醫脈通編輯整理,未經授權請勿轉載。
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
細胞因子
|
誘因 |
對代謝影響
|
IL-1β
|
肥胖
|
抑制線粒體功能; 刺激胰島素分泌。 |
IL-6
|
運動
|
充當肌因子、脂肪因子,增加能量可用量。
|
TNF
|
飲食、運動 |
誘導脂肪細胞胰島素抵抗; 抑制肝臟生酮作用。 |
IL-10
|
飲食、寒冷、運動
|
間接。 |
IL-13
|
損傷應激
|
阻止葡萄糖新生。 |
IL-33
|
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。 |
IL-37
|
-
|
結合IL-18Rα,招募IL-1R6。 |
參考文獻
-
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.
-
Wiedemann SJ, Trimigliozzi K, Dror E, et al. The cephalic phase of insulin release is modulated by IL-1β. Cell Metab. 2022;34(7):991-1003.e6.
-
Lehrskov LL, Dorph E, Widmer AM, et al. The role of IL-1 in postprandial fatigue. Mol Metab. 2018;12:107-112.
-
Wedell-Neergaard AS, Lang Lehrskov L, Christensen RH, et al. Exercise-Induced Changes in Visceral Adipose Tissue Mass Are Regulated by IL-6 Signaling: A Randomized Controlled Trial. Cell Metab. 2019;29(4):844-855.e3.
-
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.
-
Dinari Ghozhdi H, Heidarianpour A, Keshvari M, Tavassoli H. Exercise training and de-training effects on serum leptin and TNF-α in high fat induced diabetic rats. Diabetol Metab Syndr. 2021 May 26;13(1):57.
醫脈通是專業的線上醫生平台,「感知世界醫學脈搏,助力中國臨床決策」是平台的使命。 醫脈通旗下擁有「臨床指南」「用藥參考」「醫學文獻王」「醫知源」「e研通」「e脈播」等系列產品,全面滿足醫學工作者臨床決策、獲取新知及提升科研效率等方面的需求。