المعادن الأساسية والتكيف الأيضي للخلايا المناعية الجزء الأول

خلاصة:

انحرفت أنماط الحياة الحديثة بشكل كبير عن روتين الأجداد نحو تحولات كبيرة في النظم الغذائية وزيادة الاستقرار. لم تعد حالة العناصر النزرة لجسم الإنسان مدعومة بشكل كافٍ باللحوم المستزرعة وسلع المحاصيل ذات المغذيات الدقيقة الأدنى التي تنتجها النظم الغذائية الزراعية الحالية. يتضح هذا بشكل خاص في زيادة تولد الشحوم والالتهابات منخفضة الدرجة التي تفشل في حلها مع مرور الوقت. تعمل البيئة التقييدية الأيضية للأنسجة الملتهبة على تنشيط وتكاثر مجموعات الخلايا المناعية العابرة والمقيمة لصالح الأنماط الظاهرية المؤيدة للالتهابات ، فضلاً عن جزء من الاستجابة المناعية الذاتية المحسنة.

العلاقة بين السمنة والمناعة معقدة للغاية. أظهرت معظم الدراسات أن السمنة يمكن أن تؤدي إلى تشوهات في جهاز المناعة ، والتي بدورها تزيد من خطر الإصابة بأمراض معينة ، مثل مرض السكري وأمراض القلب والأوعية الدموية وبعض أنواع السرطان. مستويات الأجسام المضادة لبعض الأمراض المعدية. فيما يلي العلاقة المحددة بين السمنة والمناعة:

1. يمكن أن تؤدي السمنة إلى التهاب مزمن ، والذي بدوره يؤثر على الوظيفة التنظيمية لجهاز المناعة ويقلل من المناعة. وذلك لأن الدهون البدينة تفرز سلسلة من السيتوكينات والعوامل الالتهابية ، مثل الإنترلوكين -6 (IL -6) وعامل نخر الورم (TNF-) والبروتين التفاعلي C (CRP) ، إلخ. ، أي العوامل التي تسبب الاستجابة الالتهابية ، ويمكن أن يؤدي الالتهاب المزمن إلى إتلاف جهاز المناعة.

2. تفرز الخلايا الدهنية بعض المواد الدهنية غير الصحية ، مثل الأحماض الدهنية الحرة والمواد الدهنية الالتهابية. إن وجود هذه المواد يتداخل مع جهاز المناعة ويقلل من مقاومته.

3. تؤدي السمنة إلى زيادة عدد الخلايا المسببة للالتهابات ، مثل البلاعم ، والخلايا القاتلة الطبيعية ، والخلايا التائية المرتبطة بالسمنة ، والتي يمكن أن تطلق عددًا كبيرًا من السيتوكينات والعوامل الالتهابية ، مما يؤدي إلى تفاقم الحالة الالتهابية. الجسم.

4. يؤدي التكاثر المفرط للخلايا الشحمية إلى تسلل الخلايا المناعية ، مما يؤدي إلى التهاب مزمن وخلل في نظام المناعة.

في الختام ، يمكن أن تؤثر السمنة والدهون سلبًا على جهاز المناعة ، مما يؤدي بدوره إلى زيادة خطر الإصابة بأمراض معينة. لذلك ، فإن إنقاص الوزن وتحسين عاداتك الغذائية والحفاظ على صحة جيدة يمكن أن يساعد في تعزيز جهاز المناعة لديك. من وجهة النظر هذه ، نحن بحاجة إلى إيلاء اهتمام خاص لتحسين مناعتنا. يمكن أن يحسن القسطرة المناعة بشكل كبير. يحتوي رماد اللحوم على مجموعة متنوعة من المكونات النشطة بيولوجيًا ، مثل السكريات ، واثنين من الفطر ، وهوانغ لي ، وما إلى ذلك. تحفيز خلايا مختلفة من جهاز المناعة وزيادة نشاطها المناعي.

انقر فوق الملحق cistanche deserticola

نظرًا لأن مراحل مختلفة من تنشيط المناعة وحلها تعتمد على توافر معادن محددة للحفاظ على السلامة الهيكلية للجلد والأغشية المخاطية ، وتفعيل الخلايا المناعية وهجرتها ، وتفعيل النظام التكميلي ، وإطلاق السيتوكينات والكيموكينات المؤيدة للالتهابات ، تناقش هذه المراجعة التطورات الحديثة في فهمنا لمساهمة معادن منتقاة في تحسين استجابات النتائج المناعية الفطرية والتكيفية. يتم النظر في عرض مختصر لامتصاص المعادن ونقلها وإيصالها إلى أنسجة الجسم فيما يتعلق بالتكيف الأيضي.

