Понастоящем различните видове гладуване стават все по-популярни заради техните потенциални ползи за здравето, особено при подобряване на кардиометаболитните заболявания. Въпреки това как тези практики влияят на имунната функция не е добре разбрано. В скорошно проучване, публикувано в Imunity , Janssen et al. навлизане в сложната връзка между гладуването, повторното хранене и имунната система. Докато гладуването причинява насочване на моноцити в костния мозък (BM), повторното хранене ескалира броя на моноцитите в кръвообращението, но променя имунните отговори към бактериална инфекция [ 1 ].

Телата ни имат забележителна способност да ограничават разхода на енергия по време на недостиг на хранителни вещества, особено сред някои видове имунни клетки, като моноцитите. Моноцитите са енергийно скъпи поради краткия им полуживот, масивното дневно производство в костния мозък и зависимостта от миелопоезата за попълване. В своето изследване авторите демонстрират, че по време на гладуване моноцитите мигрират обратно към BM, където се смята, че спят зимен сън, удължавайки продължителността на живота си и запазвайки енергия [ 1 ].

Това явление повдига няколко въпроса, като например как моноцитите оцеляват в BM по време на гладуване и дали съществува механистична връзка между ремобилизацията на циркулиращите моноцити и намаляването на хемопоезата по време на гладуване. Интересното е, че централната нервна система (ЦНС) играе роля в организирането на широкомащабни промени в левкоцитите. Авторите предлагат поредица от събития, възникващи по време на гладуване и повторно хранене, които свързват хипоталамо-хипофизно-надбъбречната (HPA) ос с моноцити и BM [ 1]. Продължителното гладуване предизвиква реакция на стрес, медиирана от кортикостероид (CORT) чрез HPA оста. Гладуването води до повишени нива на CORT, който се свързва с моноцитния глюкокортикоиден рецептор NR3C1, което от своя страна повишава експресията на CXCR4 върху моноцитите, насърчавайки тяхната миграция към BM. При повторно хранене нивата на CORT се нормализират и моноцитите се връщат в кръвообращението (фиг.  1 ). Въпреки това, връщащите се моноцити са транскрипционно различни и хронологично по-стари, което променя тяхната функция и способност да реагират на инфекция [ 1 ]. Ефектът на кортикотропин-освобождаващия хормон и невронно-медиираните промени на левкоцитите върху имунните отговори срещу автоимунитет и вирусна инфекция са показани по-рано [ 2]. Все повече доказателства показват, че различни видове стрес индуцират активирането на симпатиковата нервна система, която модулира хемопоезата и левкоцитната хемостаза [ 3 , 4 ]; въпреки това, механистичната основа за това как невронните сигнали ускоряват индуцираната от гладуване моноцитна хемостаза не е ясна. В допълнение, беше показано, че активирането на получена от хепатоцити нискоенергийна чувствителна AMPK е отговорна за спирането на мобилизацията на моноцитите по време на гладуване по CCL2/PPARa-зависим начин [5 ] .

Тези констатации могат да имат значителни последици за широка аудитория, включително тези, които практикуват гладуване за ползи за здравето, както и медицински специалисти и изследователи. Важно е обаче да се отбележи, че изследването се фокусира върху продължителното гладуване и повторно хранене, което може да е по-подходящо за ситуации на сериозен недостиг на храна, недохранване или хранителни разстройства, отколкото практиките на периодично гладуване, които обикновено се възприемат от лица, търсещи ползи за здравето [6 ] . Освен това, като се има предвид нарастващият брой хора в света, страдащи от глад, тези данни подчертават разрушителния ефект на глада и недохранването върху имунната система. Независимо от това, разбирането на въздействието на гладуването върху имунната функция е от решаващо значение както за широката общественост, така и за научната общност.

Може да има потенциални ползи за намаляване на скоростта на хематопоезата чрез практики като продължително гладуване, упражнения, по-добра хигиена на съня или подобрена диета [ 1 ]. Отвъд такъв хомеостатичен контрол, влошаването на здравето, лошото качество на съня, високите резултати за болка, гладът и по-малкото физическо натоварване засилват стреса, който от своя страна активира симпатиковата нервна система и променя клетъчната хемостаза [3] .]. Това предполага, че подобряването на състоянието на психичното здраве, психологическите интервенции или фармакологичните подходи за управление на стреса могат да окажат влияние върху намаляването на риска от промяна в имунния отговор на гостоприемника. В допълнение, последните данни показват, че ускоряването на скоростта на производство на левкоцити може да ускори клоналната хематопоеза, намалявайки хемопоетичната диверсификация и предоставяйки повишен риск от сърдечно-съдови заболявания [ 4 , 7 ]. Мерките, насочени към намаляване на хемопоезата, биха могли да осигурят дългосрочни ползи чрез запазване на разнообразен, неклонален хематопоетичен пул. Бъдещите изследвания трябва също така да разгледат потенциалната връзка между гладуването и два други фактора, които играят роля в хемостазата на имунните клетки: стрес и циркадни ритми [ 2 , 3].

