Vitamins and trace elements in the prevention of infectious diseases in women of reproductive age

Shikh E.V., Makhova A.A., Prokofiev A.B., Nazarchuk A.S.

1) I.M. Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University), Ministry of Health of Russia, Moscow, Russia; 2) Center for Clinical Pharmacology, Scientific Center for Expert Evaluation of Medicinal Products, Ministry of Health of Russia, Moscow, Russia
The issue of increasing nonspecific immunity is becoming particularly relevant in the context of the spread of a new coronavirus infection SARS-CoV-2. Thus, there is question of supplementation with vitamins and micronutrients, especially in reproductive-aged women planning pregnancy, due to socio-economic aspects, geographical latitude, dietary habits, and increased needs associated with the epidemiological situation. The deficiency of certain micronutrients in the diet has been found to impair the chemical, structural and regulatory processes in the body, which can negatively affect the state of the immune system. Certain associations have been identified between sufficiency of micronutrients, the severity of the course and development of complications of COVID-19. Severe course of infection is associated with severe deficiency of vitamin D (<10 ng/ml). Vitamin D contributes to changing the macrophage phenotype from pro-inflammatory Th1 to anti-inflammatory Th2, which may reduce the risk of a cytokine storm. There was a statistically significant decrease in the level of inflammatory markers, including ferritin and D-dimer, a decrease in the risks of multiple organ failure, a tendency to reduce the need for ventilation, vascular damage in patients with acute respiratory distress syndrome with parenteral use of high doses of ascorbic acid. The experimental studies have shown that cations Zn2+ inhibit the activity of SARS-coronavirus RNA polymerase by reducing its replication; this fact opens up prospects for the use of Zn2+ as an antiviral agent in the treatment of COVID-19. Vitamin E and selenium have effects that reduce the risk of infection: they increase the number of T cells, enhance the responses of mitogenic lymphocytes, increase the secretion of IL-2 cytokines, and stimulate the activity of natural killer cells. The causative agent influences beta-carotene which accelerates the immune response of the body by increasing the activity of macrophages. Conclusion. The strategies for the prevention of COVID-19 provide for the intake of vitamin and mineral complexes containing vitamins D, A, E, zinc, selenium. The optimal intake of micronutrients largely determines the protection of a person from the effects of negative environmental factors including biological agents, namely microbes and viruses.

Keywords

COVID-19
prevention
nonspecific resistance
vitamins
trace elements

Роль микроэлементов в процессах метаболизма и физиологического функционирования организма женщины сложно переоценить. Дефицит микронутриентов часто встречается именно у женщин репродуктивного возраста (от 18 до 49 лет), что связано с пищевыми привычками, экономическими факторами, доступностью качественного питания, в том числе фортифицированного микронутриентами [1]. Дефицит витамина D, витамина С и цинка – состояние, напрямую снижающее резистентность организма к инфекциям в целом, в частности – к респираторным. Сбалансированный рацион питания, обеспечивающий потребление разнообразных продуктов – фруктов, овощей, мяса, рыбы, птицы, молочных и цельнозерновых, является основой поступления витаминов и микроэлементов. Однако, как показывают исследования, проводимые на территории РФ и за рубежом, в группах повышенного риска этого может быть недостаточно. В силу социально-экономических аспектов, географической широты, пищевых привычек, веганства, пищевой непереносимости и повышения потребности в микронутриентах встает вопрос о саплементации с целью профилактики дефицита, особенно у женщин репродуктивного возраста, планирующих беременность [2]. В настоящее время изолированные дефициты микронутриентов встречаются редко, более распространенными являются круглогодичные полигиповитаминозы, которые не имеют специфической клинической картины и могут быть диагностированы исключительно лабораторными методами исследования. Существенно более рациональной тактикой является профилактика таких состояний. В связи с этим необходимы коррекция пищевого поведения женщины репродуктивного возраста, обучение выбору ежедневных продуктов питания в соответствии с Гарвардской пирамидой и саплементация профилактическими витаминно-минеральными комплексами, содержащими микронутриенты на уровне пищевой суточной потребности [3].

Базовые дефициты нутриентов, как и все формы недостаточного питания, возникают не только из-за недостаточного экзогенного поступления с пищей, но и нарушения всасывания при достаточном потреблении. Инфекции и хронические заболевания не только повышают потребность в микронутриентах в остром периоде, но и способствуют формированию дефицита питательных веществ, препятствуя всасыванию и снижая усвоение питательных веществ [4].

Дефицит микронутриентов усугубляется во время беременности из-за повышенных потребностей растущего плода, формирующейся плаценты и перестраивающегося материнского организма. Неспособность восполнить повышенную потребность приводит к потенциально неблагоприятным последствиям для матери и плода, в том числе угнетению иммунной функции, состоянию хронической гипоксии, предрасполагает к формированию анемического синдрома и повышает риск развития инфекционных заболеваний на фоне сниженного иммунитета [5].

Витамины, влияющие на формирование неспецифического иммунитета, как одна из стратегий профилактики/лечения коронавирусной инфекции, вызванной SARS-CoV-2

Всемирная организация здравоохранения объявила вспышку новой коронавирусной инфекции SARS-CoV-2 с 11 марта 2020 г. пандемией [6].

SARS-CoV-2 – капсулированный вирус с одноцепочечной РНК. Иммунологический ответ на него, как и на другие вирусы, зависит от состояния иммунной системы. Коронавирусная инфекция COVID-19 проявляется как легким течением заболевания, при котором вирус эффективно нейтрализуется иммунной системой, так и тяжелым течением с высоким уровнем смертности [7].

В настоящее время стратегия профилактики COVID-19, наряду с вакцинацией, подразумевает социальное дистанцирование, общественную гигиену, ношение лицевых масок и прием витаминно-минеральных комплексов, содержащих витамины D, C, А и цинк, с целью укрепления неспецифического иммунитета [8]. Недостаток вышеперечисленных микронутриентов может привести к иммунной дисфункции и повысить восприимчивость к инфекционным агентам, особенно в когорте женщин репродуктивного возраста и, в частности, беременных [9].

