مواد معدنی ضروری و سازگاری متابولیک سلول های ایمنی قسمت 1

خلاصه:

سبک زندگی مدرن به طور قابل توجهی از روال اجدادی به سمت تغییرات عمده در رژیم غذایی و افزایش بی تحرکی منحرف شد. وضعیت عناصر کمیاب بدن انسان دیگر به اندازه کافی توسط گوشت‌های پرورشی و محصولات زراعی کم‌مغذی که توسط سیستم‌های غذایی کشاورزی موجود تولید می‌شوند، پشتیبانی نمی‌شود. این امر به ویژه در افزایش چربی زایی چاقی و التهاب با درجه پایین که با گذشت زمان از بین نمی رود مشهود است. محیط محدودکننده متابولیک بافت‌های ملتهب باعث فعال شدن و تکثیر جمعیت‌های گذرا و ساکن سلول‌های ایمنی به نفع فنوتیپ‌های پیش التهابی و همچنین بخشی از پاسخ خودایمنی تقویت‌شده می‌شود.

رابطه بین چاقی و ایمنی بسیار پیچیده است. اکثر مطالعات نشان داده اند که چاقی می تواند منجر به ناهنجاری هایی در سیستم ایمنی بدن شود که به نوبه خود خطر ابتلا به برخی بیماری ها مانند دیابت، بیماری های قلبی عروقی و برخی سرطان ها را افزایش می دهد. سطح آنتی بادی برای برخی بیماری های عفونی رابطه‌ی خاص بین چاقی و ایمنی به شرح زیر است:

1. چاقی می تواند منجر به التهاب مزمن شود که به نوبه خود بر عملکرد تنظیمی سیستم ایمنی بدن تأثیر می گذارد و ایمنی را کاهش می دهد. این به این دلیل است که چربی های چاق مجموعه ای از سیتوکین ها و عوامل التهابی مانند اینترلوکین-6 (IL{2}})، فاکتور نکروز تومور (TNF-)، پروتئین واکنشی C (CRP) و غیره را ترشح می کنند. عواملی که باعث پاسخ التهابی می شوند و التهاب مزمن می تواند به سیستم ایمنی آسیب برساند.

2. سلول های چربی برخی از مواد لیپیدی ناسالم مانند اسیدهای چرب آزاد و مواد لیپیدی التهاب زا ترشح خواهند کرد. وجود این مواد باعث اختلال در سیستم ایمنی و کاهش مقاومت آن می شود.

3. چاقی منجر به افزایش تعداد سلول‌های پیش التهابی مانند ماکروفاژها، سلول‌های کشنده طبیعی و سلول‌های T مرتبط با چاقی می‌شود که می‌تواند تعداد زیادی سیتوکین و عوامل التهابی را آزاد کند و وضعیت التهابی را تشدید کند. بدن

4. تکثیر بیش از حد سلول های چربی منجر به نفوذ سلول های ایمنی می شود که بیشتر منجر به التهاب مزمن و اختلال در تنظیم سیستم ایمنی می شود.

در نتیجه، چاقی و چربی می تواند بر سیستم ایمنی بدن تأثیر منفی بگذارد که به نوبه خود خطر ابتلا به برخی بیماری ها را افزایش می دهد. بنابراین، کاهش وزن، بهبود عادات غذایی و حفظ سلامتی می تواند به تقویت سیستم ایمنی شما کمک کند. از این منظر باید به بهبود ایمنی خود توجه ویژه ای داشته باشیم. سیستانچ می تواند به طور قابل توجهی ایمنی را بهبود بخشد. خاکستر گوشت حاوی انواع ترکیبات فعال بیولوژیکی مانند پلی ساکاریدها، دو قارچ، هوانگ لی و غیره است که سلول های مختلف سیستم ایمنی را تحریک کرده و فعالیت ایمنی آنها را افزایش می دهد.

روی مکمل cistanche deserticola کلیک کنید

از آنجایی که مراحل مختلف فعال‌سازی و بهبود ایمنی به در دسترس بودن مواد معدنی خاص برای حفظ یکپارچگی ساختاری پوست و غشاهای مخاطی، فعال شدن و مهاجرت سلول‌های ایمنی، فعال شدن سیستم کمپلمان، و آزادسازی سیتوکین‌ها و کموکاین‌های پیش‌التهابی بستگی دارد. ، این بررسی پیشرفت‌های اخیر در درک ما از سهم مواد معدنی انتخابی در بهینه‌سازی پاسخ‌های پیامدهای ایمنی ذاتی و سازگار را مورد بحث قرار می‌دهد. یک نمای مختصر از جذب، حمل و نقل و تحویل مواد معدنی به بافت‌های بدن در ارتباط با سازگاری متابولیک در نظر گرفته شده است.

