvikling, selvom humane data til støtte for dette ikke er tilgængelige. Det er muligt, at KOL-debut også kan blive påvirket af cellulære reaktioner på cigaretrøgeksponering, som hæmmer de beskyttende immunmodulerende virkninger af vitamin D [126]. Der er forskning, der tyder på en genetisk sammenhæng mellem D-vitamin og KOL-patogenese. I et observationsstudie forudsagde enkeltnukleotidpolymorfismer i vitamin D-bindende protein (VDBP) vitamin D-niveauer hos KOL-patienter og blev fundet at være en risikofaktor for KOL [123]. VDBP er også involveret i makrofagaktivering, da høje niveauer af luftvejs-VDBP er relateret til øget makrofagaktivering, også høje niveauer af serum-VDBP blev fundet at være relateret til lavere lungefunktion [127]. KOL-progression kan også blive påvirket af vitamin D-status gennem fravær af vitamin D-receptoren og parenkymnedbrydning [128]. KOL-eksacerbationer er generelt forårsaget af virale eller bakterielle lungeinfektioner, og selvom D-vitamin har en positiv rolle i at reducere infektion, er der ingen evidens for, at D-vitamin er forbundet med at lindre eksacerbationer hos KOL-patienter [129]. De ekstraskeletale virkninger af D-vitamin er veldokumenterede i både astma og KOL, og mangel er forbundet med negative respiratoriske og immunforsvarlige resultater.

3.6. Mineraler:�Åndedrætssundhed

Nogle mineraler har også vist sig at være beskyttende under åndedrætsforhold. Hos børn er øget indtag af magnesium, calcium og kalium omvendt relateret til astmaprævalens [7]. Mens adskillige observations- og eksperimentelle forsøg er blevet udført med modstridende resultater [130], konkluderede et randomiseret kontrolleret forsøg, at en diæt med lavt natriumindhold ikke havde nogen terapeutisk fordel for bronkial reaktivitet hos voksne med astma [131]. Magnesium i kosten kan have gavnlige bronkodilatatoriske virkninger ved astma [132]. Lavt magnesiumindtag i kosten er blevet forbundet med negative effekter på bronkial glat muskulatur ved svær astma [133] og med lavere lungefunktion hos børn [134]. Der kræves dog yderligere bevis for positive terapeutiske virkninger, før dets betydning ved astma og anbefalinger kan bestemmes [135]. Kostindtag af selen har vist sig at være lavere hos astmatikere sammenlignet med ikke-astmatikere [136], og moderens plasmaselenniveauer blev rapporteret at være omvendt forbundet med risikoen for astma hos børn [137]. Casekontrolstudier hos børn har dog ikke fundet en sammenhæng med selenniveauer eller indtag med astmarelaterede udfald [18,138]. Endvidere viste resultater fra en stor veldesignet RCT hos voksne med astma ingen positiv fordel ved selentilskud [139]. Undersøgelse af mineraler i navlestrengsblod indebærer vigtigheden af ​​tilstrækkeligt indtag under graviditeten, da niveauer af selen fra navlestrengsblod var negativt forbundet med vedvarende hvæsen, og niveauer af jern var negativt forbundet med senere indsættende hvæsen hos børn [140]. Undersøgelser af kostens indtagelse af mineraler og sammenhænge med KOL er sparsomme. En lille undersøgelse i Sverige viste, at hos ældre forsøgspersoner med svær KOL var indtaget af folinsyre og selen under de anbefalede niveauer, og selvom indtaget af calcium var tilstrækkeligt, var serumcalciumniveauet lavt, sandsynligvis relateret til deres D-vitaminstatus, da indtaget var lavere. end anbefalet [141]. Mineralindtag kan være vigtigt ved luftvejssygdomme, men evidensen for tilskud er svag. Det er sandsynligt, at tilstrækkeligt indtag af disse næringsstoffer i en hel kosttilgang er tilstrækkeligt.

