锌在加强糖尿病患者免疫功能方面的作用

糖尿病是一种慢性代谢障碍,影响全球大约5.37亿成年人,其特征是胰岛素分泌、胰岛素作用或两者都有缺陷,导致长期高血糖症。 除了众所周知的心血管和肾脏并发症外,糖尿病还深深地损害免疫功能,使患者易受各种感染——从常见的呼吸道病原体到缓缓发皮肤溃疡。 这种免疫力是多因素性的,由高血糖引起的氧化应激、中微营养活性受损和细胞细胞功能障碍信号作用所驱动。 在可能有助于抵消这些缺陷的微量营养素中,锌已成为对免疫能力有巨大影响的重要微量矿物,特别是在糖尿病人群中。

锌是300多酶和2500个转录因子的催化、结构和管理共生物,因此它是细胞内自流体化所不可或缺的。 它在免疫功能中的作用包括内生和适应性武器,从稳定中微细胞外陷到促进T细胞受体信号。 在糖尿病患者中,锌的常见流行率从30%到60%不等 — — 这往往是由于骨髓分泌、饮食摄入不良和肠胃吸收改变引起的高津曲率。 这一缺陷进一步增加了现有的免疫功能障碍。 该条探讨了锌在糖尿病中的免疫机能效应的机械基础,审查了临床证据,并提供了优化锌状况以改善效果的实际指导。

锌的多面生化豁免

为了理解锌对糖尿病免疫健康特别相关的原因,首先必须认识到锌的生化作用. 锌离子(Zn2+)作为刘易斯酸,稳定蛋白结构并促成酶催化. 在免疫细胞内,锌通过MTF-1等具有锌能的转录因子,作为信号分子,调节抗氧化剂防御和金属自居性基因. 锌的运输器——包括ZIP(SLC39A)和ZnT(SLC30A)家族——动态地控制细胞内锌浓度,在免疫活化过程中将离子引导到特定的子细胞分出.

锌和先天豁免

Neuroprophil功能: 神经元是细菌和真菌感染的第一反应者. 锌对于神经元化解毒,发作和通过NADPH氧化物生成活性氧物种至关重要. 缺乏能导致呼吸道破裂能力下降并损害病原体的杀灭,如[] Staphylococcus aureus 和 Candida albicans . 在糖尿病患者中,基线中神经元障碍常见,低锌水平会加剧这种脆弱性.

自然杀手细胞:[ NK细胞提供快速抗病毒和抗肿瘤免疫. 锌缺乏通过改变颗粒出血和穿孔表达来减少NK细胞的细胞出血活性和细胞毒性. 已显示补充可以恢复NK在老年和糖尿病人群中的功能.

Monocytes and macrophages: Zinc modulates the balance between pro-inflammatory (M1) and anti-inflammatory (M2) macrophage polarization. Adequate zinc promotes M2 phenotypes, which dampen chronic inflammation—a hallmark of insulin resistance and diabetic complications. Additionally, zinc inhibits nuclear factor-κB (NF-κB) activation, reducing the production of pro-inflammatory cytokines such as interleukin-1β (IL-1β) and tumor necrosis factor-alpha (TNF-α).

锌和可适应豁免

T-淋巴细胞发育和功能:[ 锌对胸腺内生化和T-细胞成熟至关重要,它激活了导致天真T-细胞分化的胸腺激素. 在外生血液中,锌能增强CD4+助动T细胞和CD8+细胞毒性T细胞的活性,部分是通过IL-2受体的高调节. 糖尿病患者经常表现出平分的T-细胞活性反应;锌补充可以部分恢复这个反应.