کلید واژه ها:

ریز مغذی؛ سوء تغذیه؛ پلاریزاسیون ماکروفاژها؛ ایمنی روده؛ یکپارچگی مخاط؛ مداخله غذایی

1. معرفی

سبک زندگی جدیدی در 80 سال گذشته شکل گرفته است که بیشتر به دلیل تغییر در عادات غذایی و افزایش بی تحرکی است. این شرایط منجر به افزایش چشمگیر شیوع بیماری‌های غیرواگیر، از جمله اختلالات مزمن مرتبط با چهار تغییر متابولیک و فیزیولوژیکی کلیدی (افزایش گلوکز خون، افزایش کلسترول LDL، اضافه وزن یا چاقی بدن، و فشار خون بالا) شده است. نقشه های مراکز کنترل و پیشگیری از بیماری ها به طور موثر افزایش چاقی در ایالات متحده را در این مدت با میانگین افزایش 15 کیلوگرم توده بدن، 4.5 واحد BMI و 18 سانتی متر دور کمر برای یک بزرگسال متوسط ​​دنبال کردند [1]. بنابراین، چاقی بیش از حد تقریباً به یک امر عادی تبدیل شده است و روندهای دیابت تشخیص داده شده به دلیل آسیب تدریجی ناشی از هیپرگلیسمی پایدار و اختلال در عملکرد انسولین در بافت‌های هدف، داده‌های چاقی را با تاخیر 15 تا 20 ساله دنبال می‌کند [2].

تنها 6.8 درصد از بزرگسالان ایالات متحده در سال 2018 از سلامت قلبی متابولیک بهینه برخوردار بودند [3]، موضوعی حیاتی که یک بار دیگر با رابطه چشمگیر بین سلامت متابولیک و خطر پیامدهای شدید COVID{4}} مرتبط با سیستم ایمنی مورد توجه قرار گرفت. اختلال عملکرد واسطه ای که منجر به ایجاد پنومونی (15 درصد) و بیماری شدید (5 درصد) در افراد واکسینه نشده می شود [4]. این ارتباط بین چاقی مفرط و فنوتیپ های ایمنی ضعیف در حال حاضر در سرتاسر جهان مشاهده می شود، زیرا 50 تا 60 درصد از جمعیت به طور معمول به عنوان دارای اضافه وزن یا چاق، و 9 تا 12 درصد به عنوان دیابتی در اروپا [5]، خاورمیانه و منطقه خلیج [6] و آسیای شرقی [7].

اگرچه چهار عامل خطر متابولیک دارای علائم پاتوفیزیولوژیک بسیار متفاوتی هستند، التهاب و استرس اکسیداتیو عوامل اصلی اصلی در توسعه آنها هستند [8-10]. حالات متابولیک مستقیماً بر نشانگرهای سیستمیک التهاب مزمن با درجه پایین تأثیر می گذارد و با فعال شدن سیستم ایمنی در بافت هایی مانند چربی، کبد، پانکراس و عروق ارتباط دارد [11]. سیستم ایمنی ذاتی (گرانولوسیت‌ها و سلول‌های میلوئیدی) از طریق فعال‌سازی گیرنده‌های تشخیص الگو، امکان پاسخ سریع پیش التهابی به آسیب یا عفونت را فراهم می‌کند. با این حال، حل آن به طور قابل توجهی در حالات متابولیک ناسالم به تاخیر می افتد.

سیستم ایمنی تطبیقی ​​(لنفوسیت های B و T) به نوبه خود به شدت به سلول های ایمنی ذاتی برای ارائه آنتی ژن و فعال سازی با واسطه گیرنده بستگی دارد، در غیر این صورت قادر به کنترل موثر واکنش های خود ایمنی نیست. در بافت‌ها، به نظر می‌رسد که این فرآیند توسط ماکروفاژهای بافت گذرا، و همچنین ماکروفاژهای بافت بالغ مشتق‌شده از پیش‌سازهای جنینی که قبل از تولد در محل کاشته شده و خود تجدید می‌شوند، حفظ می‌شود [12].