4. Fedme, Adipokiner og luftvejssygdomme

Overernæring og deraf følgende fedme er tydeligt forbundet med astma, selvom de involverede mekanismer stadig er under undersøgelse. Anmeldelsen af ​​Periyalil et al. [142] beskriver, hvordan immunmetabolismedipose væv afledte immunologiske ændringer, der forårsager metaboliske effekter [143] bidrager til sammenhængen mellem astma og fedme. I den overvægtige tilstand fører diætindtagelse af lipider til øget cirkulerende frie fedtsyrer [144], som aktiverer immunresponser, såsom aktivering af TLR4, hvilket fører til øget inflammation, både systemisk og i luftvejene [20]. Fedtvæv udskiller også adipokiner, og astmatiske forsøgspersoner har højere koncentrationer af cirkulerende leptin end raske kontroller [14], som er yderligere øget hos kvinder, selvom leptin er forbundet med BMI hos både mænd og kvinder [145]. Leptinreceptorer er til stede i de bronkiale og alveolære epitelceller, og leptin har vist sig at inducere aktivering af alveolære makrofager [146] og har indirekte virkninger på neutrofiler [147]. Leptin fremmer også Th1-proliferation, hvilket inducerer øget aktivering af neutrofiler af TNF-? [148]. In vitro aktiverer leptin også alveolære makrofager taget fra overvægtige astmatikere, hvilket inducerer luftvejsinflammation gennem produktion af pro-inflammatoriske cytokiner [149]. En kausal rolle for leptin i det overvægtige astmaforhold er dog endnu ikke fastlagt. Adiponectin, et antiinflammatorisk adipokin, har gavnlige virkninger i dyremodeller af astma [150], men positive sammenhænge i humane undersøgelser er kun set hos kvinder [151]. Ved fedme opreguleres makrofag- og mastcelleinfiltration i fedtvæv [142]. Neutrofiler synes også at dominere luftvejsinflammation i den overvægtige astmafænotype [152], især hos kvinder [153], hvilket kan forklare, hvorfor inhalerede kortikosteroider er mindre effektive til at opnå kontrol med overvægtig astma [154]. Mens mekanismerne endnu mangler at blive forstået, rapporterer en nylig gennemgang, at fedme under graviditet er forbundet med højere odds for astma hos børn, med øget risiko, når moderens BMI stiger [155].

KOL er ikke kun karakteriseret ved pulmonal underskud, men også af kronisk systemisk inflammation og følgesygdomme, som kan udvikle sig som reaktion på den metaboliske dysregulering, der opstår med overskydende fedtvæv [156]. En nylig metaanalyse af leptinniveauer i KOL rapporterede en korrelation med kropsmasseindeks (BMI) og fedtmasseprocent i stabil KOL, selvom absolutte niveauer ikke var forskellige fra raske kontroller [157]. Under eksacerbation steg leptinniveauet og var positivt forbundet med cirkulerende TNF-? [157]. Bianco et al. [158] beskriver adiponectins rolle og dets virkning på inflammation ved KOL. Adiponectin har antiinflammatoriske virkninger og er til stede i høje koncentrationer i serum fra raske forsøgspersoner [159]. Adiponectin findes i flere isoformer, som har forskellige biologiske virkninger [160] og interagerer med to receptorer, der er til stede i lungerne (AdipoR1 og AdipoR2), som har modsatrettede virkninger på inflammation [161]. Enkeltnukleotidpolymorfier i genet, der koder for adiponectin, er forbundet med kardiovaskulær sygdom, fedme og det metaboliske syndrom [162]. Adiponectins rolle i KOL er imidlertid ikke godt forstået. Ved KOL er serumadiponectin øget og relaterer direkte til sygdommens sværhedsgrad og lungefunktionsfald [163]. Der er en ændring i oligomeriseringen af ​​adiponectin i KOL, hvilket resulterer i øgede koncentrationer af den anti-inflammatoriske isoform med højere molekylvægt [164], og ekspressionen af ​​adiponectin-receptorer i lungen er også ændret i forhold til raske forsøgspersoner [165]. Dyremodeller har vist antiinflammatoriske virkninger af adiponectin i lungen gennem den øgede ekspression af TNF-? i alveolære makrofager i adiponectin-mangelfulde mus [166]. Yderligere mekanistiske undersøgelser har også vist det antiinflammatoriske potentiale af adiponectin ved at reducere virkningerne af TNF-a, IL-1? og NF-?B og øget ekspression af IL-10 gennem interaktion med AdipoR1 [161]. Men under visse forhold i cellelinjer og dyremodeller har adiponectin vist sig at have pro-inflammatoriske virkninger [167,168]. Da der er set både skadelige og beskyttende virkninger, kræver den komplekse modulering af adiponectin-isoformer og -receptorer ved KOL yderligere udforskning. Fedme, den resulterende systemiske inflammation og ændringer i adipokiner har betydelige negative effekter i både astma og KOL. Mens arbejdet med at undersøge virkningsmekanismerne er omfattende, er evidens for interventioner til forbedring af sygdomsforløbet begrænset til vægttabsinterventioner i astma på dette stadium.