Понимание механизмов возникновения и этапов прогрессирования инфекции, вызванной SARS-CoV-2, может открыть потенциально новые цели для профилактики и/или лечения. На сегодняшний день определено несколько основных направлений: препятствие проникновению вируса и/или его репликации и подавление генерализации иммунологического ответа, вызванного инфекцией (известного как «цитокиновый шторм»). При проникновении в организм вирус SARS-CoV-2 связывается с альвеолярными эпителиальными клетками человека, активируя врожденную и адаптивную иммунную системы, что приводит к высвобождению цитокинов. Системный барьер цитокинов нарушает регуляцию иммунного ответа хозяина, что приводит к развитию острого респираторного дистресс-синдрома (ARDS) [10]. Пациенты с COVID-19 имеют высокий уровень интерлейкина-6 (IL-6), который является критическим медиатором воспаления, провоцирующим как дыхательную, так и полиорганную недостаточность. Согласно опубликованным данным литературы, у пациентов с тяжелыми симптомами COVID-19 и пневмонией, поступивших в отделения интенсивной терапии, были обнаружены высокие уровни циркулирующих провоспалительных цитокинов: гранулоцитарного колониестимулирующего фактора (G-CSF), человеческого интерферон-индуцируемого белка 10 (IP10/CXCL10), моноцитарного хемоаттрактантного белка 1 (MCP-1) и фактора некроза опухоли альфа (TNFα), в дополнение к повышенным уровням цитокинов из Т-хелперных клеток-2 (IL-4, IL-10, IL-2, IL-7) [11]. Такое повышение цитокинов приводит к гипервоспалению и тяжелому гиперцитокинемическому состоянию, которое проявляется тяжелым течением заболевания и характеризуется дисфункциональной иммунной сигнализацией, особенно в основном комплексе гистосовместимости II, в частности в аллеле HLA-DR, со значительным снижением Т- и В-лимфоцитов и NK-клеток (естественных киллеров) [12].

Вирусные инфекции и иммунный статус во время беременности

Имеющийся клинический опыт ведения беременностей, осложненных инфекцией, вызванной другими коронавирусами, например, тяжелым острым респираторным синдромом (SARS) и ближневосточным респираторным синдромом, свидетельствует о том, что беременная женщина является предрасположенной к тяжелому течению SARS-CoV-2. Физиологические изменения во время беременности оказывают значительное влияние на иммунную, дыхательную, сердечно-сосудистую системы и гемостаз. Влияние SARS-CoV-2 на репродуктивную функцию еще предстоит определить, и необходимы согласованные глобальные исследования для изучения воздействия на имплантацию, рост и развитие плода, роды и здоровье новорожденных.

Помимо прямого воздействия болезни, множество косвенных последствий пандемии отрицательно сказываются на материнском здоровье, включая снижение доступа к вспомогательным репродуктивным технологиям, стресс и усиление социально-экономических ограничений [13]. Иммунная система во время беременности проходит сложные этапы адаптации, вызванные развитием полуаллогенного плода, что приводит к изменению иммунного ответа на инфекцию [14]. Элиминация патогенных вирусов идет по пути дифференцировки 4-го кластера Т-хелперов 1 (Th1 CD4+), которые очищают инфицированные клетки, блокируют репликацию и снижают дальнейшее распространение. Вирус дополнительно блокируется вируснейтрализующими антителами, макрофаги очищают организм от нейтрализованных вирусов и апоптотических клеток путем фагоцитоза [15].

Иммунный статус беременной женщины, в том числе при вирусных инфекциях, имеет следующие особенности [16].

  • Происходит сдвиг популяции CD4+ Т-клеток в сторону фенотипа Th2 по сравнению с Th1, что способствует большему ответу гуморального, а не клеточного иммунитета. При вирусных инфекциях снижение реактивности Th1 может привести к более тяжелому течению за счет снижения клиренса инфицированных клеток.
  • Наблюдается уменьшение количества циркулирующих NK-клеток врожденной иммунной защиты, которые играют важную роль в элиминации вирусов за счет прямой цитотоксичности. В настоящее время обсуждается вопрос о клинической значимости снижения количества циркулирующих NK-клеток для тяжести течения коронавирусной инфекции [17].
  • Выявлено уменьшение количества циркулирующих плазматических дендритных клеток (pDC), которые являются ключевыми для продукции противовирусных интерферонов 1 типа. Кроме того, беременные женщины обладают сниженным воспалительным ответом на вирус H1N1/09. Считается, что это одна из причин, почему беременные женщины имели более тяжелое течение при H1N1 в 2009 г. [18].
  • Характерным является повышение уровня циркулирующего прогестерона – стероидного гормона, обладающего иммуномодулирующими свойствами. Фармакологические эффекты прогестерона потенциально должны способствовать восстановлению легочной ткани после вирусных повреждений. Однако данные экспериментальных доклинических исследований на мышиной модели гриппа A показали, что лечение прогестероном или другим прогестином приводило к снижению уровней вирус-специфических антител, а также к снижению вирус-специфических CD8+ Т-клеток у мышей, что вызывало более тяжелое течение инфекции. Необходимы дальнейшие исследования, чтобы понять роль иммуномодулирующей способности прогестинов влиять на тяжесть течения вирусной инфекции у беременных [19].

Наряду с системными иммунологическими изменениями во время беременности существуют и анатомо-физиологические изменения, которые могут повлиять на течение инфекционного процесса. Физиологические изменения формы грудной клетки и возвышения диафрагмы из-за ее шинирования беременной маткой вызывают изменения в дыхательной функции. Хотя дыхательный объем увеличивается на 30–40%, уменьшение объема грудной клетки приводит к снижению функциональной остаточной емкости легких (ФОЕЛ) с ранних сроков беременности. Снижение общей емкости легких (ОЕЛ) и снижение дренажной функции делают беременных женщин более предрасположенными к тяжелому течению респираторных инфекций [20].

Эссенциальные микронутриенты – C, D, цинк обладают иммуномодулирующим действием и в настоящее время изучаются с целью как профилактики, так и лечения в составе комплексной терапии инфекционных заболеваний. Показано, что некоторые из витаминов и микронутриентов могут влиять на тяжесть течения COVID-19.