Проучването на Janssen et al. също повдига интересни въпроси относно потенциалните последици от гладуването върху резултатите от инфекцията и заболяването. Докато няколко проучвания предполагат, че краткотрайното гладуване може да засили имунната функция и да предпази от определени инфекции, ефектите от продължителното гладуване и повторно хранене върху способността на имунната система да реагира на патогени остават неясни. Все повече доказателства показват, че гладуването може да има по-широки, но отчетливи ефекти върху имунната система и други функции на левкоцитите, като Т-клетките и В-клетките, друг основен компонент на имунния отговор. Въпреки че ограничаването на калориите предизвиква насочване на Т-клетките на паметта към костния мозък и насърчава оцеляването и защитната функция [ 8], многократното гладуване има вредни ефекти върху нивата на В клетките в петната на Peyer и тяхното оцеляване е драстично намалено, което отслабва антиген-специфичните IgA отговори [ 9 ]. Освен това видът и продължителността на гладуването могат да доведат до различни резултати. Например периодичното гладуване подобрява хроничните възпалителни заболявания като атеросклероза [ 6 ], а ограниченото във времето хранене има благоприятно въздействие върху NAFLD, но има вредно въздействие върху ранната атеросклероза [ 10] .]. Тези ефекти могат да бъдат медиирани чрез подобни механизми, включващи HPA оста и нивата на CORT, което предполага координиран отговор на недостига на хранителни вещества, който влияе върху множество аспекти на имунната функция. Освен това, активирането на ЦНС задейства миелопоезата, което може да ускори броя на циркулиращите моноцити след повторно хранене [ 4 ]. Като цяло данните показват сложни и вероятно специфични за клетките и тъканите реакции според условията на гладуване.

Промените в разпределението и функцията на моноцитите, наблюдавани в това проучване, биха могли да имат значителни последици за способността на имунната система да изгради ефективен отговор по време на периоди на гладуване и повторно хранене. Също така е очевидно, че различните форми и продължителност на гладуване могат да причинят различни и противоположни ефекти върху имунните клетки и различни органи. Необходими са по-нататъшни изследвания, за да се определят специфичните ефекти на тези практики върху податливостта към инфекции и други свързани с имунната система състояния.

Освен това настоящите данни предлагат ценна перспектива за потенциалното въздействие на гладуването върху възпалителните заболявания. Разбирането на ефектите от гладуването върху поведението на имунните клетки, особено в контекста на възпаление, може да има значителни последици за управлението на тези състояния. Връщащите се моноцити, наблюдавани след повторно хранене, са транскрипционно различни и хронологично по-стари, което може да повлияе на способността им да реагират на възпалителни стимули. Това повдига въпроса дали гладуването и повторното хранене могат да изострят или облекчат симптомите на възпалителни заболявания, като кардиометаболични заболявания, ревматоиден артрит, възпалително заболяване на червата и астма.

Настоящата статия също подчертава индивидуалната променливост в отговор на гладуване и повторно хранене. Освен това фактори като възраст, пол, генетичен произход и цялостно здравословно състояние могат да повлияят на реакцията на имунната система към тези практики, което води до различни резултати при различните индивиди. Тъй като персонализираната медицина става все по-известна, разбирането на индивидуалните фактори, които влияят на отговора на гладуването и повторното хранене, може да помогне за оптимизирането на тези практики за конкретни популации, като увеличи максимално ползите за здравето им, като същевременно минимизира потенциалните рискове.

Освен това авторите подчертават необходимостта от допълнителни проучвания, изследващи дългосрочните ефекти от гладуването и повторното хранене върху имунната функция. Въпреки че настоящото проучване предоставя ценна представа за непосредствените последици от тези практики върху разпределението и функцията на моноцитите, дългосрочните последици остават по-малко ясни. Бъдещите изследвания трябва да изследват трайността на тези ефекти и дали повтарящите се цикли на гладуване и повторно хранене могат да доведат до трайни промени в имунната функция, полезни или вредни. Освен това метаболитните промени причиняват дългосрочен ефект върху вродените имунни клетки; трябва да се изясни дали енергоспестяващото състояние по време на гладуване има някакви трайни последици върху клетъчната функция. Също така е от решаващо значение да се определи най-здравословният тип гладуване по отношение на продължителността и интервалите.

В заключение, изследването на Janssen et al. хвърля светлина върху сложните връзки между гладуването и имунната система. Въпреки че изследването има ограничения в прекия си превод към човешката физиология, то предоставя ценна представа за потенциалните разходи за повторно хранене след продължително гладуване и как гладуването и повторното хранене влияят върху имунната функция и разпределението на моноцитите. Необходими са по-нататъшни изследвания, за да се проучат механизмите, които стоят в основата на тези констатации и техните последици за човешкото здраве, диетичните препоръки и потенциалните терапевтични интервенции. Това проучване и по-ранни проучвания могат да изградят първоначална основа за разработване на комбиниран имуномодулиращ подход чрез контрол на диетата и фармакологични средства за контрол на определени заболявания.

