拯救臉盲的免疫系統(二):避免增加免疫系統工作負擔

食與心 發佈 2020-01-06T03:50:02+00:00

上一期食與心從免疫功能發育成熟的角度介紹了如何增強免疫力,本期將從減輕免疫系統負擔角度介紹如何增強免疫力。成年人擁有約37.2兆個細胞,其中每秒鐘約有5億個細胞被替換,新細胞產生而舊細胞凋亡。

上一期食與心從免疫功能發育成熟的角度介紹了如何增強免疫力,本期將從減輕免疫系統負擔角度介紹如何增強免疫力。

成年人擁有約37.2兆個細胞,其中每秒鐘約有5億個細胞被替換,新細胞產生而舊細胞凋亡。人體每秒需要面對自身數量十倍以上(300兆以上)的微生物,5億個凋亡細胞及5億個新生細胞,不管是病原菌入侵還是細胞替換異常,都可能對人體健康產生巨大威脅。


免疫細胞是人體工作最繁忙的細胞之一,負責識別這些微生物,防止有害微生物和異物進入體內,並殺滅進入體內的入侵微生物,清除入侵異物;免疫細胞還需要監督新生細胞是否正常和正常細胞是否變異,殺死異常細胞,清除凋亡細胞及其碎片,維持體內清潔和穩態。



隨著醫療水平提高,人類可以通過多種外來方式增強免疫(人為免疫),比如接種疫苗、補充免疫球蛋白以及補充抗毒素等。不幸的是,現代人類免疫系統的負擔未降反增。


一.現代社會病原微生物的進化和傳播在提速


①藥物篩選出抗藥性細菌


19世紀以來,隨著生命科學技術和藥物研發的進步,人類通過抗生素等殺菌藥物和大量的消毒滅菌措施,使得感染性疾病顯著減少。而微生物非但沒有絕跡,強大的藥物壓力使得微生物變得更聰明,進化出了多種抗藥類型,最終帶有抗藥基因的微生物更易存活並大量增殖。通過基因的水平傳遞,這些抗性基因不光出現在直接面對藥物的細菌身上,更加令人不安地是還大量出現在並未直接接觸過藥物的微生物中。


②全球化促進致病菌傳播


現代化以前,受人類生活範圍限制和自然環境限制,微生物多局限在某一特定區域。但隨著全球化發展,微生物隨著人和物產(如食品)的流動從原產地不斷擴展到千萬里外的其他區域。不管是某個地區特有的疾病還是新型傳染病,病原微生物短時間內就可以傳播到世界其他地方,比如愛滋病、流感病毒和超級細菌,還有看上去遠在天邊,隔洋跨洲,實際上近在身旁的非洲豬瘟。


由於藥物的研發速度遠遠低於微生物的進化速度,現代人面對病原微生物感染和致病的挑戰遠大於工業化之前的祖先。


二.營養過量加大免疫負擔——代謝性炎症


原理上說,免疫系統的主要功能是免疫,消化系統的主要功能是新陳代謝,但最新研究發現免疫細胞在代謝調控中也發揮重要作用,而代謝細胞在免疫調節中同樣十分關鍵,目前支持人體免疫系統和消化系統的共進化證據不斷增加。


代謝性炎症(Metaflammation)是一種由於過量營養攝入引起並維持的慢性非感染性低水平炎症,導致代謝細胞、組織和器官的炎性微環境發生改變。代謝性炎症會削弱個體免疫能力,在各種代謝性疾病,如糖尿病和動脈粥樣硬化中極為常見[1]。


①營養過量削弱免疫系統


人體各黏膜上皮細胞上表達有大量化學感受器,比如口腔中有大量味覺受體使得人體能感知到食物的味道,鼻腔有多種嗅覺受體使人能感受到環境中的氣味和食物的氣味。除了上呼吸道,人體整個消化道(包括口腔)表面都分布有大量的化學感受器,使得腸道能識別人體攝入的營養成分。


上皮細胞中的感受器不僅是人體消化系統的重要成分,也是人體免疫系統的重要組成部分。這些感受器具有雙重功能,識別營養的化學感受器不僅能識別營養同時,還能識別病原,而識別微生物的模式識別受體不僅能識別微生物,同時也能識別營養。

例如:小腸上皮表面的TRPM5受體,不僅能識別苦、甜和鮮,在寄生蟲感染免疫的起始中也發揮著重要作用。而上皮細胞中識別微生物的受體如TLR-2和TLR-4也能被飽和脂肪酸激活。


除了上皮細胞感受器,多種免疫細胞同時也具有代謝能力,比如巨噬細胞、肥大細胞和腸黏膜T細胞。


在飲食過量或營養過剩的情況下,上皮細胞表面的感受器都被挪用來識別營養成分,甚至原本用來識別微生物的受體表位也被營養信號占據。也就是說,飲食過量營養過剩情況下,消化系統會不僅會占有原本是消化免疫共用的資源,還會挪用原本屬於免疫系統的資源,從而導致免疫系統資源減少,負擔加重甚至出現代謝性炎症。


日常生活中,想必大家深有體會。在急性感染時,病人往往會食欲不振,這種情況下人體正通過抑制消化而把資源傾斜給免疫系統,以此提高免疫,所以這種情況下簡單清淡的食物更有助於康復。因此食與心溫馨提示:要想免疫好,千萬不要吃太飽。