الكلمات الدالة:

المغذيات الدقيقة. سوء التغذية؛ استقطاب الضامة مناعة معوية سلامة الغشاء المخاطي التدخل الغذائي.

1 المقدمة

تطور نمط حياة جديد في الثمانين عامًا الماضية ، ويرجع ذلك في الغالب إلى التغيرات في العادات الغذائية وزيادة الاستقرار. أدت هذه الحالات إلى زيادة كبيرة في انتشار الأمراض غير المعدية ، بما في ذلك الاضطرابات المزمنة المرتبطة بأربعة تغيرات استقلابية وفسيولوجية رئيسية (ارتفاع نسبة الجلوكوز في الدم ، وزيادة نسبة الكوليسترول الضار ، وزيادة الوزن أو السمنة ، وارتفاع ضغط الدم). تتبعت خرائط مراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها بشكل فعال ارتفاع معدلات السمنة في الولايات المتحدة خلال هذا الوقت ، بمتوسط ​​زيادة تقدر بـ 15 كجم من كتلة الجسم ، و 4.5 وحدة من مؤشر كتلة الجسم ، و 18 سم من محيط الخصر لشخص بالغ متوسط ​​[1]. وهكذا أصبحت السمنة الزائدة تقريبًا هي القاعدة ، واتجاهات تشخيص مرض السكري تراجعت عن بيانات السمنة بتأخير 15-20 سنة بسبب الضرر التدريجي من ارتفاع السكر في الدم المستمر وضعف عمل الأنسولين في الأنسجة المستهدفة [2].

كان 6.8 بالمائة فقط من البالغين في الولايات المتحدة يتمتعون بصحة مثالية لأمراض القلب في عام 2018 [3] ، وهي مشكلة حرجة تم تسليط الضوء عليها مرة أخرى من خلال العلاقة المذهلة بين الصحة الأيضية وخطر نتائج COVID الشديدة -19 المرتبطة بالمناعة - خلل وظيفي يؤدي إلى تطور الالتهاب الرئوي (15 في المائة) ومرض شديد (5 في المائة) لدى الأفراد غير الملقحين [4]. لوحظ الآن هذا الارتباط بين السمنة المفرطة والأنماط الظاهرية المناعية المتدهورة في جميع أنحاء العالم ، حيث يتم تصنيف 50-60٪ من السكان بشكل روتيني على أنهم يعانون من زيادة الوزن أو السمنة ، و9-12٪ على أنهم مرضى السكري ، في كل من أوروبا [5] والشرق الأوسط و منطقة الخليج [6] ، وشرق آسيا [7].

على الرغم من أن عوامل الخطر الأيضية الأربعة لها إشارات مختلفة جدًا فيزيولوجية مرضية ، فإن الالتهاب والإجهاد التأكسدي هما العاملان الرئيسيان المشتركان في تطورها [8-10]. تؤثر حالات التمثيل الغذائي بشكل مباشر على العلامات الجهازية للالتهاب المزمن منخفض الدرجة وترتبط بتنشيط المناعة في الأنسجة مثل الدهون والكبد والبنكرياس والأوعية الدموية [11]. يسمح الجهاز المناعي الفطري (الخلايا الحبيبية والخلايا النخاعية) بالاستجابة السريعة للالتهابات للإصابة أو العدوى عن طريق تنشيط مستقبلات التعرف على الأنماط ؛ ومع ذلك ، فإن حلها يتأخر بشكل كبير في حالات التمثيل الغذائي غير الصحية.

يعتمد الجهاز المناعي التكيفي (الخلايا الليمفاوية B و T) بدوره بشكل حاسم على الخلايا المناعية الفطرية لعرض المستضد والتنشيط بوساطة المستقبلات ، وإلا فإنه غير قادر على التحكم بفعالية في تفاعلات المناعة الذاتية. في الأنسجة ، يبدو أن هذه العملية يتم الحفاظ عليها من خلال الضامة النسيجية العابرة ، وكذلك الضامة النسيجية الناضجة المشتقة من السلائف الجنينية المزروعة في مكانها قبل الولادة والمتجددة ذاتيًا [12].