شکست در حفظ هموستاز متابولیک منجر به یک حالت متابولیک ناسازگار می شود که برای انتشار التهاب به ماکروفاژهای ساکن بافت متکی است [13]. گسترش بافت چربی و ذخیره خارج رحمی تری گلیسیریدها در کبد، ماهیچه و لوزالمعده نیز با واکنش‌های التهابی موضعی به دست می‌آید که امکان افزایش پرفیوژن و بازسازی بافت‌های ساختاری سفت و سخت را فراهم می‌کند [14]. این امر با تنظیم مزمن آبشارهای سیگنالینگ پیچیده که شامل آمین های وازواکتیو (هیستامین و سروتونین)، ایکوزانوئیدها - واسطه های لیپیدی است که قطبش پیش التهابی (پروستاگلاندین ها و ترومبوکسان ها) یا ضد التهابی (لوکوترین ها، لیپوکسین ها، رزولوین ها) را تعریف می کنند، به دست می آید. سیتوکین ها با اثرات پلاریزاسیون مشابه به نظر می‌رسد یک دسته هسته‌ای از مولکول‌های مؤثر که پاسخ‌های پیش‌التهابی را هدایت می‌کنند، شامل TNF-، IL-1 /IL-6/IL-17، IL{10}}/INF- /MCP هستند. -1 [15]، و پیام رسان های فعال سازی طولانی مدت (NF-κB، COX{15}}، iNOS) [16]. در حال حاضر مشخص نیست که ماهیت یک محرک التهابی تا چه اندازه نوع واسطه القا شده را تعیین می کند.

این وضعیت با تغییر در رابطه دو طرفه بین غنا و تنوع میکروبیوتا که سطوح مخاطی دستگاه گوارش یا ریه‌ها و بافت‌های ایمنی زیرین را اشغال می‌کند، پیچیده‌تر می‌شود [17]. یکی از رویکردهای تکاملی رایج برای حفظ یکپارچگی بافت و متابولیسم سالم، حس کردن مولکول‌های مؤثر (آنزیم‌ها، سوبستراها، گیرنده‌ها/لیگاندها) از سلول‌های جداشده است که معمولاً از نظر فضایی همپوشانی ندارند، همانطور که در اپیتلیوم سطحی، اندوتلیوم عروقی، غشای پایه (اپیتلیوم) دیده می‌شود. اتصال مزانشیمی)، و غشای پلاسمایی [13]. مونتاژ NALP3 التهابی در پاسخ به ATP/سموم داخل سلولی نشت‌شده از طریق فعال‌سازی پورنوسپتورهای ماکروفاژ [18]، و همچنین تمایز سلول‌های T تنظیم‌کننده روده در پاسخ به متابولیت‌های ترشح‌شده توسط جامعه میکروبی هم‌زمان [19]، نشان‌دهنده تنظیم دوگانه متابولیک است. وضعیت و حفظ تعادل خوب بین ایمنی و تحمل در دستگاه گوارش.

در نهایت، متغیر دیگری در رابطه بین سلامت متابولیک و ایمنی، غذا است. سیستم‌های غذایی کشاورزی مدرن به پیشرفت‌های قابل توجهی در پرورش محصولات با پروفایل‌های درشت مغذی و تراکم انرژی افزایش یافته و همچنین مجموعه گسترده‌ای از روال‌های تولید و فرآوری را توسعه دادند که مقرون به صرفه بودن، ماندگاری و ایمنی محصولات غذایی امروزی را بهبود بخشید. با این حال، این با از دست دادن عمیق چندین ماده مغذی گیاهی مهم از جمله فیبر غذایی، ریزمغذی ها (ویتامین ها و مواد معدنی ضروری) و مواد شیمیایی گیاهی مانند متابولیت های فنولیک به دست آمد [20]. سوءتغذیه مواد معدنی به ویژه گسترده است اما تعیین کمیت آن دشوار است. کاهش مصرف گوشت‌های اندام، تغییر در منشاء جغرافیایی غذاها، انواع جدید، روش‌های آگرواکولوژیکی کشاورزی و حفظ خاک، و تغییرات گسترده محیطی تا حدی مسئول کاهش مشاهده‌شده است [21]. نقش مهم مواد معدنی به عنوان بخشی از یک رژیم غذایی سالم که در سلامت متابولیک و ایمنی به کار می رود، تحقیقات را در مورد تغییر متابولیسم سلولی تحریک کرده است، که اغلب ناشی از اختلال عملکرد میتوکندری برای تولید نابرابری متابولیک است، که به نوبه خود بر التهاب و تعادل انرژی تأثیر می گذارد. این حوزه‌ها محور بررسی حاضر هستند.