5. Underernæring og luftvejssygdomme

Selvom undervægt ikke er blevet godt undersøgt i astma, rapporterede et observationsstudie i Japan, at forsøgspersoner med astma, som var undervægtige, havde dårligere astmakontrol end deres normalvægtige modstykker [169]. Mens der er udbredt anerkendelse af, at underernæring hos gravide kvinder har negative virkninger af fosterets lungeudvikling [170], rapporterede en nylig gennemgang, at afkom af mødre, der var undervægtige, ikke havde en øget risiko for astma. Blandt de obstruktive lungesygdomme er underernæring mest almindeligt anerkendt som et træk ved KOL. Itoh et al. [171] præsenterer en gennemgang af underernæring ved KOL og evidensen for ernæringsterapi i behandlingen af ​​sygdommen. Vægttab, lav kropsvægt og muskelsvind er almindelige hos KOL-patienter med fremskreden sygdom og er forbundet med reduceret overlevelsestid og øget risiko for eksacerbation [172]. Årsagerne til underernæring ved KOL er multifaktorielle og omfatter reduceret energiindtag på grund af nedsat appetit, depression, lavere fysisk aktivitet og dyspnø under spisning [173]. Derudover øges hvileenergiforbruget ved KOL, sandsynligvis på grund af højere energikrav fra øget vejrtrækningsarbejde [174]. Systemisk inflammation, som er et kendetegn for KOL, kan også påvirke energiindtag og -forbrug [175]. Cigaretrøg kan også have skadelige virkninger på kropssammensætning ud over de systemiske virkninger af KOL. Rygning forårsager muskelfiberatrofi og nedsat muskeloxidativ kapacitet vist i kohorter af ikke-KOL-rygere [176,177] og i dyremodeller af kronisk røgeksponering [178,179]. Mekanismerne bag muskelsvind ved KOL er komplekse og mangefacetterede [180]. Øget proteinnedbrydning forekommer i hele kroppen, selvom den forstærkes i mellemgulvet [181]. Proteinsynteseveje er ændret, faktisk insulinlignende vækstfaktor-1 (IGF-1), som er afgørende for muskelsyntese, er nedsat hos kakektiske KOL-patienter [182] og er lavere hos KOL-patienter under akut forværring sammenlignet med raske kontroller [183] . Øget oxidativ stress, på grund af øget mitokondriel ROS-produktion, forekommer både systemisk og i muskelvæv hos kakektiske KOL-patienter og er negativt forbundet med fedtfri masse (FFM) og muskelstyrke hos KOL-patienter [184]. Ydermere inducerer myostatin muskelatrofi ved at hæmme proliferation af myoblaster, og mRNA-ekspression af myostain øges hos kakektiske KOL-patienter og er relateret til muskelmasse [185]. Systemiske inflammatoriske mediatorer såsom TNF-? og NF-?B er også impliceret i KOL muskelatrofi [186,187]. Kosttilskudsterapi hos underernærede KOL-patienter har vist sig at inducere vægtøgning, øge fedtfri masse, øge grebsstyrken og træningstolerance samt forbedre livskvaliteten [188]. Yderligere undersøgelser påpeger vigtigheden af ​​ikke kun højt energiindhold, men også makronæringsstofsammensætningen af ​​kosttilskuddet og inklusion af lavintensiv respiratorisk rehabiliteringsøvelse [189,190]. Andre kostnæringsstoffer er blevet undersøgt for fordelene ved KOL. Kreatinin, der findes i kød og fisk, havde ikke additive effekter til rehabilitering, mens sulforaphane, der findes i broccoli og wasabi, og curcumin, pigmentet i gurkemeje, kan have gavnlige antioxidantegenskaber [191-193]. Forgrenet aminosyretilskud i KOL er forbundet med positive resultater, herunder stigninger i helkropsproteinsyntese, kropsvægt, fedtfri masse og arterielle blodiltniveauer [194,195]. Underernæring er ikke et væsentligt problem ved astma, men er et væsentligt invaliderende træk ved KOL.