يؤدي الفشل في الحفاظ على التوازن الأيضي إلى حالة استقلابية غير قادرة على التكيف تعتمد على الضامة المقيمة في الأنسجة لنشر الالتهاب [13]. يتم أيضًا توسيع الأنسجة الدهنية وتخزين الدهون الثلاثية خارج الرحم في الكبد والعضلات والبنكرياس من خلال التفاعلات الالتهابية الموضعية التي تسمح بزيادة التروية وإعادة تشكيل الأنسجة الصلبة الهيكلية. يتم تحقيق ذلك عن طريق الانتفاخ المزمن لشلالات الإشارات المعقدة التي تشمل الأمينات النشطة في الأوعية (الهستامين والسيروتونين) ، eicosanoids - وسطاء الدهون التي تحدد المؤيدة للالتهابات (البروستاجلاندين والثرموبوكسانات) أو مضادات الالتهاب (الليكوترين ، الليبوكسين ، الريسولفين) ، وكذلك السيتوكينات ذات تأثيرات الاستقطاب المماثلة. يبدو أن المجموعة الأساسية من جزيئات المستجيب التي تحرك الاستجابات المؤيدة للالتهابات تشمل TNF- و IL -1 / IL -6 / IL -17 و IL -18 / INF- / MCP -1 [15] ، ورسل التنشيط المطول (NF-κB، COX -2، iNOS) [16]. ليس من الواضح حاليًا إلى أي مدى تملي طبيعة المحفز الالتهابي نوع الوسيط المستحث.

يزداد هذا الوضع تعقيدًا بسبب التغيير في العلاقة ذات الاتجاهين بين ثراء وتنوع الكائنات الحية الدقيقة التي تحتل الأسطح المخاطية في الجهاز الهضمي أو الرئتين ، والأنسجة المناعية الأساسية [17]. يتمثل أحد الأساليب التطورية الشائعة للحفاظ على سلامة الأنسجة والتمثيل الغذائي الصحي في استشعار جزيئات المستجيب (الإنزيمات / الركائز والمستقبلات / الروابط) من الخلايا المعزولة التي لا تتداخل عادةً مكانيًا ، كما يظهر في الظهارة السطحية والبطانة الوعائية والأغشية القاعدية (الظهارية- اتصال اللحمة المتوسطة) ، وأغشية البلازما [13]. يشير تجميع الجسيم الملتهب NALP3 استجابةً لتسرب ATP / السموم داخل الخلايا عن طريق تنشيط مستقبلات الخلايا الضامة [18] ، بالإضافة إلى تمايز الخلايا التائية المنظمة المعوية استجابةً للمستقلبات التي يفرزها المجتمع الميكروبي المتكافئ [19] ، يشير إلى التنظيم المزدوج لعملية التمثيل الغذائي حالة والحفاظ على توازن دقيق بين المناعة والتسامح في الجهاز الهضمي.

أخيرًا ، هناك متغير آخر في العلاقة بين التمثيل الغذائي والصحة المناعية وهو الغذاء. حققت أنظمة الأغذية الزراعية الحديثة تقدمًا كبيرًا في تربية المحاصيل مع زيادة سمات المغذيات الكبيرة وكثافة الطاقة ، بالإضافة إلى تطوير مجموعة واسعة من إجراءات التصنيع والمعالجة التي حسنت القدرة على تحمل التكاليف ومدة الصلاحية وسلامة المنتجات الغذائية المعاصرة. تم تحقيق ذلك ، مع ذلك ، بفقدان عميق للعديد من المغذيات النباتية الهامة بما في ذلك الألياف الغذائية والمغذيات الدقيقة (الفيتامينات والمعادن الأساسية) والمواد الكيميائية النباتية مثل المستقلبات الفينولية [20]. ينتشر سوء التغذية المعدني بشكل خاص ولكن يصعب قياسه. انخفاض استهلاك اللحوم العضوية ، والتغيرات في الأصل الجغرافي للأغذية ، والأصناف الجديدة ، وطرق الزراعة الإيكولوجية للزراعة والحفاظ على التربة ، والتغيرات البيئية واسعة النطاق هي المسؤولة جزئيًا عن التخفيضات الملحوظة [21]. حفز الدور المهم للمعادن كجزء من نظام غذائي صحي لأنه ينطبق على التمثيل الغذائي والصحة المناعية البحث في التمثيل الغذائي الخلوي المتغير ، والذي غالبًا ما يكون مدفوعًا بخلل في الميتوكوندريا لإنتاج التفاوت الأيضي ، والذي بدوره يؤثر على الالتهاب وتوازن الطاقة. هذه المجالات هي محور هذا الاستعراض.