2. التهاب و اختلال متابولیک

التهاب یک پاسخ فیزیولوژیکی به محرک های نامطلوب است که ممکن است فیزیکی، شیمیایی یا بیولوژیکی باشد. این پاسخ معمولاً منجر به بازیابی هموستاز و آپوپتوز سلول های بد عملکرد یا نکروزه توسط ماکروفاژها می شود. در این فرآیند، ماکروفاژها به عنوان قطبش به سمت دو حالت متضاد فعال می شوند، فنوتیپ M1 یا کلاسیک (پیش التهابی) و M2 یا جایگزین (طرف وضوح) [22]. علاوه بر دفاع پاتوژن، ماکروفاژهای M2 سلول های آپوپتوز را پاکسازی می کنند و پاسخ التهابی به IL-4، IL{7}}، IL-13 و سیگنالینگ TGF را کاهش می دهند [23].

اگر محرک های مضر خنثی و حذف نشوند، یا اگر سلول های التهابی آپوپتوز از بافت ملتهب پاک نشوند، مکانیسم التهابی ادامه می یابد و شرایط التهاب مزمن یا خودایمنی می تواند با به کارگیری لنفوسیت های T و تشکیل لنفوئید ایجاد شود. در بافت های متابولیک نفوذ می کند [24]. این فرآیند به ویژه در حالت متابولیک چاقی مرضی که با فعال شدن مداوم سیستم ایمنی ذاتی مشخص می شود که منجر به التهاب حاد می شود مشهود است [25]. حفظ وضعیت M2 ماکروفاژهای ساکن بافت، یک رویکرد جالب برای کاهش واسطه‌های التهابی در گردش و در نتیجه کاهش اختلالات متابولیک مرتبط با التهاب مزمن است.

2.1. التهاب در چاقی

چاقی یک عامل مخدوش کننده در بسیاری از اختلالات متابولیک است. چربی بیش از حد در گردش خون، چه رژیم غذایی باشد و چه ژنتیکی تعیین شده باشد، باعث هیپرپلازی، بازسازی و هیپرتروفی بافت چربی می شود و منجر به افزایش توده چربی به عنوان سازگاری با ذخیره انرژی اضافی می شود. این فرآیندها دارای زمینه های التهابی قابل توجهی هستند و التهاب با تمام مراحل تغییرات متابولیک مرتبط است. اختلال عملکرد متابولیک به طور کلی همراه با التهاب موضعی با درجه پایین، سیگنال دهی کمبود گیرنده انسولین و اختلال هموستاز متابولیک مشاهده می شود [26]. با این حال، سهم دقیق درشت مغذی‌ها (کربوهیدرات‌ها، چربی‌ها، پروتئین‌ها) در ایجاد حالت‌های متابولیک چاقی و پیش التهابی ثابت نشده است.

در حالی که اجماع گسترده‌ای وجود دارد که افزایش سطوح کربوهیدرات‌های حاوی فروکتوز، اسیدهای چرب با زنجیره بلند اشباع، و اسیدهای آمینه شاخه‌دار سلامت متابولیک را مختل می‌کند، دیدگاه‌ها در مورد نقش‌های مختلف آن‌ها به شدت قطبی شده است. این امر با یک ارتباط عمومی شناخته شده U شکل بین خطر مرگ و میر و مصرف کربوهیدرات، با داده های اپیدمیولوژیک از مطالعه PURE در یک افراطی [27] و رژیم غذایی منطقه آبی در سوی دیگر [28] برجسته می شود. این تناقضات از محدودیت‌های ذاتی رویکردهای تک مغذی و ناتوانی در ارتباط یافته‌ها با مصرف همزمان مواد مغذی ناشی می‌شوند. به عنوان مثال، هنگامی که پروتئین در رژیم غذایی توسط کربوهیدرات ها و چربی های قابل هضم به شکل غذاهای فرآوری شده رقیق می شود، "اهرم" پروتئین منجر به دریافت کالری اضافی می شود که منجر به افزایش سطح چاقی و بیماری متابولیک می شود [29].

