营养与免疫功能.pptx

营养与免疫功能 万建美山东益生种畜禽股份有限公司畜禽疾病研究院2009 12 10 希波格拉底 希腊名医 公元前460 前377年 主要内容 1 免疫系统 免疫系统概览 免疫系统细胞的起源 多能干细胞 骨髓祖代细胞 淋巴祖代细胞 巨核细胞 血小板 成红血细胞 成粒细胞 成单核细胞 红细胞 嗜碱粒细胞 嗜酸细胞 中性白细胞 单核细胞 树突细胞 自然杀伤细胞 T淋巴细胞 B淋巴细胞 B细胞前体细胞 T细胞前体细胞 胸腺 物理屏障 皮肤 黏膜 先天性免疫组成 补体系统 NK细胞 专职吞噬细胞粒细胞 中性白细胞 嗜碱性粒细胞 嗜酸细胞 单核细胞巨噬细胞特点 反应速度快 数小时 无特异性 无免疫记忆性 获得性免疫系统的激活剂和控制者 获得性免疫 组成 淋巴细胞B淋巴细胞 在骨髓中发育成熟后 释放入血液 T淋巴细胞 在胸腺中发育成熟后 释放入血液 特点 起效慢 数天或数周 高度特异性 免疫记忆性 B淋巴细胞 B淋巴细胞介导体液免疫免疫球蛋白 又叫抗体 主要有IgA IgD IgM IgG和IgE 中和细胞外病原体及毒素 阻止其进入细胞 激活血液补体系统 修饰 调理 病原 病原经抗体 调理 后 被特吞噬细胞杀灭 巨噬细胞和中性白细胞特异性识别IgM和IgG 嗜酸细胞则特异性识别IgE 抗体是先天免疫系统和获得性免疫系统通信一种方式 通过这种方式将高度特异性的抗体信息翻译成先天免疫系统可以识别的信号 使先天免疫系统可以摧毁病原 T淋巴细胞 T淋巴细胞介导细胞免疫 只能识别被提呈到细胞表面的抗原信息 MHC分子 CD8 T细胞 CTL MHCI分子 为CTL公示发生在细胞内的事件 CD4 T细胞 辅助性T淋巴细胞 MHCII分子 为Th公示发生在细胞外的事件 Th1淋巴细胞Th2淋巴细胞 效应CD8T细胞摧毁受病毒感染的细胞示意图 Th细胞活化受感染的巨噬细胞的抗菌示意图 Virusinfectscell Surfaceexpressionofviralpeptide MHCclassImolecule CD8 T cellbindstoviralpeptide MHCclassImolecule CD8 T celldestroysvirallyinfectedcell Virallyinfectedcelldestroyed InfectedmacrophageexpressingMHCclassIIrestrictedpeptide Th cellrecognizespeptide MHCclassIIcomplex Th cellactivatesmacrophage Activatedmacrophagedestroysmicroorganismsomebystandertissuedamage 免疫系统内的通信 细胞因子 获得性免疫系统内 获得性免疫系统与先天性免疫系统间的通信是通过直接的细胞间接触完成的 在这个过程中粘附分子及细胞产生的化学信使将信号由一个细胞传递至另一个细胞 化学信使分子当中的主要成员就细胞因子 TNF IL 1和IL 6是由单核细胞 巨噬细胞产生的最重要的细胞因子之一 免疫系统的通信 CTL NKcell Bcell Bcell NaiveThcell Th0 Th2 Th1 Macrophage Antigen presentingcell Eosinophil Antigen IL 2 IL 4 IL 4 IL 5 IgE IL 12 IL 12IFN IL 2IFN 2 为什么营养素会影响免疫功能 1 维持免疫细胞代谢活力 能量 能量来源葡萄糖 氨基酸 脂肪酸能量的产生需要电子载体和辅酶 如NAD FAD等 辅酶的前体为维生素和矿物元素电子载体中含铁 硫等矿物元素 2 免疫系统的活化 物质合成 蛋白质合成免疫球蛋白 细胞因子 细胞因子受体 粘附分子 急性期蛋白 脂源性调节因子前列腺素 PG 白细胞三烯 LT 以上物质的合成需要恰当的酶和充足的底物酶 RNA和蛋白质的合成与调节 底物 氨基酸 核苷酸 多不饱和脂肪酸 3 免疫应答产生活性氧类 需要抗氧化保护机制 突发性氧化作用 呼吸爆发 