(mal)nutrition

Infection
I
f
i et
(mal)nutrition
Le cercle vicieux
Philippe Lepage
ULB
HUDERF
Interactions of Nutrition and Infection
Scrimshaw NS, Taylor CE, Gordon JE. Monograph.
WHO, 1968.
• Infection   état nutritionnel
• Malnutrition  Infection
• “Les effets biologiques combinés de la
malnutrition et de l’infection
l infection sont plus grands
que la somme des deux”
2
Les
es infections
ect o s a
affectent
ecte t l’état
état nutritionnel:
ut t o e
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Anorexie
Facteurs culturels
Diminution absorption intestinale (malabsorption)
Augmentation du catabolisme (rôle des cytokines)
Pertes protéiques
Impact sur lipides
Gluconéogenèse au dépends des AA
Vitamine A, Vitamine C
Oligo-éléments : Fe, Cu, Zn
Pertes anaboliques
Fièvre
Pertes intestinales
- Scrimshaw NS. AM J Clin Nutr 1997; 66: S464-477.
3
Relation entre nutrition et immunité
5
Nutrition et immunité
La MPE entraîne :
• Atrophie des tissus lymphoïdes
• Réduction de la maturation lymphocytes T (CD4)
• Réduction rapport CD4/CD8
• Diminution des Ig A sécrétoires
• Altération action bactéricide des globules blancs
• Diminution du complément (C3)
6
MPE et immunité cellulaire
• MPE a
altère
tè e les
es fonctions
o ct o s des lymphocytes
y p ocytes T:
•
•
•
•
nombre de lymphocytes T circulants 
cellules immatures proportionnellement 
rapport CD4/CD8 
activité thymuline plasmatique 
• Altération réversible :
• 1 à 2 mois si pas de micronutriments et 14-21 jours
si macro et micronutriments OK
7
Nutrition et immunité
• En cas de MPE : immunité humorale moins altérée que
l’immunité cellulaire.
• Immunité humorale altérée surtout dans formes aiguës.
• Rapidement restaurée avec réhabilitation nutritionnelle.
• Production d’anticorps normale si coopération avec
lymphocytes T n’est
n est pas requise.
• IgM,
g IgA,
g IgG,
g et IgE
g normales ou augmentées.
g
• IgAs sécrétoires au niveau salivaire, duodénale et
bronchique diminuées
8
Nutrition et immunité
Au cours de la MPE sévère :
- plupart des fractions du Complément 
  capacité d’opsonisation du plasma
- Réduction du chémotactisme
- Réduction de la bactéricidie intracellulaire
- Altération de la production d’IL-1 et TNF-
9
•
Toutes les formes d’immunité peuvent être affectées par la
malnutrition; cependant l’atteinte va dépendre
du degré
g de malnutrition
et du type d’antigène.
•
Exemples :
-
Réponse immunitaire de jeunes enfants africains malnutris très affectée
après vaccination Tétanos et Typhoïde, mais très peu altérée après
vaccination Rougeole.
Rougeole
-
Étude “classique” : Adultes volontaires nourris par régime pauvre +++ en
protéines ont une plus faible réponse immunitaire post-vaccination que ceux
nourris adéquatement. (Hodges RE. AM J Clin Nutr 1962; 10: 55)
-
Incapacité
p
de synthétiser
y
Complément
p
chez enfants sévèrement malnutris
10
11
Relation entre nutrition et immunité
• Effet de suppléments alimentaires sur risques
infectieux:
p de Teozonteopan,
p , Mexique
q
- Exemple
Pourcentage
g de jjours de maladie par
p semestre pour
p
les enfants du groupe
g p – nourris au sein ppar des mères recevant un supplément
pp
alimentaire- (
traits pleins) comparé aux enfants nourris au sein par des mères ne recevant pas de complément alimentaire du programme ( traits pointillés).
Valeurs pour les 30 premières semaines du programme de supplément alimentaire. X+/- DS. Publié avec la permission de la International
Nutrition Foundation ( 20)
12
Vitamine A
•
Animaux déficients sont plus susceptibles aux infections.
