微量营养素与免疫 2011-07-11
免疫是指机体对外来异物的一种反应，是机体辨认“自己”与“非己”物质，并对非己异物加以排斥和清除，以维持机体内环境平衡稳定的一种生理性预防反应。20世纪60年代，科学家已发现营养不良与感染相关，其中起重要作用的是免疫系统。合理营养是维持正常免疫功能的重要条件，当机体某些营养缺乏，生理功能及生化指标尚属正常时，免疫功能已表现出各种异常变化，如胸腺、脾脏等淋巴器官的组织形态结构，免疫活性细胞的数量、分布、功能等，都会发生改变。营养与免疫是基础营养学研究的一个特别活跃的领域。
维生素
●维生素A对体液免疫和细胞介导的免疫应答起重要辅助作用，能提高机体抗感染和抗肿瘤能力。维生素A缺乏或不足时，对人体特异性及非特异性免疫功能均可产生显著影响。
缺乏维生素A的动物的胸腺皮质萎缩，脾脏生发中心减少，胸腺和脾脏淋巴细胞明显耗竭，外周血T细胞减少，细胞体外增殖能力降低，补充后能改善。
维生素A缺乏使血清抗体降低，空斑形成细胞（PFC）降低，IgG分泌显著减少，T细胞不能向B细胞传递充足的刺激信号，补充维生素A后，T细胞功能恢复。维生素A缺乏时，Ⅱ型T细胞，IL－4或IL－5基因转录受抑，补充维生素A后，动物抗体生成恢复正常。给动物一次大剂量维生素A后，其原发性和继发性免疫反应均降低。目前还有科学家认为：维生素A的更重要的作用，是它直接参与抗体合成。
维生素A能影响巨噬细胞（Mφ）的吞噬杀菌能力。维生素A缺乏的动物，肺泡巨噬细胞超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化酶活性降低，补充维生素A后，肺泡巨噬细胞的细胞毒作用及吞噬能力增强。补充维生素A动物在感染早期（2—3天），细菌繁殖即受抑制，提示维生素A首先增强了单核吞噬系统功能，而非T细胞功能。
此外，维生素A能增强自然杀伤细胞（NK细胞）活性，阻断应激所致的胸腺萎缩，消退由类固醇激素引起的免疫抑制，还能增强移植物排斥反应（DCH），消退免疫耐受。
维生素A可能通过以下几个方面影响免疫功能：
1．影响糖蛋白合成。视黄醛磷酸糖可能参与糖基的转移，而T、B细胞表面有一层糖蛋白外衣，它们能结合有丝分裂原，决定淋巴细胞在体内的分布。
2．影响基因表达。细胞核是维生素A作用的靶器官，维生素A供
应不足，核酸及蛋白质合成减少，使细胞分裂、分化和免疫球蛋白合成受抑。
3．维生素A缺乏，可使IL－2、IFN减少、TH细胞、抗原处理及抗原提呈细胞减少、B细胞功能受抑。
4．影响淋巴细胞膜通透性。
类胡萝卜素具有很强的抗氧化作用，可以增加特异性淋巴细胞亚群的数量，增强NK细胞、吞噬细胞的活性，刺激各种细胞因子的生成。番茄红素有增强免疫系统潜力的作用。研究表明：对免疫功能受损的人补充β－胡萝卜素是有益的；对老年人补充β－胡萝卜素可增强NK细胞的活性。
●维生素E维生素E对免疫应答可产生多方面的影响，包括对B细
胞和T细胞介导的免疫功能。维生素E能增强淋巴细胞对有丝分裂原的刺激反应性和抗原、抗体反应，促进吞噬。小鼠体内T、B细胞的增殖能力与血浆维生素E含量呈显著相关。
维生素E缺乏引起的免疫功能受抑与TH细胞减少有关。维生素E可能直接刺激B细胞使其增殖，而使血清中某种免疫抑制因子不被活化。近来有研究表明：维生素E缺乏时，核糖核酸和蛋白质生物合成受明显抑制。因此，维生素E也可能通过影响核酸、蛋白质代谢，进一步影响免疫功能。