در سطح مولکولی، فرآیندها تا حدی با افزایش لیپوژنز de novo در کبد، کاهش اکسیداسیون چربی در میتوکندری، تجمع سرامیدهای سمی و دی اسیل گلیسریدها، و فعال شدن mTOR که در نهایت باعث تخریب بستر گیرنده انسولین می‌شود، انجام می‌شود-1 ( IRS-1) زیرلایه می‌کند و منجر به اختلال در عملکرد بافت‌های حساس به انسولین می‌شود [30]. در یک همپوشانی قابل توجه، کمبود در بستر IRS{4}} باعث ایجاد فنوتیپ های پیش التهابی بافت های هدف می شود [31]. مشابه با واسطه‌های متابولیک، سیتوکین‌های التهابی مانند TNF-، IL{7}}، و IL{8}} نیز مسیر سیگنال‌دهی انسولین را که منجر به شرایط متابولیک مقاوم به انسولین می‌شود، مختل می‌کنند [32]. هر دو IL{11}} و TNF- تولید پروتئین C-reactive (CRP) را که یک واکنش دهنده غیراختصاصی اصلی برای فاز التهابی حاد است، که در افراد چاق نیز افزایش می‌یابد، ترویج می‌کنند. این باعث تحریک بیشتر سیستم کمپلمان، فاگوسیتوز و کنترل التهاب در بافت های هدف می شود [33].

سیتوکین ها، مولکول های چسبنده اندوتلیال و واسطه های کموتاکتیک در بافت چربی از هر دو سلول چربی و همچنین ماکروفاژهای مقیم یا گذرا که به بافت نفوذ می کنند منشاء می گیرند [34]. این سیگنال‌ها همچنین مسیر مولکولی دیگری به نام التهاب را در سلول‌های میلوئیدی فعال می‌کنند که بلوغ و ترشح IL-1 و IL-18 توسط ماکروفاژها را واسطه می‌کند [35]. پیام‌رسان‌های پیام‌رسان اثرات موضعی بر روی سلول‌های چربی و سایر سلول‌های ایمنی ساکن (مثلاً نوتروفیل‌ها، سلول‌های B و سلول‌های T) دارند و در اطراف گردش می‌کنند، جایی که بر کبد و ماهیچه‌های اسکلتی تأثیر می‌گذارند. در کبد، این به افزایش انفیلتراسیون با سلول های کوپفر ساکن و ماکروفاژهای کبدی مشتق از مونوسیت ترجمه می شود [36]، در حالی که عضله اسکلتی افزایش انفیلتراسیون ماکروفاژ M1 پیش التهابی را تجربه می کند [37].

2.2. التهاب در دیابت

رابطه بین ایمنی و متابولیسم کربوهیدرات ها دو طرفه است، که هم نقش التهاب در پاتوژنز اختلالات متابولیک و هم تأثیر شرایط متابولیک، از جمله سیگنال دهی التهابی، بر تنظیم سلول های ایمنی را در بر می گیرد [38]. در سطح پاتوفیزیولوژیک، دیابت نوع 2 (T2D) در درجه اول با مقاومت محیطی به انسولین و فرسودگی/تخریب پیشرونده سلول های بتای پانکراس تولید کننده انسولین مشخص می شود [39]. این تغییرات همچنین با افزایش استرس اکسیداتیو همراه است که منجر به اختلال در تنظیم اضافی مسیرهای پلیول، هگزوزامین و پروتئین کیناز C (PKC) و همچنین افزایش در تشکیل محصولات نهایی گلیکاسیون پیشرفته (AGEs) می شود [40] . در واقع، افزایش استرس اکسیداتیو یک عامل خطر اصلی برای شایع ترین عوارض میکروواسکولار دیابتی، از جمله نفروپاتی، رتینوپاتی و نوروپاتی در مراحل بعدی T2D بوده است. نکته مهم این است که در بیماران دیابتی، این شرایط استرس اکسیداتیو بالا به طور مداوم منجر به التهاب پاتولوژیک با درجه پایین می شود [40].

