垃圾食品=细菌感染?《Cell》最新研究证明,长期不良饮食会对免疫系统造成不可逆改变

生活文化
垃圾食品=细菌感染?《Cell》最新研究证明,长期不良饮食会对免疫系统造成不可逆改变
麻省理工科技评论 2018-01-16

2018-01-16

值得注意的是, 长期食用垃圾食品给机体带来的不仅是表面的异常炎症反应,而且还影响了基因载体DNA的包装。
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值得注意的是, 长期食用垃圾食品给机体带来的不仅是表面的异常炎症反应,而且还影响了基因载体DNA的包装。

在人体内,炎症反应是外来病菌入侵时免疫系统产生的一种非特异性免疫反应。但是,异常的炎症反应可能会导致免疫细胞的过度积累和错误识别,影响人类健康,甚至威胁生命。就在最近,德国波恩大学的研究人员发现,在长期处于高脂肪和高能量的不健康饮食下(有时又被学界称为“西方饮食”),机体的非特异性免疫被异常“激活”,产生了与受到细菌感染时相似的炎症反应,并且这种“激活”是不可逆的。该转变可能与动脉粥样硬化和二型糖尿病的形成有关。这项研究已经在最新一期的《细胞》杂志上发表。

在这项研究中,科学家们按照“西方饮食” (Western Diet) 的方案来喂养小鼠,该饮食的特点是高热量、高脂肪、高糖类和低纤维。在这种饮食条件下,这些动物体内逐渐呈现出一种强烈的全身性炎症反应,该反应和这些小鼠受到危险细菌感染时的炎症反应几乎一样。

一位波恩大学的研究人员表示,不健康饮食导致了血液中特定免疫细胞数量的异常增加,特别是粒细胞和单核细胞,这种增加是由于骨髓中的免疫细胞前体——祖细胞受到了影响。为了更好的理解这种现象的机制,研究人员将小鼠主要几种免疫细胞的祖细胞分离出来并以“西方饮食” 对其进行培养,然后他们对这些细胞的功能性和活化状态进行了系统分析。通过基因表达分析,研究人员发现“西方饮食”激活了大量本应处于沉默状态的基因,其中包括负责细胞增殖和成熟的基因。随后,他们改用常规的高纤维饮食来喂养这些小鼠。在饮食调整后四周,小鼠身上严重的炎症反应消失了。但是,没有消失的是免疫细胞中那些被活化的基因,它们依然保持着激活的状态。

对此,波恩大学非特异性免疫研究院的主任Eicke Latz 认为,最近的研究表明非特异性免疫系统有一种特殊形式的“记忆”。在受到感染后,机体的免疫防御会保持在一种高度敏感的防御状态,使免疫系统能更快地对新的感染作出反应。研究者将该机制称作“非特异性免疫训练效应”。在老鼠实验中,该“训练效应”则是被不健康的饮食习惯所激发。

为了找到这种应激反应的原因,研究人员对120个小鼠的血样进行了分析。他们发现一部分个体的免疫细胞具有特别强的“非特异性免疫训练”效应。在后续的基因分析中,他们鉴定出了这些免疫细胞中的“垃圾食品传感器”—— NLRP3炎性体。炎性体是一类重要的信号传导复合物分子,它们负责识别入侵的病原体和其它有害物质,并释放能产生强烈炎症反应的信使分子。到目前为止,NLRP3炎性体对“西方饮食”的识别机理还有待进一步的研究和解释。

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值得注意的是, 长期食用垃圾食品给机体带来的不仅是表面的异常炎症反应,而且还影响了基因载体DNA的包装。单个细胞中的所有DNA链总长可达两米,而这些DNA通过缠绕在特定的蛋白质上达到压缩体积的目的。经过压缩,许多DNA片段因为包装严密而无法被获取和识别,因而很多基因都是处于不表达状态。但是不健康的饮食会导致一些DNA片段脱离缠绕的蛋白质而变得容易被识别和表达。该现象被科学家们称为表观遗传学改变,这种改变是由炎性体触发的。这也就是为什么免疫系统只受到微小的刺激就会产生很强的炎症反应。

这种由不健康饮食导致的异常炎症反应,可能会加速心血管疾病和糖尿病的发展和恶化。以动脉粥样硬化为例,沉积在动脉壁上的硬化斑块由大量的脂质和免疫细胞组成。炎症反应会直接导致斑块的堆积和增长,因为新生成的免疫细胞会不断地迁移和积累到病变的血管壁上。斑块累积过大时会破裂,使部分血液凝结后形成血栓,并可能造成脑中风或心脏病。这就是不健康饮食可能带来的严重后果。

近几个世纪中,西方国家人口的平均寿命由于现代医学的发展而呈持续增长趋势。但在今天,这种趋势第一次被中断:现代社会年轻人的平均寿命将会比他们的父辈更短。其中的决定性危害因素正是当下垃圾食品的泛滥和年轻人缺乏锻炼的生活习惯。波恩大学的Latz教授表示,这项研究对当今社会具有重要意义。健康膳食应当成为现代教育中更加重要的一部分,孩子们可以选择每天吃什么,而我们应当让他们认清垃圾食品的危害并做出正确的决定。

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