能量代谢是生命的重要特征之一，为细胞提供必需的能量，涉及多种代谢途径，如糖酵解（Glycolysis）、脂肪酸β氧化（FAO）、三羧酸循环（TCA循环）及氧化磷酸化（OXPHOS）。在许多研究领域，能量代谢检测有着广泛的应用，包括线粒体研究、代谢疾病与癌症代谢等方面。众多研究表明，免疫细胞的功能与其能量代谢状态密切相关。

巨噬细胞的能量代谢特征

巨噬细胞作为机体重要的固有免疫细胞，通过强大的吞噬作用发挥免疫防御、自我稳态和监视作用。它们在肿瘤形成、心血管疾病、感染及炎症等多种病症中活跃。根据微环境的不同，巨噬细胞可极化为M1型或M2型，分别展现促炎和抗炎的特徵，且具有不同的代谢特征。

研究发现，M1巨噬细胞通过iNOS表达，利用精氨酸生成一氧化氮（NO），其代谢特征表现为糖酵解增强、脂肪酸合成增加，但TCA循环和OXPHOS功能相对受损。这转变使得细胞内柠檬酸盐和琥珀酸盐浓度显著升高，造成氧化磷酸化的障碍，进而引发电子传递链的泄露，产生大量活性氧（ROS）来抗击病原体。而相较之下，M2巨噬细胞则通过精氨酸酶1（Arg-1）将精氨酸转化为鸟氨酸和尿素，具有增强的OXPHOS、脂肪酸合成和谷氨酰胺代谢。

T细胞的代谢模式

作为适应性免疫系统的核心，T细胞负责识别和清除病原体及癌细胞感染。它们的功能依赖于能量代谢，从静息状态到激活状态，再到分化成不同亚型，T细胞的代谢模式发生显著变化。静息状态下的T细胞主要通过OXPHOS生成ATP，而在抗原呈递细胞（APC）活化后，其代谢模式迅速从OXPHOS转向糖酵解，以便快速产生ATP支持细胞增殖和分化。活化后的T细胞将分化为效应T细胞（如Th1、Th2、Th17等）或调节性T细胞（Treg），其中效应T细胞以高糖酵解活性为特征，而Treg主要依赖FAO。

代谢对免疫细胞功能的调控

能量代谢不仅支持免疫细胞的存活，还直接调控其功能与命运。在巨噬细胞中，糖酵解与OXPHOS的平衡决定了其促炎特性。相较之下，T细胞中的有氧糖酵解和谷氨酰胺分解促进Th1和Th17的分化，而增强OXPHOS或抑制乳酸生成则能够调节这一过程。此外，免疫检查点分子如PD-L1/PD-1和CTLA-4不仅调控T细胞活性，也影响其代谢状态。阻断这些检查点可逆转T细胞耗竭，恢复其抗肿瘤的效果。

综上所述，能量代谢是免疫细胞功能的基础与调控关键。免疫细胞能够感知外部环境的变化，从而启动相应的免疫反应。在对大量代谢物有所需求时，例如M1巨噬细胞和活化的T细胞，通常会优先选择有氧糖酵解。而M2巨噬细胞和Treg细胞则因需求较低，进而依赖OXPHOS和FAO。深入研究T细胞和巨噬细胞的代谢机制，为癌症、感染及自身免疫疾病等提供了新的治疗思路。

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