2. التهاب وخلل التمثيل الغذائي

الالتهاب هو استجابة فسيولوجية للمنبهات الضارة ، والتي قد تكون فيزيائية أو كيميائية أو بيولوجية. تؤدي الاستجابة عادةً إلى استعادة التوازن والاستماتة للخلايا المعطلة أو النخرية بواسطة الضامة. في هذه العملية ، تخضع البلاعم للتنشيط كاستقطاب نحو حالتين متعاكستين ، M1 أو النمط الظاهري الكلاسيكي (المؤيد للالتهاب) و M2 أو النمط الظاهري البديل (المؤيد للقرار) [22]. بالإضافة إلى دفاع العامل الممرض ، تزيل الضامة M2 الخلايا المبرمجة وتقلل من الاستجابة الالتهابية لإشارات IL -4 و IL -10 و IL -13 و TGF- [23].

إذا لم يتم تحييد المنبهات الضارة وإزالتها ، أو إذا لم يتم إزالة الخلايا الالتهابية الأبوطوزية من الأنسجة الملتهبة ، تستمر آلية الالتهاب ، ويمكن أن تتطور حالة الالتهاب المزمن أو المناعة الذاتية مع تجنيد الخلايا اللمفاوية التائية وتشكيل اللمفاويات تتسرب إلى الأنسجة الأيضية [24]. تتجلى هذه العملية بشكل خاص في الحالة الأيضية للسمنة المرضية التي تتميز بالتنشيط المستمر لجهاز المناعة الفطري الذي يؤدي إلى التهاب حاد [25]. قد يكون الحفاظ على الحالة M2 للبلاعم المقيمة في الأنسجة نهجًا مثيرًا للاهتمام لتقليل الوسطاء الالتهابيين المنتشرين وبالتالي التخفيف من الاضطرابات الأيضية المرتبطة بالالتهاب المزمن.

2.1. التهاب في السمنة

السمنة عامل مربك في العديد من اضطرابات التمثيل الغذائي. الدهون الزائدة في الدورة الدموية ، سواء كانت غذائية أو وراثية ، تؤدي إلى تضخم الأنسجة الدهنية وإعادة تشكيلها وتضخمها ، وتؤدي إلى زيادة كتلة الدهون كتكيف مع تخزين الطاقة الإضافي. هذه العمليات لها أسس التهابية كبيرة ، والالتهاب مرتبط بجميع مراحل التغيرات الأيضية. لوحظ الخلل في التمثيل الغذائي بشكل عام مع الالتهاب الموضعي منخفض الدرجة ، ونقص إشارات مستقبلات الأنسولين ، واضطراب التوازن الأيضي [26]. ومع ذلك ، لم يتم إثبات المساهمة الدقيقة للمغذيات الكبيرة الفردية (الكربوهيدرات ، والدهون ، والبروتينات) في تطوير حالات التمثيل الغذائي التي تسبب السمنة والالتهابات.

في حين أن هناك إجماعًا واسعًا على أن المستويات المتزايدة من الكربوهيدرات المحتوية على الفركتوز والأحماض الدهنية المشبعة طويلة السلسلة والأحماض الأمينية متفرعة السلسلة تضعف صحة التمثيل الغذائي ، فإن الآراء حول أدوارها المختلفة مستقطبة للغاية. يتم إبراز هذا من خلال ارتباط معترف به بشكل عام على شكل حرف U بين خطر الوفاة واستهلاك الكربوهيدرات ، مع البيانات الوبائية من دراسة PURE عند أحد الأطراف [27] وأنظمة المنطقة الزرقاء الغذائية في الطرف الآخر [28]. تنشأ هذه التناقضات من القيود المتأصلة في مناهج المغذيات الفردية ، وعدم القدرة على ربط النتائج بمتناول المغذيات المتزامنة. على سبيل المثال ، عندما يتم تخفيف البروتين في النظام الغذائي عن طريق الكربوهيدرات والدهون القابلة للهضم بسهولة في شكل أطعمة مصنعة ، ينتج عن "زيادة" البروتين في تناول السعرات الحرارية الزائدة ، مما يؤدي إلى ارتفاع مستويات السمنة وأمراض التمثيل الغذائي [29].

