Polifenol dalam Mediterranean diet dapat memodulasi peradangan COVID-19
Mediterranean diet (MD), yang biasanya diikuti oleh penduduk wilayah Mediterania, telah dipuji karena kandungan anti-obesitas dan anti-inflamasinya yang kaya. Namun, timbulnya pandemi penyakit coronavirus 2019 (COVID-19), yang telah merenggut lebih dari 6,6 juta nyawa, mengarahkan para peneliti untuk fokus pada manfaat potensial dari diet ini dalam mencegah penyakit parah dan kematian terkait COVID-19.
Studi Journal of Physiology and Biochemistry baru meneliti bukti yang tersedia untuk peran menguntungkan senyawa tanaman polifenol dalam MD dalam mencegah dan mengobati COVID-19.
Pengantar
MD mencakup sedikit makanan olahan, daging dalam porsi kecil, minyak zaitun sedang, dan beberapa anggur merah pada waktu makan. Selain itu, sedikit lemak yang dikonsumsi sebagai bagian dari makanan ini, selain yang disediakan oleh ikan dan kerang, yang jumlahnya bervariasi antara individu dan masyarakat. Di sisi lain, konsumsi serat pada MD tinggi dan terutama disediakan oleh sayur-sayuran, polong-polongan, buah-buahan, dan sereal gandum.
Secara keseluruhan, bahan-bahan ini memasok antioksidan yang melimpah dan telah dikaitkan dengan penurunan risiko berbagai kondisi kesehatan kronis, termasuk penyakit kardiovaskular dan sindrom metabolik. Karena adanya kondisi kesehatan ini dianggap sebagai faktor risiko tinggi untuk COVID-19 yang parah, pola makan ini dapat dikaitkan dengan perlindungan terhadap COVID-19.
Proinflammatory response to the infection with SARS-CoV2. ACE2 receptor becomes unavailable to bind to Angiotensin II after viral infection. ACE, angiotensin-converting enzyme; AT1R, angiotensin II receptor type 1; G-CSF, granulocyte colony-stimulating factor; IL, interleukin; IP10, interferon gamma-induced protein 10; MAPK, mitogen-activated protein kinase; MCP1, monocyte chemoattractant protein 1; MIP1, macrophage inflammatory protein 1; S, spike glycoprotein; SARS-CoV-2, severe acute respiratory syndrome coronavirus 2; TNF-α, tumour necrosis factor α
Seperti infeksi virus lainnya, patogen severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) yang bertanggung jawab untuk COVID-19 memicu pelepasan reactive oxygen species (ROS) yang menghasilkan peradangan, peradangan hiperaktif dapat menjadi sistemik, sehingga mengurangi kemungkinan terjadinya bertahan hidup.
Stres oksidatif menguras pertahanan antioksidan dan mempengaruhi individu terhadap infeksi. Selain itu, situasi seperti itu dapat mengubah cara antigen virus disajikan ke sistem kekebalan dan bahkan mengubah distribusi dan kelimpahan reseptor enzim pengonversi angiotensin 2 (ACE2) yang digunakan SARS-CoV-2 untuk masuk ke dalam sel inang.
Obesitas juga dikaitkan dengan peningkatan risiko COVID-19 yang parah, kemungkinan karena ekspresi ACE2 yang lebih tinggi dalam sel lemak. Selain itu, keterlibatan mereka dengan SARS-CoV-2 dapat mengganggu metabolisme hormon apelin lemak.
Tingkat faktor siklus sel lain seperti nucleotide-binding domain, leucine-rich containing (NLR) protein family pyrin domain-containing 3 (NLRP3) inflammasome, dan toll-like receptors (TLRs) juga berubah pada COVID-19 yang parah.
Ketika SARS-CoV-2 mengikat ACE2, peran metaboliknya sebagian tetap tidak terpenuhi, menyebabkan faktor vaskular seperti angiotensin II menumpuk daripada dipecah seperti normal menjadi peptida vasoaktif, yang dapat memicu pelepasan sitokin inflamasi. Temuan ini telah dilaporkan pada pasien COVID-19 yang mengalami cedera paru-paru dan mendukung kontribusi peradangan parah terhadap hasil yang merugikan pada COVID-19.
Dengan demikian, manfaat ganda dari MD, dalam hal gizi seimbang dan persediaan senyawa antioksidan, anti-inflamasi, dan imunomodulatornya, harus dievaluasi. Selain itu, mekanisme aksi tambahan dalam mitigasi COVID-19 juga mungkin terlibat, seperti penghambatan pengikatan SARS-CoV-2 ke protein pendampingnya, tissue-binding glucose-regulated protein 78 (GRP78).
Pentingnya pengurangan risiko yang dimodifikasi dengan diet seperti itu terbukti ketika mempertimbangkan fakta bahwa sebagian besar diet Barat menyebabkan peradangan sistemik kronis dan stres oksidatif, selain respons imun yang melemah.
