能量代谢是生命活动的关键特征之一，为细胞提供所需的能量，涉及多个重要的代谢途径，如糖酵解、脂肪酸β氧化、三羧酸循环及氧化磷酸化。能量代谢的检测在生物医学研究中得到了广泛应用，尤其涉及线粒体功能、代谢性疾病以及癌症等领域。

研究表明，免疫细胞的功能与其能量代谢状态密切相关。本文将重点探讨两类重要的免疫细胞——T细胞和巨噬细胞，分析它们的能量代谢如何影响其免疫功能。

巨噬细胞的能量代谢特点

巨噬细胞作为先天免疫的关键组成部分，通过其强大的吞噬能力助力机体抵御感染和监测病理状态。它们在肿瘤、心血管疾病以及感染等多种情况下发挥重要作用。巨噬细胞会根据微环境的变化极化为M1型或M2型，分别承担促炎和抗炎的任务，其代谢特征明显不同。

M1巨噬细胞通过诱导的氮氧合酶（iNOS）表达，利用精氨酸生成一氧化氮，同时展现出糖酵解活性增强和脂肪酸合成增加的代谢特征，而其三羧酸循环和氧化磷酸化功能则受到抑制。研究发现，M1细胞内的柠檬酸和琥珀酸浓度显著升高，由于氧化磷酸化的障碍，其在有氧环境中产生大量活性氧以杀伤病原体。

与此相对，M2巨噬细胞依赖精氨酸酶1途径，利用精氨酸转化为鸟氨酸和尿素，表现出增强的氧化磷酸化、脂肪酸合成及谷氨酰胺代谢。谷氨酰胺代谢促进M2极化，其合成酶在M2类型中高表达，而在M1中几乎无表达。

T细胞的能量代谢变化

T细胞是适应性免疫的核心，负责识别与清除病原体和肿瘤细胞。它们的功能高度依赖于能量代谢，其代谢模式在从静息状态到激活和分化的过程中发生显著变化。在静息状态下，T细胞主要通过氧化磷酸化生成ATP。一旦被抗原呈递细胞激活，其代谢模式迅速转变为糖酵解，以便快速生成ATP，支持细胞的增殖与分化。

活化后的T细胞会转化为效应T细胞（如Th1、Th2和Th17）或调节性T细胞，其中效应T细胞表现出较高的糖酵解活性，而调节性T细胞则主要依赖脂肪酸氧化。记忆T细胞在糖酵解与氧化磷酸化之间取得平衡，通过灵活的代谢模式实现快速反应与长时间存活。

能量代谢的调控与应用

能量代谢不仅支持了免疫细胞的存活，还调控着它们的功能与命运。在巨噬细胞中，糖酵解与氧化磷酸化的平衡决定了促炎特性。当代谢模式向糖酵解和脂肪酸合成倾斜时，促炎性增强。而在T细胞中，有氧糖酵解与谷氨酰胺的分解促进了Th1及Th17的分化。相反，糖酵解或谷氨酰胺的抑制有利于调节性T细胞的分化。

此外，免疫检查点分子如PD-L1/PD-1及CTLA-4也影响T细胞的代谢状态，其被阻断可以逆转T细胞耗竭，恢复其向肿瘤的攻击能力。综合来看，能量代谢是调控免疫细胞功能的重要基础。

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