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免疫系統和代謝存在著非常密切的聯系，不僅因為免疫細胞的代謝代謝狀態影響著效應功能，而且 免疫細胞還主動調控代謝 。因而在一些應激條件下，細胞因子對營養代謝的調控發揮著重要作用。
IL-1β
IL-1β來自巨噬細胞，代謝穩態被破壞的早期表達增加。
人類中，食物攝入導致的血糖改變也會誘導IL-1β產生增加，透過 IL1β-迷走神經-胰島β細胞 促進胰島素分泌。
Cell Metab. 2022;34(7):991-1003.e6.
一些胰島素敏感的免疫細胞在此作用下葡萄糖攝入增加，並配合IL-1β訊號，啟動對食物抗原和微生物的先天免疫。
IL1β-迷走神經除了刺激β細胞外，還會引起餐後疲勞來進入代謝狀態。
Mol Metab. 2018;12:107-112.
IL-6
IL-6作為炎癥性疾病中關鍵的細胞因子，在代謝調節中也有非常重要的作用。
運動時，肌肉收縮會導致IL-6產生和釋放增強，肥胖人群脂肪組織IL-6的釋放量也更高。因此在調控代謝方面，IL-6是作為 肌因子 和 脂肪因子 來發揮功能的。
運動時，隨持續時間和強度的增加，迴圈IL-6濃度也增加，這會促進脂肪分解、脂肪動員、肝葡萄糖輸出。IL-6透過這種作用增加了能量可用性，不但促進能量向骨骼肌轉運，而且在運動後耗能修復過程中也發揮重要作用。
Trends Immunol. 2023;44(8):613-627.
訓練+Tocilizumab（IL-6R單抗）的患者會因IL-6訊號受阻而發生內臟、心外膜脂肪量增加。
Cell Metab. 2019;29(4):844-855.e3.
在靜息狀態下IL-6也在一定程度上透過促進遊離脂肪酸動員減少肥胖。
Cell Rep Med. 2021 Sep 9;2(9):100396.
IL-6訊號傳導目前有4種途徑：
經典：膜結合IL-6R（mIL-6R）復合物 → gp130；
反式：分泌型IL-6R（sIL-6R）復合物 → gp130；
反式2：細胞1（sIL-6R）+ 細胞2（gp130）；
聯合重建：含IL-6R的細胞外囊泡與無IL-6R細胞融合。
而現有的抗體是針對所有IL-6訊號傳導過程，並沒有細分哪種方式。
TNF
TNF是第一個被發現有代謝調控作用的細胞因子，是一個「能量儲存調節」訊號。
脂肪細胞中，TNF可引起 胰島素抵 抗 和促進 脂肪分解 來減少細胞中能量儲存的上限，保護細胞「脂質過載」，但有可能導致高脂血癥。雖然TNF還可誘導脂質向肝臟運輸，促進肝臟脂肪生成和脂質攝取，但這又有可能導致脂肪性肝炎。
Trends Immunol. 2023;44(8):613-627.
透過限制飲食則可以減少TNF的產生，可逆轉TNF對肝臟生酮作用的抑制。
Trends Immunol. 2023;44(8):613-627.
運動 也會促進肌肉釋放TNF，特別是發生肌肉組織損傷時，此時TNF也如同IL-6一樣促進脂肪酸動員、肝臟輸出葡萄糖來為組織修復提供能量。
但TNF的表達與運動並非簡單線性關系， 適量運動 可降低TNF基線濃度。
Diabetol Metab Syndr. 2021 May 26;13(1):57.
其他細胞因子
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細胞因子
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誘因 |
對代謝影響
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IL-1β
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肥胖
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抑制粒線體功能； 刺激胰島素分泌。 |
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IL-6
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運動
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充當肌因子、脂肪因子，增加能量可用量。
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TNF
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飲食、運動 |
誘導脂肪細胞胰島素抵抗； 抑制肝臟生酮作用。 |
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IL-10
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飲食、寒冷、運動
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間接。 |
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IL-13
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損傷應激
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阻止葡萄糖新生。 |
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IL-33
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應激 |
胰島固有淋巴細胞產生，促進胰島素分泌； 應激狀態下保護β細胞免受損傷。 |
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IL-37
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結合IL-18Rα，招募IL-1R6。 |
參考文獻
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de Baat A, Trinh B, Ellingsgaard H, Donath MY. Physiological role of cytokines in the regulation of mammalian metabolism. Trends Immunol. 2023;44(8):613-627.
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Trinh B et al. Blocking endogenous IL-6 impairs mobilization of free fatty acids during rest and exercise in lean and obese men. Cell Rep Med. 2021 Sep 9;2(9):100396.
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