Faktor-faktor ini juga meningkatkan risiko hasil COVID-19 yang lebih parah yang berkorelasi dengan tingginya jumlah karbohidrat sederhana, lemak jenuh, dan kandungan serat yang rendah. Misalnya, satu percobaan hamster baru-baru ini menunjukkan bahwa konsumsi gula dalam jumlah besar secara terus menerus meningkatkan keparahan infeksi SARS-CoV-2.
Beberapa penelitian pada manusia juga menunjukkan bahwa kasus dan kematian COVID-19 berkurang dalam kelompok setelah MD. Penelitian saat ini meneliti bukti yang dipublikasikan untuk menentukan peran polifenol yang berpotensi menguntungkan dalam MD, termasuk hidroksitirosol, resveratrol, quercetin, catechin, dan naringenin.
Apa yang ditunjukkan oleh penelitian ini?
Minyak zaitun, terutama minyak extra virgin, mengandung banyak bioaktif dan nutrisi yang memiliki aktivitas melawan penyakit kardiovaskular, diabetes, dan beberapa jenis kanker. Di antaranya adalah hidroksitirosol, yang telah terbukti mendukung perlindungan lipid darah dari stres oksidatif dan menimbulkan efek anti-inflamasi dan antivirus.
Hydroxytyrosol menekan enzim matrix metalloproteinase-9 (MMP-9) dan cyclo-oxygenase (COX). MMP-9, dilepaskan dari neutrofil, dianggap sebagai biomarker potensial kerusakan paru akut pada COVID-19. Selanjutnya, MMP-9 memecah dinding alveolar-kapiler selama radang paru-paru, sehingga memungkinkan sel-sel radang bermigrasi ke paru-paru dan menyebabkan kerusakan.
MMP-9 juga dapat terlibat dalam badai sitokin yang merupakan ciri khas COVID-19 yang parah dan fatal. Demikian pula, gelombang sitokin inflamasi dapat dihasilkan dari induksi COX-2, bersama dengan p38 mitogen-activated protein kinase (p38MAPK), menyebabkan peradangan paru-paru dan cedera alveolar. Model hewan telah menunjukkan bahwa hidroksitirosol secara efisien menghambat pelepasan sitokin inflamasi interleukin 6 (IL-6) dan tumor necrosis factor α (TNF-α), keduanya meningkat pada COVID-19 yang parah.
MMP-9 juga meningkatkan kapasitas antioksidan sel pada tingkat ekspresi gen, di mana ia bekerja pada nuclear factor erythroid 2-related factor 2 (Nrf2) pathway yang melindungi terhadap acute lung injury (ALI) dan acute respiratory distress syndrome (ARDS). Secara keseluruhan, MMP-9 dapat menjadi target terapi yang penting dalam pengobatan COVID-19.
Demikian pula, resveratrol, yang hadir dalam anggur, anggur merah, buah beri, dan kacang-kacangan, yang semuanya berlimpah di MD, telah terbukti menghambat berbagai virus pernapasan manusia baik secara in vitro maupun in vivo melalui berbagai mekanisme.
Potential protective effects of hydroxytyrosol against SARS-CoV-2-induced damage in alveolar tissue through anti-inflammatory mechanisms. The red plus symbols represent the damage induced by SARS-CoV-2 in lung tissue. The green minus symbols represent the processes suppressed by hydroxytyrosol. The truncated green lines represent the processes suppressed by hydroxytyrosol. HT, hydroxytyrosol; COX-2, cyclooxygenase-2; MMP-9, matrix metallopeptidase-9; NF, neutrophil; SARS-CoV-2; severe acute respiratory syndrome coronavirus 2
Main potential protective effects of resveratrol against SARS-CoV-2-induced damage trough antioxidant and anti-inflammatory mechanisms. The red minus symbols and the truncated lines represent the processes suppressed by resveratrol. The green plus symbols and the arrows represent the processes activated by resveratrol. Keap1, Kelch-like ECH-associated protein 1; NF-κB, nuclear factor κB; Nrf2, factor nuclear erythroid 2; Nox, NADPH oxidases; ROS, reactive oxygen species; Sirt1, sirtuin 1
Misalnya, resveratrol dapat memicu Nrf2, meningkatkan pertahanan antioksidan seluler, atau mengatur pertahanan kekebalan terhadap SARS-CoV-2. Selain itu, suplementasi resveratrol telah terbukti mencegah kerusakan akibat stres oksidatif, meningkatkan penanda stres retikulum endoplasma seperti eukaryotic initiation factor 2 (eIF2α), dan menghambat produksi superoksida oleh keluarga enzim yang disebut oksidase NADPH.