B细胞抗体生产:锌通过支持免疫球蛋白生产影响幽默免疫. 研究表明,缺锌动物在接种疫苗时会产生较低的抗体乳头,而人类研究表明,在锌再生后,对流感和肺炎球菌疫苗的反应有所改善,这些疫苗与糖尿病患者的抗药性往往不理想。

糖尿病的易发性地貌

糖尿病通过多种交织机制为感染创造了一种宽容的环境。超高血糖通过对参与氧化杀菌的蛋白质进行非酶化甘化直接损害中微营养素细菌杀菌活性。 高级甘化末产物与免疫细胞上的受体(RAGE)结合,引发慢性低等炎症和线粒体功能障碍。 此外,糖尿病微血管病还会减少组织通灌,推迟免疫细胞被感染。

同时,锌代谢在糖尿病中变得不适. 高血糖导致尿道锌大量流失——高达正常的2至3倍,原因是多泌尿道再吸收减少,金属脂酮表达可能增加. 肠道锌吸收也可能因许多糖尿病人群常见的富于血糖的饮食而受损. 1和2型糖尿病患者的血糖锌含量持续低于健康控制( Vashum等,2015 ; Jansen等,2017 ). 缺陷产生反馈循环:低锌在胰岛素耐受和胰细胞功能上恶化,而低代谢控制则加速了锌的流失.

糖尿病患者补充锌的临床证明

观察研究

对20个跨部门研究进行了一项分析,有15 000多名与会者参加,结果显示,糖尿病患者的血清锌浓度(加权平均差-0.76μmol/L,95% CI−0.93至-0.60)大大低于非糖尿病控制。 重要的是,缺锌程度与血红蛋白A1c(HbA1c)水平相关,表明对甘油的控制与更大的锌耗损有关(de Carvalho等,2019 ),中国对2类糖尿病患者进行的另一项研究发现,饮食用锌摄入量最低的三分之三的患者在三年内发育糖尿病足溃疡的风险比最高的多1.8倍(Luo等,2020 )。

干预性随机控制审判

几个地区氯三联苯研究了锌补充对糖尿病患者免疫标记和临床结果的影响:

  • Ranjit等 (2018) 给2型糖尿病成年人的元素锌(作为锌克)每天30毫克,为期12周。 与安慰剂相比,锌组显示血清锌含量大幅上升,高灵敏度C-反应蛋白(hs-CRP)(−1.2 mg/L,p<0.01),CD4+T细胞计数增加15%,自然杀手细胞活性改善22%。
  • 贾法尔内贾德等(2019年)对60名年龄为10-30岁的一型糖尿病患者进行了双盲RCT,摄入了25毫克/天锌8周. 干预组经历了上呼吸道感染(URTIs)发病率下降30%,与基线相比,中子营养素的发作指数提高了40%.
  • Seet等人(2020年)评估了20毫克/天锌对80名患有慢性腿溃疡的糖尿病患者的伤口愈合的影响,经过12周后,被锌补充的组群的伤口面积比安慰剂减少52%,与较高的血清锌并同时转化生长因子-β1(TGF-β1)水平——一种用于组织修复的关键细胞素.

22名RCT(1 068名参与者)集合起来的Wang等人(2021年)所作的一项综合元分析得出结论,锌补充物大大减少了禁食血糖、HbA1c和炎症标记(TNF-α、IL-6、CRP),同时增加了超氧化物分解酶活性——依赖锌的抗氧化剂酶,这些好处在基准锌缺乏或甘油控制不良的病人中最为明显。

关于锌补充的实际建议

在启动补充之前,保健提供者应该评估基准锌状况. 血清锌是使用最广泛的生物标记,尽管可靠性受到环状变化、炎症和分光素水平的限制. 斋戒晨样品中低于70微克/分升(10.7微克/升)的血清锌浓度一般被认为有缺陷. 红血球或毛锌可能提供更长期的观点,但不被例行推荐.

锌的饮食来源

食物仍然是锌的获取基础,最丰富的来源包括牡蛎(每100克74毫克)、牛肉(4.8毫克/100克)、螃蟹(5.3毫克/100克)和猪肉;以植物为主的饮食,南瓜种子(7.8毫克/100克)、鸡皮(1.5毫克/100克)、腰果(5.6毫克/100克)和强化的谷物是重要的,尽管其含水量会降低锌的生物利用率;浸泡、发芽和发酵的豆类和谷物可降低血温水平。

补充剂量和表格

锌的 建议饮食津贴 成年男子为11毫克/日,成年妇女为8毫克/日。 对糖尿病患者来说,经证实缺乏元素锌的治疗剂量一般在15至30毫克/日之间,最好是用一顿饭来尽量减少肠胃刺激。 常见的形式包括:锌克糖(13-15%元素锌)和锌皮盐(21%元素锌;通常吸收得更好 ) 。 锌脂虽然元素含量较低,但也非常被容忍。 化学蛋白可以提供额外的肌肉免疫效果。