Исходы COVID-19 для матери и плода

Schwartz et al. сообщили о 38 проанализированных случаях заболевания беременных женщин COVID-19 с оценкой последствий для матери и новорожденного. Внутриутробная передача инфекции не была обнаружена ни в одном случае, а неонатальные образцы, включая плаценту, дали отрицательный результат на наличие вируса [21].

В метаанализе, включающем 19 исследований, сообщалось об исходе инфекций, вызванных различными коронавирусами (SARS 32,9%; MERS 15,2%; COVID-19 51,9%) во время беременности. Более чем у 90% пациенток диагностирована пневмония. Преждевременные роды были наиболее неблагоприятным исходом беременности. Также значительно увеличилась частота выкидышей, преэклампсии, количества родоразрешений путем кесарева сечения и перинатальной смертности (7–11%). Однако ни у одного из 41 новорожденного не было выявлено вертикальной передачи вируса [22].

В целом возможность вертикальной передачи вируса от матери ребенку все еще обсуждается. Имеющаяся информация довольно противоречива. Недавнее исследование показало, что у 2 новорожденных, рожденных от женщин с инфекцией COVID-19, анализ с помощью полимеразной цепной реакции (ПЦР-тест) после родов был положительным [23]. В публикации данных исследования Facchetti et al. сообщается об имеющихся доказательствах вертикальной передачи вируса с наличием клинических проявлений у новорожденных. Также показано наличие пиковой экспрессии белка (S) SARS-CoV-2 на плаценте беременной женщины, новорожденный ребенок которой имел положительный результат на вирусную РНК и диагностированную пневмонию. Инфицирование плаценты связано с привлечением материнских воспалительных клеток в межворсинчатое пространство [24].

Обеспеченность витаминами и исходы SARS-CoV-2: опубликованные результаты исследований

Витамин D, помимо регуляции фосфорно-кальциевого обмена, играет ключевую роль в широком спектре физиологических функций организма, включая как врожденные, так и адаптивные иммунные реакции. Усиливает врожденный клеточный иммунитет за счет стимуляции экспрессии антимикробных пептидов, таких как кателицидин и дефенсины. Дефенсины продемонстрировали способность ингибировать репликацию вирусов и формировать антиген-специфический иммунный ответ, индуцируя синтез интерлейкинов, гамма-интерферона и пролиферацию клеток CD4 и CD8. Способность дефенсинов уничтожать микроорганизмы, стимулировать фагоцитоз, подвижность и накопление нейтрофилов, регулировать активацию системы комплемента усиливает активность факторов врожденного иммунитета [25].

Респираторные вирусы способны нарушать целостность плотных контактов эпителия, повышая риск инфицирования. Известно, что витамин D поддерживает целостность межклеточных контактов [26], способствует дифференцировке моноцитов в макрофаги, увеличивает продукцию супероксида, стимулирует фагоцитоз и благодаря этому – уничтожение бактерий. Кроме того, витамин D способен модулировать адаптивный иммунный ответ за счет подавления функции Т-хелперных клеток типа 1 (Th1) и уменьшать продукцию провоспалительных цитокинов IL-2 и интерферона-гамма (INF-γ). Витамин D способствует переключению фенотипа макрофагов с провоспалительного Th1 на противовоспалительный Th2, что приводит к снижению выброса провоспалительных цитокинов в кровь и, возможно, снижает риск цитокинового шторма [27].

В ряде исследований было показано, что у пациентов с COVID-19 уровень витамина D статистически значимо меньше, чем в контрольной группе здоровых [28]. Предполагается, что дефицит витамина D увеличивает частоту и тяжесть инфекции COVID-19. Исследователями высказывается предположение, что адекватный уровень витамина D играет значимую роль в защите респираторного эпителия от инвазии патогенами, что приводит к снижению риска инфицирования.

В литературе опубликованы данные, позволяющие предположить наличие взаимосвязи между обеспеченностью витамином D и тяжестью течения инфекции COVID-19. Анализ имеющихся данных также показал, что страны с более высокой распространенностью дефицита витамина D, как правило, имеют более высокий уровень заболеваемости и смертности от COVID-19 [29]. У пациентов с тяжелым течением заболевания отмечена более высокая экспрессия C-реактивного белка (CРБ) – маркера воспаления и цитокинового шторма. Тяжелое течение инфекции ассоциировано с выраженным дефицитом витамина D (<10 нг/мл) [30]. Авторы исследования сделали вывод, что низкая обеспеченность витамином D повышает шансы на лечение в отделениях реанимации и интенсивной терапии [31]. В другом ретроспективном исследовании с участием 134 пациентов также показано, что пациенты с уровнем витамина D <10 нг/мл с большей вероятностью нуждались в госпитализации в отделение интенсивной терапии [32]. В систематическом обзоре и метаанализе восьми обсервационных исследований с участием 20 966 человек продемонстрировано, что люди с низким уровнем витамина D имеют повышенный риск развития пневмонии [33]. Результаты достаточно многочисленных исследований установили, что дополнительный прием витамина D приводит к снижению частоты возникновения и тяжести течения вирусной инфекции. В ряде исследований выявлена обратная зависимость между заболеваемостью инфекциями верхних дыхательных путей и уровнями 25-гидроксивитамина D [34].

