營養(yǎng)學/營養(yǎng)不良對代謝和免疫功能的影響
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營養(yǎng)不良和臨床表現(xiàn)可以因其病因、營養(yǎng)素缺乏的程度、缺乏時間的長短、缺乏營養(yǎng)素的種類的不同而異。營養(yǎng)不良就其病因可以分為原發(fā)性,或稱為外因性營養(yǎng)不良,是由于膳食中的營養(yǎng)不足或不當所致;繼發(fā)性,或稱內(nèi)源性營養(yǎng)不良,是由于吸收不良、利用不當、需要增加或排出過多所引起。原發(fā)性或繼發(fā)性營養(yǎng)不良可能同時并發(fā)。
蛋白質(zhì)-能量營養(yǎng)不良的兩種典型臨床表現(xiàn)——惡性營養(yǎng)不良(Kwashiorkor)及消瘦型營養(yǎng)不良(Marasmus)。代表兩種營養(yǎng)上的不平衡和營養(yǎng)上的不當,而不是兩種不同膳食的結(jié)果;前者以水腫為特征,而后者主要表現(xiàn)為全身消瘦,其他表現(xiàn)為肝大,皮膚及頭發(fā)的改變及精神狀態(tài)的改變。
32.2.1 營養(yǎng)不良時的代謝改變
營養(yǎng)不良的嬰兒表現(xiàn)為血清蛋白明顯降低(成人營養(yǎng)不良時可能不明顯),血清運鐵蛋白的水平降低,有時比白蛋白降低更明顯。血漿氨基酸譜也有一定變化,主要為必需氨基酸,特點是亮氨酸、異亮氨酸和纈氨酸(都屬支鏈氨基酸)的水平降低,而甘氨酸高于正常水平,但這些變化與營養(yǎng)不良的程度沒有直接相關(guān)。在禁食時,血漿中的氨基酸主要來自肌肉蛋白的分解,支鏈氨基酸被肌肉用來提供熱能。
營養(yǎng)不良者的脂質(zhì)代謝亦發(fā)生改變,惡性營養(yǎng)不良患者常有脂肪肝,主要成分為甘油三酯,血中游離脂肪酸的含量亦增加。營養(yǎng)不良時血糖含量低,可能與肝糖原及肌糖原的減少有關(guān);對糖的耐量亦降低,而糖原異生作用增加。
32.2.2 營養(yǎng)不良時的免疫功能
大量的觀察表明營養(yǎng)狀況能左右宿主對感染的應(yīng)答。一般說來,營養(yǎng)不良者的免疫功能低于正常。
(1)淋巴組織嚴重營養(yǎng)不良小兒的中央淋巴器官——胸腺和周圍淋巴器官——脾和淋巴結(jié)的大小、重量、組織結(jié)構(gòu)、細胞密度和成分都有明顯的退行性改變。主要為淋巴細胞數(shù)減少。實驗性營養(yǎng)不良動物的胞腺水,嚴重時甚至只有數(shù)毫克(小白鼠),有人稱之為“營養(yǎng)性”胸腺切除。胸腺的小葉萎縮、皮質(zhì)和髓質(zhì)的界限不清,胸腺細胞數(shù)減少。營養(yǎng)不良對子宮內(nèi)膙兒胸腺的發(fā)育也有重要的影響。營養(yǎng)不良主要損害淋巴結(jié)的副皮質(zhì)胸腺依賴區(qū),生發(fā)中心也變小,淋巴細胞數(shù)減少,漿細胞和吞噬細胞數(shù)相對增加。由于營養(yǎng)不良患者常有慢性反復(fù)的胃腸道感染,腸系膜淋巴結(jié)常增大。在脾動脈周圍的胸腺信賴區(qū)受營養(yǎng)不良的影響最明顯,細胞分裂減少??偟恼f來,營養(yǎng)不良對淋巴器官的胸腺信賴區(qū)的影響最大。以上現(xiàn)象的發(fā)病機制還不太清楚,但有人認為與營養(yǎng)缺乏時某些激素有變化,包括腎上腺皮質(zhì)激素、腎上腺素、胰島素和甲狀腺素對有免疫功能的白細胞的影響有關(guān)。在營養(yǎng)不良時,血漿皮質(zhì)醇的水平增加,加上血清白蛋白的減少,使大部分結(jié)合型的皮質(zhì)醇釋放出來,作用于組織。游離的皮質(zhì)醇有使淋巴細胞溶解和免疫抑制作用。切除腎上腺的動物,蛋白質(zhì)缺乏對胸腺的退行性變化的影響較小。
(2)細胞免疫功能在營養(yǎng)不良時,白細胞數(shù)輕度增加,但很難排隊合并感染的結(jié)果;敗血癥常導(dǎo)致白細胞增多,而暴發(fā)性敗血癥可以抑制骨髓而導(dǎo)致白細胞減少。PEM患者的淋巴細胞總數(shù)及其占白細胞總數(shù)的百分比一般正常或減少,T淋巴細胞數(shù)減少,改善營養(yǎng)后,在其他臨床表現(xiàn)及生代指標恢復(fù)以前,T淋巴細胞數(shù)就可顯著增加。周圍血液中的B淋巴細胞數(shù)在營養(yǎng)缺乏時一般正?;蛟龈?。從淋巴細胞亞群的分類來看,營養(yǎng)不良時主要為Tμ細胞(T-輔助細胞,T-helper cell)減少和祼細胞(null cell)增加。祼細胞只有極少量的Fc受體和C3受體,其功能還不太清楚;初步觀察證明,在用致有絲分裂因子刺激正常T細胞時,裸細胞對T細胞的NDA合成有抑制作用。細胞免疫功能低下的病人,其裸細胞所占的百分比均較高。營養(yǎng)不良時Tr淋巴細胞(抑制性/細胞毒性淋巴細胞)增加。這些現(xiàn)象均提示T細胞的分化功能受到損害,與這些營養(yǎng)不忍受兒童的血清胸腺激素的活性低下有關(guān)。
臨床上通常是用對抗原的皮試反應(yīng)亞衡量細胞免疫功能。可以用宿主原來即已識別的抗原,如鏈球菌抗原(SK-SD),白色含珠菌素,結(jié)核菌素的純蛋白衍生物(PPD)和肋腺炎病毒等。另外也可以用某些化學物質(zhì),如2,4-二硝基氯苯(DNCB),致有絲分裂因子,如植物血細胞凝集素(PHA)等。皮內(nèi)注射這些制劑48~72h后如能見到硬結(jié)即為陽性。
對PPD及其他抗原的皮膚延遲型超敏反應(yīng)時由三個部分組成,免疫應(yīng)答的傳入側(cè)翼,即被巨噬細胞加工過的抗原對T淋巴細胞的致敏反應(yīng)。免疫應(yīng)答的傳出側(cè)翼的特點為當T淋巴細胞認識皮內(nèi)注射的抗原時即與之起作用,產(chǎn)生可溶性化學介質(zhì)或淋巴激活素。其最后的反應(yīng)為局部皮膚對淋巴激活素的刺激所產(chǎn)生的炎性皮膚硬結(jié)。DNCB是作為一種半抗原,在皮膚中與蛋白質(zhì)結(jié)合而引起T淋巴細胞反應(yīng)。致有絲分裂因子在于誘導(dǎo)淋巴細胞的轉(zhuǎn)化和產(chǎn)生淋巴因子。營養(yǎng)缺乏可以抑制遲延型皮膚超敏反應(yīng)中的一個或幾個過程。皮試有簡便易行、可以重復(fù)體內(nèi)反應(yīng)的優(yōu)點,可以在現(xiàn)聲進行測驗,但成人間的微細差別而不大可信,又因影響因素較多,如個體對化學刺激的反應(yīng)差異等,都對最后的皮膚反應(yīng)有影響。
(3)免疫球蛋白和抗體惡性營養(yǎng)不良病人的血清白蛋白含量低而消瘦型營養(yǎng)不良者相對正?;蛏缘停徽?a href="/w/%E6%80%BB%E8%9B%8B%E7%99%BD" title="總蛋白">總蛋白的含量如何,γ-球蛋白的含量相對正?;蛟黾樱恢饕捎跔I養(yǎng)不良經(jīng)常合并感染。。用標記的蛋白質(zhì)來進行研究,結(jié)果營養(yǎng)不良者的γ-球蛋白的合成不受影響,而合并感染時γ-球蛋白的合成增加而分解減少。隨著膳食中蛋白質(zhì)的進一步減少體重、血紅蛋白和血清白蛋白降低,血清免疫球蛋白的合成亦減少,但抗體的應(yīng)答相對受影響較少,表明蛋白質(zhì)經(jīng)濟與合理地利用。在營養(yǎng)不良時免疫球蛋白的產(chǎn)生受影響較少,對抗體的防御機制有其重要意義。營養(yǎng)不良者對大多數(shù)適量抗原的抗體應(yīng)答是正常的。表明B細胞的功能相對正常。
營養(yǎng)不良時粘膜局部的免疫功能大大降低,分泌性IgA的分泌顯著減少,因而不能與腸細菌和腸毒素結(jié)合,腸屏障的效能減弱;同時其他的大分子物質(zhì),如膳食蛋白質(zhì)、花粉等也可能跨越粘膜,在營養(yǎng)不良兒童血中??砂l(fā)現(xiàn)對食物抗原的IgG和IgA的滴度增加。
體液免疫功能不僅依賴于對抗原應(yīng)答所產(chǎn)生的抗體的量,并且也依賴于抗體對抗原的新和力和與抗原的結(jié)合能力。因此單獨測定抗體的水平不能準確反映體液免疫狀態(tài)。
(4)補體系統(tǒng)補體有放大免疫應(yīng)答的作用,包括對調(diào)理作用,免疫附著、吞噬作用、白細胞的化學趨化作用和中和病毒作用的影響。營養(yǎng)不良時總補體及補體C3可能處于臨界水平,是由于補體的合成速率降低。當感染引起抗原抗體結(jié)合時補體的消耗增加。
(5)吞噬細胞吞噬細胞在免疫應(yīng)答的傳入側(cè)翼中的作用早已為人們所認識,在某些先天性或獲得性多形核白細胞的功能缺乏者都會產(chǎn)生致死性感染,如在嗜中性白細胞減少癥、慢性肉芽腫病、髓過氧化物酶缺乏病和葡萄糖-6-磷酸脫氫酶缺乏病等。
營養(yǎng)不良者因常合并感染,白細胞數(shù)常增多。炎癥反應(yīng)一般與蓿主地感染局限化的能力有關(guān),以及與宿主對病原處理的放大系統(tǒng)的能力有關(guān)。在營養(yǎng)不良時這些能力可能減弱。對細菌攻擊的應(yīng)答可能是發(fā)生壞疽而不是化膿。
(6)調(diào)理作用、吞噬和殺菌能力營養(yǎng)不良的兒童對已吞噬的細菌的殺菌力降低和減慢,而對細菌的吞噬作用可能正常。有趣的是營養(yǎng)過度和肥胖也可使多形核白細胞的殺菌力降低。
(7)溶菌酶溶菌酶可以溶解許多革蘭陰性細菌的細胞壁的粘多糖,其他的細菌在接受抗體、補體、甘氨酸、螯合劑、pH變化、抗壞血酸和H2O2時也可能對溶菌酶的敏感性增加。在多形核白細胞和單核細胞中溶菌酶的濃度很高,在各種體液(包括血清、淚腺和唾液腺的分泌物)中也含有溶菌酶。營養(yǎng)不良時,血漿和白細胞中溶菌酶的活性降低。有感染時,白細胞中的溶菌酶參出到血漿中增多。血漿中溶菌酶的降低意味著粘膜表面的防御能力降低。
(8)鐵結(jié)合蛋白血清中的運鐵蛋白有抑制細菌的作用,早已為人們所知。鐵結(jié)合力高度不飽和的血清可以抑制霉菌的繁殖,而地中海貧血者的鐵飽和血清可以促地霉菌生長。母乳的抑菌作用與其中含有大量的乳鐵蛋白有關(guān);乳鐵蛋白和運鐵蛋白能與鐵結(jié)合,如同時有抗體協(xié)同作用就可以抑制細菌的生長。如果使乳鐵蛋白或運鐵蛋白飽和,就可以消除其抑菌作用。
蛋白質(zhì)-能量營養(yǎng)不良的患者,其血清運鐵蛋白的濃度經(jīng)常降低,并且與營養(yǎng)不良的程度相關(guān)。如在惡性蛋白質(zhì)-能量營養(yǎng)不良患者的一般情況未改善之前補充鐵,有時可能使他們合并敗血癥而死亡。有慢性腎盂腎炎的病人注射檸檬酸山梨醇鐵可伴隨尿中白細胞的排出增加。
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