长期补充超过40毫克/天,应避免因铜缺乏(津液竞争吸收)、中子肺和肠胃紧张等风险而不经医学监督。

与糖尿病药物的相互作用

锌可能会适度地增加美因霉素和硫酰素的低血糖效应,可能需要调整剂量。 此外,锌会与某些抗生素(如:双氟氯霉素、四环素)和青霉素相接,因此需要2–4小时的分离。 锌还和硫酰二酸盐和ACE抑制剂相互作用,增加尿道锌外泄,这是这些常见药物上糖尿病患者的考虑。

特别人口和考虑

1型糖尿病

1型糖尿病患者具有自体免疫成分,可能得益于锌的免疫调节效应. 锌对胰腺β细胞活性也至关重要;动物研究表明,锌补充可以减少自体免疫β细胞破坏,尽管人体试验有限;年轻患者应当受到仔细监测,因为锌缺乏与生长迟缓和青春期迟缓有关.

怀孕和哺乳

糖尿病孕妇对锌的需求增加(11-13毫克/日),产妇用锌的含量低与早产和出生体重低有关,在安全限度(--25毫克/日)内补充似乎有益,但高剂量可能是致畸剂,与产科医生协商至关重要。

慢性肾病

糖尿病肾上腺病很常见,而CKD改变锌代谢。 氨酸浓度水平可能因尿道外泄减少而矛盾地正常或高,在末期肾病中;过量的锌会导致神经病和贫血。 因此,第3-5级克克氏菌的糖尿病患者的锌补充应该由肾上腺素学家指导。

潜在风险和不利影响

虽然锌在建议剂量下一般安全,但不利影响包括:

  • 胃肠出烦: 恶心,呕吐,金属味-可以用取出食物来将最小化.
  • 铜缺乏: 慢性高剂量锌(>40毫克/天)会诱导金属洛特hionein的肠道合成,将铜结合并阻止吸收,导致贫血和中微子病.
  • 免疫障碍: 矛盾地,过量的锌能抑制T细胞的功能,并会通过锌在宏观phages中超载而促进炎症.
  • 药物相互作用: 如上所述,抗生素和一些药物的吸收减少。

为了减轻这些风险,在未进行基线评估和跟踪的情况下,糖尿病患者永远不应自行启动锌补充。 建议采取“食物第一”方法,为那些经证实缺乏营养或饮食摄入不足的人保留补充。

未来方向和未回答的问题

尽管有令人信服的证据,但仍存在若干问题:尚未确定糖尿病免疫功能的最佳血清锌靶——大多数研究使用健康人群得出的阈值;糖尿病免疫力中锌与其他微量营养素(如硒、维生素D)之间的相互作用需要进一步探索;此外,锌作为糖尿病伤口护理的辅助疗法的作用,特别是在边缘神经病和外动脉疾病的患者中,值得进行更务实的试验;长期溃疡中含锌的外敷剂的增多,可能通过口服补充产生协同效益。

新兴研究还关注非典-CoV-2以外的锌的潜在抗病毒效应。 鉴于糖尿病患者受到重度COVID-19的影响不成比例,而锌通过干扰依赖RNA的RNA聚合酶抑制病毒复制,目前正在进行临床试验,以评估锌在这一高风险人群中的保护作用。

结论

锌是保持免疫警惕的基石营养物,在糖尿病患者中,锌的重要性被放大,他们面临着免疫功能失调和广泛缺锌的双重负担。 从增强中微营养素和NK细胞活性到调节慢性发炎和支持伤口愈合,锌在多战线上作用,以加强宿主防御。 越来越多的临床证据支持锌补充 — — 当在医学指导下明智地使用时 — — 能够降低感染风险,改善炎症标记,以及助发甘油控制。

临床医生应该将锌状况评估纳入常规糖尿病护理,特别是针对反复感染、伤口愈合不良或代谢控制不理想的病人。 通过解决这一可调性营养差距,我们可以采取务实步骤,加强免疫力,改善全世界数百万糖尿病患者的总体结果。

外部资源: