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肥胖引起炎性疼痛的免疫学基础(控制体重,健康生活!)

发布时间:2021-03-19

肥胖影响了全球19亿成年人,6.5亿人达到临床肥胖诊断标准(BMI大于30),肥胖又可以分为三级,I (30–34.9), II (35–39.9),  III (>40) (WHO, 2018)。肥胖是胰岛素抵抗,II型糖尿病,心血管疾病,癌症和痴呆的关键危险因素。研究显示,肥胖竟然和慢性疼痛具有高度相关性,而且涉及骨骼肌痛,膝盖痛,头痛,腹痛,骨盆痛等,甚至影响日常生活。


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 Neuro-Immunity Controls Obesity-Induced Pain. Front. Hum.Front. Hum. Neurosci. 2020,14:181.

疼痛


急性疼痛,通常是对外界刺激的保护性反应;持续3个月以上的慢性疼痛,往往是机体生理机能微弱,或者一些病理改变引起的。分类 :1)伤害性疼痛:与组织损伤危害相关;2)神经病理性疼痛:体感神经系统损伤或者疾病;3)神经功能异常性疼痛:伤害感受性神经系统疾病(如纤维肌痛);4)炎症性疼痛:组织损伤,炎症激活相关等。伤害感受器检测到经典的疼痛信号(如化学,有害温度等引起),非典型性信号(细胞因子,真菌,微生物,免疫球蛋白等引起)。

炎症性疼痛的特点是免疫细胞因子、趋化因子和生长因素等流入,由危害感受器(GPCR或酪氨酸激酶受体等)介导,引起细胞激酶激活,进而引起离子通道转运体(TRPV1,TRPA1)和电压门控钠通道(NaV)激活。这个过程引起危害感受器致敏,对非有害刺激过敏,称之为触发发痛( allodynia )。神经末梢“致敏”状态,加剧 对疼痛触发的反应(称为痛觉过敏),这些影响通常仅限于炎症部位,而全身过敏是由中枢敏化引起的。危害感受器敏化剂包括:前列腺素E2(PGE2),神经生长因子(NGF);危害感受器表达受体受到IL-1β,CCL3的致敏。此外还有哮喘的IL-5,AD:IL-4,TLSP,瘙痒:IL-31等。


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肥胖是一种慢性炎症


炎症的四大表现:红,肿,热,痛都和神经感受器有关。伤害性刺激引起的动作电位传播到大脑以引发痛觉,这些信号传递至神经元分支点,也有一些反向传播,回到外周末端。通过释放神经肽,引起局部神经源性炎症。这些肽作用于内皮细胞 产生红肿和热(继发于血管扩张)和 水肿(由于毛细血管通透性增强而引起的渗出)肥胖的机械压力:肥胖引起骨骼肌超载,引起下背部,臀部,膝关节关节炎。机制:骨骼肌超载,肥胖脂肪组织(AT)-分泌脂肪因子(瘦素和脂联素),引起促炎症细胞因子(IL-1β,IL-6,TNF-α等)和基质金属蛋白酶分泌,导致II型胶原、关节细胞外基质降解,透明质酸碎片化,引起一系列后果:1. 软骨损伤和修复之间的失衡;2.软骨细胞凋亡;3. 降低滑膜液体粘度,4.增加关节摩擦等。所以肥胖患者31%合并有关节炎,而人群是16%。肥胖是炎症性疾病:白色脂肪组织(WAT)由前脂肪细胞, 脂肪细胞、内皮细胞和免疫细胞组成,在储能中的主要作用。 脂肪细胞起源于间充质干细胞,产生受到多种转录调控,如C/EBPs和PPARγ等。增加线粒体和生物合成,会导致ROS产生增加,其通过mTORC1依赖的方式促进脂肪细胞分化。

瘦脂肪的免疫细胞主要M2巨噬细胞、ILC2s、嗜酸性粒细胞,Treg,Th2组成, 肥胖脂肪的免疫细胞由中性粒细胞,ILC1,M1巨噬细胞,细胞毒性T细胞等组成。脂肪细胞释放MCP-1,吸引单核细胞,并诱导他们向M1极化。
肥胖,脂肪细胞的张力有限,容易破裂,诱导巨噬细胞趋化,引发炎症。肥胖可以增加循环中的造血干细胞,并由此增加巨噬细胞和淋巴细胞的产生。交感神经通过神经肽Y(NPY)抑制脂肪分解,促进血管生成,增强脂肪细胞分化。脂肪细胞和巨噬细胞产生的细胞因子会增加交感神经活动,而过高的炎症因子,则有相反的作用。

总结


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1.瘦个体,脂肪组织细胞稀疏,含有少量脂肪细胞和抗炎免疫细胞(M2巨噬细胞和ILC2);2.脂肪增加,导致脂肪细胞破裂和脂肪因子分泌,趋化因子MCP-1分泌增加,趋化CCR2表达的促炎症细胞进入脂肪组织,随之促炎症因子分泌增加;3.通过作用于感觉神经上的同源受体,这些细胞因子通过增加NaV和TRP通道的表达和磷酸化,来致敏伤害感受器神经元;4.致敏后,感觉神经元分泌神经肽,进一步极化脂肪垫的免疫细胞;5.炎症的刺激信号,最后传递给大脑产生疼痛的的感觉。


参考文献:

1.Thomazeau, J., Perin, J., Nizard, R., Bouhassira, D., Collin, E., Nguyen, E., et al. (2014). Pain management and pain characteristics in obese and normal weight patients before joint replacement. J. Eval. Clin. Pract. 20, 611–616. doi: 10.1111/ jep.12176

2.Eichwald T and Talbot S (2020) Neuro-Immunity Controls Obesity-Induced Pain. Front. Hum. Neurosci. 14:181.

3.Larsen, G., and Henson, P. (1983). Mediators of inflammation. Annu. rev.Immunol. 1, 335–359.

4.Vincent, H. K., Heywood, K., Connelly, J., and Hurley, R. W. (2012). Obesity and weight loss in the treatment and prevention of osteoarthritis. PM R 4, S59–S67. doi: 10.1016/j.pmrj.2012.01.005

5.Bellows, C. F., Zhang, Y., Simmons, P. J., Khalsa, A. S., and Kolonin, M. G. (2011). Influence of BMI on level of circulating progenitor cells. Obesity 19, 1722–1726. doi: 10.1038/oby.2010.347

6.Bartness, T. J. (2002). Dual innervation of white adipose tissue: some evidence for parasympathetic nervous system involvement. J. Clin. Invest. 110, 1235–1237. doi: 10.1172/JCI0217047

7.Ji RR, Chamessian A, Zhang YQ: Pain regulation by nonneuronalcells and inflammation. Science 2016, 354:572-577.

8.Baral P, Udit S, Chiu IM: Pain and immunity: implications for host defence. Nat Rev Immunol 2019, 19:433-447.



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