В настоящее время лечебные эффекты витамина D против инфекции SARS-CoV-2 не имеют достаточной доказательной базы. Многие отчеты опубликованы без тщательного рецензирования, являются ретроспективными и только ассоциативными. В связи с чем при интерпретации данных необходимо соблюдать осторожность. Тем не менее большинство публикаций показывает более высокую распространенность дефицита витамина D у пациентов с тяжелыми формами COVID-19. Регистрируется все большее количество клинических исследований для изучения влияния обеспеченности витамином D или уровней 25-OHD на различные исходы COVID-19 [35]. До тех пор, пока не станут известны результаты этих исследований, разумной мерой является саплементация, в том числе в популяции беременных женщин и женщин репродуктивного возраста, для поддержания физиологического уровня 25-OHD. Профилактическое применение витамина D на уровне пищевой суточной потребности можно рекомендовать с целью снижения уровня провоспалительных цитокинов, предупреждения развития заболевания в тяжелой форме с острым респираторным дистресс-синдромом в случае COVID-19

Витамин С обладает антиоксидантными свойствами, может улавливать активные формы кислорода (АФК), тем самым защищая биомолекулы (белки, липиды и нуклеотиды) от окислительного повреждения и дисфункции. Витамин С накапливается в лейкоцитах в концентрациях в 50–100 раз выше, чем в плазме. При инфицировании организма человека происходит быстрая утилизация витамина С из лейкоцитов. В этот период необходимо дополнительное экзогенное поступление аскорбиновой кислоты. Нарушение баланса между антиоксидантной защитой и образованием оксидантов может влиять на активность провоспалительных факторов транскрипции, таких как ядерный фактор кВ (NF-кВ). Повышение уровня оксидантов приводит к активации NF-кB, запускается сигнальный каскад, в результате которого увеличивается продукция прооксидантных молекул и медиаторов воспаления. Ингибирование NF-кB, наоборот, можно рассматривать в качестве терапевтического средства против вирусных инфекций [36]. Прием витамина С в дозах на уровне пищевой суточной потребности поддерживает механизмы респираторной защиты, профилактирует вирусные инфекции и/или сокращает их продолжительность и тяжесть. Аскорбаты обладают антигистаминоподобными свойствами, которые могут снизить выраженность симптомов гриппа и острых респираторных вирусных инфекций [37]. Таким образом, дополнительный прием витамина С на уровне пищевой суточной потребности в когорте беременных женщин может рассматриваться как стратегия неспецифической профилактики респираторных инфекций и поддержки иммунных ответов. Прием высоких доз аскорбиновой кислоты (более 1 г в сутки), в том числе и в/в в ряде случаев, исследуется в качестве лечебной стратегии при COVID-19.

Цитокиновый шторм с выбросом IL-1β, TNF-α, IL-6 и IL-8 во время инфекции COVID-19 нарастает по мере прогрессирования болезни. В настоящее время изучается роль TNF-α в проникновении SARS-CoV-2 в клетки-хозяина [38]. Известно, что витамин С снижает уровни провоспалительных цитокинов, включая TNF-α, и увеличивает уровни противовоспалительных цитокинов (IL-10). Клинические исследования показали, что дополнительный прием 1 г витамина С в день увеличивает секрецию IL-10 мононуклеарными клетками периферической крови. Повышение уровня IL-10 работает как механизм отрицательной обратной связи с IL-6 и снижает уровень воспаления при COVID-19 [39].

Витамин С играет роль в генезе вторичного сепсиса при пневмонии, вызванной SARS-CoV-2. В небольшом исследовании у госпитализированных коморбидных пациентов высокого риска, которые получали витамин С внутривенно совместно со стандартной терапией глюкокортикостероидами (ГКС) был ниже уровень смертности. Исследователи отметили статистически значимое снижение уровня воспалительных маркеров, включая ферритин и D-димер, тенденцию к снижению потребности в ИВЛ при применении высоких доз аскорбиновой кислоты в составе комплексной терапии [40]. Крупномасштабное многоцентровое клиническое исследование CITRIS-ALI также подтвердило снижение рисков полиорганной недостаточности, уровней маркеров воспаления и сосудистого поражения у пациентов с острым респираторным дистресс-синдромом при парентеральном применении высоких доз аскорбиновой кислоты в составе комплексной терапии. С целью решения вопроса о включении высоких доз витамина С в алгоритмы лечения пациентов с новой коронавирусной инфекцией в Китае запущено полномасштабное клиническое исследование, данные по которому пока не опубликованы [41].

В организме человека нет системы длительного хранения цинка, поэтому для поддержания физиологических функций и относительно небольшого обменного пула цинка необходимо постоянное экзогенное поступление из продуктов питания или БАД. Из-за разнообразных функций цинка in vivo трудно разработать биомаркеры по оценке его пищевого статуса. Обычно, помимо изучения концентрации в крови и моче, необходим и анализ пищевого дневника [42]. Цинк в основном содержится в продуктах животного происхождения и морепродуктах. Беременные женщины относятся к группе самого высокого риска дефицита цинка [36]. В экспериментальных исследованиях на животных продемонстрирована способность цинка снижать фибротические процессы в легочной ткани. Дефицит цинка приводит к изменению функции клеточного барьера в эпителиальных тканях легких за счет активации передачи сигналов рецепторов IFN-γ, TNF-α и Fas, а также апоптоза in vitro. Цинк считается жизненно важным минералом во время инфекции COVID-19 в связи с наличием у него как иммуномодулирующих, так и противовирусных свойств [43], играет важную роль в рекрутинге нейтрофильных гранулоцитов и хемотаксической активности, оказывает положительное влияние на NK-клетки, фагоцитоз, снижение окислительного стресса и активность CD4+ и CD8+ T-клеток. Дефицит цинка снижает количество лимфоцитов и нарушает их функцию. Фактически дополнительное экзогенное поступление этого микроэлемента в организм на уровне пищевой суточной потребности увеличивает количество Т-клеток, NK-клеток и увеличивает экспрессию и количество растворимого рецептора IL-2. В условиях дефицита цинка организмы более восприимчивы к токсин-продуцирующим бактериям или энтеровирусным патогенам, которые активируют гуанилат- и аденилатциклазы, стимулируют секрецию хлоридов, вызывают диарею и уменьшают всасывание питательных веществ, тем самым усугубляя нарушения минерального статуса [44]. В экспериментальных исследованиях продемонстрировано, что катионы Zn2+, особенно в сочетании с ионофором Zn пиритионом, ингибируют активность РНК-полимеразы SARS-коронавируса (РНК-зависимая РНК-полимераза, RdRp) за счет снижения ее репликации, что открывает перспективы применения Zn2+ в качестве противовирусного агента при лечении COVID-19 [43].

