當我們吃飯時(shí),我們不僅僅攝取營(yíng)養物質(zhì),同時(shí)也攝入了大量的細菌。因此,機體在利用葡萄糖的同時(shí)也要抵抗細菌。來(lái)自巴塞爾大學(xué)醫院的研究人員首次證明,這一過(guò)程能夠引發(fā)炎癥反應,激活健康個(gè)體的免疫系統,并具有保護作用。然而,在肥胖人群中,這種炎癥反應被劇烈破壞,其可導致糖尿病。這一研究發(fā)表于NatureImmunology雜志上。
眾所周知,2型糖尿病(或成人發(fā)病型糖尿?。┛蓪е掳殡S一系列不良癥狀的慢性炎癥。因此,許多臨床研究通過(guò)抑制炎癥因子如IL-1β的過(guò)度產(chǎn)生來(lái)治療糖尿病。在糖尿病患者中,這類(lèi)信使物質(zhì)進(jìn)一步促進(jìn)慢性炎癥的產(chǎn)生,并導致產(chǎn)生胰島素的β細胞死亡。
免疫系統的激活
然而,這種炎癥其實(shí)有一些積極影響。在健康個(gè)體中,短期炎癥反應在糖攝取和免疫系統的激活過(guò)程中扮演著(zhù)重要角色。
在本研究中,巴塞爾大學(xué)醫院內分泌,糖尿病和代謝部門(mén)負責人MarcDonath和他的研究小組表明,腸道周?chē)奘杉毎ㄒ环N類(lèi)型的免疫細胞)的數量在進(jìn)餐時(shí)間增加。這些“清除細胞”根據血液中葡萄糖的濃度產(chǎn)生不同水平的信使物質(zhì)IL-1β。后者反過(guò)來(lái)刺激胰腺β細胞中的胰島素產(chǎn)生。然后胰島素刺激巨噬細胞增加IL-1β產(chǎn)生。胰島素和IL-1β協(xié)同工作以調節血糖水平,IL-1β確保免疫系統有充足的葡萄糖供應,從而保持免疫系統活躍。
細菌和營(yíng)養素
研究人員表明,這種代謝和免疫系統的機制取決于在進(jìn)餐期間攝取的細菌和營(yíng)養物。有足夠的營(yíng)養,免疫系統才能夠充分地對抗外來(lái)細菌。相反,當缺乏營(yíng)養物時(shí),少數剩余的熱量必須以犧牲免疫應答為代價(jià)來(lái)保證更重要的生命功能。這可能有助于解釋為什么傳染病在饑荒時(shí)更頻繁地發(fā)生。
餐后巨噬細胞來(lái)源的IL-1β刺激胰島素,并且協(xié)同促進(jìn)葡萄糖利用和炎癥反應的模式圖:食物攝入增加腹膜巨噬細胞的數量。這些巨噬細胞被細菌產(chǎn)物和葡萄糖刺激以增加IL-1β的產(chǎn)生和釋放。增加的IL-1β濃度將通過(guò)高度表達的IL-1受體1(IL-1R1)和IL-1受體相關(guān)激酶-4(IRAK4)的增強胰腺β細胞分泌胰島素。胰島素與巨噬細胞上的受體InsR結合,通過(guò)葡萄糖轉運蛋白GLUT1,AKT磷酸化(pAKT)以及己糖激酶2(HK2)和糖酵解活性促進(jìn)葡萄糖攝取,導致ROS產(chǎn)生。這進(jìn)一步通過(guò)NLRP3炎癥小體刺激巨噬細胞產(chǎn)生的前IL-1β成熟。最后,IL-1β和胰島素的水平增加刺激葡萄糖攝入肌肉,脂肪組織和免疫細胞,從而減少血糖,限制餐后炎癥反應。