L'impatto della sottoalimentazione sulla funzione immunitaria
La denutrizione indebolisce le risposte immunitarie influenzando le cellule T e la loro attività.
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Indice
- Il Sistema Immunitario e la Sua Importanza
- Come i Ritmi Circadiani Influenzano l’Immunità
- Ormoni e il Loro Ruolo
- Effetto della Malnutrizione sulle cellule T
- Misurazione dei Livelli di Cellule T
- Cambiamenti nella Migrazione delle Cellule T
- Il Ruolo di CD127
- Come la Malnutrizione Influenza la Funzione delle Cellule T
- L'Importanza del Tempismo
- Implicazioni per la Salute
- Conclusione
- Fonte originale
Tutte le creature viventi hanno bisogno di cibo per crescere, riprodursi e rimanere sane. Quando non c'è abbastanza cibo, gli organismi devono decidere come utilizzare le loro risorse limitate. Questo può influenzare il loro sistema immunitario, che aiuta a combattere malattie e infezioni. Ad esempio, se gli animali mangiano meno, potrebbero non essere in grado di combattere le malattie altrettanto bene. Questo è un grande problema, soprattutto per i bambini piccoli, dove la malnutrizione può portare a seri problemi di salute e anche alla morte.
Il Sistema Immunitario e la Sua Importanza
Il sistema immunitario è come un esercito di difesa per il corpo. Protegge da germi e malattie. Una parte importante del sistema immunitario è un tipo di globuli bianchi chiamati Cellule T. Queste cellule si muovono in tutto il corpo per cercare invasori dannosi. Possono ricordare infezioni passate in modo da rispondere più velocemente se lo stesso germe prova ad attaccare di nuovo.
Quando non c'è abbastanza cibo, il corpo deve dare priorità. Potrebbe mettere meno energia nel mantenere un sistema immunitario forte per concentrarsi su funzioni di base come crescita e riproduzione. Questo può rendere più facile per le malattie prendere piede.
Come i Ritmi Circadiani Influenzano l’Immunità
Gli organismi viventi hanno orologi interni che li aiutano a prepararsi per il ciclo quotidiano di luce e buio. Questo è conosciuto come ritmo circadiano. Il corpo utilizza questi ritmi per gestire varie funzioni, come quando mangiare o quando dormire. Anche per le cellule T, questi ritmi sono importanti. Aiutano a decidere dove andare nel corpo e quante ce ne sono in determinati momenti.
Per esempio, durante la notte, le cellule T sono più probabili da trovare in posti come i linfonodi, dove possono catturare germi. Durante il giorno, potrebbero essere più presenti nel sangue. Questo movimento è importante per una risposta immunitaria sana, permettendo alle cellule T di incontrare i germi che potrebbero incrociare.
Ormoni e il Loro Ruolo
Gli ormoni sono sostanze nel corpo che controllano molte funzioni. Uno di questi ormoni si chiama glucocorticoidi (GCs). Questi ormoni cambiano durante il giorno e aiutano a regolare il sistema immunitario. Quando il cibo scarseggia, i livelli di GCs potrebbero aumentare, il che può cambiare il comportamento delle cellule T.
Negli animali malnutriti, i GCs potrebbero influenzare come si muovono le cellule T nel corpo. Questo può aiutare a spiegare perché alcune cellule T vengono perse in certe aree e perché iniziano a comparire in posti come il midollo osseo, anche quando il cibo è scarso.
Effetto della Malnutrizione sulle cellule T
Studi hanno dimostrato che quando gli animali mangiano meno, ciò può portare a cambiamenti nelle loro cellule T. Negli animali ben nutriti, le cellule T circolano in modo efficace. Tuttavia, i topi malnutriti mostrano schemi diversi. Spesso ci sono meno cellule T nei linfonodi, che sono cruciali per segnalare una risposta alle infezioni.
Interessante, i topi malnutriti hanno spesso più cellule T nel loro midollo osseo. Questo è sorprendente perché il midollo osseo è solitamente un luogo di riposo per queste cellule e non un posto dove sono attive nella lotta contro le infezioni. Questo suggerisce che quando il cibo è limitato, le cellule T potrebbero cercare di proteggersi spostandosi nel midollo osseo, dove possono sopravvivere ma non rispondere in modo efficace.
Misurazione dei Livelli di Cellule T
I ricercatori spesso esaminano il numero di cellule T in diverse parti del corpo sotto condizioni varie. Esaminando milze, sangue, linfonodi e midollo osseo, possono vedere come la malnutrizione influisce sulla distribuzione delle cellule T. Per esempio, durante i periodi di scarsità di cibo, ci potrebbero essere molte meno cellule T nei linfonodi e più nel midollo osseo.
La citometria a flusso è una tecnica utilizzata per misurare il numero di cellule T e le loro caratteristiche. Etichettando le cellule T con marcatori specifici, i ricercatori possono identificare tipi diversi e vedere quante ce ne sono in ciascuna area del corpo.