Hasilnya adalah penurunan tingkat ROS dan aktivasi jalur lain yang membuat itric oxide (NO) tersedia untuk sel. Hal ini dapat menyebabkan vasodilatasi dan menghambat agregasi trombosit, sehingga memperhitungkan sifat vasoaktif resveratrol yang membuatnya berguna dalam meredam COVID-19, terutama pada pasien dengan hipertensi atau aterosklerosis.
Senyawa ini juga melindungi endotelium dengan mencegah pembentukan bekuan sekaligus menghambat MAPK dan jalur peradangan lain yang dipicu oleh COVID-19. Pada manusia, resveratrol tampaknya membantu mencegah peradangan parah selama COVID-19 melalui kemampuannya untuk bekerja pada jalur pensinyalan yang berbeda.
Studi saat ini juga membahas janji flavonoid, senyawa yang ditemukan di sebagian besar makanan MD yang dapat menangkap radikal bebas beracun. Flavonoid juga mengaktifkan jalur Nrf2, mengurangi reduce bromodomain-containing protein 4 (BRD4), dan mengurangi produksi sitokin inflamasi untuk memodulasi peradangan. Sifat-sifat ini telah dijelaskan melalui studi in vitro; oleh karena itu, penelitian praklinis lebih lanjut diperlukan.
Salah satu jenis flavonoid adalah quercetin, yang dilaporkan dapat mencegah cedera ginjal akut pada COVID-19. Quercetin tidak hanya meningkatkan aktivitas antioksidan tetapi juga mengurangi pembentukan peroksida lipid dan mencegah aktivasi makrofag beracun. Selanjutnya, senyawa ini juga dapat mencegah pemecahan Nrf2, sehingga meningkatkan ekspresi unsur antioksidan.
Penelitian pada manusia sebelumnya telah menunjukkan keamanan quercetin dan hubungannya dengan penurunan kasus COVID-19, rawat inap, dan penerimaan intensive care unit (ICU), selain percepatan pemulihan pasien bergejala. Tes laboratorium juga menunjukkan tingkat peradangan yang lebih rendah pada subjek yang dirawat.
Potential protective effects of EGCG against SARS-CoV-2-induced hyper-inflammation. The black arrows represent the signalling pathways activated. The truncated red lines represent the processes suppressed by EGCG. EGCG, epigallocatechin-3-gallate; IL-1β, interleukin-1β; IL-1 R, interleukin-1β receptor; IL-6, interleukin-6; IL-6 R, interleukin-6 receptor; IL-8, interleukin 8; JAK, Janus kinase; NF-κB, nuclear factor κB; STAT-3, signal transducer and activator of transcription protein 3; TAK-1, TGFβ-activated kinase 1; TNF-α, tumour necrosis factor α; TRAF-6, TNF-receptor-associated factor 6
Epigallocatechin-3-gallate (EGCG) adalah antioksidan populer lainnya dalam ekstrak teh hijau, kacang-kacangan, dan buncis. Untuk tujuan ini, EGCG bertindak melalui jalur JAK/STAT untuk mengurangi aktivasi interferon tipe III (IFN III), yang terkait dengan peningkatan respons imun antivirus dan badai sitokin.
Potential mechanism of action of naringenin against SARS-CoV-2. ACE2, angiotensin-converting enzyme 2 receptor; 3CLpro, 3-chymotrypsin-like cysteine protease; NF-κB, nuclear factor κB; SARS-CoV-2, severe acute respiratory syndrome coronavirus 2
Cara kerja lain oleh EGCG termasuk mencegah masuknya faktor transkripsi yang disebut faktor nuklir κB (NF-κB) ke dalam nukleus untuk meningkatkan regulasi sitokin inflamasi seperti IL-6 dan TNF-α.
Kesimpulan
Tinjauan saat ini membahas bukti tentang berbagai polifenol yang berpotensi efektif dalam MD, dengan aktivitas biologis yang dapat membantu mencegah atau meringankan COVID-19. Ini bertindak sebagai antioksidan kuat dengan meningkatkan aktivitas Nrf2, mengurangi produksi ROS, dan meningkatkan pembuangan radikal bebas.
Senyawa ini juga mengurangi badai sitokin dengan mematikan jalur inflamasi seperti MMP-9 dan COX-2, serta jalur JAK/STAT3. Akhirnya, pengurangan ROS menyebabkan jalur NF-κB pro-inflamasi mati.
Penelitian lebih lanjut diperlukan untuk menjelaskan kemanjuran senyawa ini dalam mengobati COVID-19 sebelum rekomendasi apa pun dapat dibuat gila
Journal reference:
Milton-Laskibar, I., Trepiana, J., Macarulla, M. T., et al. (2022). Potential usefulness of Mediterranean diet polyphenols against COVID‑19‑induced inflammation: a review of the current knowledge. Journal of Physiology and Biochemistry. doi:10.1007/s13105-022-00926-0a.
No comments