Препратки

1. Janssen H, Kahles F, Liu D, Downey J, Koekkoek LL, Roudko V, et al. Моноцитите навлизат отново в костния мозък по време на гладуване и променят реакцията на гостоприемника към инфекцията. Имунитет. 2023; 56: 783–96.e7.статия CAS PubMed Google Наука 
2. Poller WC, Downey J, Mooslechner AA, Khan N, Li L, Chan CT и др. Мозъчните моторни и страхови вериги регулират левкоцитите по време на остър стрес. Природата. 2022; 607: 578-84.статия CAS PubMed PubMed Central Google Наука 
3. Sohrabi Y, Reinecke H, Soehnlein O. Тристранно взаимодействие между инервацията, левкоцитите и адвентицията: нов двигател на образуването на атеросклеротична плака. Signal Transduct Target Ther. 2022; 7: 249.статия PubMed PubMed Central Google Наука 
4. Vasamsetti SB, Florentin J, Coppin E, Stiekema LCA, Zheng KH, Nisar MU и др. Симпатиковата невронална активация задейства миелоидна прогениторна пролиферация и диференциация. Имунитет. 2018; 49: 93–106.e7.статия CAS PubMed PubMed Central Google Наука 
5. Jordan S, Tung N, Casanova-Acebes M, Chang C, Cantoni C, Zhang D, et al. Диетичният прием регулира циркулиращия възпалителен моноцитен пул. клетка. 2019; 178: 1102–14.e17.статия CAS PubMed PubMed Central Google Наука 
6. de Cabo R, Mattson MP. Ефекти от периодичното гладуване върху здравето, стареенето и болестите. N Engl J Med. 2019; 381: 2541–51.статия PubMed Google Наука 
7. Tall AR, Fuster JJ. Клонална хематопоеза при сърдечно-съдови заболявания и терапевтични последици. Nat Cardiovasc Res. 2022; 1: 116–24.статия PubMed PubMed Central Google Наука 
8. Collins N, Han SJ, Enamorado M, Link VM, Huang B, Moseman EA и др. Костният мозък защитава и оптимизира имунологичната памет по време на диетични ограничения. клетка. 2019; 178: 1088–101.e15.статия CAS PubMed PubMed Central Google Наука 
9. Нагай М, Ногучи Р, Такахаши Д, Морикава Т, Кошида К, Комияма С и др. Повторното хранене на гладно влияе върху динамиката на имунните клетки и имунните отговори на лигавицата. клетка. 2019; 178: 1072–87.e14.статия CAS PubMed Google Наука 
10. Pan C, Herrero-Fernandez B, Borja Almarcha C, Gomez Bris R, Zorita V, Saez A и др. Ограниченото във времето хранене засилва ранната атеросклероза при хиперхолестеролемични мишки. Тираж. 2023; 147: 774–7.статия PubMed Google Наука 

Изтегляне на препратки

Благодарности

JD-A се подкрепя от Холандската организация за научни изследвания (грант VENI 09150161910024). YS би искал да признае Европейската мрежа за конвертиране на молекулярни профили на миелоидни клетки в биомаркери за възпаление и рак (Mye-InfoBank) (COST Action CA20117) и д-р Robert Pfleger Foundation (грант ZUW80298). Публикацията с отворен достъп беше подкрепена от Университета на Мюнстер.

Финансиране

Финансиране с отворен достъп, активирано и организирано от Projekt DEAL.

Информация за автора

Автори и съдружия

1. Катедра по вътрешна медицина и Център за инфекциозни болести Radboud, Медицински център Nijmegen University Radboud, 6500HB, Nijmegen, ХоландияХорхе Домингес-Андрес
2. Катедра по кардиология I-коронарна и периферна съдова болест, сърдечна недостатъчност, Университетска болница Мюнстер, Westfälische Wilhelms-Universität, Мюнстер, ГерманияХолгер Райнеке и Яхя Сохраби
3. Институти по молекулярна генетика на Чешката академия на науките, Прага, Чешка републикаЯхя Сохраби
4. Катедра по медицинска генетика, Трети факултет по медицина, Карлов университет, Прага, ЧехияЯхя Сохраби

Автора за кореспонденция

Кореспонденция с Яхя Сохраби .

Етични декларации

Конкуриращи се интереси

Авторите декларират липса на конкуриращи се интереси.

Права и разрешения

Отворен достъп Тази статия е лицензирана съгласно международен лиценз Creative Commons Attribution 4.0, който позволява използване, споделяне, адаптиране, разпространение и възпроизвеждане във всякакъв носител или формат, стига да посочите подходящото признание на оригиналния автор(и) и източника, предоставите връзка към лиценза Creative Commons и посочите дали са направени промени. Изображенията или други материали на трети страни в тази статия са включени в лиценза Creative Commons на статията, освен ако не е посочено друго в кредитната линия към материала. Ако материалът не е включен в лиценза Creative Commons на статията и предвидената от вас употреба не е разрешена от законови разпоредби или надвишава разрешената употреба, ще трябва да получите разрешение директно от притежателя на авторските права. За да видите копие на този лиценз, посететеhttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ .

Източник: списание Nature