Rôle des vitamines lipo-solubles sur l’immunité
Role sur système immunitaire
Effet de carence
Vit A
- Essentiel à différentiation des cellules épithéliales et
expression gènes
- Important dans réponse humorale et cellulaire en
produisant une réponse Th-2 anti-inflammatoire
- Induit inflammation et augmentation conditions
inflammatoires
- Lésions des muqueuses --> augmentation risque infectieux
- Diminution phagocytose et oxydation des macrophages
- Diminution NK
- Réponse Th2
- Augmentation cytokines pro-inflammatoires (IL-1, IL-12, tnfa)
Vit D
- Excellent immunomodulateur si 1,25 (OH)2D3
- Rôle dans prolifération et différentiation cellulaire
- Cellules immunitaires ont récepteurs Vit D (sauf
lymphos B)
- Augmentation immunité innée --> augment synthèse
macrophages
- Augmentation risque infectieux : Diminution immunité innée
et cellulaire
Vit E
- Anti-oxydant liposoluble le plus important
- Réduit
Réd it production
d ti d
de ffacteurs
t
iimmunosuppresseurs
- Optimise réponse immune Th1
- Diminution immunité cellulaire
13
Large Bitot’s spot
14
P27
Bitot‘s spot (X1B)
15
S23
Conjunctival xerosis (X1A)
and corneal xerosis (X2)
16
S22
Keratomalacia
17
P31
Causes de carence en Vitamine A
Diversification et qualité alimentaire
peu de g
graisses
p
malabsorption - malnutrition
 besoins: rougeole
parasitoses: giardia
bio
bio--disponibilité
• Interaction Vitamine A - Fe - Zn
• Effets
Eff t saisonniers
i
i
18
Résultats pour huit essais d’ intervention par la vitamine A sur la mortalité de
jeunes enfants
Aceh, Indonésie (79)
Soudan (80)
Hyderabad Inde (81,82)
Hyderabad,
(81 82)
Jumla , Népal(83)
Surfahi, Népal (84)
Ghana ( étude VAST) (85)
Bogor Indonésie (86)
Bogor,
Tamil Nadu, Inde (87)
%
-27
4
-66
-26
-29
-20
-30
-50
19
Vitamine D
20
21
22
23
Rôle des vitamines lipo-solubles sur l’immunité
Rôle sur système immunitaire
Effet de carence
Vit A
- Essentiel à différentiation des cellules épithéliales et
expression gènes
- Important dans réponse humorale et cellulaire en
produisant une réponse Th-2 anti-inflammatoire
- Induit inflammation et augmentation conditions
inflammatoires
- Lésions des muqueuses --> augmentation risque infectieux
- Diminution phagocytose et oxydation des macrophages
- Diminution NK
- Réponse Th2
- Augmentation cytokines pro-inflammatoires (IL-1, IL-12, tnfa)
Vit D
- Excellent immunomodulateur si 1,25 (OH)2D3
- Rôle dans prolifération et différentiation cellulaire
- Cellules immunitaires ont récepteurs Vit D (sauf
lymphos B)
- Augmentation immunité innée --> augment synthèse
macrophages
- Augmentation risque infectieux : Diminution immunité innée
et cellulaire
Vit E
- Anti-oxydant liposoluble le plus important
- Réduit
Réd it production
d ti d
de ffacteurs
t
iimmunosuppresseurs
- Optimise réponse immune Th1
- Diminution immunité cellulaire
24
25
Vitamine C
• Pas de preuve que déficit a des conséquences
immunitaires cliniques.
• Effet favorable sur infections de méga-doses
méga doses ???
26
Rôle des vitamines hydro-solubles sur l’immunité
Rôle sur système immunitaire
Effet de carence
Vit B6
- Synthèse des protéines (avec vit B12 & folate)
- Maintien de réponse immune Th1
- Suppression réponse immune Th1
- Réponse Th2
- Diminution cytokines pro-inflammatoires (IL-1, IL-2)
Folate
- Synthèse des protéines (avec vit B12 & B6)
- Maintien de l’immunité innée (cellules NK)
- Suppression NK
- Suppression cytotoxicité (CD8)
Vit B12
- Synthèse des protéines (avec folate & vit B6)
- Immunomodulateur de l’immunité cellulaire (NK, CD8)
- Suppression NK
- Suppression cytotoxicité (CD8)
Vit C
- Antioxydant puissant
- Régénération autres anti-oxydants (vit E)
- Stimule fonction des leucocytes
- Rôle dans activité NK, prolifération des lymphocytes,
chemotaxisme, …
-Suppression fonction leucocytaire
- Activité NK
- Prolifération des lymphocytes
- Augmente risque cardiovasculaire chez sujets âgés
27
28
Fer
• Déficit nutritionnel le plus fréquent!