是免疫应答的重要组成部分在氧化NADPH的过程中产生超氧阴离子自由基 对细胞膜有破坏作用 机体中的抗氧化剂抗氧化性维生素 VE VC等 谷胱甘肽 由谷氨酸 半胱氨酸和甘氨酸组成的三肽 过氧化物歧化酶 线粒体型含锰 细胞质型含铜或锌 和过氧化氢酶 含铁 谷胱甘肽过氧化酶 含硒 4 免疫应答的扩增和记忆之关键 细胞增殖 细胞分裂前必需进行DNA的复制和其它细胞组分的合成 蛋白质 细胞膜 细胞器等 除能量外 这些物质的合成还需要 核苷酸 DNA和RNA的合成 氨基酸 蛋白质的合成 脂肪酸 碱基和磷酸 磷脂的合成 其它脂质 如胆固醇 和细胞组分的合成 核苷酸主要由氨基酸合成 而某些养分必需由食物供给 EFA EAA 矿物元素 维生素 氨基酸是合成多胺的前体 多胺参与DNA复制和细胞分裂的调节 各种微量养分 铁 叶酸 锌 镁 也参与核苷酸和核酸的合成 因此 营养与免疫功能的关系是多方面的 充足和平衡的营养是发挥最佳免疫功能所必需的 3 各种营养素对免疫功能的影响 蛋白能量营养不良与免疫功能 可分为三型 1 以能量不足为主者 表现为皮下脂肪和骨骼肌显著消耗和内脏器官萎缩 称为消瘦症 2 以蛋白质缺乏为主而能量供应尚能适应机体需要者称为蛋白质营养不良综合征 以全身水肿为特征 3 能量与蛋白质二者均有不同程度缺乏者 为混合型 此时 往往伴有维生素和其他营养素缺乏 蛋白能量营养不良会影响所有形式的免疫力 非特异性防御屏障和细胞介导的免疫力受影响最为严重 体液免疫力次之 淋巴器官萎缩 单核细胞 淋巴细胞 CD4 和CD8 细胞 以及CD4 CD8比值降低 细胞因子 IL 2 IFN NK细胞活性降低 中性粒细胞的杀菌活力及呼吸爆发降低 B淋巴细胞及血液中的免疫球蛋白似乎不受影响 微量养分与免疫功能 维生素A 缺乏损坏免疫应答 增加感染性疾病和癌症的发生率和严重性 表皮和粘膜完整性受损 肠道屏障完整性和粘液分泌髓鞘形成受损 使感染性疾病发病率增加 过量过量摄入VA会损伤免疫功能 产生与VA缺乏相似的症状 叶酸和B族维生素 叶酸缺乏胸腺和脾脏萎缩 细胞毒性T淋巴细胞活力和脾脏淋巴细胞增殖力下降 但不影响中性粒细胞的吞噬作用和杀菌能力 VB12缺乏降低中性粒细胞的吞噬作用和杀菌能力 VB6缺乏胸腺和脾脏萎缩 淋巴细胞增殖和DTH反应降低 异源移植物存活率增加 VB6不足引起的免疫功能损伤在补充VB6后可恢复 维生素C 水溶性抗氧化剂 血液白细胞中含量很高 对免疫功能的影响与摄入量高度有关 缺乏时DTH反应降低 单核细胞中VC含量下降 缺乏个体补充VC后 单核细胞中VC含量可恢复 但DTH反应不能恢复 维生素D 1 25 OH 2 VD3特异性地影响细胞因子的产生 促使免疫应答向Th2类型发展抑制巨噬细胞 树突细胞产生IL 12 诱导Th1应答的主要细胞因子 抑制Th1细胞活性 抑制IL 2和IFN 产生 Th1型细胞因子 维生素E 机体内主要的脂溶性抗氧化剂 保护细胞膜脂质免于过氧化损害 由于自由基和脂质过氧化有免疫抑制作用 因此认为VE应当有增强免疫力的功能 VE缺乏接种疫苗后 脾脏淋巴细胞增殖 NK细胞活力 特异性抗体产生 中性粒细胞吞噬作用降低 动物对病原的易感性增加 动物饲粮中含高水平PUFA时 VE缺乏症加剧 补充VE淋巴细胞增殖 IL 2产生 NK细胞活力 巨噬细胞吞噬作用和DTH反应增强 动物对病原的抵抗力增强 与其它微量养分一样 适量高于正常推荐量促进免疫应答 过量的VE可能抑制免疫应答 锌 缺乏动物Zn缺乏会造成广泛性的免疫系统损伤 骨髓受到显著的影响 有核细胞数量 淋巴前体细胞数量和比例降低 过量Zn摄入损害免疫功能年轻成年人 300mgZn day 淋巴细胞和吞噬细胞功能降低 过高的Zn摄入量会导致Cu缺乏 Cu缺乏也会造成免疫功能受损 Zn有利于Th1免疫应答 铜 缺乏Zn和Fe妨碍Cu的吸收 高剂量的Zn和Fe可引起铜的缺乏 动物试验 免疫功能广泛受损 细菌和寄生虫的易感性增加 人类临床试验 低铜饮食降低淋巴细胞增殖和IL 2产生 补充Cu后可恢复 过量摄入Cu产生免疫抑制 铁 缺Fe对实验动物和人的免疫功能有多方面的不利影响中性粒细胞杀菌能力受损 吞噬功能正常 可能因缺Fe改变了呼吸爆发 