研究发现高饱和脂肪的饮食可以重编程小鼠的免疫细胞
波特兰州立大学研究人员的一项新研究首次表明,只吃高饱和脂肪的饮食可以重新编程小鼠的免疫系统,使其能够更好地抵抗感染,但更容易受到全身炎症的影响,包括败血症。布鲁克·纳皮尔是PSU生物学助理教授,他领导了这项研究,研究结果发表在《纽约时报》上eLife.
生酮饮食是一种流行的高脂肪饮食,用于减肥或控制癫痫发作。这项研究表明,当老鼠吃a生酮饮食饱和脂肪含量高,会对他们的健康产生重大影响免疫系统.
纳皮尔和同事此前的一项研究发现,喂食高脂肪、高糖西方饮食的小鼠比喂食标准饮食的小鼠更容易患败血症,死亡率也更高。在目前的研究中,研究人员在喂食高脂肪生酮饮食的小鼠中发现了类似的效果,这表明饮食脂肪可能在败血症中发挥作用。
研究人员重点研究了在喂食生酮饮食的小鼠血液中发现的一种特殊脂肪:棕榈酸,这是一种常见的脂肪动物脂肪还有乳制品。值得注意的是,喂食正常饮食但注射了棕榈酸的小鼠也更容易患上败血症。
纳皮尔说:“正是这种饱和脂肪使他们更容易患上败血症。”“饮食中的某种特定脂肪会导致如此严重的疾病结果,这一想法有点令人难以置信。”
纳皮尔和她的团队接下来探究了高水平的棕榈酸是如何引发败血症的。当他们注意到喂食西方饮食的老鼠,喂食生酮饮食的老鼠,以及喂食棕榈酸的老鼠都有高水平的炎症细胞因子,一种可以引起发烧和发烧的免疫激素系统性炎症在脓毒症。
炎症细胞因子的存在表明,棕榈酸可能通过引起炎症来影响免疫系统,但纳皮尔很快发现,事情比这更复杂,也更有趣。
双刃剑
哺乳动物的免疫系统有两个主要组成部分:更原始的、持续时间较短的先天免疫系统和持续时间较长的适应性免疫系统。
当你生病或接种疫苗时,你的适应性免疫系统会产生抗体,让你的身体做好抵抗未来感染的准备。这是一种生物“记忆”,可以持续几个月、几年,甚至一生。
生物学家最近了解到,先天免疫系统也可以保持记忆,尽管它的细胞在血液中只能维持一周到一个月。先天免疫系统的“记忆”来自于改变体内的干细胞骨髓形成未来的先天免疫细胞,这种反应被称为训练免疫。
在这项研究中,纳皮尔和同事们了解到棕榈酸可以触发训练过的免疫。脂肪充当“炎症的短暂脉冲”,改变小鼠骨髓中干细胞的功能,使它们在未来产生更多的炎症性先天免疫细胞。这意味着,当先天免疫系统稍后遇到第二次炎症刺激时,它的反应要强烈得多。有时,如在败血症的情况下,这种反应过于强烈。
纳皮尔说:“我们的模型是第一次有人证明,一种饮食成分可以提供炎症的第一次脉冲。”“脂肪正在重新编程干细胞为了产生更多的炎症性先天免疫细胞,当这些先天免疫细胞被置于败血症模型中时,它们会产生更多的细胞因子,更多的发烧和更高的死亡率。”
但这并不是事情的全部,因为炎症并不总是坏事。
纳皮尔说:“如果你只是感染了,炎症越多越好,因为你可以更快地清除感染。”
研究人员在用棕榈酸处理的小鼠身上发现了这种情况。它们比未经治疗的小鼠更能抵御念珠菌感染。
纳皮尔说:“这是一把双刃剑,如果你接触了高脂肪,然后又接触了一种疾病,更多的炎症会加剧疾病,这是一件坏事。”“但如果你吃了高脂肪,然后感染了,更多的炎症有助于你更快地清除感染,这是一件好事。”
不是所有的脂肪都是一样的
纳皮尔和同事们还发现,另一种脂肪可能能够抵消棕榈酸的有害影响。油酸是一种多不饱和脂肪,存在于包括橄榄油在内的许多植物性油中,它可以阻止神经酰胺的合成,神经酰胺是一种脂肪物质,可以启动细胞中的应激反应,并可能在导致败血症的过度炎症反应中发挥作用。当研究人员给老鼠喂生酮饮食两周的时候,同时给它们油酸在最后三天,他们不再表现出败血症易感性增加。
“这绝对令人震惊,”纳皮尔说。
虽然还需要更多的研究来确定这项研究的结果如何扩展到人类,但这些结果可能表明,一个人吃的脂肪类型可能会影响他们免疫系统的功能和他们对疾病的易感性。
“如果你在酮饮食这是相当重的乳制品在红肉中,棕榈酸的含量很高。而不需要多不饱和脂肪来抵消橄榄油纳皮尔说,“你可能会让自己更容易患上败血症,这似乎是非常合理的。”他指出,这项研究绝不是生酮饮食的红色标记。“同样,如果你吃大量的棕榈酸,你也可以帮助自己在全球大流行期间清除感染。”
这些结果也可能与医院有关。例如,它们可以改变用喂食管喂养的人的饮食,或者告诉他们如何最好地施用溶于脂肪酸的药物。医疗保健提供者可能有一天会增加或减少患者的油酸和棕榈酸的比例,这取决于他们感染或感染的特定风险脓毒症.
纳皮尔说:“我们肯定在寻找将这门新科学应用于临床问题的方法。”
该实验室还在探索乳汁中棕榈酸的影响。她说:“我们现在正试图了解母亲摄入的脂肪水平是否会影响断奶儿童的先天免疫反应,因为显然,这种对脂肪的反应在进化上是保守的。”“我们的假设是这样棕榈酸在母乳中可以保护新生儿在断奶期间不受感染。”