• Suppléments en Fer des populations déficientes
diminue la fréquence des infections
infections.
29
Rôle des micro-nutriments
micro nutriments (trace elements) sur l’immunité
R l sur système
Role
tè
iimmunitaire
it i
Eff t de
Effet
d carence
Selenium
- Regulation du système redox (par enzymes et autres
protéines liées au Selenium)
- Regulation
g
synthèse
y
ADN
- Agit sur immunité innée et acquise
- Infections virales plus virulentes
Zinc
- Essentiel à proliférationcellulaire (surtout pour système
immunitaire!)
- Agit sur immunité innée et acquise
- Protège
P tè stress
t
oxydatif
d tif
- Augmente réponse TH-1
- Protège intégrité cutanée et membranes
- Action antivirale (sur certains svirus)
- Augmente stress oxydatif
- Diminution réponse immune avec risque infectieux accrus
- Augmentation de destruction des lymphocytes B et T
(“
(“apoptose”)
t
”)
Cuivre
- Protège du stress oxydatif
- Peu étudié: diminution immunité cellulaire?
Fer
- Différenciation cellulaire et croissance
- Composant
C
d
de nombreuses
b
enzymes iindispensables
di
bl au
système immunitaire
- Régulation des cytokines
- Lien entre réserves en fer et concentration lymphocytes T
- Diminution de sécrétion de cytokines (IF-g, Tnf-a, IL-2,…)
- Diminution
Di i i d
de réponse
é
iimmune, surtout Th
Th-1
1 et
macrophages
- Peu d’effet sur lymphocytes B et synthèse AC
- Peu d’arguments pour affirmer que traitement martial des
sujets carencés augmente le risque d’infection (sauf
malaria HIV
malaria,
HIV, pneumonie)
pneumonie).
30
Surcharge en fer et infection
•
Fer est nécessaire à l’hôte, mais aussi aux pathogènes!
•
La transferrine se trouve dans sang et autres fluides et permet
de fixer le fer qui, sinon, serait utilisé par l’agent infectieux.
- Weinberg E. Science 1974; 184:952.
•
Si individus carencés et infectés reçoivent doses +++ de fer
 exacerbation +++ d’infection!
d infection!
•
Explication: agent infectieux est fourni en fer avant que la
fonction immune de l’hôte ne se reconstitue
reconstitue.
31
32
- Chandra R, et al. 1977
33
Zinc
• Oligo-élément présent dans > métallo-enzymes
• Acrodermatitis enteropathica (malabsorption Zn)
=
-
 absorption intestinale du Zn:
Atrophie thymique
 lymphocytes
 réponse aux Antigènes
34
Rôle des micro-nutriments
micro nutriments (trace elements) sur l’immunité
R l sur système
Role
tè
iimmunitaire
it i
Eff t de
Effet
d carence
Selenium
- Regulation du système redox (par enzymes et autres
protéines liées au Selenium)
- Regulation
g
synthèse
y
ADN
- Agit sur immunité innée et acquise
- Infections virales plus virulentes
Zinc
- Essentiel à prolifération cellulaire (surtout pour
système immunitaire!)
- Agit sur immunité innée et acquise
- Protège
P tè stress
t
oxydatif
d tif
- Augmente réponse TH-1
- Protège intégrité cutanée et membranes
- Action antivirale (sur certains virus)
- Augmente stress oxydatif
- Diminution réponse immune avec risque infectieux
accrus
- Augmentation
A
t ti de
d destruction
d t ti d
des llymphocytes
h
t B ett T
(“apoptose”)
Cuivre
- Protège du stress oxydatif
- Peu étudié: diminution immunité cellulaire?
Fer
- Différenciation cellulaire et croissance
- Composant
C
d
de nombreuses
b
enzymes iindispensables
di
bl
au système immunitaire
- Régulation des cytokines
-Diminution de sécrétion de cytokines (IF-g, Tnf-a, IL2 )
2,…)
-Diminution de réponse immune, surtout Th-1 et
macrophages
- Peu d’arguments pour affirmer que traitement martial
des sujets carencés augmente le risque d’infection (sauf
malaria HIV
malaria,
HIV, pneumonie)
pneumonie).
