要說禁食的好處,可是掰著手指頭都數不完。

單單奇點糕寫過的就有10餘篇了,好處涵蓋減肥、預防2型糖尿病,降血壓,延壽,改善自身免疫性炎症疾病甚至抗癌

不過有句話說的好,只要活的久,就什麼都能蹲到。

這不,近期Immunity上的一項研究就給我們發出了一個警告,或許禁食並沒有我們想象的那麼完美,盲目禁食可能會影響我們的免疫力。

研究發現,禁食會讓小鼠外周血和組織中絕大多數的單核細胞遷移到骨髓中,並延長了單核細胞的壽命,恢復飲食後,原本在骨髓待著的單核細胞會快速回到外周血和組織中,導致“老化”單核細胞增多,破壞了單核細胞的平衡,降低了小鼠的抗感染能力。

美國西奈山伊坎醫學院的Filip K. Swirski是本文的通訊作者[1]。

論文首頁截圖

事實上,早在2019年,Filip K. Swirski同事就已經發現,禁食會讓外周血和組織中的單核細胞減少,但其背後的機制並未找到。此外,還有一些問題,也讓Filip K. Swirsk感到困惑,例如單核細胞壽命通常比較短,禁食是否對單核細胞的壽命產生影響?一直禁食是不現實的,當恢復飲食後,這些單核細胞又會發生哪些改變呢?

帶著這些問題,Filip K. Swirsi團隊重點觀察了禁食和重新進食對單核細胞的影響。

研究先將小鼠被分成了禁食組和對照組。禁食組的小鼠需進行24小時左右(0-12點是小鼠的非活動期,12-24點為小鼠的活動期)的禁食,期間飲水不受影響,之後恢復自由進食。對照組小鼠則一直處於自由進食狀態。

研究團隊隨後記錄下禁食後,小鼠16個器官和組織中主要白細胞的變化,包括B淋巴細胞,T淋巴細胞、單核細胞和中性粒細胞。

禁食後,外周血和組織中白細胞的變化情況

結果發現,對照組小鼠和禁食組小鼠的Ly-6Chi單核細胞數量存在明顯差異。

具體而言,最開始,兩組小鼠外周血和組織中的單核細胞數量相同,4小時後,禁食組小鼠外周血和組織中的單核細胞就沒了90%,在禁食8小時後,這一數值會進一步減少,而對照組小鼠則沒什麼變化。

那這些減少的單核細胞都去哪了?

當研究人員進一步用GFP標記單核細胞後發現,禁食小鼠外周血和組織中減少的單核細胞都跑到骨髓裡出不來了。更讓人意想不到的是,原本壽命很短的單核細胞在骨髓中卻能存活更長時間,並且其衰老表現與留在血液中的單核細胞的形式不同。

那到底是什麼原因讓單核細胞在骨髓裡待著不出來呢?

Filip K. Swirski團隊在比較禁食前後Ly-6Chi單核細胞的轉錄資訊後發現,與對照組相比,禁食組的趨化因子Cxcr4的表達高出了4倍,而CXCR4的作用之一就是不讓單核細胞從骨髓裡出去。果然,建立Cxcr4敲除小鼠模型後,禁食導致的單核細胞迴流現象消失了。

既往研究顯示,皮質醇(CORT,由腎上腺分泌)會增強Cxcr4表達,禁食後的飢餓會導致血液中CORT水平持續升高,進而導致Cxcr4表達增加,Cxcr4的表達增加了,Ly-6Chi單核細胞就只能乖乖回到骨髓裡了。

同樣,當研究人員切除腎上腺或敲除與皮質醇相關的糖皮質激素受體(Nr3c1)後,禁食導致的單核細胞迴流現象也消失了。因此,Filip K. Swirski團隊得出結論,單核細胞被送回骨髓這事受下丘腦-垂體-腎上腺(HPA)軸調控。

單核細胞受HPA軸調控情況

既然禁食會導致外周血和組織中單核細胞數量驟減,那麼再進食後外周血和組織中單核細胞數量會恢復原狀嗎?

在禁食組小鼠恢復進食4小時後,Filip K. Swirski團隊發現,那些原本儲存在骨髓中的Ly-6Chi單核細胞會以最快的速度重新回到外周血和組織中,數量遠超過正常進食狀態下單核細胞該有的數量。

這麼一看,先禁食再恢復飲食後,外周血和組織中的單核細胞反而變多了。

那這是個好事嗎?

很遺憾,還真不是啥好事。畢竟前面說過,禁食後返回骨髓的單核細胞壽命變長了,那麼恢復飲食後,從骨髓裡釋放也大多是那些“老化”的單核細胞,而且這些“老化”的單核細胞功能可能也有點不健全。

為了驗證這些“老化”的單核細胞是否會影響其在預防急性感染方面的作用,研究用銅綠假單胞菌(PAE)分別對禁食組小鼠和對照組小鼠進行鼻內接種,隨後觀察禁食組小鼠在恢復進食後的健康狀況。

結果發現,與對照組小鼠相比,禁食後再進食的小鼠有著更高的炎症水平和死亡率。這說明,與正常飲食相比,長時間禁食後再進食期間發生的單核細胞失衡會增加炎症水平,降低機體抗感染的能力。

接種PAE後兩組小鼠的生存情況

由此可見,禁食不僅會驅動外周血中的單核細胞向骨髓遷移,還會改變單核細胞的壽命,當恢復飲食後,“老化”單核細胞激增,進一步影響機體抗感染的能力

那看在禁食有諸多好處的份上,我們有沒有辦法改變這個事情呢?

客觀地說,這事可能需要Filip K. Swirski去探索了。

不過本研究發現,單核細胞的數量受晝夜節律影響,對於小鼠而言,單核細胞數量一般會在小鼠剛醒後不久(相當於小鼠活動期的4小時)降到最低點。時間序列分析顯示,若在小鼠活躍期進行禁食,迴圈中的單核細胞會迅速降低,若能在醒後不久進食則可以防止單核細胞數量下降(認真吃早餐真的很重要耶)。

所以那些盲目禁食,或者打著禁食旗號,不吃早餐卻在晚上瘋狂進食的朋友們注意了,不吃早餐傷害真的很大呀~

參考文獻:

1.Janssen H, Kahles F, Liu D, Downey J, Koekkoek LL, Roudko V, D’Souza D, McAlpine CS, Halle L, Poller WC, Chan CT, He S, Mindur JE, Kiss MG, Singh S, Anzai A, Iwamoto Y, Kohler RH, Chetal K, Sadreyev RI, Weissleder R, Kim-Schulze S, Merad M, Nahrendorf M, Swirski FK. Monocytes re-enter the bone marrow during fasting and alter the host response to infection. Immunity. 2023 Feb 14:S1074-7613(23)00036-5. doi: 10.1016/j.immuni.2023.01.024.

來自: 奇點網