В настоящее время данные о прямом влиянии цинка на SARS-CoV-2 и COVID-19 ограничены, однако его противовирусные эффекты продемонстрированы при других заболеваниях. Показано, что цинк оказывает значительное влияние на вирусные инфекции за счет модуляции проникновения вирусных частиц, слияния, репликации, трансляции вирусного белка и дальнейшего высвобождения ряда вирусов, включая те, которые участвуют в патологии дыхательной системы. Повышение внутриклеточных уровней Zn за счет применения ионофоров Zn, таких как пиритион и хинокитиол, значительно изменяет репликацию пикорнавируса, основной причины простуды. Обработка Zn увеличивает продукцию интерферона α (IFNα) лейкоцитами и усиливает его противовирусную активность в клетках, инфицированных риновирусом. Противовирусная активность IFNα опосредуется передачей сигналов JAK1/STAT1, активацией антивирусных ферментов, участвующих в деградации и ингибировании трансляции вирусной РНК, что позволяет предположить возможность стимуляции этого механизма Zn2+ [43].

Полученные новые результаты, наряду с существующими данными о роли цинка в иммунитете, привлекли интерес к потенциальному использованию цинка для профилактики и/или лечения острых респираторных вирусных инфекций (ОРВИ). Систематический обзор Singh и Das, опубликованный в Кокрановской базе данных, выявил значительное сокращение продолжительности ОРВИ, а также коэффициента заболеваемости ОРВИ (IRR=0,64; 95% ДИ 0,47–0,88; P=0,006) в ответ на дополнительное поступление экзогенного цинка. Согласно данным метаанализа, прием Zn в дозе, сопоставимой с пищевой суточной, значительно сокращает продолжительность острых респираторных вирусных инфекций [45].

Витамин Е и микроэлемент селен являются значимыми компонентами антиоксидантной защиты. Эпидемиологические исследования демонстрируют, что недостаток любого из этих веществ изменяет иммунный ответ на вирусную инфекцию. В ретроспективном исследовании показано, что существует корреляция между географическим уровнем селена и показателями излечения от COVID-19 в разных провинциях Китая. Пояс дефицита селена проходит с северо-востока на юго-запад, и действительно, в Китае есть группы населения с крайне низким уровнем обеспеченности селеном, среди которых и излеченность от коронавируса была ниже, чем в группах высокого обеспечения селеном [46]. Витамин Е и селен увеличивают количество Т-клеток, усиливают ответы митогенных лимфоцитов, повышают секрецию цитокинов ИЛ-2, стимулируют активность NK-клеток. Все эти эффекты способствуют снижению риска инфицирования. Экспериментальные исследования на животных показали, что дополнительное экзогенное поступление в организм селена и витамина Е повышает сопротивляемость к респираторным инфекциям [47].

Железо участвует в реализации механизмов врожденного и приобретенного иммунитета, так как эти процессы нуждаются в метаболическом обеспечении с участием ферментов, в состав которых входит железо: пероксидгенерирующие, нитроксидгенерирующие ферменты, миелопероксидазы, рибонуклеотидредуктазы, протеинкиназы и др. Действие недостаточной обеспеченности железом на клеточный иммунитет проявляется угнетением пролиферации иммунокомпетентных клеток через рецепторы к трансферрину (CD71), которые обеспечивают транспорт железа в пролиферирующие клетки. При недостатке железа, включая латентный дефицит, процессы пролиферации тормозятся.

Т-хелперы первого типа (Th1) более чувствительны к дефициту железа по сравнению с Т-хелперами второго типа (Th2), так как последние обладают более высокой хелатирующей способностью в отношении железа. Для дефицита железа характерны угнетение продукции ИЛ-2, снижение функциональной активности NK-клеток [48].

По оценкам экспертов, 30% женщин репродуктивного возраста страдают анемией. Среди беременных женщин распространенность еще выше; по оценкам Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), более 40% беременных женщин во всем мире страдают анемией [49]. Распространенность дефицита железа возрастает с 7% в I триместре до 24 и 39% во II и III триместрах соответственно [50]. Латентный дефицит железа диагностируется у 25% женщин репродуктивного возраста. Различия в региональной и глобальной распространенности анемии во время беременности отражают социально-экономический статус и связанную с ним недостаточность питания [51]. В такой ситуации трудно переоценить роль саплементации в виде применения специально разработанных ВМК, содержащих железо.

Бета-каротин трансформируется в витамин А только в случае дефицита последнего в организме. Бета-каротин обладает антиоксидантными свойствами и защищает клетки иммунной системы от повреждения свободными радикалами. Проявляет иммуномодулирующие свойства исключительно при воздействии антигена, независимо от вида антигенов, т.е. действует неспецифично. В экспериментах с разными культурами Т-лимфоцитов продемонстрировано увеличение их пролиферативной способности под влиянием бета-каротина. Исследователи пришли к заключению, что при воздействии инфекционного агента бета-каротин ускоряет иммунную реакцию организма за счет повышения активности макрофагов. Ряд исследователей ассоциируют иммуномодулирующую активность бета-каротина с подавлением продукции арахидоновой кислоты и ее метаболитов, что приводит к ингибированию синтеза простагландина Е2 и повышению активности NK-клеток, продуцирующих гамма-интерферон [52, 53].

Заключение

На данный момент публикуется все больше исследований, оценивающих использование витаминов и микроэлементов в качестве дополнительной профилактики, элементов комплексной терапии и реабилитации при COVID-19, в том числе и у женщин репродуктивного возраста. Изучается взаимосвязь между обеспеченностью микронутриентами, частотой заболеваемости и тяжестью течения COVID-19.

Оптимальное поступление микронутриентов в организм в значительной степени определяет защиту человека от воздействия отрицательных факторов окружающей среды, в том числе биологических (микробы, вирусы).

Для женщин репродуктивного возраста может быть рекомендован комплекс «Витрум Пренатал Плюс», в состав которого, помимо рекомендованных ВОЗ базовых микронутриентов – фолиевой кислоты, йода, витамина D, включены необходимые компоненты на уровне пищевой суточной потребности для повышения адаптационного потенциала в сложившейся эпидемиологической обстановке, в том числе цинк, витамины А, С и селен.