6. Konklusioner: Åndedrætssundhed

Diætindtagelse ser ud til at være vigtig i både udvikling og håndtering af luftvejssygdomme, vist gennem epidemiologiske og tværsnitsundersøgelser og understøttet af mekanistiske undersøgelser i dyremodeller. Selvom der er behov for mere evidens fra interventionsundersøgelser hos mennesker, er der en klar sammenhæng for nogle næringsstoffer og kostmønstre. De kostmønstre, der er forbundet med fordele ved luftvejssygdomme, omfatter højt indtag af frugt og grøntsager, kost i middelhavsstil, indtag af fisk og omega-3, mens indtag af fastfood og vestlige kostmønstre har negative sammenhænge. Figur 1 viser en diagrammatisk fremstilling af sammenhængene mellem ernæring og obstruktive lungesygdomme.

Respiratorisk sundhed

Selvom antioxidanter er forbundet med positive effekter på inflammation, kliniske resultater og forebyggelse af luftvejssygdomme, indikerer interventionsundersøgelser af individuelle antioxidanter ikke udbredt anvendelse af tilskud [196]. Forskelle i resultater fra individuelle undersøgelser, herunder hele fødevarer såsom frugt og grøntsager og fisk, kan være påvirket af den ernæringsmæssige profil på grund af den region, den blev dyrket eller produceret. Når man overvejer undersøgelser, der anvender enkelte næringsstoffer, er det også vigtigt at erkende, at næringsstoffer i kosten indtages som hele fødevarer, der indeholder andre mikronæringsstoffer, fibre og forbindelser med både kendt og ukendt anti- og pro-inflammatorisk potentiale. Desuden bør undersøgelser af enkelte næringsstoffer ideelt set kontrollere andre antioxidanter og diætkilder til pro-inflammatoriske næringsstoffer. Selvom denne begrænsning er almindelig, er det en betydelig udfordring at kontrollere kostens indtag af andre næringsstoffer i kliniske forsøg. En helfødevaretilgang til tilskud af næringsstoffer�f.eks. øget indtag af frugt og grøntsager har fordelen ved at øge indtaget af flere næringsstoffer, herunder vitamin C, vitamin E, carotenoider og flavonoider og viser mere lovende i luftvejssygdomme med hensyn til at reducere risikoen af KOL [3] og forekomst af astmaeksacerbationer [25].

Beviserne for D-vitamins mekanismer i lungeudvikling og immunfunktion er endnu ikke fuldt etableret. Det ser ud til, at D-vitamin er vigtigt ved luftvejssygdomme og infektioner, men den tidsmæssige rolle af D-vitaminmangel i sygdomsdebut, patogenese og eksacerbationer, og hvorvidt tilskud er indiceret, er endnu ikke klarlagt.

Overernæring i luftvejssygdomme er tydeligt forbundet med uønskede virkninger, fremhævet af skadelige virkninger induceret af immunmetabolisme. Yderligere forståelse af forholdet mellem mediatorer af immunmetabolisme og luftvejssygdomme og deres mekanismer kan give terapeutiske muligheder. Underernæring udgør stadig en risiko ved nogle luftvejstilstande. Passende ernæringstilskud ved fremskreden KOL er indiceret, og flere næringsstoffer ser ud til at være gavnlige ved KOL-udvikling og -forværring.

Området for ernæring og luftvejssygdomme fortsætter med at udvikle sig og udvides, selvom der er behov for yderligere arbejde i form af randomiserede kontrollerede diætmanipulationsundersøgelser, der anvender hele fødevarer for at muliggøre levering af evidensbaserede anbefalinger til håndtering af luftvejstilstande.

Bronwyn S. Berthon og Lisa G. Wood *

Center for Astma og Luftvejssygdomme, Niveau 2, Hunter Medical Research Institute,
University of Newcastle, Lot 1 Kookaburra Circuit, New Lambton Heights, NSW 2305, Australien;
E-mail: bronwyn.berthon@newcastle.edu.au

* Forfatter til hvem korrespondance skal behandles E-Mail: lisa.wood@newcastle.edu.au;
Tel.: +61-2-4042-0147; Fax: +61-2-4042-0046.

Forfatterbidrag

Bronwyn Berthon og Lisa Wood bidrog til undersøgelsens koncept og design og var begge involveret i udarbejdelsen og færdiggørelsen af ​​manuskriptet.

Interessekonflikt

Forfatterne erklærer ingen interessekonflikter.

� 2015 af forfatterne; licenshaver MDPI, Basel, Schweiz. Denne artikel er en artikel med åben adgang
distribueres under vilkårene og betingelserne i Creative Commons Attribution-licensen
(creativecommons.org/licenses/by/4.0/).