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免疫系统和代谢存在着非常密切的联系，不仅因为免疫细胞的代谢代谢状态影响着效应功能，而且 免疫细胞还主动调控代谢 。因而在一些应激条件下，细胞因子对营养代谢的调控发挥着重要作用。
IL-1β
IL-1β来自巨噬细胞，代谢稳态被破坏的早期表达增加。
人类中，食物摄入导致的血糖改变也会诱导IL-1β产生增加，通过 IL1β-迷走神经-胰岛β细胞 促进胰岛素分泌。
Cell Metab. 2022;34(7):991-1003.e6.
一些胰岛素敏感的免疫细胞在此作用下葡萄糖摄入增加，并配合IL-1β信号，启动对食物抗原和微生物的先天免疫。
IL1β-迷走神经除了刺激β细胞外，还会引起餐后疲劳来进入代谢状态。
Mol Metab. 2018;12:107-112.
IL-6
IL-6作为炎症性疾病中关键的细胞因子，在代谢调节中也有非常重要的作用。
运动时，肌肉收缩会导致IL-6产生和释放增强，肥胖人群脂肪组织IL-6的释放量也更高。因此在调控代谢方面，IL-6是作为 肌因子 和 脂肪因子 来发挥功能的。
运动时，随持续时间和强度的增加，循环IL-6浓度也增加，这会促进脂肪分解、脂肪动员、肝葡萄糖输出。IL-6通过这种作用增加了能量可用性，不但促进能量向骨骼肌转运，而且在运动后耗能修复过程中也发挥重要作用。
Trends Immunol. 2023;44(8):613-627.
训练+Tocilizumab（IL-6R单抗）的患者会因IL-6信号受阻而发生内脏、心外膜脂肪量增加。
Cell Metab. 2019;29(4):844-855.e3.
在静息状态下IL-6也在一定程度上通过促进游离脂肪酸动员减少肥胖。
Cell Rep Med. 2021 Sep 9;2(9):100396.
IL-6信号传导目前有4种途径：
经典：膜结合IL-6R（mIL-6R）复合物 → gp130；
反式：分泌型IL-6R（sIL-6R）复合物 → gp130；
反式2：细胞1（sIL-6R）+ 细胞2（gp130）；
联合重建：含IL-6R的细胞外囊泡与无IL-6R细胞融合。
而现有的抗体是针对所有IL-6信号传导过程，并没有细分哪种方式。
TNF
TNF是第一个被发现有代谢调控作用的细胞因子，是一个「能量储存调节」信号。
脂肪细胞中，TNF可引起 胰岛素抵 抗 和促进 脂肪分解 来减少细胞中能量储存的上限，保护细胞「脂质过载」，但有可能导致高脂血症。虽然TNF还可诱导脂质向肝脏运输，促进肝脏脂肪生成和脂质摄取，但这又有可能导致脂肪性肝炎。
Trends Immunol. 2023;44(8):613-627.
通过限制饮食则可以减少TNF的产生，可逆转TNF对肝脏生酮作用的抑制。
Trends Immunol. 2023;44(8):613-627.
运动 也会促进肌肉释放TNF，特别是发生肌肉组织损伤时，此时TNF也如同IL-6一样促进脂肪酸动员、肝脏输出葡萄糖来为组织修复提供能量。
但TNF的表达与运动并非简单线性关系， 适量运动 可降低TNF基线浓度。
Diabetol Metab Syndr. 2021 May 26;13(1):57.
其他细胞因子
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细胞因子
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诱因 |
对代谢影响
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IL-1β
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肥胖
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抑制线粒体功能； 刺激胰岛素分泌。 |
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IL-6
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运动
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充当肌因子、脂肪因子，增加能量可用量。
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TNF
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饮食、运动 |
诱导脂肪细胞胰岛素抵抗； 抑制肝脏生酮作用。 |
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IL-10
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饮食、寒冷、运动
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间接。 |
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IL-13
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损伤应激
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阻止糖异生。 |
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IL-33
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应激 |
胰岛固有淋巴细胞产生，促进胰岛素分泌； 应激状态下保护β细胞免受损伤。 |
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IL-37
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结合IL-18Rα，招募IL-1R6。 |
参考文献
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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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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.
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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.
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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.
-
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.
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