②營養過量擾亂脂肪組織增加炎症水平


一些免疫細胞可執行代謝功能,而一些代謝細胞同樣可調節免疫,比如脂肪細胞。脂肪細胞不僅在能量儲存中發揮重要作用,對人體免疫同樣具有重要影響。


現代社會,肥胖已經成為一種社會問題,越來越多人受超重困擾。與體重正常的個體相比,肥胖個體往往擁有更多的脂肪細胞,其脂肪細胞個頭也更大。更可怕的是,這些脂肪細胞並不會乖乖地儲存脂肪,還能不斷削弱肥胖個體的免疫力,引起低水平非感染的慢性炎症[2]


現代人肥胖的主要原因往往是攝入營養過量而消耗過少,即長期處於能量順差狀態。長期營養過量不僅會干擾代謝,還會引起慢性炎症:

  • 脂肪細胞膨脹增殖,但同時缺乏新血管生成;
  • 局部缺氧,脂肪細胞破裂釋放脂質;
  • 脂肪前體細胞耗竭,單核細胞浸潤以修復細胞外基質;
  • 促炎症免疫增殖,促炎症信號大量增加,形成炎性環境。


三.共生微生物簡單化導致黏膜屏障功能減退


從農業社會進入工業社會,人類變化最大的並不是自身基因,而是其共生微生物。與現代化生活相伴的是現代社會人類微生物的趨同進化,與農業社會及之前的祖先相比,現代人的共生微生物種類和多樣性明顯降低。而共生微生物這些改變即便沒有致病,也會導致黏膜屏障功能減弱[3]。


①現代化飲食改變腸道微生物降低腸道黏膜屏障功能。


隨著工業化的發展,世界上不同國家和地區紛紛改變了原有的傳統飲食,而朝著類似的方向改變。其主要特點為:大量簡單糖、高比例精製碳水化合物(如精米白面),高比例脂肪;加工食品和速食為主,自然食品為輔,和極少量真正的發酵食品。


這僅僅是食物入口之前的變化,進入消化道後,食物中添加劑和殺蟲劑殘存更可對腸道微生物造成巨大影響。現代化的飲食導致了腸道微生物種類和多樣性降低,從而擾亂了腸道黏膜屏障的生物屏障層,導致黏膜免疫能力降低。



②現代生活環境和生活習慣改變皮膚及氣道菌群導致屏障功能減退。


現代兒童越來越多通過剖腹產方式出生,一開始接觸的是空氣中的微生物而非母體產道微生物;出生後也大都生活在非常潔凈的室內空間中,幾乎沒有機會充分接觸泥土和自然環境中的微生物;長大後頻繁使用各種日化產品,長時間伏案學習,經常服用各種消炎藥物。這些生活方式、生活環境和生活習慣的改變會導致皮膚和氣道微生物的改變。


腸道、皮膚和氣道等黏膜屏障共生微生物的簡單化意味著這些部位共生微生物拮抗病原微生物能力的降低,意味著與祖先相比,黏膜免疫屏障功能減退。


四.黏膜屏障功能減退導致第二和第三道防線超負荷運行


黏膜免疫屏障的功能減退使得人體第一道免疫防線防禦力降低,導致病原微生物和異物更容易入侵體內,從而明顯加大第二和第三道防線的工作負擔。而長期超負荷工作的免疫細胞,即便沒有過勞死,也時常忙中出錯,從而引發各種健康問題。


黏膜屏障功能減退的最典型例子便是腸漏。

腸漏系列食與心詳細介紹過人體大多數疾病與腸漏的關係。腸漏發生時,外來有害成分(如細菌和細菌內毒素)源源不斷進入體內,免疫細胞加速召集、分化和增殖,但依然無法完全應對,從而出現慢性炎症乃至系統炎症;許多腸腔內原本無害的成分進入體內後也會引起嚴重的免疫反應甚至自免疫疾病;腸漏不僅影響腸道,同時還可損傷全身其他器官,破壞氣道屏障、皮膚屏障和血腦屏障等其他屏障功能。


我們都知道,當屋頂裂縫漏雨時,最好的方法是修補好外頂的裂縫,而不是單純增加防水層,更不是用盆子接水;只有前者才能真正解決問題,後兩者會讓屋裡的人疲於奔命,挪用其他任務時間來減輕漏水對室內的破壞。


人體免疫系統同樣,黏膜免疫屏障破損如腸漏時,免疫系統需要應對源源不斷進入的異常成分,免疫負擔急劇增加;只有修復好黏膜屏障缺損,才能減輕人體第二和第三道免疫防線的負擔,從而恢復正常免疫;而不顧屏障缺損,單純在內部通過激素和藥物修修補補,人體依然需要分配大量資源來應對漏進來的異常成分,免疫系統仍然超負荷運行,無法恢復正常狀態;只有修復好黏膜屏障缺損,才能減輕人體第二和第三道免疫防線的負擔,從而恢復正常免疫。


更明確地說,單純通過吃抗過敏藥、免疫抑製藥或者消炎藥,只不過暫時緩解減輕症狀,而不能恢復正常免疫,治癒各種過敏、自免疫和慢性炎症性疾病。


下期食與心將從免疫細胞的敵人與朋友角度介紹如何拯救臉盲的免疫系統,敬請關注!



參考文獻

1 Franceschi C, Garagnani P,Parini P, et al. Inflammaging: A New Immune-Metabolic Viewpoint for Age-RelatedDiseases. Nat Rev Endocrinol, 2018, 14: 576-90.

2 TrimW, Turner J E, Thompson D. Parallels in Immunometabolic Adipose TissueDysfunction with Ageing and Obesity. Front Immunol, 2018, 9: 169.

3 LiangS, Wu X, Jin F. Gut-Brain Psychology: Rethinking Psychology from theMicrobiota-Gut-Brain Axis. Frontiers in integrative neuroscience, 2018, 12:33.


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