15增强免疫力的功能性食品

1第十五章增强免疫力的功能性食品本章要点1.免疫的基本概念2.具有增强免疫力功能的物质第一节概述在生物进化过程中，免疫系统出现于脊椎动物身上并趋于完善。免疫是指机体接触“抗原性异物”或“异己成分”的一种特异性生理反应，它是机体在进化过程中获得的“识别自身、排斥异己”的一种重要生理功能。免疫系统对维持机体正常生理功能具有重要意义。与免疫有关的功能食品是指具有增强机体对疾病的抵抗力、抗感染、抗肿瘤功能以及维持自身生理平衡的食品。一、免疫的基本概念（一）免疫系统机体识别自我与非我的作用，通过免疫应答反应来排斥非我的异物，以维护自身稳定性的生物学功能即为免疫。机体的免疫系统就是通过这种对自我和非我物质的识别和应答，承担着三方面的基本功能：1.免疫防护功能指正常机体通过免疫应答反应来防御及消除病原体的侵害，以维护机体健康和功能。在异常情况下，若免疫应答反应过高或过低，则可分别出现过敏反应和免疫缺陷症。2.免疫自稳功能指正常机体免疫系统内部的自控机制，以维持免疫功能在生理范围内的相对稳定性，如通过免疫应答反应清除体内不断衰老、颓废或毁损的细胞和其他成分，通过免疫网络调节免疫应答的平衡。若这种功能失调，免疫系统对自身组织成分产生免疫应答，可引起自身免疫性疾病。3.免疫监视功能指免疫系统监视和识别体内出现的突变细胞并通过免疫应答反应消除这些细胞，以防止肿瘤的发生或持久的病毒感染。在年老、长期使用免疫抑制剂或其他原因造成免疫功能丧失时，机体不能及时清除突变的细胞，则易发生肿瘤。（二）天然免疫与获得性免疫机体的免疫功能包括天然免疫（非特异性免疫）和获得性免疫（特异性免疫）两部分。天然免疫是机体在长期进化过程中逐步形成的防御功能，如正常组织（皮肤、粘膜等）的屏障作用、正常体液的杀菌作用、单核巨噬细胞和粒细胞的吞噬作用、自然杀伤细胞的杀伤作2用等天然免疫功能。这种功能作用广泛且与生俱来，又称为非特异性免疫。获得性免疫是指机体在个体发育过程中，与抗原异物接触后产生的防御功能。免疫细胞（主要是淋巴细胞）初次接触抗原异物时并不立即发生免疫效应，而是在高度分辨自我和非我的信号过程中被致敏，启动免疫应答，经抗原刺激后被刺激的免疫细胞分化生殖，逐渐发展为具有高度特异性功能的细胞和产生免疫效应的分子，随后再遇到同样的抗原异物时才发挥免疫防御功能。这类免疫应答具有以下特点：①特异性，该功能具有高度选择性，只针对引起免疫应答的同一抗原起作用，故又称特异性免疫；②异质性，不像非特异性免疫是由一种细胞对各种抗原异物皆可引起相同的应答。特异性免疫是由不同类型的免疫细胞对相应的抗原异物分别产生应答；③记忆性，免疫细胞被特异致敏原保存记忆的信息，再遇到同样的抗原异物时，能增强或加速发挥其免疫力；④可转移性，特异性免疫力可通过转输免疫活细胞和抗体转移给正常个体，使受体对原始抗原异物发生特异反应。特异性免疫与非特异性免疫有着密切的关系。前者是建立在后者的基础上，而又大大增强后者对特异性病原体或抗原性物质的清除能力，显著提高机体防御功能。免疫功能是逐步完善和进化的结果，其中非特异性免疫是生物赖以生存的基础。（三）体液免疫和细胞免疫特异性免疫包括体液免疫和细胞免疫两类。这两类特异性免疫功能相互协同、相互配合，在机体免疫功能中发挥着重要作用。特异性体液免疫是由B淋巴细胞对抗原异物刺激的应答，转变为浆细胞产生出特异性抗体，分布于体液中，可与相对应的抗原特异结合，发生中和解毒、凝集沉淀、使靶细胞裂解及调理吞噬等作用。特异性细胞免疫是由T淋巴细胞对抗原异物的应答，发展成为特异致敏的淋巴细胞并合成免疫效应因子，分布于全身各组织中，当该致敏的淋巴细胞再遇到同样的抗原异物时，该细胞与之高度选择性结合直接损伤或释放出各种免疫效应因子，毁损带抗原的细胞及抗原异物，达到防护的目的。二、免疫器官系统的组成免疫系统是由免疫器官、免疫细胞和免疫分子组成。（一）免疫器官免疫器官根据它们的作用，可分为中枢免疫器官和周围免疫器官。哺乳动物和人的骨髓与胸腺和禽类的腔上囊（法氏囊）属于中枢免疫器官。骨髓是干细胞和B细胞发育分化的场所，腔上囊是禽类B细胞发育分化的器官。胸腺是T细胞发育分化的器官，全身淋巴结和脾是外周免疫器官，它们是成熟T和B细胞定居的部位，也是免疫应答发生的场所。此外，粘膜免疫系统和皮肤免疫系统是重要的局部免疫组织。（二）免疫细胞免疫细胞是泛指所有参与免疫应答或与免疫应答有关的细胞及其前身，包括造血干细胞、淋巴细胞、单核-巨噬细胞及其他抗原细胞、粒细胞、红细胞、肥大细胞等。在免疫细胞中，执行固有免疫功能的细胞有吞噬细胞、NK细胞（自然杀伤细胞）等；执行适应性免疫功能的是T及B淋巴细胞，各种免疫细胞均源于多能造血干细胞（HSC）。1.吞噬细胞具有吞噬功能的细胞称吞噬细胞，包括单核-巨噬细胞及嗜中性粒细胞。32.淋巴细胞淋巴细胞分为B细胞及T细胞，成熟B细胞来源于骨髓，成熟T细胞来源于胸腺。3.自然杀伤细胞形似大淋巴细胞，经细胞表面的受体，识别病毒感染细胞表面表达的相应配体，这种分子表达于多种病毒感染细胞表面。NK细胞一经识别病毒感染细胞后，即对之施加杀伤作用，因而属固有免疫。（三）免疫分子免疫分子是由免疫细胞和非免疫细胞合成和分泌的分子，包括免疫球蛋白分子、补体分子、细胞因子及粘附分子等。三、免疫应答1．免疫应答的概念与过程（1）免疫应答的概念抗原性物质进入机体后激发免疫细胞活化、分化和效应过程称之为免疫应答。现代免疫学已证明在高等动物和人体内存在有结构复杂的免疫系统，是由免疫器官、免疫细胞和免疫分子组成的。同时也证明了免疫应答是由多细胞系完成的，它们之间存在相互协同和相互制约的关系。在正常免疫生理条件下，它们处于动态平衡，以维持机体的免疫稳定状态。抗原的进入激发免疫系统打破了这种平衡，从而诱发免疫应答，建立新的平衡状态。(2)免疫应答的过程免疫应答效应的表现主要是以B细胞介导的体液免疫和以T细胞介导的细胞免疫。这二种免疫应答的产生都是有多细胞系完成的，即由单核吞噬细胞系、T细胞和B细胞来完成的。免疫应答过程不是单一细胞系的行为，而是多细胞相互作用的复杂行为。这一过程包括：①免疫细胞对抗原分子的识别过程，即抗原分子与免疫细胞间的作用；②免疫细胞对抗原细胞的活化和分化过程，即免疫细胞间的相互作用；③效应细胞和效应分子的排异作用。2．B细胞介导的体液免疫B细胞识别抗原而活化、增殖、分化为抗体形成细胞，通过其所分泌的特异性抗体而实现免疫效应的过程，称为特异性体液免疫应答。在此过程中，多数情况下还需有辅助性T细胞（TH）参与作用。3．T细胞介导的细胞免疫特异性细胞免疫是由T细胞识别特异性抗原开始，并在效应阶段也是由T细胞参与的免疫应答过程。四、营养与免疫随着各种学科间的相互渗透，免疫学发展到食品科学和营养学研究的许多领域。免疫反应的特异性与敏感性使它能够检测和定量地研究食品蛋白、有毒性的植物与动物成分、食品传播性细菌的毒素与病毒。另外，通过营养免疫的研究，可以提供安全的食品原料和利用新的食物来源，尤其是蛋白质；有关食品变态反应、营养与免疫和疾病的内在联系、人类未来食物结构等方面的研究，将会与人类的生命过程息息相关。均衡营养关系到人体免疫系统行使其正常功能。当人们发现营养不良时，首先胸腺会发4生严重萎缩性病变；紧接着就是脾脏，以下是肠系膜淋巴结，再下是颈淋巴结。免疫系统的组织形态学变化直接表现：胸腺和脾脏萎缩，肾上腺严重萎缩，肠壁变薄、绒毛倒伏，表现出免疫系统退化病变。免疫系统的异常会导致免疫应答的不健全。吞噬作用减弱。原因在于低营养状态时，参与吞噬作用的有关酶缺乏，因而吞噬功能丧失；吞噬细胞数量减少，吞噬细胞活性及杀菌活性降低。这些有助于说明缺乏蛋白质经常伴有高比例的感染。细胞免疫功能降低。营养不良患者淋巴细胞染色体异常增加，淋巴细胞活性降低。结核菌素反应减弱，淋巴细胞转化率明显降低，迟发型超敏反应丧失。体液免疫功能降低。营养不良的婴儿，血清中免疫球蛋白含量一般是显著的延迟达到正常值。同时，特异性抗体的合成减弱。不仅蛋白质缺乏会引起免疫功能紊乱，其他营养素缺乏同样会导致免疫活性降低。