维生素E对人体免疫调节作用的可能机制包括：1．影响细胞膜的流淌性免疫活性细胞的功能有赖于胞浆膜完整的结构，膜流淌性改变可能影响膜上受体的运动、受体与配体的辨认和结合等，维生素E通过其抗氧化作用维持肯定的膜脂质流淌性，从而影响淋巴细胞功能；
2．调节前列腺素合成维生素E的抗氧化作用可以防止多不饱和脂肪酸转化成过氧化中间代谢产物，如前列腺素、白三烯等，已证明前列腺素可以抑制淋巴细胞转化、细胞因子的分泌；
3．保护淋巴细胞免受巨噬细胞（Mφ）产生的抑制物的作用Mφ可以产生前列腺素、白三烯、超氧阴离子、单线氧、过氧化氢等，这些巨噬细胞代谢产物均可抑制免疫反应。
●维生素B6核酸和蛋白质的合成以及细胞的增殖需要维生素B6，因而维生素B6缺乏对免疫系统所产生的影响，比其他B族维生素缺乏时的影响更为严重。
维生素B6缺乏时对免疫器官和免疫功能都有影响：1．淋巴组织：胸腺重量减小；脾发育不全，空斑形成细胞数少；淋巴结萎缩，周围血液中的淋巴细胞数减少。
2．体液免疫：因维生素B6缺乏时影响核酸的合成，对细胞分裂和蛋白质的合成均不利，因而影响抗体的合成。临床研究发现：维生素B6缺乏导致对肌肉痉挛毒素和伤寒疫苗抗体形成受到影响。当维生素B6和泛酸两者均缺乏时，抗体免疫应答反应产生严重损害。
3．细胞免疫：维生素B6缺乏时，动物的皮肤延迟型超敏反应减低。但如在缺乏期致敏而以后飞快恢复正常膳食，则动物对抗原仍有应答，表明在缺乏时免疫应答的传入侧翼或称致敏侧翼并未受影响，维生素B6缺乏动物的淋巴细胞在体外实验中对纯蛋白衍生物（PPD）仍有反应性证明了这一点。
此外，实验性维生素B6缺乏对子宫中胎儿的免疫功能有显著的和长期的影响。
●维生素C维生素C对胸腺、脾脏、淋巴结等组织器官生成淋巴细胞有显著影响，还可以通过提高人体内其他抗氧化剂的水平面增强机体的免疫功能。
维生素C缺乏时，机体对同种异体移植的排斥反应、淋巴组织的发育及其功能的维持、白细胞对细菌的反应、吞噬细胞的吞噬功能均受抑制。补充维生素C能促进Mφ吞噬杀菌功能。血清维生素C含量与IgG、IgM水平呈正相关。维生素C能影响免疫球蛋白轻、重链之间二硫键形成。
患严重坏血病的豚鼠对白喉类毒素和结核菌素的PPD、皮肤延迟超敏反应（DCH）减弱，经抗坏血酸治疗可以纠正。它们的淋巴细胞在体外，可将对PPD的敏感性转递给健康的正常动物。相反，如将健康对照动物的已致敏的淋巴细胞转输给有坏血病的豚鼠，不能引起后者产生DCH反应，可能与患坏血病动物皮肤的炎症反应能力低下有关。补充大量抗坏血酸可以使动物和人的淋巴细胞对致有丝分裂因子的反应有所增加，但在培养基中补充抗坏血酸并不能改变淋巴细胞对致有丝分裂因子的反应。微量元素很多微量元素在正常免疫反应中起着重要作用，它们直接参与免疫应答过程，如缺乏铁、锌、锰、铜、硒等都会使免疫功能下降。
●铁铁可激活多种酶。当铁缺乏时，核糖核酸酶活性降低，肝、脾和胸腺蛋白质合成减少，使免疫功能出现各种异常，如淋巴样组织萎缩，胸腺淋巴细胞及外周血T细胞减少，淋巴细胞增殖能力、空斑形成细胞（PFC）产生、巨噬细胞和自然杀伤细胞（NK）功能均受抑。铁缺乏可以干扰细胞内含铁金属酶的作用。含铁核糖核苷酸还原酶的活性降低可以使吞噬细胞合成过氧化物减少，以致影响这些细胞的杀菌力。铁缺乏常与PEM（蛋白质能量营养不良症）同时存在，铁缺乏或铁过多均可能产生不良后果。
铁对免疫功能的影响与几种因素的相互作用有关：1．游离铁对微生物有促进生长的作用；2．未饱和铁结合蛋白有抑菌作用；3．对免疫应答的直接作用，包括对体液免疫、细胞免疫和对吞噬作用的影响；4．对非特异免疫的影响，如维持正常的上皮屏障和维持含铁酶的活性。
