锌在糖尿病患者的免疫反应的调整中的作用

导言:糖尿病的免疫挑战

糖尿病的细胞细胞继续给全球的卫生保健系统造成压力,影响到5亿多人,预计到2045年将超过7亿人。这种慢性代谢障碍不仅会破坏糖分调节,而且会严重地损害免疫系统,使患者易受到感染和组织修复的伤害。在许多对免疫能力至关重要的微量营养素中,锌突出成为强调器。最近的研究强调,缺锌在糖尿病人群中十分常见,其流行率估计值从30%到60%不等。恢复足够的锌含量可以大大加强免疫防御,减少感染风险并改进临床结果。文章探讨了锌管对糖尿病患者的免疫反应,讨论了基本的分子机制,审查了多个端点的临床证据,并为临床医生和病人提供了可操作的见解。

理解糖尿病诱导的糖尿病功能

糖尿病,无论是1型还是2型,都造成了慢性低等炎症和代谢功能失常,这破坏了人体与病原体抗争的能力。超高血压会损害神经分泌功能,减少化疗税并阻碍发作活性。高血糖水平也会损害神经分泌和大发性细胞赖以杀死细菌的呼吸道破裂,使糖尿病组织易受殖民化的影响。此外,T淋巴细胞和自然杀手细胞的功能往往被钝化,从而降低了对病毒和细菌挑战的适应性免疫反应。

免疫缺陷转化为更高的感染率,特别是皮肤和软组织感染、尿道感染和呼吸道疾病。糖尿病患者比非糖尿病患者更需要住院治疗。伤口愈合也推迟了,导致糖尿病脚溃疡等并发症,这些并发症超过80%的非创伤性低度截肢。此外,糖尿病还促进氧化性紧张和高级甘油末分泌的形成,通过交叉连接蛋白质和引发炎症级联,进一步伤害了免疫细胞。净结果是免疫监测系统受损,它既要消灭入侵性生物,又要启动有效的修复过程。营养干预,特别是锌补充,可以产生有意义的变化。

锌:免疫细胞的基本因素

锌是人体中仅次于铁的第二多痕矿物质,它需要300多酶的活性,这些酶跨越所有主要代谢途径。在免疫系统中,锌作为信号分子,支持先天和后天免疫细胞的发育、成熟和活化。它被吸收到锌指蛋白中,调节基因表达,控制免疫细胞分化的转录因子,以及执行抗微生物功能的金属糖分酶中。

人体没有专门的锌储存系统,这使得日常饮食摄入至关重要。通过小肠的调节吸收和胰腺和肾脏的可控排出来维持Homeostasis。在糖尿病患者中,造成锌缺乏的因素有:高血糖会增加尿道锌出血量,由于骨髓分泌不良和管状再吸收受损而增加三倍;由于糖尿病肠道病和微生组成改变,肠道吸收可能受损;慢性炎症改变锌的分布,办法是将金属洛特酮进行增高,从而固化出锌在肝脏中,减少外围免疫细胞的生物利用。由此产生的缺血造成了恶性循环,因为低锌进一步损害免疫功能并增加对加剧代谢控制的感染的易感。

机制:锌如何改变免疫功能

锌通过跨越屏障功能、细胞信号和基因调控的多协调机制影响免疫反应:

加强屏障功能:锌是维持上皮和黏膜屏障完整性所必不可少的,它作为防病原体的一线防线. 锌缺乏导致上皮细胞间紧接相接分解,肠道和呼吸道通透性增加并增加感染风险. 锌还支持了呼吸道的黏膜生产和硅功能.
调节先天免疫[:需要锌来生成和化疗中分泌出中微分泌物和宏phages. 它支持由法甲细胞用来通过稳定NADPH克西达斯复合体来杀死细菌的呼吸道破裂. 锌还通过穿孔素和颗粒素表达来调节自然杀手细胞细胞的细胞活性.
修改适应性免疫[]:T淋巴细胞的发育和功能依赖于锌. 它促进T助细胞1 (TH1)的分化,这些细胞对于与细胞内病原体作斗争至关重要,同时也支持调节T细胞(Tregs)活性,帮助抑制过量的炎症. B细胞成熟和抗体生产也需要足够的锌状态.
控制炎症:锌作为强抗炎剂,抑制核因子克帕活化(Fonf-ob-B),从而减少亲炎细胞素的生产,如间列克因-1(IL-1)和肿瘤坏死因-α(TNF-α),这对糖尿病特别有益,因为慢性炎症燃料胰岛素耐受和疾病进展。
抗氧化剂性质:锌作为超氧化去除酶(SOD)的共生物,这种酶能中和有害活性氧物种(ROS). 通过减少氧化应力,锌能保护免疫细胞免受损害并保持其功能能力. 此外,锌还能诱发金属洛特酮的表达,它能分泌自由基和像铜和铁等分泌亲氧化金属.
调节细胞死亡路径:新出现的证据表明,锌能调节自发性与铁质化,两个细胞死亡路径与免疫调节和糖尿病并发症相联. 锌缺乏可引发胰腺β细胞和免疫细胞不适当的自发性,而足够的锌能通过xCT/GPX4轴来抑制脂过氧化而抑制铁质化.

临床证据:糖尿病患者锌补充剂

越来越多的临床试验研究了锌补充对糖尿病患者免疫功能、感染抵抗力和伤口愈合的影响。结果始终表明,在多个终点都有好处。

改善感染结果

在涉及120名2型糖尿病和下呼吸道感染者的随机控制试验中,每天接受50毫克硫酸锌的人在两周内经历了显著缩短的感染期(平均减少3.2天),抗生素使用量也比安慰剂减少;另一项侧重于患有细胞炎的糖尿病患者的研究发现,锌补充使住院时间缩短了2.8天,康复率也有所提高;2022年对18起试验进行的元分析得出结论,锌补充使糖尿病人群的感染发生率下降了约28%,对呼吸道和皮肤感染的影响最大。

增强伤痛治疗

糖尿病的伤口愈合速度缓慢,因为血管不通、细菌负荷高、免疫机能障碍。锌通过作为基质金属蛋白和相联酶的共生物,加速了复生和碳化合成。对7个随机试验的元分析得出结论,即单是局部和口服锌疗法就平均提高了糖尿病足溃疡的治愈率40%,而锌早期开始时效果更大。矿物还干扰细菌的法定人数感知,并减少细胞外多沙克素的生产,从而帮助控制慢性创伤中的生物膜形成。使用氧化锌敷料进行负压伤疗法的混合疗法在抗逆性溃疡中表现出了特别的希望。

强化的免疫细胞功能

补充研究表明,在缺锌糖尿病中提高血清锌含量会增加自然杀手细胞和细胞毒性T淋巴细胞的计数和活动。肺细胞在补充四周内增加25-40%。这些变化与常见感染病例较少有关,如感冒和皮肤感染。对老年糖尿病患者的研究发现,锌补充恢复了百草枯活性,一种依赖锌的激素,驱动了T细胞成熟,从而改善了流感和肺炎疫苗的免疫反应。这尤其相关,因为糖尿病患者往往表现出免疫功能障碍引起的疫苗不良反应。

淋病控制和发炎

除了直接免疫效应外,锌还影响甘油控制,这间接地有利于免疫功能. 几个元分析表明,在糖尿病患者中,锌补充会将禁食血糖减少10-15毫克/德克,HbA1c减少0.5-0.8%,这很可能是通过改善胰岛素分泌和敏感度来实现的. 下HbA1c水平与更好的中微分泌功能和降低AGE形成相关. 锌还减少了包括C-反应蛋白和IL-6在内的系统性炎症的标记,为免疫细胞功能创造了更有利的环境.