35
36
Cuivre
• Oligo-élément très important
• Maladie de Menkes
= Malabsorption Cu:
-
 infections bactériennes
 diarhées et pneumonies
37
38
Sélénium
Rôle des micro-nutriments (trace elements) sur l’immunité
R l sur système
Role
tè
iimmunitaire
it i
Eff t de
Effet
d carence
Selenium
- Regulation du système redox (par enzymes et autres
protéines liées au Selenium)
- Régulation
g
synthèse
y
ADN
- Agit sur immunité innée et acquise
- Infections virales plus virulentes
Zinc
- Essentiel à prolifération cellulaire (surtout pour
système immunitaire!)
- Agit sur immunité innée et acquise
- Protège
P tè stress
t
oxydatif
d tif
- Augmente réponse TH-1
- Protège intégrité cutanée et membranes
- Action antivirale (sur certains virus)
- Augmente stress oxydatif
- Diminution réponse immune avec risque infectieux
accrus
- Augmentation
A
t ti de
d destruction
d t ti d
des llymphocytes
h
t B ett T
(“apoptose”)
Cuivre
- Protège du stress oxydatif
- Peu étudié: diminution immunité cellulaire?
Fer
- Différenciation cellulaire et croissance
- Composant
C
d
de nombreuses
b
enzymes iindispensables
di
bl
au système immunitaire
- Régulation des cytokines
-Diminution de sécrétion de cytokines (IF-g, Tnf-a, IL2 )
2,…)
-Diminution de réponse immune, surtout Th-1 et
macrophages
- Peu d’arguments pour affirmer que traitement martial
des sujets carencés augmente le risque d’infection (sauf
malaria HIV
malaria,
HIV, pneumonie)
pneumonie).
39
40
41
Rougeole
• Risque accru si malnutrition et/ou “promiscuité”
• Impact de rougeole sur nutrition est sévère et
prolongé:
-
Souvent observé avant kwashiorkor
-
Risque accru de shigellose et pneumonie sévères plusieurs mois après
rougeole
• Cause principale de mortalité : pneumonie
42
43
44
Tuberculose
• Malnutrition est un facteur de risque important de TB,
car l’immunité cellulaire est essentielle pour la
défense de l’hôte contre la TB.
• Il existe très peu de données humaines!
45
Données humaines
•
26975 fumeurs en bs,, 50 à 69 ans
•
Après 6,7 ans de suivi: 167cas de TB
•
Risque  si régime riche en vitamines (fruits & légumes ++).
- Hemila H, et al. Am J Epidemiology 1999; 150:632.
46
Données humaines
•
Relation entre malnutrition et incidence de TB aux USA
•
Suivi d’adultes, âgés de 25 à 74 ans, enrôlés dans étude nutritionnelle
de 1971 à 1975 (NHANES-1)
(
)
•
Suivi 95%
•
64 de TB diagnostiqués jusqu’en 1987.
•
Adultes avec le BMI (P:T2) et périmètre brachial les plus bas avaient un
risque de TB 6 à 10 fois supérieur aux autres.
- Cegielski JP,
JP et al.
al nt J Tuberc Lung Dis
Dis. 2005 Sep;9(9):1018-26
Sep;9(9):1018-26.
47
Données humaines
•
Etude nationale TB en Norvège.
g
•
Dépistage de tous sujets >14 ans de 1963 à 75.
•
P et T mesurés chez 80%.
•
Résultats sur 1,7 millions de norvégiens.
•
Suivi moyen de 12 ans
ans.
•
2531 cas de TB.
•
Incidence de TB 5 fois plus élevée si BMI bas.
- Tverdal A. Eur J Respir Dis 1986; 69:355.
48
VIH / SIDA
Comparaison des paramètres immuns chez malnutris et HIV
CD4+
CD8+
CD4+/CD8+
Hypersens. cutanée retardée
Immunoglobulines
g
Complexes immuns
Réponse aux vaccins
Chémotaxisme
Bactéricidies
Activité NK
Complément sérique
Malnutrition
HIV






















49
50
Fig. 1
Growth of human immunodeficiency
type 1-infected
1 infected and uninfected
children: a prospective cohort study
in Kigali, Rwanda, 1988 to 1993
LEPAGE, PHILIPPE; MSELLATI,
PHILIPPE; HITIMANA, DEO-GRATIAS;
BAZUBAGIRA, ANATHOLIE; VAN
GOETHEM, CHRISTIAAN; SIMONON,
ARLETTE; KARITA, ETIENNE;
DEQUAE-MERCHADOU, LAURENCE;
VAN DE PERRE, PHILIPPE; DABIS,
FRANÇOIS
The Pediatric Infectious Disease
Journal. 15(6):479-485, June 1996.
doi:
FIG. 1. Mean weight-for-age z score in
HIV-1-infected and uninfected children,
Kigali (Rwanda), 1989 to 1993. G1,
HIV-infected children; G2, uninfected
children born to seropositive mothers;
G3, uninfected children born to
seronegative mothers.
mothers
Copyright © 2010 The Pediatric Infectious Disease Journal. Published by Lippincott Williams & Wilkins.
