《Nature子刊》:生酮饮食影响免疫细胞,或有助预防流感病毒

2020-02-16 09:28:46 195

生酮饮食是由高脂肪、适量蛋白质和低碳水化合物构成的饮食组合,可将人体的能量来源从利用葡萄糖转为利用脂肪,通过肝脏代谢产生酮体。

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这种饮食可用于治疗如癫痫等神经系统疾病,以及改善肥胖患者的代谢健康等。然而,关于生酮饮食对脂肪组织炎症的影响还不清楚。

最近发表在《Nature metabolism》上的一项研究发现,生酮饮食在代谢应激期间可引发组织保护性 γδ T细胞的增加,这些细胞具有抑制炎症的作用,并参与免疫调节。

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来自耶鲁大学医学院的研究者分别使用正常饮食(热量58%来自碳水,24%自蛋白质,18%自脂肪)或生酮饮食(热量0.1%来自碳水,10.4%自蛋白质,89.5%自脂肪)喂养小鼠一周,并使用单细胞RNA测序分析脂肪组织常驻免疫细胞。

研究发现使用生酮饮食喂养小鼠的 γδ T细胞数量增加,进一步分析发现 γδ T细胞具有代谢性保护作用。“生酮饮食在小鼠中喂养一周是诱发炎症和改善代谢结果的关键机制。”文章作者 Vishwa Deep Dixit解释道。

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使用生酮饮食喂养一周的小鼠全身脂肪数量适度增加。然而,在长期随意摄入生酮饮食(2-3个月)后,小鼠的体重比正常饮食喂养的对照小鼠明显增加,并且空腹血糖水平升高。长期生酮饮食后,巨噬细胞数量增加,γδ T细胞减少。

文章第一作者Dixit和 Emily Goldberg指出,“我们的数据表明在早期体重增加期间,γδ T细胞有可能被脂肪组织应激激活,这对维持体内平衡和长期代谢健康很重要。

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研究也表明在缺乏 γδ T细胞的小鼠中,血糖稳态受损,这为这些细胞在代谢健康中的重要作用增加了依据。本研究数据强调酮体生成在代谢应激期间可引发组织保护性 γδ T细胞增加的重要作用。

“我们的结果强调脂肪分解产生的酮体,在机体水平上可能会同时增加脂肪存储。”Dixit总结道,“这两个“相反”的程序如何在单个动物中协调,是生物学需要进一步研究的一个重要领域。”


生酮饮食可抵抗病毒吗

我们知道流感是由甲型流感病毒(IAV)引起的一种常见感染。当一个人感染了这种病毒,我们的身体产生的免疫反应会受到多种因素的严重影响,包括饮食。

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在此前耶鲁大学研究人员发表在美国《科学·免疫学》的另一篇论文中,研究者让一些小鼠采用生酮饮食,另一些小鼠采用普通的含碳水化合物较多的饮食,再让它们都感染流感病毒,结果前者的存活率更高。

研究人员说,这是因为生酮饮食能够促进小鼠体内生成一种名为“伽马德尔塔T细胞”的免疫细胞,这种免疫细胞有助于肺部抵抗流感病毒。

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研究人员发现,生酮饮食触发了 γδ T细胞的释放,这是在肺细胞内层产生粘液的免疫系统细胞。老鼠肺中 γδ T细胞的频率和绝对数量显著增加,而高碳水化合物饮食的小鼠则没有。

具体而言,该细胞可以降低病毒滴度,总体上保持气道组织的完整性,增强气道上皮细胞的屏障和先天防御功能,适应流感病毒带来的挑战。


那么,生酮饮食真的可以增加免疫力吗?

Kossoff等的Meta分析生酮饮食治疗的资料发现,患儿经过生酮饮食治疗后癫痫发作减少50%-90%。生酮饮食治疗3个月后检测患儿免疫功能发现其得到进一步改善,与正常对照组比较无差异,说明癫痫患儿生酮饮食后3个月后免疫功能接近正常。

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Lambrechts、周水珍等研究发现生酮饮食治疗1年后患儿癫痫症状控制的同时在认知功能、反应灵敏、运动行为能力等方面已得到明显改善。分析其与复杂的神经—内分泌—免疫系统调控有关。

王薇等研究发现,难治性癫痫患儿存在细胞免疫、体液免疫功能的紊乱,生酮饮食治疗后3个月免疫功能得到明显改善,癫痫发作得到有效控制,可能是生酮饮食治疗难治性癫痫的机制之一。


最后总结

生酮饮食引发的代谢变化引发的抗癫痫作用已得到明确,生酮饮食在减轻癫痫发作痛苦的同时,还能减少抗癫痫药物的使用及带来的副作用。

生酮饮食改善癫痫患者免疫功能方面已有相关研究报道,如何从癫痫发生的角度更深入的研究作用途径已成为主要课题,另外如何现有的成果运用于临床也是需要的思考的问题。


参考文献

1. Greenhill C. Ketogenic diet affects immune cells in mice. Nat Rev Endocrinol. 2020 Jan 30.

2. Goldberg EL et al. Ketogenic diet activates protective γδ T cell responses against influenza virus infection. Sci Immunol. 2019 Nov 15;4(41).

3. Goldberg, E. L. et al. Ketogenesis activates metabolically protective γδ T cells in visceral adipose tissue. Nat. Metab. 2, 50–61 (2020)

4. 王薇. 生酮饮食对小儿难治性癫痫免疫功能的影响[J]. 中国煤炭工业医学杂志.

5. Sinha SR, Kossoff EH. The ketogenic diet. Neurologist. 2005 May;11(3):161-70.

6. Lambrechts DA et al. Ketogenic diet effects on cognition, mood, and psychosocial adjustment in children. Acta Neurol Scand. 2013 Feb;127(2):103-8.

7. 周水珍. 饮食治疗儿童难治性癫痫[J]. 中华实用儿科临床杂志, 2013, 28(2):883-885.

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