●锌锌缺乏会引起免疫系统的组织器官萎缩、含锌的免疫系统酶类活性受抑制、使细胞免疫和体液免疫均发生异常。缺锌最主要的是影响T淋巴细胞的功能、胸腺素的合成与活性、淋巴细胞与NK细胞的功能、抗体依赖性细胞介导的细胞毒性、淋巴因子的生成以及吞噬细胞的功能等。
儿童缺锌表现为：淋巴细胞减少、胸腺萎缩、迟发过敏反应能力减弱、伤口愈合延缓、对病原微生物易感性增高。很多临床病例免疫功能降低与锌缺乏有关，自身免疫性疾病患者血锌大多低于正常。
锌缺乏引起的免疫功能损害可能是因酶活性降低，抑制脱氧核糖核酸（DNA）、核糖核酸（RNA）和蛋白质合成及功能表达所致。
必须关注锌过多与锌缺乏问题，因为锌过多同样可抑制免疫功能，使淋巴细胞对PHA（植物血凝素）的反应下降。
●铜铜缺乏可能通过影
响免疫活性细胞的铜依赖性酶而介导其免疫抑制作用。如：超氧化物歧化酶催化超氧化自由基的歧化反应，防止毒性超氧化自由基堆积，从而减少自由基对生物膜的损伤。超氧化物歧化酶在吞噬细胞杀伤病原性微生物过程中也起重要作用。细胞色素氧化酶是线粒体传递链的末端氧化酶，此酶的催化活性下降，将使氧化磷酸化作用减弱，免疫活性细胞的氧化磷酸化作用受损伤将直接破坏其免疫功能。铜缺乏影响网状内皮系统对感染的免疫应答，吞噬细胞的抗菌活性减弱，机体对很多病原微生物易感性增强，胸腺素和白介素分泌物少，淋巴细胞增殖及抗体合成受抑，NK细胞活性降低。
边缘性铜缺乏可引起脾T细胞亚群改变，已证明铜能作用于淋巴细胞、巨噬细胞和中性粒细胞。缺铜性疾病导致T细胞功能障碍；缺铜小鼠胸腺萎缩，脾脏肿大。
●硒相宜硒水平对于保持细胞免疫和体液免疫是必需的。免疫系统依赖产生活性氧来杀灭外来微生物或毒物。如：感染时，中性粒细胞的“呼吸爆发”，产生大量H2O2（过氧化氢）来消灭入侵细菌，出现炎症反应。但是，多余的H2O2也会破坏自身细胞，这就需要宿主有预防氧化系统来保护自身。硒在白细胞中的检出和硒作为抗氧化硒酶组分的发现，为硒在免疫系统中的作用提供了初步解释。以后，又在脾、肝、淋巴结等所有免疫器官中检出硒，并观察到补硒可提高宿主抗补体的应答能力等。
硒具有明显的免疫增强作用，可选择性调节某些淋巴细胞亚群产生、诱导免疫活性细胞合成和分泌细胞因子。补硒能增强小鼠对移植物的排斥反应，促进T淋巴细胞对有丝分裂原或特异性抗原刺激的反应性。缺硒虽无致有丝分裂作用，但可抑制机体免疫应答反应，影响细胞毒性T淋巴细胞活性的诱导。
硒免疫调节作用的机制主要有四方面：1．通过抗氧化硒酶等消退H2O2和有机氢过氧化物毒性；2．调节类二十烷酸合成途径平衡，使白三烯和前列环素优先合成；3．下调细胞因子和黏着分子表达；4．上调白细胞介素2受体表达，使淋巴细胞、自然杀伤细胞、淋巴因子激活杀伤细胞的活性增加。维持细胞内硒的肯定水平对保护机体健康、增强其抗病能力均具有重要意义。
现实上，营养缺乏或营养不良，经常不是单一营养素缺乏，即使是某一营养素缺乏，也可能引起其他有关营养素缺乏。研究表明，对免疫功能有重要影响的诸多营养素中，有些营养素之间可相互发生作用，从而导致对免疫功能的有利或不利影响。与此有关的结果多为动物实验的发现，对临床研究尚需加强。
此外，在动物实验中观察到镁的缺乏还能引起免疫反应的改变。缺少镁的膳食会加速大鼠胸腺的退化过程，并伴有胸腺细胞凋亡增加。
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