伴随胃肠道和呼吸道感染 Fe摄入过量对病原的易感性增加 T淋巴细胞数量 淋巴细胞增殖 IL 2产生 细胞毒性T细胞和NK细胞活力 中性粒细胞吞噬能力降低 可能原因微生物需要铁 过量Fe有利于病原微生物繁殖 淋巴细胞中Fe的沉积影响细胞的运动和功能 超氧化损伤增强 特别是单质铁水平增加时 硒 Se在肝 脾和淋巴结中的含量很高 Se缺乏免疫功能降低 对细菌 病毒 真菌和寄生虫的易感性增加 缺Se降低中性粒细胞和巨噬细胞杀灭微生物的能力 不影响中性粒细胞和巨噬细胞的吞噬能力 人 缺Se降低血液中IgG和IgM的水平 动物试验补充Se增加免疫后抗体滴度 淋巴细胞增殖 IFN NK细胞活力 DTH反应和皮肤异源移植物的排斥反应 病原的易感性降低 Se依赖性的谷胱苷肽过氧化物酶和硫氧还蛋白还原酶抗氧化酶 保护细胞免受自由基细胞毒性效应 自由基是免疫细胞用于摧毁微生物的武器 在免疫反应的过程中会有大量的自由基生成 微量养分的合用 健康老年人 VA VC和VE血液中T细胞增加 辅助细胞数量增加 辅助细胞与细胞毒细胞比例增加 淋巴细胞对有丝分裂原的反应增加 健康老年人 安慰剂或多维 微量元素 12个月多维 微量元素 T细胞数 NK细胞活力 IL 2产生增加 抗体应答改善 疾病感染率较安慰剂组低 饮食脂肪与免疫功能 脂肪摄入量与免疫功能 高脂肪饮食降低淋巴细胞增殖和NK细胞活力 影响程度与饮食中脂肪含量及脂肪来源有关 高脂肪饮食主要抑制先天性免疫和细胞免疫中细胞组分的活力 必需脂肪酸 EFA 必需脂肪酸与免疫功能 n 6和n 3多不饱和脂肪酸的代谢途径 类二十烷酸及免疫细胞细胞膜的合成需要PUFA 亚油酸和 亚麻酸缺乏 大鼠或小鼠胸腺和脾脏重量 淋巴细胞增殖 中性粒细胞趋化性 巨噬细胞介导的细胞毒性及DTH反应均降低 类二十烷酸 脂肪酸与免疫功能的联接 主要指 白细胞三烯 前列腺素 凝血烷等激素 主要前体物 双高 亚麻酸 二十碳五烯酸和花生四烯酸 首要 食物中氨基酸及相关化合物与免疫功能 含硫氨基酸与谷胱甘肽 谷胱甘肽由甘氨酸 半胱氨酸和谷氨酸组成的抗氧化三肽 炎症反应时肝脏 肺 小肠和免疫细胞中谷胱甘肽含量下降 饮食中添加Cys可防止某些器官中谷胱甘肽含量的下降 增强人细胞毒性T细胞的活性 缺乏细胞内谷胱甘肽缺乏 淋巴细胞增殖和细胞毒性T细胞数量降低 抗原刺激时 鼠淋巴结淋巴细胞IFN 生成量减少 IL 2或IL 4不影响 作用方式谷胱甘肽可能主要通过诱导IL 12的生成 使Th1 Th2平衡向Th1途径发展 精氨酸 参与蛋白质 尿素和核甘酸的合成 以及ATP的生成 作为调节因子的前体NO 免疫介导因子 对肿瘤细胞和某些微生物有细胞毒性 多胺类物质 影响DNA复制 调节细胞周期和细胞分裂 动物实验表明 精氨酸降低因创作引起的胸腺退化程度 促进胸腺再生 增加淋巴细胞增殖能力 NK细胞活力和巨噬细胞细胞毒性 改善DTH 增加对细菌感染的抵抗力 以及烧伤和败血症的存活率 促进伤口愈合 促进皮肤异源移植物的排斥反应 谷氨酰胺 血液和游离氨基酸库中含量最多的氨基酸 应激状态下 e g 败血症 烧伤 癌症恶病质 肌肉和血浆中谷氨酰胺浓度下降 血浆谷氨酰胺浓度降低可能损害免疫功能 动物实验 饲粮中供给充足的谷氨酰胺增加T淋巴细胞增殖能力和IL 2的生成量 增加啮齿类动物在攻毒感染状况下的存活率 临床研究 降低病人的感染率 缩短住院期 这些结果与免疫功能的改善有关 核苷酸 核苷酸 功能组成DNA和RNA 参与能量代谢 信号转导 参与磷酯合成及酶活性的调节 淋巴细胞的活化需要能量 随后需要合成核酸 蛋白质合成需要RNA 细胞分裂需要DNA 通过外源供给可以节省 从头合成 的需要量 动物试验 无核酸饲粮损伤鼠的免疫应答能力 添加核酸或RNA后增强了T淋巴细胞依赖的抗体反应 淋巴细胞增殖力 IL 2生成量 DTH 细菌或真菌感染时的成活力 总结 1 能量 1种或多种必需营养素的缺乏将损害免疫功能并增加对病原的易感性 众多营养素参与了免疫系统抵抗外源物的分子和细胞反应过程 2 营养素摄入量与免疫功能的潜在关系 1 某种养分的摄入量不足或缺乏将损伤免疫功能 2 随着该养分摄入量的增加免疫功能增强 摄入量