僅僅想到饑餓就會改變您的免疫系統(tǒng)

感到饑餓不僅會讓您伸手去吃零食——它還可能改變您的免疫系統(tǒng)。

在最近對小鼠進行的一項研究中，我們發(fā)現(xiàn)，即使動物實際上并沒有禁食，僅僅感知饑餓就可以改變血液中免疫細胞的數(shù)量。這表明，即使是大腦對饑餓的解釋也可以影響免疫系統(tǒng)的適應方式。

我們發(fā)表在科學免疫學挑戰(zhàn)了免疫力主要由營養(yǎng)的真實物理變化（例如血糖或營養(yǎng)水平的變化）塑造的長期觀念。相反，它表明，僅憑感知（大腦“認為”正在發(fā)生的事情）就可以重塑免疫力。

我們專注于兩種類型的高度專業(yè)化的腦細胞 （AgRP 神經(jīng)元和 POMC 神經(jīng)元），從而感知身體的能量狀態(tài)并產(chǎn)生饑餓感和飽腹感作為回應。AgRP 神經(jīng)元在能量不足時促進饑餓感，而 POMC 神經(jīng)元在進食后發(fā)出飽腹感信號。

使用遺傳工具，我們?nèi)斯ぜせ盍艘呀?jīng)吃了大量食物的小鼠的饑餓神經(jīng)元。激活這組小而強大的腦細胞引發(fā)了小鼠尋找食物的強烈沖動。這一發(fā)現(xiàn)建立在以下基礎之上先前的多項研究表明.

然而，令我們驚訝的是，這種合成的饑餓狀態(tài)還導致血液中稱為單核細胞的特定免疫細胞顯著下降。這些細胞是免疫系統(tǒng)第一道防線的一部分，并發(fā)揮著在調(diào)節(jié)炎癥中起關鍵作用.

相反，當我們激活禁食小鼠的飽腹感神經(jīng)元時，單核細胞水平恢復到接近正常水平，即使小鼠沒有進食。這些實驗向我們表明，大腦對饑餓或進食的感知本身就足以影響血液中的免疫細胞數(shù)量。

為了了解大腦和免疫系統(tǒng)之間的這條軸線如何運作，我們隨后研究了大腦如何與肝臟交流。這個器官在感知體內(nèi)的能量水平方面很重要。研究還表明肝臟與骨髓相通，骨髓是骨骼內(nèi)的軟組織，其中制造血液和免疫細胞.

我們發(fā)現(xiàn)饑餓神經(jīng)元和肝臟之間通過交感神經(jīng)系統(tǒng)有直接聯(lián)系，交感神經(jīng)系統(tǒng)在調(diào)節(jié)心率、血流等功能以及器官如何響應壓力和能量需求方面發(fā)揮著廣泛的作用。當饑餓神經(jīng)元被打開時，它們通過減少交感神經(jīng)活動來降低肝臟中的營養(yǎng)感應。

這表明大腦可以影響肝臟如何解釋身體的能量狀態(tài);基本上是讓它相信能量是低的，即使實際營養(yǎng)水平正常。這反過來又導致一種名為CCL2，這通常有助于將單核細胞吸入血液中。較少的 CCL2 意味著循環(huán)的單核細胞較少。

我們還看到饑餓信號導致一種叫做皮質(zhì)酮的壓力荷爾蒙的釋放（類似于人類的皮質(zhì)醇）。這種激素本身對免疫細胞數(shù)量沒有太大影響，至少沒有達到通常禁食時釋放的水平。

通常需要更高水平的壓力荷爾蒙才能直接影響免疫系統(tǒng)。但在這種情況下，皮質(zhì)酮的適度上升更像是一個放大器。雖然它本身不足以觸發(fā)免疫變化，但在與來自大腦的信號合作時允許反應發(fā)生至關重要。

這進一步說明了身體的壓力系統(tǒng)和免疫變化如何可擴展，以及它們?nèi)绾胃鶕?jù)壓力事件的性質(zhì)和強度進行調(diào)整。

為什么會發(fā)生這種情況？

為什么大腦會這樣做？雖然我們還沒有對此進行正式測試，但我們認為一種可能性是，這種復雜的多器官通信系統(tǒng)進化來幫助身體預測和應對潛在的短缺。通過根據(jù)感知的需求微調(diào)能量使用和免疫準備，大腦將能夠在真正的危機開始之前協(xié)調(diào)有效的全身反應。

如果大腦感覺到食物可能受到限制（例如，通過解釋以前與食物稀缺相關的環(huán)境線索），它可能會及早采取行動以節(jié)省能量并提前調(diào)整免疫功能。

如果這些發(fā)現(xiàn)在人類中得到證實，那么這些新數(shù)據(jù)將來可能會對免疫系統(tǒng)變得過度活躍的疾病產(chǎn)生實際影響，例如心血管疾病,多發(fā)性硬化癥和 消耗綜合征癌癥患者.

這與代謝和進食障礙進一步相關，例如肥胖或厭食.這些疾病不僅通常伴有慢性炎癥或免疫相關并發(fā)癥，還會改變饑餓和飽腹感在大腦中計算。

而且，如果大腦能夠幫助提高或降低免疫系統(tǒng)，就有可能開發(fā)新的大腦靶向方法來輔助當前的免疫調(diào)節(jié)療法。

盡管如此，我們還有很多不知道的地方。我們需要更多的研究來調(diào)查這種機制在人類中是如何工作的。這些研究可能具有挑戰(zhàn)性，因為目前還不可能像在實驗模型中那樣選擇性地激活人腦中的特定神經(jīng)元。

有趣的是，一個多世紀前，蘇聯(lián)精神病學家 A. Tapilsky 進行了一項不尋常的實驗，他使用催眠向患者暗示饑餓或飽腹感。值得注意的是，當患者被告知他們吃飽時，免疫細胞計數(shù)會增加，而當他們被告知他們餓了時，免疫細胞計數(shù)就會減少。

這些早期觀察暗示了身心之間的強大聯(lián)系，遠遠領先于今天的科學理解，并且令人毛骨悚然地預見了我們目前使用強大的遺傳工具在動物模型中人工產(chǎn)生饑餓或飽腹感等內(nèi)部感覺的能力。

顯而易見的是，大腦對身體能量需求的看法可以塑造免疫系統(tǒng)——有時甚至在身體本身趕上之前。這引發(fā)了新的問題，即壓力、飲食失調(diào)甚至與食物短缺的習得關聯(lián)等疾病如何導致炎癥和疾病。

朱塞佩·達戈斯蒂諾， 高級講師， 學部糖尿病， 內(nèi)分泌學和胃腸病學，曼徹斯特大學和若昂·保羅·阿爾伯克基，生理學和代謝學博士后研究員，曼徹斯特大學

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