如维生素、微量元素等缺乏有不同程度的免疫失调。以缺锌小鼠为代表，是研究营养与免疫相互关系的最全面的动物模型。早期及最近的许多研究证明，缺锌可损害人和动物的免疫防御能力，从而导致疾病。锌缺乏使幼鼠体重下降25％，胸腺重量减少50%，脾和周围淋巴细胞的绝对数减少近50％；缺锌损害小鼠骨髓淋巴细胞的生成，使早期的和未成熟的B细胞前体明显减少。由于能参加免疫应答的淋巴细胞总数减少，缺锌小鼠对外来攻击所产生的应答的总强度降低。因此，人们观察到动物或人在缺锌和许多其他营养不良时都伴随有胸腺萎缩和淋巴细胞减少，宿主防御能力下降。第二节具有增强免疫力功能的物质人体由于营养素摄入不足造成机体抵抗力下降，会对免疫机制产生不良影响。同时，现在还有不少功能性物质具有较强的免疫功能调节作用，增强人体对疾病的抵抗力。与人体免疫功能关系比较密切或具有明显增强作用的物质介绍如下：一、营养强化剂（一）蛋白质与免疫功能蛋白质是机体免疫防御体系的“建筑原材料”，我们人体的各免疫器官以及血清中参与体液免疫的抗体、补体等重要活性物质(即可以抵御外来微生物及其他有害物质入侵的免疫分子)都主要由蛋白质参与构成。当人体出现蛋白质营养不良时，免疫器官(如胸腺、肝脏、脾脏、粘膜、白细胞等)的组织结构和功能均会受到不同程度的影响，特别是免疫器官和细胞免疫受损会更严重一些。（二）维生素与免疫功能维生素A：一些研究结果表明，维生素A从多方面影响机体免疫系统的功能，包括对皮肤/粘膜局部免疫力的增强、提高机体细胞免疫的反应性以及促进机体对细菌、病毒、寄生虫等病原微生物产生特异性的抗体。维生素C：维生素C是人体免疫系统所必需的维生素，它可以提高具有吞噬功能的白细5胞的活性；还参与机体免疫活性物质(即抗体)的合成过程；还可以促进机体内产生干扰素(一种能够干扰病毒复制的活性物质)，因而被认为有抗病毒的作用。维生素E：众所周知，维生素E是一种重要的抗氧化剂，但它同时也是有效的免疫调节剂，能够促进机体免疫器官的发育和免疫细胞的分化，提高机体细胞免疫和体液免疫的功能。（三）微量元素与免疫功能铁：铁作为人体必需的微量元素对机体免疫器官的发育、免疫细胞的形成以及细胞免疫中免疫细胞的杀伤力均有影响。铁是较易缺乏的营养素、特别多见于儿童和孕妇、乳母等人群，尤其是婴幼儿与儿童的免疫系统发育还不完善，很易感染疾病，预防铁缺乏对这一人群有着十分重要的意义。锌：锌是在免疫功能方面被关注和研究得最多的元素，它的缺乏对免疫系统的影响十分迅速和明显，且涉及的范围比较广泛(包括免疫器官的功能、细胞免疫、体液免疫等多方面)，所以应该注重对锌的摄取，维持机体免疫系统的正常发育和功能。二、免疫球蛋白免疫球蛋白(Ig)是一类具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白，普遍存在于哺乳动物的血液、组织液、淋巴液及外分泌液中。免疫球蛋白在动物体内具有重要的免疫和生理调节作用，是动物体内免疫系统最为关键的组成物质之一。有的免疫球蛋白存在于呼吸道、消化道和生殖道粘膜表面，能够防止发生局部感染；有的免疫球蛋白能够中和毒素和病毒；有的免疫球蛋白能够抵抗寄生虫感染。免疫球蛋白在19世纪末被首次发现后,它在医学实践中曾发挥了巨大作用,但对其在食品工业中应用的研究则是近十年的事情。20世纪90年代年美国公司陆续生产出了含活性免疫球蛋白的奶粉等，1998年新西兰健康食品有限公司的两种牛初乳粉和牛初乳片进入中国市场。近年来我国一些单位也加大了对免疫球蛋白作为功能性食品添加剂的研究与开发力度。三、免疫活性肽人乳或牛乳中的酪蛋白含有刺激免疫的生物活性肽，大豆蛋白和大米蛋白通过酶促反应，可产生具有免疫活性的肽。免疫活性肽能够增强机体免疫力，刺激机体淋巴细胞的增殖，增强巨嗜细胞的吞噬功能，提高机体抵御外界病原体感染的能力，降低机体发病率，并具有抗肿瘤功能。此外，抗菌肽、乳转铁蛋白Z、抗血栓转换酶抑制剂等生物活性肽也具有较强的免疫活性。随着研究的进一步深入，