References

  1. Bailey R.L., West K.P., Black R.E. The epidemiology of global micronutrient deficiencies. Ann. Nutr. Metab. 2015; 66(Suppl. 2): 22-33. https://dx.doi.org/10.1159/000371618.
  2. Ших Е.В., Махова А.А. Эндемичность территории по дефициту микронутриентов как критерий формирования состава базового витаминно-минерального комплекса для периконцепционального периода. Акушерство и гинекология. 2018; 10: 25-32. [Shikh E.V., Makhova A.A. The endemicity of an area in terms of micronutrient deficiencies as a criterion for compounding a basic vitamin-mineral complex for the periconceptional period. Obstetrics and Gynecology. 2018; 10: 25-32. (in Russian)]. https://dx.doi.org/10.18565/aig.2018.10.
  3. Lowensohn R.I., Stadler D.D., Naze C. Current concepts of maternal nutrition. Obstet. Gynecol. Surv. 2016; 71(7): 413-26. https://dx.doi.org/10.1097/OGX.0000000000000329.
  4. Bhutta Z.A., Das J.K., Rizvi A., Gaffey M.F., Walker N., Horton S. et al. Evidence-based interventions for improvement of maternal and child nutrition: what can be done and at what cost? Lancet. 2013; 382(9890): 452-77. https://dx.doi.org/10.1016/S0140-6736(13)60996-4.
  5. Berti C., Biesalski H.K., Gärtner R., Lapillonne A., Pietrzik K., Poston L. et al. Micronutrients in pregnancy: current knowledge and unresolved questions. Clin. Nutr. 2011; 30(6): 689-701. https://dx.doi.org/10.1016/j.clnu.2011.08.004.
  6. Eurosurveillance Editorial Team. Latest updates on COVID-19 from the European Centre for Disease Prevention and Control. Euro Surveill. 2020; 25(6): 2002131. https://dx.doi.org/10.2807/1560-7917.ES.2020.25.6.2002131.
  7. Lu R., Zhao X., Li J., Niu P., Yang B., Wu H. et al. Genomic characterisation and epidemiology of 2019 novel coronavirus: Implications for virus origins and receptor binding. Lancet. 2020; 395(10224): 565-74. https://dx.doi.org/10.1016/S0140-6736(20)30251-8.
  8. https://xn--80aesfpebagmfblc0a.xn--p1ai/ai/doc/872/attach/Bmr_COVID-19_compressed.pdf
  9. Jovic T.H., Ali S.R., Ibrahim N., Jessop Z.M., Tarassoli S.P., Dobbs T.D. et al. Could vitamins help in the fight against COVID-19? Nutrients. 2020; 12(9): 2550. https://dx.doi.org/10.3390/nu12092550.
  10. Chen Y., Li L. SARS-CoV-2: virus dynamics and host response. Lancet Infect. Dis. 2020; 20: 515-6. https://dx.doi.org/10.1016/S1473-3099(20)30235-8.
  11. Dushianthan A., Cusack R., Burgess V.A., Grocott M.P.W., Calder P.C. Immunonutrition for acute respiratory distress syndrome (ARDS) in adults. Cochrane Database Syst. Rev. 2019; (1): CD012041. https://dx.doi.org/10.1002/14651858.CD012041.pub2.
  12. Rothan H.A., Byrareddy S.N. The epidemiology and pathogenesis of coronavirus disease (COVID-19) outbreak. J. Autoimmun. 2020; 109: 102433. https://dx.doi.org/10.1016/j.jaut.2020.102433.
  13. Wastnedge E.A.N., Reynolds R.M., van Boeckel S.R., Stock S.J., Denison F.C., Maybin J.A., Critchley H.O.D. Pregnancy and COVID-19. Physiol. Rev. 2021; 101(1): 303-18. https://dx.doi.org/10.1152/physrev.00024.2020.
  14. Schjenken J.E., Tolosa J.M., Paul J.W., Vicki L., Smith C., Smith R. Mechanisms of maternal immune tolerance during pregnancy. In: Zhang J., ed. Recent Advances in research on the human placenta, London: Intech Open; 2012. https://dx.doi.org/105772/33541.
  15. Tay M.Z., Poh C.M., Rénia L., MacAry P.A., Ng L.F.P. The trinity of COVID-19: immunity, inflammation and intervention. Nat. Rev. Immunol. 2020: 20(6): 363-74. https://dx.doi.org/10.1038/s41577-020-0311-8.
  16. Silasi M., Cardenas I., Kwon J.Y., Racicot K., Aldo P., Mor G. Viral infections during pregnancy. Am. J. Reprod. Immunol. 2015; 73(3): 199-213. https://dx.doi.org/10.1111/aji.12355.
  17. Brandstadter J.D., Yang Y. Natural killer cell responses to viral infection. J. Innate Immun. 2011: 3(3): 274-9. https://dx.doi.org/10.1159/000324176.
  18. Vanders R.L., Gibson P.G., Murphy V.E., Wark P.A.B. Plasmacytoid dendritic cells and CD8 T cells from pregnant women show altered phenotype and function following H1N1/09 infection. J. Infect. Dis. 2013; 208(7): 1062-70. https://dx.doi.org/10.1093/infdis/jit296.
  19. Hall O.J., Nachbagauer R., Vermillion M.S., Fink A.L., Phuong V., Krammer F., Klein S.L. Progesterone-based contraceptives reduce adaptive immune responses and protection against sequential influenza a virus infections. J. Virol. 2017; 91(8): e02160-16. https://dx.doi.org/10.1128/JVI.02160-16.
  20. Goodnight W.H., Soper D.E. Pneumonia in pregnancy. Crit. Care Med. 2005; 33(10, Suppl.): S390-7. https://dx.doi.org/10.1097/01.CCM.0000182483.24836.66.
  21. Schwartz D.A. An analysis of 38 pregnant women with COVID-19, their newborn infants, andaternal-fetal transmission of SARS-CoV-2: maternal coronavirus infections and pregnancy outcomes. Arch. Pathol. Lab. Med. 2020; 144(7): 799-805. https://dx.doi.org/10.5858/arpa.2020-0901-SA.
  22. Di Mascio D., Khalil A., Saccone G., Rizzo G., Buca D., Liberati M. et al. Outcome of coronavirus spectrum infections (SARS, MERS, COVID-19) during pregnancy: a systematic review and meta-analysis. Am. J. Obstet. Gynecol. MFM. 2020; 2(2):100107. https://dx.doi.org/10.1016/j.ajogmf.2020.100107.
  23. Liu D., Li L., Wu X., Zheng D., Wang J., Yang L., Zheng C. Pregnancy and perinatal outcomes of women W-with coronavirus disease (COVID-19) pneumonia: a preliminary analysis. AJR Am. J. Roentgenol. 2020; 215(1): 127-32. https://dx.doi.org/10.2214/AJR.20.23072.
  24. Facchetti F., Bugatti M., Drera E., Tripodo C., Sartori E., Cancila V. et al. SARS-CoV2 vertical transmission with adverse effects on the newborn revealed through integrated immunohistochemical, electron microscopy and molecular analyses of placenta. EBioMedicine. 2020; 59: 102951. https://dx.doi.org/10.1016/j.ebiom.2020.102951.
  25. Christakos S., Dhawan P., Verstuyf A., Verlinden L., Carmeliet G. Vitamin D: metabolism, molecular mechanism of action, and pleiotropic effects. Physiol. Rev. 2016; 96(1): 365-408. https://dx.doi.org/10.1152/physrev.00014.2015.
  26. Gorman S., Buckley A.G., Ling K.M., Berry L.J., Fear V.S., Stick S.M. et al. Vitamin D supplementation of initially vitamin D- deficient mice diminishes lung inflammation with limited effects on pulmonary epithelial integrity. Physiol. Rep. 2017; 5(15): e13371. https://dx.doi.org/10.14814/phy2.13371.