على المستوى الجزيئي ، يتم التوسط جزئيًا في العمليات من خلال زيادة تكوين الدهون في الكبد ، وانخفاض أكسدة الدهون في الميتوكوندريا ، وتراكم السيراميدات السامة و diacylglycerides ، وتنشيط mTOR الذي يؤدي في النهاية إلى تدهور ركيزة مستقبل الأنسولين -1 ( IRS -1) الركيزة وتؤدي إلى خلل في الأنسجة الحساسة للأنسولين [30]. في تداخل ملحوظ ، تؤدي أوجه القصور في ركيزة IRS -1 إلى ظهور الأنماط الظاهرية المسببة للالتهابات للأنسجة المستهدفة [31]. على غرار وسطاء التمثيل الغذائي ، فإن السيتوكينات الالتهابية مثل TNF- و IL -6 و IL -1 تضعف أيضًا مسار إشارات الأنسولين الذي يؤدي إلى حالات استقلاب مقاومة للأنسولين [32]. يعمل كل من IL -6 و TNF على تعزيز الإنتاج الكبدي للبروتين التفاعلي C (CRP) ، وهو متفاعل رئيسي غير محدد لمرحلة الالتهاب الحادة ، والذي يزداد أيضًا في الأشخاص الذين يعانون من السمنة المفرطة. هذا يحفز النظام التكميلي ، يتوسط البلعمة ، ويسيطر على الالتهاب في الأنسجة المستهدفة [33].

السيتوكينات وجزيئات الالتصاق البطانية والوسطاء الكيميائي داخل الأنسجة الدهنية تنشأ من كل من الخلايا الشحمية ، وكذلك الضامة المقيمة أو العابرة التي تتسلل إلى الأنسجة [34]. تنشط هذه الإشارات أيضًا مسارًا جزيئيًا آخر ، يسمى الجسيم الملتهب ، في الخلايا النخاعية الذي يتوسط نضوج وإفراز IL -1 و IL -18 بواسطة البلاعم [35]. يكون لمرسلي الإشارات تأثيرات محلية على الخلايا الشحمية والخلايا المناعية المقيمة الأخرى (مثل العدلات والخلايا البائية والخلايا التائية) ، وتنتشر في المحيط ، حيث تؤثر على الكبد والعضلات الهيكلية. في الكبد ، يُترجم هذا إلى زيادة التسلل مع خلايا كوبفر المقيمة والضامة الكبدية المشتقة من الخلية الوحيدة [36] ، بينما زادت تجارب العضلات الهيكلية من تسلل البلاعم M1 المؤيد للالتهابات [37].

2.2. التهاب في مرض السكري

العلاقة بين المناعة والتمثيل الغذائي للكربوهيدرات ثنائية الاتجاه ، وتشمل دور الالتهاب في التسبب في اضطرابات التمثيل الغذائي وتأثير حالة التمثيل الغذائي ، بما في ذلك الإشارات الالتهابية ، على تنظيم الخلايا المناعية [38]. على المستوى الفيزيولوجي المرضي ، يتميز مرض السكري من النوع 2 (T2D) في المقام الأول بمقاومة الأنسولين المحيطية والإرهاق التدريجي / تدمير خلايا بيتا البنكرياس المنتجة للأنسولين [39]. ترتبط هذه التغييرات أيضًا بارتفاع الإجهاد التأكسدي ، مما يؤدي إلى خلل إضافي في تنظيم مسارات البوليول ، والهكسوزامين ، وبروتين كيناز سي (PKC) ، بالإضافة إلى زيادة في تكوين المنتجات النهائية المتقدمة للجليكيشن (AGEs) [40] . في الواقع ، كان الإجهاد التأكسدي المتزايد أحد عوامل الخطر الرئيسية لمضاعفات الأوعية الدموية الدقيقة الأكثر انتشارًا ، بما في ذلك اعتلال الكلية ، واعتلال الشبكية ، والاعتلال العصبي في المراحل اللاحقة من T2D. الأهم من ذلك ، في مرضى السكري ، تؤدي حالة الإجهاد التأكسدي المرتفعة باستمرار إلى التهاب مرضي منخفض الدرجة [40].