چندین نشانگر التهاب در بیماران مبتلا به دیابت افزایش یافته است، از جمله تعداد لکوسیت ها، IL{0}}، TNF- و CRP [41]. مشابه چاقی، TNF- با القای مقاومت به انسولین از طریق فعال‌سازی IκB کیناز (IKK)، آمینوترمینال کیناز c-Jun (JNK) و فسفوریلاسیون مهاری IRS{5}} در سرم 307 [42]، اختلال متابولیک ایجاد می‌کند. ]. ارتباط نزدیک بین چاقی و مقاومت به انسولین با این واقعیت نشان داده می شود که کاهش تدریجی وزن 5 تا 15 درصد از وزن اولیه بدن طی 3 تا 10 ماه برای بهبود عملکرد سلولی و حساسیت به انسولین در تمام بافت های کلیدی فعال متابولیکی کافی است: کبد، ماهیچه های اسکلتی و چربی [43]. همچنین مدت‌ها مشخص شده است که درمان‌های ضدالتهابی مقاومت به انسولین را کاهش می‌دهند، همانطور که با اسید سالیسیلیک [44]، سالیسیلات‌ها [45] یا آسپرین [46] مشاهده می‌شود، احتمالاً از طریق مهار κB در مسیر التهابی NF-kB. IL{20}} و IL{21}} فعال شده با التهاب، سیتوکین های اصلی هستند که در ایجاد مقاومت به انسولین مرتبط با چاقی و دیابت نقش دارند و نتایج متناقضی برای IL-6 و پایین دست گزارش شده است. مسیر STAT [47].

2.3. التهاب در اختلالات گوارشی

یکی دیگر از برهمکنش های دوسویه بین بافت های گوارشی، میکروبیوتا در مجرای گوارشی، و ایمنی میزبان، که در آن التهاب به شدت درگیر است، اخیراً بیان شده است که اثر ترکیبی بر بیماری های متابولیک دارد [48]. دستگاه گوارش نشان دهنده یک جزء اصلی از سیستم ایمنی است که با حمایت از یکپارچگی سد اپیتلیال روده و شناسایی مواد غذایی و آنتی ژن های میکروبی، هموستاز ایمنی را حفظ می کند. اختلال در سد اپیتلیال زمانی اتفاق می‌افتد که یک لایه دوگانه (معده یا کولون) یا یک لایه (روده کوچک) مخاط دستگاه گوارش کاهش یابد [49]، و کمپلکس‌های پروتئینی اتصال محکم به‌طور نامناسب برای افزایش نفوذ اجزای رژیم غذایی و میکروبی ترکیب شوند. متابولیت ها از طریق مسیر انتقال پاراسلولی [50].

این یک محیط ارائه آنتی ژن منحصر به فرد ایجاد می کند که در آن تحت شرایط نرمال، سلول های ریز چین تخصصی اپیتلیال (M) آنتی ژن های مجرا را تشخیص می دهند و آنها را به فاگوسیت های تک هسته ای (سلول های دندریتیک و ماکروفاژها) و سلول های B ارائه می کنند تا IgA ترشحی اختصاصی آنتی ژن و همچنین IgG سیستمیک را تحریک کنند. تولید [51]. در انسان، این نواحی بیشتر در قسمت انتهایی روده کوچک (ایلئوم) جایی که بارهای میکروبی شروع به افزایش می‌کنند، قرار می‌گیرند [52].

این امکان فعال سازی و تمایز به موقع سلول های Th موثر و تنظیم کننده را عمدتاً از طریق سیگنال دهی IL{0}} و TGF برای سرکوب پاسخ های التهابی سلول های B و T ایجاد شده توسط غذای معمولی، میکروب های معمولی و آنتی ژن های محیطی فراهم می کند [53] . لایه اپیتلیال همچنین تعداد قابل توجهی از خانواده گیرنده های طعم تلخ خارج دهانی (TAS2R، 25 عضو در انسان) را بیان می کند که از حس تلخی در روده پشتیبانی نمی کند، اما در عوض، یک محیط شیمیایی شیمیایی برای تشخیص و پاسخ به ترکیبات شیمیایی رژیم غذایی و میکروبی را فراهم می کند. و جذب آنها را اصلاح کنید [54].

علاوه بر تجمع چربی نابجا و التهاب مزمن در بافت‌های متابولیک کلیدی، حالت‌های متابولیک بیش از حد باعث التهاب بافت‌های گوارشی می‌شود. از آنجایی که بخش‌های مختلف روده عملکردهای مشخصی را در هضم و جذب مواد مغذی انجام می‌دهند، نتایج سلامتی اختلالات التهابی دستگاه گوارش بسیار متغیر است. در حالت طبیعی، اثنی عشر از هضم مواد غذایی با ترشحات پانکراس و صفرا و همچنین جذب آهن، کلسیم و منیزیم پشتیبانی می کند. ژژنوم بیشتر مواد مغذی، ویتامین ها و مواد معدنی را جذب می کند.