  27. Jeffery L.E., Burke F., Mura M., Zheng Y., Qureshi O.S., Hewison M. et al. 1, 25-Dihydroxyvitamin D3 and IL-2 combine to inhibit T cell production of inflammatory cytokines and promote development of regulatory T cells expressing CTLA-4 and FoxP3. J. Immunol. 2009: 183(9): 5458-67. https://dx.doi.org/10.4049/jimmunol.0803217.
  28. D’Avolio A., Avataneo V., Manca A., Cusato J., De Nicolò A., Lucchini R. et al. 25-hydroxyvitamin d concentrations are lower in patients with positive PCR for SARS-CoV-2. Nutrients. 2020; 12(5): 1359. https://dx.doi.org/10.3390/nu12051359.
  29. Kara M., Ekiz T., Ricci V., Kara Ö., Chang K.-V., Özçakar L. ‘Scientific Strabismus’ or two related pandemics: coronavirus disease and vitamin D deficiency. Br. J. Nutr. 2020; 124(7): 736-41. https://dx.doi.org/10.1017/S0007114520001749.
  30. Daneshkhah A., Eshein A., Subramanian H., Roy H.K., Backman V. The role of vitamin d in suppressing cytokine storm in COVID-19 patients and associated mortality. MedRxiv preprint. April 2020. https://dx.doi.org/10.1101/2020.04.08.20058578.
  31. Lau F.H., Majumder R., Torabi R., Saeg F., Hoffman R., Cirillo J.D., Greiffenstein P. Vitamin D insufficiency is prevalent in severe COVID-19. MedRxiv preprint. April 2020. https://dx.doi.org/10.1101/2020.04.24.20075838.
  32. Panagiotou G., Tee S.A., Ihsan Y., Athar W., Marchitelli G., Kelly D. et al. Low serum 25- hydroxyvitamin D (25[OH]D) levels in patients hospitalised with COVID-19 are associated with greater disease severity. Clin. Endocrinol. (Oxford). 2020; 93(4): 508-11. https://dx.doi.org/10.1111/cen.14276.
  33. Zhou Y.F., Luo B.A., Qin L.L. The association between vitamin D deficiency and community-acquired pneumonia: a meta-analysis of observational studies. Medicine (Baltimore). 2019; 98(38): e17252. https://dx.doi.org/10.1097/MD.0000000000017252.
  34. Lee J.I., Burckart G.J. Nuclear factor kappa B: important transcription factor and therapeutic target. J. Clin. Pharmacol. 1998; 38(11): 981-93. https://dx.doi.org/10.1177/009127009803801101.
  35. Barnett N., Zhao Z., Koyama T., Janz D.R., Wang C.Y., May A.K. et al. Vitamin D deficiency and risk of acute lung injury in severe sepsis and severe trauma: a case-control study. Ann. Intensive Care. 2014; 4(1): 5. https://dx.doi.org/10.1186/2110-5820-4-5.
  36. Ших Е.В., Махова А.А. Витаминно-­минеральный комплекс при беременности. М.: ГЭОТАР-­Медиа; 2016. [Shikh E.V., Makhova A.A. Vitamin and mineral complex during pregnancy. Moscow: GEOTAR-­Media, 2016. (in Russian)].
  37. Shakoor H., Feehan J., Al Dhaheri A.S., Ali H.I., Platat C., Ismail L.C. et al. Immune-boosting role of vitamins D, C, E, zinc, selenium and omega-3 fatty acids: Could they help against COVID-19? Maturitas. 2021; 143: 1-9. https://dx.doi.org/10.1016/j.maturitas.2020.08.003.
  38. Hiedra R., Lo K.B., Elbashabsheh M., Gul F., Wright R.M., Albano J. et al. The use of IV vitamin C for patients with COVID-19: a case series. Exp. Rev. Anti Infect. Ther. 2020; 18(12): 1259-61. https://dx.doi.org/10.1080/14787210.2020.1794819.
  39. Khan H.M.W., Parikh N., Megala S.M., Predeteanu G.S. Unusual early recovery of a critical COVID-19 patient after administration of intravenous vitamin C. Am. J. Case Rep. 2020; 21: e925521. https://dx.doi.org/10.12659/AJCR.925521.
  40. Cheng R.Z. Can early and high intravenous dose of vitamin C prevent and treat coronavirus disease 2019 (COVID-19)? Med. Drug Discov. 2020; 5: 100028. https://dx.doi.org/10.1016/j.medidd.2020.100028.
  41. https://mosgorzdrav.ru/ru-RU/magic/default/download/10614.html
  42. Krebs N.F. Update on zinc deficiency and excess in clinical pediatric practice. Ann. Nutr. Metab. 2013;62(Suppl. 1): 19-29. https://dx.doi.org/10.1159/000348261.
  43. Skalny A.V., Rink L., Ajsuvakova O.P., Aschner M., Gritsenko V.A., Alekseenko S.I. et al. Zinc and respiratory tract infections: perspectives for COVID‑19 (Review). Int. J. Mol. Med. 2020; 46(1): 17-26. https://dx.doi.org/10.3892/ijmm.2020.4575.
  44. Razzaque M.S. COVID-19 pandemic: can maintaining optimal zinc balance enhance host resistance? Tohoku J. Exp. Med. 2020; 251(3): 175-81. https://dx.doi.org/10.1620/tjem.251.175.
  45. Singh M., Das R.R. Zinc for the common cold. Cochrane Database Syst. Rev. 2013; (6): CD001364. https://dx.doi.org/10.1002/14651858.CD001364.pub4.
  46. Zhang J., Taylor E.W., Bennett K., Saad R., Rayman M.P. Association between regional selenium status and reported outcome of COVID-19 cases in China. Am. J. Clin. Nutr. 2020; 111(6): 1297-9. https://dx.doi.org/10.1093/ajcn/nqaa095.
  47. Wu D., Meydani S.N. Vitamin E, immune function, and protection against infection. In: Webe P., Birringer M., Blumberg J.B., Eggersdorfer M., Frank J., eds. Vitamin E in human health. Humana Precc; 2019:371-84.
  48. Новикова И.А. Железо и иммунный ответ (лекция). Проблемы здоровья и экологии. 2011; 4: 42-8. Доступно по: https://cyberleninka.ru/article/n/zhelezo-i-immunnyy-otvet-lektsiya [Novikova I.A. Iron and the immune response (lecture). Health and environmental problems. 2011; 4(30): 42-8. (in Russian)]. Available at: https://cyberleninka.ru/article/n/zhelezo-i-immunnyy-otvet-lektsiya
  49. Pavord S., Daru J., Prasannan N., Robinson S., Stanworth S., Girling J.; BSH Committee. UK guidelines on the management of iron deficiency in pregnancy. Br. J. Haematol. 2020; 188(6): 819-30. https://dx.doi.org/10.1111/bjh.16221.
  50. Auerbach M., Abernathy J., Juul S., Short V., Derman R. Prevalence of iron deficiency in first trimester, nonanemic pregnant women. J. Matern. Fetal Neonatal Med. 2021; 34(6): 1002-5. https://dx.doi.org/10.1080/14767058.2019.1619690.
  51. https://www.uspreventiveservicestaskforce.org/Page/Document/RecommendationStatementFinal/iron-deficiency-anemia-in-pregnant-women-screening-and-supplementation Accessed on March 27, 2019.
  52. Spencer S.P., Wilhelm C., Yang Q., Hall J.A., Bouladoux N., Boyd A. et al. Adaptation of innate lymphoid cells to a micronutrient deficiency promotes type 2 barrier immunity. Science. 2014; 343(6169): 432-7. https://dx.doi.org/10.1126/science.1247606.
  53. World Health Organization Guideline: Vitamin A supplementation in postpartum women.Geneva: WHO; 2011. Available at: http://www.who.int/nutrition/publications/micronutrients/guidelines/vas_postpartum/en/ Accessed April 06 2015.