ترتفع العديد من علامات الالتهاب في مرضى السكري ، بما في ذلك عدد كريات الدم البيضاء ، IL -6 ، TNF- ، و CRP [41]. على غرار السمنة ، ينتج عامل نخر الورم اضطراب استقلابي في حالات السكري عن طريق تحفيز مقاومة الأنسولين عن طريق تنشيط IκB كيناز (IKK) ، و c-Jun aminoterminal kinase (JNK) ، والفسفرة المثبطة لـ IRS -1 في Ser 307 [42 ]. يتجلى الارتباط الوثيق بين السمنة ومقاومة الأنسولين في حقيقة أن فقدان الوزن التدريجي بنسبة 5-15 في المائة من وزن الجسم الأصلي خلال 3-10 أشهر كافٍ لتحسين وظيفة الخلية وحساسية الأنسولين في جميع الأنسجة الرئيسية النشطة في التمثيل الغذائي: الكبد والعضلات الهيكلية والدهون [43]. من المعروف أيضًا أن العلاجات المضادة للالتهابات تقلل من مقاومة الأنسولين كما لوحظ مع حمض الساليسيليك [44] أو الساليسيلات [45] أو الأسبرين [46] ، على الأرجح عن طريق تثبيط B في مسار الالتهاب NF-B. إن IL -1 و IL -18 المنشط بالالتهاب هما السيتوكينات الرئيسية المتورطة في تطوير مقاومة الأنسولين المرتبطة بالسمنة ومرض السكري ، وقد تم الإبلاغ عن بعض النتائج المتضاربة لـ IL -6 والمجرى لاحقًا مسار STAT [47].

2.3 التهاب في اضطرابات الجهاز الهضمي

تفاعل آخر ثنائي الاتجاه بين أنسجة الجهاز الهضمي ، والجراثيم في تجويف الجهاز الهضمي ، ومناعة المضيف ، حيث يكون الالتهاب متورطًا بشكل حاسم ، وقد ذكر مؤخرًا أن له تأثيرًا مركبًا على أمراض التمثيل الغذائي [48]. يمثل الجهاز الهضمي مكونًا رئيسيًا لجهاز المناعة الذي يحافظ على التوازن المناعي من خلال دعم سلامة الحاجز الظهاري المعوي والتعرف على المستضدات الغذائية والميكروبات. يحدث اضطراب الحاجز الظهاري عندما تتضاءل طبقة مزدوجة (معدة أو القولون) أو طبقة مفردة (الأمعاء الدقيقة) من المخاط المعدي المعوي [49] ، ويتم تجميع مجمعات البروتين الضيقة بشكل خاطئ للسماح بتغلغل متزايد للمكونات الغذائية والميكروبات نواتج الأيض عبر مسار النقل paracellular [50].

هذا يخلق بيئة عرض مستضد فريدة حيث تتعرف الخلايا الظهارية الدقيقة (M) في الظروف العادية على المستضدات اللمعية وتقدمها إلى البلعمات وحيدة النواة (الخلايا المتغصنة والضامة) والخلايا البائية لتحفيز إفراز IgA الخاص بالمستضد ، وكذلك IgG النظامي إنتاج [51]. في البشر ، يتم توطين هذه المناطق بشكل متكرر في الجزء البعيد من الأمعاء الدقيقة (الدقاق) حيث تبدأ الأحمال الميكروبية في الزيادة [52].

يسمح هذا بالتنشيط والتمايز في الوقت المناسب بين المستجيب والخلايا التنظيمية Th في الغالب عبر إشارات IL -10 و TGF- لقمع الاستجابات الالتهابية للخلايا B و T التي يبدأها الطعام الطبيعي ، والميكروبات المتعايشة ، والمستضدات البيئية [53] . تعبر الطبقة الظهارية أيضًا عن عدد كبير من عائلة مستقبلات الطعم المر خارج الفم (TAS2R ، 25 عضوًا في البشر) التي لا تدعم الاستشعار المر في القناة الهضمية ، ولكنها بدلاً من ذلك توفر بيئة استشعار كيميائي للكشف عن المكونات الكيميائية الغذائية والميكروبية والاستجابة لها وتعديل امتصاصهم [54].

بالإضافة إلى تراكم الدهون خارج الرحم والالتهاب المزمن في أنسجة التمثيل الغذائي الرئيسية ، فإن حالات التمثيل الغذائي المفرطة تعزز أيضًا التهاب أنسجة الجهاز الهضمي. نظرًا لأن أجزاء مختلفة من القناة الهضمية تؤدي وظائف متميزة في هضم وامتصاص العناصر الغذائية ، فإن النتائج الصحية لاضطرابات الجهاز الهضمي الالتهابية متغيرة للغاية. في الحالة الطبيعية ، يدعم الاثني عشر هضم الأطعمة التي تحتوي على إفرازات البنكرياس والصفراء ، وكذلك امتصاص الحديد والكالسيوم والمغنيسيوم. يمتص الصائم معظم العناصر الغذائية والفيتامينات والمعادن.