Migrazione delle Cellule T
Cambiamenti nellaAnalizzando la migrazione delle cellule T in animali malnutriti, i ricercatori hanno scoperto che le cellule T tendevano a muoversi in modo diverso rispetto a quelle ben nutrite. Questo potrebbe essere dovuto ai cambiamenti nelle proteine che segnalano alle cellule T dove andare. Ad esempio, due proteine chiamate CCR7 e S1P1 sono importanti per far uscire le cellule T da certe aree e muoverle in altre. Nei topi malnutriti, il comportamento di queste proteine può cambiare, influenzando come le cellule T entrano o lasciano i linfonodi o il midollo osseo.
Il Ruolo di CD127
CD127 è un altro marcatore importante trovato sulle cellule T. È coinvolto nella sopravvivenza delle cellule T ed è spesso presente a livelli più alti negli animali malnutriti. Questo aumento di CD127 potrebbe essere parte della risposta del corpo alla mancanza di cibo. Mentre aiuta le cellule T a sopravvivere, potrebbe anche portare a modelli di movimento anomali che possono danneggiare la funzione immunitaria.
Come la Malnutrizione Influenza la Funzione delle Cellule T
L'impatto della malnutrizione sulle cellule T non si ferma ai loro numeri o alla loro posizione. Può influenzare quanto bene le cellule T possono rispondere alle infezioni. Quando le cellule T sono alterate dalla malnutrizione, la loro capacità di proliferare o rispondere ai patogeni è diminuita. Questa risposta debole può rendere gli animali più suscettibili alle infezioni.
L'Importanza del Tempismo
Il momento della giornata può influenzare significativamente come funzionano le cellule T. Ad esempio, quando i topi malnutriti sono più attivi (di notte), potrebbero aver bisogno di più cellule T pronte a combattere le infezioni. Tuttavia, con meno cellule T nei linfonodi e modelli di migrazione impropri, la capacità dell'animale di rispondere prontamente alle minacce è compromessa.
Implicazioni per la Salute
Capire come la malnutrizione altera le cellule T e il loro comportamento può aiutare ad affrontare problemi di salute, soprattutto nei bambini. Sapendo come l'assunzione di cibo può cambiare la funzione immunitaria, possiamo pianificare meglio strategie per aiutare chi è malnutrito.
Sforzi per migliorare la nutrizione potrebbero portare a migliori risposte immunitarie e ridurre il rischio di infezioni. Questo è particolarmente importante per le popolazioni molto giovani o vulnerabili.
Conclusione
In sintesi, la malnutrizione ha effetti profondi sul sistema immunitario, in particolare sulle cellule T. Cambiamenti nei livelli ormonali, nei ritmi circadiani e nella distribuzione e migrazione delle cellule T giocano tutti un ruolo su come la malnutrizione può indebolire le risposte immunitarie. Comprendere queste connessioni è essenziale per migliorare i risultati di salute per le persone che affrontano problemi di malnutrizione. Man mano che sveliamo i dettagli di questi processi biologici, possiamo sviluppare migliori interventi nutrizionali e strategie di salute per supportare chi ne ha bisogno.
Titolo: Bone marrow by day, lymph nodes by night: Undernutrition imparts a distinct circadian rhythm to T cells in mice
Estratto: In well-nourished organisms, T cells migrate between the blood and secondary lymphoid organs, conducting surveillance for invading pathogens. T cell surveillance is under circadian control via diurnal fluctuations in corticosterone levels and undernutrition is associated with increased corticosterone. Therefore, we hypothesized that undernutrition disrupts the circadian migratory patterns of T cells. We report that compared to well-nourished controls, undernourished mice demonstrate enhanced T cell relocation to the bone marrow throughout the 24-hour period, but especially during the light phase, and diminished T cell migration to the lymph nodes only during the light phase. Undernutrition-related changes in T cell expression of key migration proteins are also mostly limited to the light phase. For example, undernourished naive CD4+ T cells exhibited higher levels of CXCR4 and CCR7 as well as reduced levels of S1P1 compared to controls; with all changes, except for CXCR4 expression, being restricted to the light phase. These results suggest that naive CD4+ T cells in the lymph nodes upregulate CXCR4 during the dark phase, enabling their migration to the bone marrow where they remain for the light phase. Once there, CCR7 is upregulated, presumably sending them back to the lymph node, thereby preserving immunosurveillance during the dark phase. Naive CD4+ T cell disengagement from S1P1-related egress signals may further contribute to increased retention of cells within each compartment during the appropriate phase. Undernutrition-related increases in T cell residency of the bone marrow likely preserve T cell numbers until nutrition is restored.
Autori: Melanie Rae Gubbels Bupp, T. R. Foster, K. A. Dadzie, S. Dunn
Ultimo aggiornamento: 2024-05-28 00:00:00
Lingua: English
URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.24.595677
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.24.595677.full.pdf
Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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