Received 03.08.2021

Accepted 11.08.2021

About the Authors

Evgenia V. Shikh, Dr. Med. Sci., Professor, Head of the Department of Clinical Pharmacology and Propaedeutics of Internal Diseases, I.M. Sechenov First Moscow State Medical University, Ministry of Health of the Russian Federation (Sechenov University). Tel.: +7(495)609-19-91. E-mail: chih@mail.ru. ORCHID: 0000-0001-6589-7654.
119991, Russia, Moscow, Trubetskaya str., 8-2.
Anna A. Makhova, Dr. Med. Sci., Associate Professor of the Department of Clinical Pharmacology and Propaedeutics of Internal Diseases, I.M. Sechenov First Moscow State Medical University, Ministry of Health of the Russian Federation (Sechenov University). Tel.: +7(495)609-19-91. E-mail: annabramova@gmail.com.
ORCHID: 0000-0001-9817-9886. 119991, Russia, Moscow, Trubetskaya str., 8-2.
Alexey B. Prokofiev, Dr. Med. Sci., Professor, Director of the Center for Clinical Pharmacology of the Scientific Centre for Expert Evaluation of Medicinal Products, Ministry
of Health of Russia. Tel.: +7(495)121-06-00 (ex. 6375). E-mail: prokofyev56@gmail.com. ORCHID: 0000-0001-7024-5546. 127051, Russia, Moscow, Petrovsky Boulevard, 8-2.
Anastasiia S. Nazarchuk, student, I.M. Sechenov First Moscow State Medical University, Ministry of Health of the Russian Federation (Sechenov University).
Tel.: +7(915)530-01-29. E-mail: nazarchuk_a_s@student.sechenov.ru. ORCID: 0000-0002-5000-2771. 119991, Russia, Moscow, Trubetskaya str., 8-2

For citation: Shikh E.V., Makhova A.A., Prokofiev A.B., Nazarchuk A.S. Vitamins and trace elements in the prevention of infectious diseases in women of reproductive age.
Akusherstvo i Ginekologiya / Obstetrics and gynecology. 2021; 8: 220-228 (in Russian)
https://dx.doi.org/10.18565/aig.2021.8.220-228

Similar Articles

By continuing to use our site, you consent to the processing of cookies that ensure the proper functioning of the site.