يعيد الدقاق امتصاص الأحماض والسوائل الصفراوية ، ويكمل القولون امتصاص السوائل والإلكتروليتات. هذا الفصل الوظيفي مسؤول جزئيًا عن المظاهر المختلفة المرتبطة باضطرابات الجهاز الهضمي ، حيث يؤثر مرض الاضطرابات الهضمية بشكل أساسي على الاثني عشر / الصائم ، ويتركز مرض كرون في الدقاق وينتشر إلى القولون ، ويؤثر التهاب القولون التقرحي بشكل أساسي على القولون بدءًا من فتحة الشرج. لهذا السبب ، فإن نقص المعادن الأساسي في مرضى الاضطرابات الهضمية هو الحديد والكالسيوم والمغنيسيوم وبدرجة أقل الزنك والنحاس والسيلينيوم [55].

إن سوء امتصاص المعادن في مرضى كرون متغير ولكنه يشمل بشكل عام الحديد والكالسيوم والمغنيسيوم والزنك [56]. المرضى الذين يعانون من التهاب القولون التقرحي أقل عرضة لنقص المعادن ولكنهم يحتاجون إلى كميات أكبر من الزنك والنحاس والسيلينيوم لتعزيز التئام الجروح [57]. إن وظيفة الحاجز الظهاري المتغيرة موجودة في جميع حالات مرض التهاب الأمعاء وتحدث على شكل زيادة تدفق تسرب الماء والمواد المذابة التي تؤدي إلى ارتفاع عرض المستضد والتهاب الأنسجة والإسهال [58].

3. التمثيل الغذائي للخلايا المناعية وإعادة البرمجة الأيضية

يمتلك الجهاز المناعي أنواعًا مختلفة من الخلايا في حالتها المستقرة ، والتي تنشط في مواقف مختلفة للاستجابة للعدوى والالتهابات والتغيرات في التدفقات الأيضية. تتضمن هذه الاستجابات تغييرات متعددة في مسارات نقل الإشارات وشبكات التعبير الجيني لأداء وظائف مناسبة مثل إنتاج السيتوكينات ، وإنزيمات إعادة تشكيل الأنسجة ، والوسطاء ، والغازات السامة ، لتكون قادرة على الهجرة عبر الأنسجة و / أو الخضوع للانقسام الخلوي والتكاثر. يتم دعم هذه التغييرات من خلال تعديلات مفاجئة لعمليات التمثيل الغذائي الأساسية التي تزود الخلايا المناعية بالطاقة والسلائف الحيوية للارتباط بوظائف المناعة المطلوبة. لذلك ، تعمل الطاقة الحيوية الخلوية كمستشعر ومؤثر أساسي للاستجابة المناعية ، ويصبح هذا أكثر وضوحًا في حالات التمثيل الغذائي المرضي.

3.1. الأنسجة الملتهبة هي بيئة مقيدة من الناحية الأيضية

يتضمن التمثيل الغذائي الخلوي شبكة من التفاعلات الكيميائية الحيوية التي تستخدم العناصر الغذائية والعناصر الدقيقة لتوليد الطاقة ومكافئات الأكسدة والاختزال والجزيئات الكبيرة الخاصة بنوع الخلية ووظيفتها. يتم تحقيق ذلك عادةً أولاً عن طريق تحلل الجلوكوز في العصارة الخلوية والفسفرة التأكسدية اللاحقة للميتوكوندريا في وجود الأكسجين. ومع ذلك ، فإن الخلايا سريعة الانتشار مثل الأورام والخلايا المناعية المنشطة تتطلب إمدادات طاقة أسرع وتحقيقها عن طريق خفض كفاءتها الأيضية والاعتماد بشكل حصري تقريبًا على تفاعلات حال السكر في العصارة الخلوية.

وهذا يسمح لهم بالتفوق على الخلايا والأنسجة الأخرى للحصول على العناصر الغذائية الأساسية والعناصر الدقيقة الضرورية لبقائهم على قيد الحياة [59]. مسارات التحلل الهوائي والفوسفات البنتوز هي الأنماط الأيضية الرئيسية للبلاعم M1 المنشطة ، والعدلات (انفجار الجهاز التنفسي والانجذاب الكيميائي) ، والخلايا المتغصنة التي تعبر عن iNOS ، والخلايا الليمفاوية (الخلايا التائية المستجيبة ، والخلايا الليمفاوية البائية المنشطة LPS) والخلايا القاتلة الطبيعية. بدلاً من ذلك ، تعتمد الخلايا المناعية المنشطة الموجهة نحو حل الالتهاب مثل البلاعم M2 والخلايا التائية التنظيمية على الفسفرة المؤكسدة من أكسدة الأحماض الدهنية بدلاً من ذلك [60].