ایلئوم اسیدها و مایعات صفراوی را دوباره جذب می کند و روده بزرگ جذب مایع و الکترولیت ها را کامل می کند. این جدایی عملکردی تا حدی مسئول تظاهرات مختلف مرتبط با اختلالات گوارشی است، زیرا بیماری سلیاک عمدتاً دوازدهه/ژژونوم را تحت تأثیر قرار می دهد، بیماری کرون در ایلئوم متمرکز است و به روده بزرگ گسترش می یابد و کولیت اولسراتیو عمدتاً روده بزرگ را تحت تأثیر قرار می دهد که از مقعد شروع می شود. به همین دلیل، کمبود مواد معدنی اولیه در بیماران سلیاک عبارتند از آهن، کلسیم، منیزیم و تا حدی روی، مس و سلنیوم [55].

سوء جذب مواد معدنی در بیماران کرون متغیر است اما به طور کلی شامل آهن، کلسیم، منیزیم و روی است [56]. بیماران مبتلا به کولیت اولسراتیو کمتر مستعد کمبود مواد معدنی هستند اما به مقادیر بیشتری روی، مس و سلنیوم برای بهبود زخم نیاز دارند [57]. عملکرد مانع تغییر یافته اپیتلیال در همه شرایط IBD وجود دارد و به صورت افزایش جریان نشت آب و املاح که منجر به افزایش تظاهر آنتی ژن، التهاب بافتی و اسهال می شود، ظاهر می شود [58].

3. متابولیسم سلول های ایمنی و برنامه ریزی مجدد متابولیک

سیستم ایمنی دارای انواع مختلفی از سلول ها در حالت پایدار خود است که در شرایط مختلف برای پاسخ به عفونت، التهاب و تغییرات در جریانات متابولیک فعال می شوند. این پاسخ‌ها شامل تغییرات متعدد در مسیرهای انتقال سیگنال و شبکه‌های بیان ژن برای انجام عملکردهای مناسب مانند تولید سیتوکین‌ها، آنزیم‌های بازسازی بافت، واسطه‌ها و گازهای سمی هستند تا بتوانند از طریق بافت‌ها مهاجرت کنند و/یا تحت تقسیم و تکثیر سلولی قرار گیرند. چنین تغییراتی توسط تغییرات ناگهانی در فرآیندهای متابولیک اساسی پشتیبانی می شود که سلول های ایمنی را با انرژی و پیش سازهای زیستی برای ارتباط با عملکردهای ایمنی مورد نیاز تأمین می کند. بنابراین، بیوانرژتیک سلولی هم به عنوان یک حسگر و هم به عنوان عامل اساسی پاسخ ایمنی عمل می کند و این امر در حالت های متابولیکی پاتولوژیک آشکارتر می شود.

3.1. بافت ملتهب یک محیط متابولیک محدود کننده است

متابولیسم سلولی شامل شبکه‌ای از واکنش‌های بیوشیمیایی است که از مواد مغذی و ریز عناصر برای تولید انرژی، معادل‌های ردوکس و ماکرومولکول‌های خاص برای نوع و عملکرد سلول استفاده می‌کند. این معمولاً ابتدا از طریق گلیکولیز در سیتوزول و متعاقب آن فسفوریلاسیون اکسیداتیو میتوکندری در حضور اکسیژن به دست می آید. با این حال، سلول‌هایی که به سرعت تکثیر می‌شوند، مانند تومورها و سلول‌های ایمنی فعال‌شده، به منابع انرژی سریع‌تری نیاز دارند و با کاهش کارایی متابولیک و تقریباً منحصراً تکیه بر واکنش‌های گلیکولیتیک سریع‌تر در سیتوزول، به آن‌ها دست می‌یابند.

این به آن‌ها اجازه می‌دهد تا برای مواد مغذی ضروری و ریز عناصر حیاتی برای بقای خود از سایر سلول‌ها و بافت‌ها پیشی بگیرند [59]. مسیرهای گلیکولیز هوازی و پنتوز فسفات، حالت‌های متابولیکی اصلی ماکروفاژهای فعال M1، نوتروفیل‌ها (ترکیدن تنفسی و کموتاکسی)، سلول‌های دندریتیک بیان‌کننده iNOS، لنفوسیت‌ها (سلول‌های T عامل، سلول‌های لنفوسیت B طبیعی تحریک‌شده با LPS) هستند. از طرف دیگر، سلول‌های ایمنی فعال شده برای رفع التهاب مانند ماکروفاژهای M2 و سلول‌های T تنظیم‌کننده به جای آن به فسفوریلاسیون اکسیداتیو ناشی از اکسیداسیون اسیدهای چرب متکی هستند [60].