最佳锌摄取和补充战略

推荐的锌膳食允许度为成年男性为11毫克/日,女性为8毫克/日,孕期和哺乳期要求较高,但确诊缺乏症的糖尿病患者可能需要更高的治疗剂量,常见的补活协议为每天15至50毫克元素锌,一般为锌克、硫酸锌或锌皮醇. 锌皮醇化表明,由于它的分泌形式,其吸收能力较强,而锌克糖则具有很好的分泌性并广泛提供,对于局部应用,氧化锌敷料和奶油通常用于外伤护理,通常与抗微生物剂相配合.

锌的丰富的饮食来源包括牡蛎(最高来源)、红肉、家禽、豆子、坚果、全粒和乳制品。牡蛎每服50毫克左右,而牛肉和南瓜种子每服5-7毫克。然而,植物来源含有抑制锌吸收的植物素,因此素食上的糖尿病患者应当特别注意,可能需要50%的摄入量来补偿。将富锌食品与维生素C(如柑橘果)相融合可以增强吸收,而钙和铁补充剂可以竞争吸收,并且应该单独服用。

为了补充,我建议从每天20-30毫克元素锌的中量剂量开始,为期8-12周,然后重新评估锌的含量。严重缺乏、经常感染或非愈合伤口的患者可能会从每日50毫克的较高剂量得到短期的好处。对锌的响应可以通过锌的含量进行监测,目标是使锌的含量达到0.75毫克/毫升以上。

Cavats and Cinceptations[

]锌的添加一般是安全的,适用了若干考虑因素。锌的摄取可以干扰某些抗生素的吸收,特别是克诺龙和四环素的吸收,因此,除这些药物之外,至少应该用2小时。长期高剂量锌(50多毫克/日)通过竞争小肠吸收,可能导致贫血和神经症状,从而导致铜缺乏。慢性高摄取量还能够通过扰乱克本体瘤和诱发金属固。

慢性肾病是糖尿病常见的共患症,患者占20-40%,在超过RDA之前,应该咨询肾病医生,因为排出能力受损可能导致锌的积累和潜在毒性。同样,血色病或其他铁超载症患者也应该因潜在的相互作用而谨慎使用锌。糖尿病患者应在没有产科监督的情况下避免高剂量锌,因为过量锌会干扰发育中的胎儿的铜代谢。

此外,锌最好能作为全面营养战略的一部分。充分摄入蛋白质对锌的运输至关重要,维生素D通过共享信号途径支持锌的免疫作用,维生素C在抗氧化剂防御中能增强锌的吸收并和锌协同。以食物整体平衡饮食为重点,同时保留补充剂,用于确认的缺陷或高风险情况。

未来的研究方向

锌在糖尿病情况下调节免疫细胞代谢的确切信号途径仍然是积极的调查领域。新出现的证据表明了锌在调节自发性与铁质化方面的作用,以及两个与免疫调节和糖尿病并发症相联的细胞死亡途径。研究正在探索锌缺乏如何推动胰腺β细胞的铁质化,这有可能助长疾病发展,锌补充如何在增强免疫能力的同时保护β细胞功能。

研究人员也在探索氧化锌纳米粒子,以有针对性地送到伤口地点,这有可能提高疗效,同时将系统性副作用降到最低。初步研究表明,纳米津能对耐多药生物表现出更强的抗微生物活性,并促进糖尿病伤口模型中的血管起伏。另一个有希望的途径是将锌与SGLT2抑制剂或GLP-1激动剂结合起来,以评估对免疫和受感染的抗药性产生的协同效应,因为这些药物独立地调节了发炎和代谢。

此外,锌在调节肠道微生物的作用及其对糖尿病免疫功能的影响正在得到关注。锌缺乏会改变肠道微生物成分,减少短链脂肪酸的生成并增加肠道通透性。恢复锌平衡可能会改善肠道-免疫轴心,下游有利于系统性炎症和代谢控制。