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免疫细胞代谢重编程
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能量通量揭开重症患者肥胖之谜
GLP1减重宝典· 2025-10-21 16:26
文章核心观点 - 危重症状态下机体通过复杂的代谢重组来支持免疫防御和生存,这一过程涉及底物利用优先级改变、免疫细胞代谢重编程以及脂肪和肌肉组织的动态分解[6][7][9] - 代谢重组的核心目标是重新分配能量和生物合成前体,优先保障免疫与炎症细胞在感染或损伤时的快速增殖和功能执行[9][10] - 表观遗传机制和特定代谢中间产物在调节炎症反应中起核心作用,未来研究需聚焦于受损的免疫代谢路径以改善临床结局[7][17][27] 代谢调节基本原则 - 正常情况下代谢按葡萄糖/糖原→脂肪→蛋白质顺序供能,脂肪因高能量密度(9千卡/克)成为主要储备,蛋白质分解能效低(4千卡/克)且损害细胞功能[10] - 危重症时代谢优先级转向保障免疫细胞需求,导致肌肉和脂肪组织大量分解以提供碳源和能量,蛋白质储备约24,000千卡,脂肪储备约100,000千卡[10][11] - 底物氧化存在线粒体氧化磷酸化(高效产ATP)和非线粒体方式(如糖酵解),缺氧时丙酮酸转乳酸维持糖酵解,Warburg效应支持免疫细胞快速功能[11] 系统代谢变化 - 糖异生活动增强,肝脏和肾脏利用乳酸、甘油和氨基酸生成葡萄糖,Cori循环能量效率低但对葡萄糖再生关键[13] - 脂肪组织加速分解释放游离脂肪酸和甘油三酯,脂代谢紊乱与疾病严重度相关(如低HDL提示不良预后),特定促消退脂质介质有助炎症消退[13] - 酮体生成受高胰岛素和线粒体障碍限制,可能削弱对肌肉蛋白分解的保护能力;胰岛素抵抗常见但强化胰岛素治疗未带来一致存活收益[14] 免疫与炎症细胞代谢重编程 - 免疫细胞通过Warburg效应(有氧糖酵解)快速获取ATP和生物合成前体,支持炎症反应但能效低(1葡萄糖生成2ATP,线粒体代谢约30ATP)[16] - 代谢中间产物如琥珀酸、衣康酸和α-酮戊二酸通过影响组蛋白修饰和DNA甲基化调控基因表达,例如衣康酸可抑制NLRP3炎症小体并减少IL-1β释放[17] - M1巨噬细胞以糖酵解为主(促炎),M2巨噬细胞倾向脂肪酸氧化(抗炎);效应T细胞依赖糖酵解,调节性T细胞以线粒体呼吸供能[18] 脂肪组织与骨骼肌代谢重塑 - 白色脂肪可能褐变为褐色脂肪,通过UCP1介导增强产热;肥胖悖论显示肥胖者危重症存活率可能更高,或因能量储备丰富、抗炎因子分泌或肌肉保护效应[20] - 肌肉蛋白通过泛素-蛋白酶体系统和自噬机制分解,关键E3连接酶为MuRF1和atrogin-1;钠泵活性提升和线粒体障碍促进乳酸生成,后者可经Cori循环转化葡萄糖[22][24] - 危重症后肌肉再生能力受损(卫星细胞减少)、肌纤维类型变化(II型纤维萎缩)及表观遗传改变可能导致持续性肌无力[26]