بقای سلول های ایمنی فعال شده در محیط متابولیکی محدود کننده به جذب رقابتی گلوکز و بیان ناقل های مربوطه در سطح سلول بستگی دارد. به همین دلیل، بسیاری از آسیب شناسی های پیش التهابی حداقل حالت گذرا، اما اغلب طولانی مدت مقاومت به انسولین را در بافت میزبان ایجاد می کنند. این در بیماران مبتلا به سپسیس [61]، آسیب سوختگی [62] و حاملگی طبیعی [63] مشاهده می شود.

افزایش در دسترس بودن گلوکز برای گلیکولیز هوازی، پیش سازهای بیوسنتزی ضروری برای سنتز نوکلئوتیدها، اسیدهای آمینه، و لیپیدهای سلول های به سرعت در حال رشد و تکثیر را فراهم می کند. تغییرات متابولیکی تا حدی توسط تعامل آنزیم های گلیکولیتیک مانند GAPDH با ترجمه mRNA IFN- و IL{1}} پشتیبانی می شود تا از تولید نامحدود سیگنال های پیش التهابی پس از تنظیم مثبت گلیکولیز اطمینان حاصل شود [64]، و همچنین فعالیت تنظیم کننده های گلیکولیتیک مانند HIF{4}} در شرایط هیپوکسی ریزمحیط [65].

3.2. برنامه ریزی مجدد متابولیک در طول فعال سازی سلول های ایمنی

انتخاب فعال مسیرهای متابولیک سلول‌های ایمنی را قادر می‌سازد تا با نیازهای عملکردی خود سازگار شوند، اما در عین حال، وضعیت متابولیک میزبان مستقیماً بر فنوتیپ و عملکرد سلول‌های ایمنی تأثیر می‌گذارد. چندین ماده معدنی برای انتقال کافی بین حالت‌های استراحت و فعال سیستم ایمنی، فعالیت آنزیم‌های محدودکننده سرعت در مسیرهای بیوشیمیایی مربوطه، و فاکتورهای رونویسی مسئول فعال‌سازی شبکه‌های بیان ژن هدف مهم هستند (شکل 1).

3.2.1. نوتروفیل ها

نوتروفیل ها زیرجمعیتی از گرانولوسیت ها (لکوسیت ها) هستند که در خون فراوان و در بافت های سالم نادر هستند. این سلول های ایمنی یکی از اولین پاسخ دهندگان گذرا هستند که حالت های پیش التهابی را از طریق ترشح الاستاز 2، TNF- و MCP{3}} منتشر می کنند [47]. نوتروفیل ها باقی مانده ها را فاگوسیتوز می کنند، رگ زایی را تقویت می کنند و اجازه گسترش و ترمیم بافت را می دهند. آنها مقادیر بسیار کمی از اکسیژن مصرف می کنند و عمدتاً به گلیکولیز هوازی برای تولید ATP متکی هستند. یک شار بالا از طریق مسیر گلیکولیتیک پس از فعال‌سازی از طریق مسیر پنتوز فسفات برای تولید NADPH و آنیون‌های سوپراکسید (ترکیدن اکسیداتیو) هدایت می‌شود. نوتروفیل ها همچنین سطوحی از اکسیداسیون اسیدهای چرب و گلوتامینولیز را حفظ می کنند [66].

3.2.2. ماست سل ها

ماست سل ها دسته دیگری از سلول های خونساز ساکن بافت بسیار گرانوله هستند که عوامل اصلی آلرژی های ناشی از IgE و همچنین اختلالات مغز، دستگاه گوارش و بافت چربی هستند. آنها با آزادسازی هیستامین، لکوترین ها، TNF- و سیتوکین های مرتبط با Th2-مانند IL-4، IL-6، IL{{7} تحت گرانولاسیون فاز اولیه و فعال شدن در اواخر فاز قرار می گیرند. }، و IL-13. به نظر می رسد هر دو فسفوریلاسیون اکسیداتیو و گلیکولیز برای واکنش های سریع آلرژیک حیاتی هستند، در حالی که گلیکولیز یک مسیر انرژی غالب برای فعال سازی غیر IgE است [67].

For more information:1950477648nn@gmal.com