يعتمد بقاء الخلايا المناعية المنشطة في بيئة تقييد التمثيل الغذائي على الامتصاص التنافسي للجلوكوز والتعبير عن الناقلات المقابلة على سطح الخلية. لهذا السبب ، تؤدي العديد من الأمراض المسببة للالتهابات إلى حالة عابرة على الأقل ، ولكن غالبًا ما تكون طويلة الأمد من مقاومة الأنسولين في الأنسجة المضيفة. لوحظ هذا في المرضى الذين يعانون من تعفن الدم [61] ، وإصابة الحروق [62] ، والحمل الطبيعي [63].

يوفر التوافر المتزايد الناتج للجلوكوز من أجل تحلل السكر الهوائي السلائف الاصطناعية الحيوية الضرورية لتخليق النيوكليوتيدات والأحماض الأمينية والدهون للخلايا سريعة النمو والتكاثر. يتم دعم التحولات الأيضية جزئيًا من خلال تفاعل الإنزيمات المحللة للسكر مثل GAPDH مع ترجمة IFN- و IL -2 mRNA لضمان التوليد غير المقيد للإشارات المسببة للالتهابات بمجرد تنظيم التحلل الجلدي [64] ، وكذلك نشاط منظمات حال السكر مثل HIF -1 في ظل ظروف نقص الأكسجة في البيئة المكروية [65].

3.2 إعادة البرمجة الأيضية أثناء تنشيط الخلايا المناعية

يمكّن الاختيار النشط لمسارات التمثيل الغذائي الخلايا المناعية من التكيف مع متطلباتها الوظيفية ، ولكن في الوقت نفسه ، تؤثر الحالة الأيضية للمضيف بشكل مباشر على النمط الظاهري ووظيفة الخلايا المناعية. العديد من المعادن مهمة للانتقال الكافي بين حالة الراحة والحالة النشطة للجهاز المناعي ، ونشاط إنزيمات تحديد المعدل في المسارات البيوكيميائية ذات الصلة ، وعوامل النسخ المسؤولة عن تنشيط شبكات التعبير الجيني المستهدف (الشكل 1).

3.2.1. العدلات

العدلات هي مجموعة سكانية فرعية من الخلايا المحببة (الكريات البيض) وفيرة في الدم ونادرة في الأنسجة السليمة. تعد هذه الخلايا المناعية من أوائل المستجيبين المؤقتين الذين ينشرون الحالات المؤيدة للالتهابات عن طريق إفراز الإيلاستاز 2 و TNF- و MCP -1 [47]. تساعد حطام الخلايا البلعمية على تكوين الأوعية الدموية وتسمح بتوسيع الأنسجة وإصلاحها. تستهلك كميات قليلة جدًا من الأكسجين وتعتمد بشكل أساسي على تحلل السكر الهوائي لتوليد ATP. يتم توجيه تدفق عالي عبر مسار التحلل عند التنشيط عبر مسار فوسفات البنتوز لتوليد NADPH وأنيونات الأكسيد الفائق (انفجار مؤكسد). تحافظ العدلات أيضًا على بعض مستويات أكسدة الأحماض الدهنية وانحلال الجلوتامين [66].

3.2.2. الخلايا البدينة

الخلايا البدينة هي فئة أخرى من الخلايا المكونة للدم المقيمة في الأنسجة الحبيبية للغاية والتي تعد من العوامل الرئيسية المؤثرة على الحساسية التي تتوسطها IgE ، ولكن أيضًا اضطرابات الدماغ والجهاز الهضمي والأنسجة الدهنية. يخضعون لمرحلة مبكرة من التحلل والتفعيل في المرحلة المتأخرة عن طريق إطلاق الهيستامين ، والكوترينات ، و TNF- ، و 2- السيتوكينات المرتبطة مثل IL -4 ، IL -6 ، IL {{7} } و IL -13. يبدو أن كل من الفسفرة المؤكسدة والتحلل السكري مهمان لتفاعلات الحساسية السريعة ، في حين أن التحلل الجلدي هو مسار الطاقة السائد للتنشيط غير IgE [67].

For more information:1950477648nn@gmal.com