能量代谢是生命活动的核心特征之一，负责为细胞提供支持其各种生理功能所需的能量。这一过程涉及多种代谢途径，如糖酵解、脂肪酸β氧化、三羧酸循环及氧化磷酸化等。能量代谢检测在许多生物医学研究领域中有着重要应用，包括线粒体研究、代谢疾病与癌症的代谢分析。

研究显示，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“明星”免疫细胞——T细胞与巨噬细胞，解析其能量代谢如何影响细胞的“战斗力”。

巨噬细胞的能量代谢特征

巨噬细胞作为重要的固有免疫细胞，通过强大的吞噬能力参与免疫防御与监控。在肿瘤、心血管疾病、感染和炎症等多种病理状态中，巨噬细胞发挥着重要作用。根据微环境的不同，巨噬细胞可分化为M1型或M2型，分别担当促炎与抗炎的角色，并展现出不同的代谢特征。

M1巨噬细胞通过iNOS表达将精氨酸转化为NO，其代谢特征表现为糖酵解增强及脂肪酸合成增加，而TCA循环和氧化磷酸化功能则受到损害。具体而言，M1巨噬细胞在代谢过程中会导致细胞内柠檬酸和琥珀酸浓度显著升高，产生大量活性氧以对抗病原体。

相对而言，M2巨噬细胞通过精氨酸酶1通路将精氨酸转化为鸟氨酸和尿素，展现出增强的氧化磷酸化、脂肪酸合成和谷氨酰胺代谢。研究发现，谷氨酰胺代谢通过多重机制促进M2型极化，而谷氨酰胺合成酶在M2中高表达，而在M1中几乎无表达。

T细胞的能量代谢特征

T细胞是适应性免疫响应中的关键组成部分，负责识别并清除病原体和肿瘤细胞。其功能高度依赖于能量代谢的变化，从静息状态到激活再到不同亚型的分化，T细胞的代谢模式会经历显著的改变。

静息状态下的T细胞依赖氧化磷酸化通过线粒体电子传递链产生ATP。当抗原呈递细胞激活T细胞后，代谢模式迅速转向糖酵解，以满足快速增殖和分化的能量需求。不同亚型中，效应T细胞以高糖酵解活性为特征，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保持平衡，以便在需要时快速反应并持久存活。

能量代谢与免疫细胞的调控

能量代谢不仅支持免疫细胞的存活，还调控其功能与命运。在巨噬细胞中，糖酵解与氧化磷酸化的平衡决定其促炎特性：膳食条件改变时，代谢向糖酵解和脂肪酸合成转变会增强促炎反应。而在T细胞中，有氧糖酵解和谷氨酰胺代谢促进某些亚型的分化，抑制糖酵解则有利于调节性T细胞的形成。

而且，免疫检查点分子如PD-L1/PD-1和CTLA-4同样调节T细胞的活性与代谢状态，阻断这些检查点能够逆转T细胞的耗竭状态，恢复其抗肿瘤能力。

综上所述，能量代谢是免疫细胞功能的基础与调控关键。免疫细胞通过感知外部环境的变化，以启动相应的免疫反应。在高能量需求的情况下，如M1巨噬细胞和活化的T细胞重点利用有氧糖酵解；而对于需求较低的M2巨噬细胞与调节性T细胞，则更依赖氧化磷酸化与脂肪酸氧化。深入研究T细胞与巨噬细胞的代谢机制有望为癌症、感染及自身免疫疾病的治疗开辟新的思路。

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