隨著現代以瘦為美和以瘦為健康的觀點流行,大家越來越追求瘦了。為了能夠降低體重,無所不用其極,節食、服用已被證明對身體有害的減肥藥、瘋狂的鍛鍊……恨不得把體脂率降到零,但是體內的脂肪真的是越低越好嗎?
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西布曲明(圖源:CCTV13)
答案顯然不是。近期科學家發現,體內的脂肪酸是啟動免疫系統的關鍵物質——脂肪酸可以幫助免疫細胞迅速擴增,從而提高免疫力。那麼脂肪酸到底是如何促進免疫系統發揮功效的呢?
科學家通過動物實驗發現了脂肪幫助免疫系統對抗感染的可能機制,研究結果發表在權威科學雜誌《自然通訊》中
免疫系統、免疫細胞和造血幹細胞
免疫系統是我們人體最為重要的一個系統之一。它是人體的「鎧甲」,它對外保護人體免受外界病原微生物的侵襲,同時,它對內還能監視自身身體情況,清除發生異常情況的細胞(比如癌變的細胞)。免疫系統由免疫器官、免疫細胞以及免疫細胞分泌的免疫活性物質組成。
淋巴器官由扁桃體、腺樣體、淋巴結、骨髓、闌尾、脾、胸腺等組成。
(圖源:https://www.aaiclinics.com/strengthen-immune-system/)
其中,免疫細胞是免疫系統中最重要的一個組成部分,在免疫應答中發揮著關鍵作用。免疫細胞俗稱白細胞,主要由T淋巴細胞、B淋巴細胞、漿細胞、自然殺傷細胞、單核巨噬細胞以及嗜中性粒細胞、嗜酸性粒細胞、嗜鹼性粒細胞等組成。它們各司其職,比如漿細胞可以分泌抗體攻擊目標;單核巨噬細胞可以直接吞噬侵入的微生物;記憶B/T細胞可以記住侵入病原體的特徵,當該病原體再次侵入時,可以快速啟動免疫反應;自然殺傷細胞通過分泌腫瘤壞死因子等免疫物質,殺死體內的腫瘤細胞或侵入的病菌……不過,這些種類繁多的免疫細胞均來源於一種被稱為造血幹細胞的細胞。
免疫細胞種類繁多,發揮著不同的作用,它們均從造血幹細胞分化而來
(圖源:https://vectormine.com/item/immune-system-cells-vector-illustration-diagram/)
造血幹細胞是一種具有不斷自我更新和多向分化增殖能力的幹細胞,它存在於骨髓中,能夠分化成所有類型的血液細胞,包括紅細胞、血小板及各類免疫細胞(白細胞)。當病菌侵入人體之後,造血幹細胞將迅速分化增殖,為機體提供大量的免疫細胞,投入到清除病菌的戰鬥中。
脂肪和造血幹細胞的分化
在實驗中,科學家將沙門桿菌注入老鼠體內用以誘發感染,從而觀察免疫反應。沙門桿菌是一種常見的病原性腸道細菌,能夠引起噁心、嘔吐、腹瀉等症狀,治療不及時也可造成感染者死亡。當感染沙門桿菌一段時間之後,老鼠體內的免疫系統開始啟動,造血幹細胞開足馬力不斷分化生成各類免疫細胞。
而在造血幹細胞開始不斷增殖分化前,科學家觀測到老鼠血液中的脂肪酸含量大幅度升高。隨後脂肪酸進入造血幹細胞內,促使造血幹細胞的代謝產能方式發生改變——由糖酵解供能向依靠脂肪酸的β氧化供能轉變。糖酵解是細胞的一種無氧代謝方式,細胞內的糖在無氧狀態下不完全代謝,產生少量的能量。而脂肪酸的β氧化代謝是一種有氧代謝,在氧氣的參與下,脂肪酸被完全分解為水和二氧化碳,同時釋放出大量能量供給細胞進行活動。
造血幹細胞在不斷分化成免疫細胞的過程需要大量的能量,正是感染後從大幅度增高的脂肪酸為造血幹細胞的分化提供了源源不斷的能量。
跨膜蛋白CD36
而細胞外的脂肪酸想要進入造血幹細胞,還得依靠一種被稱為人類白細胞分化抗原 36 (cluster of differentiation 36, CD36)的跨膜蛋白。CD36是是一種具有特殊頸環結構的單鏈跨膜蛋白,位於多種細胞(如造血幹細胞、心肌細胞、肌肉細胞、吞噬細胞、脂肪細胞等)的細胞膜上。它是長鏈脂肪酸的受體和轉運器,它能夠與血液中的脂肪酸結合,並幫助脂肪酸順利通過細胞膜進入造血幹細胞內。進入到細胞內的脂肪酸會被轉運到線粒體中進行有氧代謝。
CD36蛋白結構示意圖,圖源:《CD36在炎症反應和脂質代謝中的作用》
科學家觀測到當小鼠感染沙門桿菌之後,感染誘使造血幹細胞表面的CD36表達增強,CD36的數量上升,活性提升。這些增強的跨膜蛋白加速將血液中的脂肪酸轉運入造血幹細胞內。當利用生物學技術抑製造血幹細胞細胞膜表面CD36的表達之後,脂肪酸無法進入造血幹細胞內,造血幹細胞則由於缺乏足夠的能量無法進入正常分化程序,最終導致感染沙門桿菌的實驗鼠死亡率急劇增高。
科學家通過這次發現,感染可以刺激血液中脂肪酸含量增高,同時刺激造血幹細胞表面的CD36表達增強,大量的脂肪酸被快速轉運入造血幹細胞,確保造血幹細胞有足夠的能量分化為免疫細胞,最終戰勝感染。這種「脂肪酸燃料助推」工作機制的發現,為科學家未來試圖通過提高自身免疫力來對抗感染提供了一個新的思路,同時,也為未來解決藥物耐藥性問題提供了一個新的思路。但是,該研究並未驗證增高的脂肪酸是從哪裡而來,也並未完全掌握造血幹細胞CD36在感染時為什麼會表達增加的機制,因此,還需要繼續研究以回答這兩個問題。
對我們而言,追求苗條的身材沒有錯,但是不可走極端,單純的以瘦為美和以瘦為健康不可取。
體內的脂肪過低,除了會降低免疫力以外,還有很多其他危害,比如出現內分泌系統的紊亂、情緒暴躁、焦慮、骨質疏鬆、脂溶性維生素吸收受阻、能量供應不足,甚至還可以損害心臟功能健康,危及生命。
當然,脂肪也不能過多,過多的脂肪可以引起多種疾病,甚至可能會引起腫瘤。科學家也在猜測,脂肪酸燃料助推造血幹細胞分化的原理,是否也是導致腫瘤發生的原理——脂肪酸同樣可能可以促使腫瘤細胞從無氧代謝轉入有氧代謝,加速腫瘤細胞的複製擴增——畢竟大多數腫瘤也是發生在脂肪豐富的組織之中。
因此,建議大家均衡飲食,保持身材勻稱才有助健康。
作者:張遠超(主治醫生)
審稿:李斌(中國細胞生物學學會科普工作委員會主任、上海交通大學醫學院上海市免疫學研究所副所長、研究員)
文章由騰訊「全民愛科學」團隊推出
本文來自科普中國