營養學/營養不良對代謝和免疫功能的影響

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臨床營養學

營養與感染和免疫
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營養不良和臨床表現可以因其病因、營養素缺乏的程度、缺乏時間的長短、缺乏營養素的種類的不同而異。營養不良就其病因可以分為原發性，或稱為外因性營養不良，是由于膳食中的營養不足或不當所致；繼發性，或稱內源性營養不良，是由于吸收不良、利用不當、需要增加或排出過多所引起。原發性或繼發性營養不良可能同時并發。

蛋白質-能量營養不良的兩種典型臨床表現——惡性營養不良（Kwashiorkor）及消瘦型營養不良（Marasmus）。代表兩種營養上的不平衡和營養上的不當，而不是兩種不同膳食的結果；前者以水腫為特征，而后者主要表現為全身消瘦，其他表現為肝大，皮膚及頭發的改變及精神狀態的改變。

32.2.1　營養不良時的代謝改變

營養不良的嬰兒表現為血清蛋白明顯降低（成人營養不良時可能不明顯），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，但這些變化與營養不良的程度沒有直接相關。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。

營養不良者的脂質代謝亦發生改變，惡性營養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。營養不良時血糖含量低，可能與肝糖原及肌糖原的減少有關；對糖的耐量亦降低，而糖原異生作用增加。

32.2.2　營養不良時的免疫功能

大量的觀察表明營養狀況能左右宿主對感染的應答。一般說來，營養不良者的免疫功能低于正常。

（1）淋巴組織嚴重營養不良小兒的中央淋巴器官——胸腺和周圍淋巴器官——脾和淋巴結的大小、重量、組織結構、細胞密度和成分都有明顯的退行性改變。主要為淋巴細胞數減少。實驗性營養不良動物的胞腺水，嚴重時甚至只有數毫克（小白鼠），有人稱之為“營養性”胸腺切除。胸腺的小葉萎縮、皮質和髓質的界限不清，胸腺細胞數減少。營養不良對子宮內膙兒胸腺的發育也有重要的影響。營養不良主要損害淋巴結的副皮質胸腺依賴區，生發中心也變小，淋巴細胞數減少，漿細胞和吞噬細胞數相對增加。由于營養不良患者常有慢性反復的胃腸道感染，腸系膜淋巴結常增大。在脾動脈周圍的胸腺信賴區受營養不良的影響最明顯，細胞分裂減少。總的說來，營養不良對淋巴器官的胸腺信賴區的影響最大。以上現象的發病機制還不太清楚，但有人認為與營養缺乏時某些激素有變化，包括腎上腺皮質激素、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。在營養不良時，血漿皮質醇的水平增加，加上血清白蛋白的減少，使大部分結合型的皮質醇釋放出來，作用于組織。游離的皮質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不良時，白細胞數輕度增加，但很難排隊合并感染的結果；敗血癥常導致白細胞增多，而暴發性敗血癥可以抑制骨髓而導致白細胞減少。PEM患者的淋巴細胞總數及其占白細胞總數的百分比一般正常或減少，T淋巴細胞數減少，改善營養后，在其他臨床表現及生代指標恢復以前，T淋巴細胞數就可顯著增加。周圍血液中的B淋巴細胞數在營養缺乏時一般正常或增高。從淋巴細胞亞群的分類來看，營養不良時主要為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。營養不良時Tr淋巴細胞（抑制性/細胞毒性淋巴細胞）增加。這些現象均提示T細胞的分化功能受到損害，與這些營養不忍受兒童的血清胸腺激素的活性低下有關。

臨床上通常是用對抗原的皮試反應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，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。皮內注射這些制劑48～72h后如能見到硬結即為陽性。

對PPD及其他抗原的皮膚延遲型超敏反應時由三個部分組成，免疫應答的傳入側翼，即被巨噬細胞加工過的抗原對T淋巴細胞的致敏反應。免疫應答的傳出側翼的特點為當T淋巴細胞認識皮內注射的抗原時即與之起作用，產生可溶性化學介質或淋巴激活素。其最后的反應為局部皮膚對淋巴激活素的刺激所產生的炎性皮膚硬結。DNCB是作為一種半抗原，在皮膚中與蛋白質結合而引起T淋巴細胞反應。致有絲分裂因子在于誘導淋巴細胞的轉化和產生淋巴因子。營養缺乏可以抑制遲延型皮膚超敏反應中的一個或幾個過程。皮試有簡便易行、可以重復體內反應的優點，可以在現聲進行測驗，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差異等，都對最后的皮膚反應有影響。

（3）免疫球蛋白和抗體惡性營養不良病人的血清白蛋白含量低而消瘦型營養不良者相對正常或稍低，但不論總蛋白的含量如何，γ-球蛋白的含量相對正常或增加；主要由于營養不良經常合并感染。。用標記的蛋白質來進行研究，結果營養不良者的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，但抗體的應答相對受影響較少，表明蛋白質經濟與合理地利用。在營養不良時免疫球蛋白的產生受影響較少，對抗體的防御機制有其重要意義。營養不良者對大多數適量抗原的抗體應答是正常的。表明B細胞的功能相對正常。

營養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合，腸屏障的效能減弱；同時其他的大分子物質，如膳食蛋白質、花粉等也可能跨越粘膜，在營養不良兒童血中常可發現對食物抗原的IgG和IgA的滴度增加。

體液免疫功能不僅依賴于對抗原應答所產生的抗體的量，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。

（4）補體系統補體有放大免疫應答的作用，包括對調理作用，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合時補體的消耗增加。

（5）吞噬細胞吞噬細胞在免疫應答的傳入側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。

營養不良者因常合并感染，白細胞數常增多。炎癥反應一般與蓿主地感染局限化的能力有關，以及與宿主對病原處理的放大系統的能力有關。在營養不良時這些能力可能減弱。對細菌攻擊的應答可能是發生壞疽而不是化膿。

（6）調理作用、吞噬和殺菌能力營養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；乳鐵蛋白和運鐵蛋白能與鐵結合，如同時有抗體協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-能量營養不良的患者，其血清運鐵蛋白的濃度經常降低，并且與營養不良的程度相關。如在惡性蛋白質-能量營養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。