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本综述聚焦老龄化背景下免疫衰老(immunosenescence)与慢性炎症(inflammaging)对健康的威胁,探讨微量元素锌在调控免疫细胞功能(如中性粒细胞、NK 细胞、T/B 淋巴细胞等)、抗氧化应激及炎症通路(如 NF-κB、PPAR)中的关键作用,分析其在防治年龄相关疾病(如糖尿病、心血管疾病、AMD 等)中的潜力,强调补锌对改善老年人群免疫健康的重要性。
随着全球人口老龄化加剧,免疫衰老(immunosenescence)成为影响老年人健康的重要因素。免疫衰老表现为免疫系统功能进行性衰退,伴随慢性低度炎症状态(inflammaging),使老年人易患感染、慢性炎症及退行性疾病。锌作为关键微量元素,在免疫调节中发挥多方面作用。
锌对免疫细胞功能的调控
先天免疫细胞
- 中性粒细胞:衰老和锌缺乏均会导致中性粒细胞趋化、吞噬及氧化爆发功能下降。锌可通过激活蛋白激酶 C(PKC)、调节髓过氧化物酶(MPO)释放等增强中性粒细胞功能,改善其迁移和杀菌能力。
- 自然杀伤细胞(NK 细胞):衰老过程中 NK 细胞数量增加但功能下降,表现为细胞毒性降低。锌能增强 NK 细胞的细胞毒性,调节其表面受体表达,如抑制杀伤细胞免疫球蛋白样受体(KIR)的抑制功能,促进有效靶细胞识别。
- 巨噬细胞:衰老巨噬细胞吞噬能力减弱,极化失衡向促炎的 M1 型偏移。锌可抑制 M1 极化,促进 M2 极化,改善线粒体功能,增强病原体清除能力,在肝纤维化等疾病模型中显示出抗炎症和抗纤维化作用。
- 树突状细胞(DCs):衰老导致 DCs 数量减少、抗原呈递能力下降。锌可诱导 DCs 向耐受性表型转化,抑制促炎反应,增强调节性 T 细胞(Tregs)诱导能力,改善疫苗应答。
适应性免疫细胞
- T 细胞:衰老引起胸腺萎缩, naive T 细胞减少,记忆 T 细胞积累,Th1/Th2 失衡。锌通过稳定胸腺素结构、促进 T 细胞增殖和细胞因子(如 IL-2、IFN-γ)产生,恢复 Th1/Th2 平衡,抑制 T 细胞凋亡。
- B 细胞:衰老导致 B 细胞多样性减少,抗体类别转换受损。锌影响 B 细胞受体(BCR)信号传导,促进抗体产生,改善疫苗应答,如提高老年人对破伤风疫苗的 IgG 反应。
锌与炎症和氧化应激通路
锌通过抑制核因子 κB(NF-κB)通路减少促炎细胞因子(如 TNF-α、IL-1β)释放,激活过氧化物酶体增殖物激活受体(PPAR)增强抗炎作用。同时,锌作为抗氧化剂,增强超氧化物歧化酶(SOD)活性,减少活性氧(ROS)生成,保护细胞免受氧化损伤。
锌与年龄相关疾病
年龄相关性黄斑变性(AMD)
锌在视网膜色素上皮(RPE)中具有抗氧化作用,可减缓视网膜退化。大型临床试验(如 AREDS、AREDS2)表明,锌与抗氧化剂联合使用可延缓 AMD 进展,其效果与遗传背景(如 CFH、ARMS2 基因)相关。
动脉粥样硬化
锌通过调节脂质代谢(如降低总胆固醇、升高高密度脂蛋白胆固醇)、改善内皮功能(增强一氧化氮合酶 eNOS 活性)、抑制炎症和氧化应激,降低动脉粥样硬化风险。锌 -α2 - 糖蛋白(ZAG)在脂质代谢和能量消耗中起重要作用,其血清浓度与年龄和肥胖相关。
糖尿病
锌在胰腺 β 细胞中参与胰岛素储存和分泌,通过 ZnT8 转运体形成胰岛素 - 锌六聚体。锌缺乏与胰岛素抵抗和 β 细胞凋亡相关,补锌可改善胰岛素信号通路(如激活 Akt、抑制蛋白酪氨酸磷酸酶 1B/PTP1B),降低血糖和 HbA1c 水平,减轻糖尿病神经病变。
抑郁症
锌缺乏与抑郁症发病相关,可能通过影响炎症(如 IL-1β)、神经递质平衡及 G 蛋白偶联受体 39(GPR39)信号传导。补锌显示出抗抑郁效应,可能通过增强调节性 T 细胞功能和抑制促炎细胞因子实现。
伤口愈合
锌在伤口愈合各阶段均有作用,包括止血、炎症、上皮再生和基质重塑。锌促进血小板聚集、成纤维细胞活性和胶原合成, topical 锌应用可加速慢性伤口愈合,如静脉性腿溃疡和糖尿病足溃疡。
锌的摄入与代谢
老年人锌缺乏常见,原因包括饮食摄入不足、吸收减少及药物相互作用。不同组织(如小肠、胰腺)中的锌转运体(Zip 和 ZnT 家族)对维持锌稳态至关重要。国际组织(如 EFSA、NIH)制定了不同的锌摄入推荐量,需注意过量锌的毒性风险,其上限设定为 25-40 mg / 天。
结论
锌通过多途径对抗免疫衰老和慢性炎症,在维持老年人免疫健康和防治年龄相关疾病中具有重要价值。鉴于老年人锌缺乏的高发性,合理补锌(饮食调整或补充剂)是促进健康老龄化的可行策略,未来需进一步研究其在不同遗传和代谢背景下的个体化应用。