51
51
Fig. 2
Growth of human immunodeficiency
type 1-infected
1 infected and uninfected
children: a prospective cohort study
in Kigali, Rwanda, 1988 to 1993
LEPAGE, PHILIPPE; MSELLATI,
PHILIPPE; HITIMANA, DEO-GRATIAS;
BAZUBAGIRA, ANATHOLIE; VAN
GOETHEM, CHRISTIAAN; SIMONON,
ARLETTE; KARITA, ETIENNE;
DEQUAE-MERCHADOU, LAURENCE;
VAN DE PERRE, PHILIPPE; DABIS,
FRANÇOIS
The Pediatric Infectious Disease
Journal. 15(6):479-485, June 1996.
doi:
FIG. 2. Mean height-for-age z score in
HIV-1-infected and uninfected children,
Kigali (Rwanda), 1989 to 1993. G1,
HIV-infected children; G2, uninfected
children born to seropositive mothers;
G3, uninfected children born to
seronegative mothers.
mothers
Copyright © 2010 The Pediatric Infectious Disease Journal. Published by Lippincott Williams & Wilkins.
52
52
Fig. 3
Growth of human immunodeficiency
type 1-infected
1 infected and uninfected
children: a prospective cohort study
in Kigali, Rwanda, 1988 to 1993
LEPAGE, PHILIPPE; MSELLATI,
PHILIPPE; HITIMANA, DEO-GRATIAS;
BAZUBAGIRA, ANATHOLIE; VAN
GOETHEM, CHRISTIAAN; SIMONON,
ARLETTE; KARITA, ETIENNE;
DEQUAE-MERCHADOU, LAURENCE;
VAN DE PERRE, PHILIPPE; DABIS,
FRANÇOIS
The Pediatric Infectious Disease
Journal. 15(6):479-485, June 1996.
doi:
FIG. 3. Mean head circumference-forage z score in HIV-1-infected and
uninfected children, Kigali (Rwanda),
1989 to 1993. G1, HIV-infected children;
G2, uninfected children born to
seropositive mothers; G3, uninfected
children born to seronegative mothers
mothers.
Copyright © 2010 The Pediatric Infectious Disease Journal. Published by Lippincott Williams & Wilkins.
53
53
Figure 4
Growth of human immunodeficiency
type 1-infected
1 infected and uninfected
children: a prospective cohort study
in Kigali, Rwanda, 1988 to 1993
LEPAGE, PHILIPPE; MSELLATI,
PHILIPPE; HITIMANA, DEO-GRATIAS;
BAZUBAGIRA, ANATHOLIE; VAN
GOETHEM, CHRISTIAAN; SIMONON,
ARLETTE; KARITA, ETIENNE;
DEQUAE-MERCHADOU, LAURENCE;
VAN DE PERRE, PHILIPPE; DABIS,
FRANÇOIS
The Pediatric Infectious Disease
Journal. 15(6):479-485, June 1996.
doi:
FIGURE 4. Mean weight-for-height z
score in HIV-1-infected and uninfected
children, Kigali (Rwanda), 1989 to 1993.
G1, HIV-infected children; G2,
uninfected children born to seropositive
mothers; G3, uninfected children born to
seronegative mothers.
mothers
Copyright © 2010 The Pediatric Infectious Disease Journal. Published by Lippincott Williams & Wilkins.
54
54
Effet du VIH/SIDA sur l’état nutritionnel
Augmentation
Besoins
B
i en
Énergie et en nutriments
réponse
Inflammatoire
effets
secondaires
d médicaments
des
éd
Anorexie
Déficit
immunitaire
Malabsorption
Récurrence
Ré
Infections
secondaires
Effets du VIH
sur état
nutritionnel
55
56
Promotion of breastfeeding
57
P45