Science新聞:膳食結構對免疫的影響
日期:2014-01-08 09:13:42
免疫系統的活性過度會引起多種疾病,例如腸易激綜合癥和克羅恩病,甚至還會導致大腸癌。人們普遍認為,蔬菜和水果中的纖維能夠幫助機體平息過于活躍的免疫系統。現在科學家們發現,富含纖維的膳食還可以改變骨髓中的免疫細胞生成,幫助機體抵御哮喘。哮喘是一種炎癥性疾病,會引起肺部氣道發生緊縮。這項研究發表在本期的Nature Medicine雜志上,Science網站以新聞形式報導了這一成果。
當我們食用蔬菜和水果時,腸道內天然存在的細菌會幫助我們消化纖維。這些微生物能攝取“可溶”的纖維(例如蘋果、梨、草莓、柑橘和洋蔥中的果膠),將其發酵生成特定類型的脂肪酸。這些脂肪酸能夠與免疫細胞相互作用,幫助其對炎癥進行控制。此前,人們還不清楚這種抗炎癥效應是否能擴展到消化道以外。不過,這些脂肪酸的確能夠在血液中循環,很可能對機體內的免疫細胞產生影響。
這意味著,膳食纖維也可能影響其他炎癥性疾病,例如哮喘。人們發現,自上世紀六十年代以來,西方國家的纖維消耗量慢慢減少,同時哮喘的發病率逐步增加。而在不那么發達的地區(例如非洲),水果和蔬菜還是膳食的主體,哮喘在這些地區也沒那么普遍。
近日,Lausanne大學的免疫學家Benjamin Marsland與同事合作,給小鼠喂以低纖維含量的食物。兩周后,研究人員讓小鼠接觸來自塵螨的過敏原,這種過敏原是人類過敏和哮喘中的關鍵觸發因素。他們發現,小鼠表現出過度的哮喘反應,包括肺部出現炎癥物質以及氣道緊縮。氣道緊縮是哮喘患者的常見癥狀,會導致氣喘和呼吸短促。
研究人員又給另一組小鼠喂了兩周富含果膠的食物,然后再讓它們接觸塵螨提取物。研究顯示,這些小鼠的炎癥反應有所減弱,其體內的免疫細胞(嗜酸粒細胞)和IgE水平幾乎減半,小鼠的氣道緊縮也得到了明顯改善。在發生過敏或哮喘時,機體內的嗜酸粒細胞和IgE水平通常會升高。
隨后,研究人員將小鼠分為正常膳食、低纖維膳食和高纖維膳食三組,并對它們的糞便進行分析。他們發現,在喂食果膠的小鼠中,最能生產抗炎癥脂肪酸的細菌更為普遍,大約是低纖維膳食小鼠的兩倍。進一步研究顯示,在高纖維膳食組的糞便和血液中,抗炎癥脂肪酸的含量都很高。
那么是血液中的脂肪酸對免疫系統進行抑制么?這種抑制是否足以平息哮喘反應呢?為此,研究人員給小鼠注射了抗炎癥脂肪酸中的一種,丙酸酯(propionate)。兩周后,在面對塵螨提取物時,這些小鼠體內的炎癥標志物減少,氣道緊縮得到改善。另外,小鼠體內的樹突細胞也發生了改變。樹突細胞是一種關鍵的免疫細胞,它既能降低免疫系統的活性,也能增強免疫應答,這完全取決于樹突細胞給其他免疫細胞發出的信號。研究顯示,在高纖維膳食的小鼠中,樹突細胞更少啟動效應細胞,而效應細胞在過敏性哮喘中起關鍵性的作用。
最后研究人員發現,注射丙酸酯的小鼠體內,生成了更多的前體細胞,這些前體細胞分化成了抵御哮喘的樹突細胞。“我們的研究首次展現,膳食能夠影響骨髓中的免疫細胞生成。這將幫助我們進一步理解,免疫細胞前體離開骨髓并擴散到各組織的過程,”Marsland 說。
研究人員準備進一步研究,是否可以將提純的丙酸酯或其他類似脂肪酸作為膳食補充劑,為哮喘患者提供幫助。不過他們強調,富含纖維的平衡膳食,是抵抗炎癥的最佳途徑。
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