आहार का शरीरक्रिया विज्ञान पर गहरा प्रभाव पड़ता है। अत्यधिक पोषण प्रतिरक्षा और चयापचय को प्रभावित करके बीमारी के जोखिम को बढ़ाता है, लेकिन कैलोरी प्रतिबंध और उपवास स्वास्थ्यवर्धक प्रतीत होते हैं। आहार और स्वास्थ्य के बीच कई संबंधों के बावजूद, उनके पीछे का जीव विज्ञान अस्पष्ट बना हुआ है।
23 फरवरी, 2023 को, माउंट सिनाई के इकान स्कूल ऑफ मेडिसिन में फिलिप के. स्विरस्की की टीम ने "मोनोसाइट्स उपवास के दौरान अस्थि मज्जा में फिर से प्रवेश करते हैं और संक्रमण के लिए मेजबान प्रतिक्रिया को बदलते हैं" शीर्षक से एक अध्ययन ऑनलाइन इम्युनिटी (आईएफ=43) पर प्रकाशित किया। "मोनोसाइट्स उपवास के दौरान अस्थि मज्जा में फिर से प्रवेश करते हैं और संक्रमण के लिए मेजबान प्रतिक्रिया को बदलते हैं" शीर्षक से अध्ययन, इम्युनिटी (आईएफ=43) में फिलिप के. स्विरस्की की टीम द्वारा ऑनलाइन प्रकाशित किया गया था। अध्ययन में पाया गया कि लंबे समय तक उपवास मस्तिष्क में तनाव प्रतिक्रिया उत्पन्न करता है, जिसका प्रतिरक्षा कोशिकाओं पर अधिक नकारात्मक प्रभाव पड़ता है, जो संक्रमण के खिलाफ लड़ाई के लिए हानिकारक हो सकता है और हृदय रोग के जोखिम को बढ़ा सकता है।
अध्ययन ने ल्यूकोसाइट माइग्रेशन में उपवास-प्रेरित स्विच की पहचान की जिसने मोनोसाइट्स के जीवनकाल को बढ़ाया और चूहों में बीमारी के प्रति संवेदनशीलता को बदला। अध्ययन में पाया गया कि उपवास ने सक्रिय अवधि के दौरान रक्त से अस्थि मज्जा में मोनोसाइट्स की तेजी से वापसी को प्रेरित किया। मोनोसाइट पुनःप्रवेश को हाइपोथैलेमिक-पिट्यूटरी-एड्रेनल (एचपीए) अक्ष-निर्भर कॉर्टिकोस्टेरोन की रिहाई द्वारा नियंत्रित किया गया था, जिसने CXCR4 कीमोकाइन रिसेप्टर्स को बढ़ाया। हालांकि पोषण की कमी के समय अस्थि मज्जा मोनोसाइट्स के लिए एक सुरक्षित आश्रय है, फिर से खिलाने से गतिशीलता बढ़ती है और अंततः पुराने और अलग-अलग तरीके से लिखे गए मोनोसाइट्स से मोनोसाइट्स में वृद्धि होती है। ये परिवर्तन संक्रमण के प्रति प्रतिक्रिया को बदल देते हैं। यह अध्ययन बताता है कि आहार, और विशेष रूप से आहार का अस्थायी गतिशील संतुलन, मोनोसाइट जीवनकाल को नियंत्रित करता है और इस प्रकार बाहरी तनावों के लिए अनुकूलन करता है।
कैलोरी की अधिकता जीव के जीवन काल को कम करती है, प्रणालीगत सूजन और कार्डियोमेटाबोलिक रोगों के जोखिम को बढ़ाती है, और जीवाणु संक्रमण को बढ़ाती है। इसके विपरीत, कैलोरी प्रतिबंध और उपवास को उच्च रक्तचाप, एथेरोस्क्लेरोसिस, मधुमेह, मोटापा, कोलाइटिस, अस्थमा और सोरायसिस के साथ नकारात्मक रूप से जुड़ा हुआ दिखाया गया है। क्योंकि ऊर्जा का सेवन चयापचय प्रक्रियाओं की एक विस्तृत श्रृंखला से जुड़ा हुआ है जो शारीरिक कार्य को प्रभावित करते हैं, आहार को ऊतक, सेलुलर और आणविक कार्य से जोड़ने वाले सटीक तंत्र को अभी भी कम समझा जाता है।
हाल के अध्ययनों से पता चला है कि आहार पूरे शरीर में ल्यूकोसाइट्स के वितरण को प्रभावित करता है। उदाहरण के लिए, बेल्केड और सहकर्मियों ने पाया कि टी लिम्फोसाइट्स कैलोरी प्रतिबंध के दौरान द्वितीयक लिम्फोइड अंगों से अस्थि मज्जा (बीएम) में चले जाते हैं, हासे और सहकर्मियों ने पाया कि बी कोशिकाएं पेयर के पैच को छोड़ देती हैं, और मेराड एट अल ने प्रदर्शित किया है कि उपवास चूहों और मनुष्यों में बीएम से उनके आंदोलन को रोककर परिसंचारी मोनोसाइट्स की संख्या को कम करता है। ल्यूकोसाइट वितरण में आहार-निर्भर परिवर्तन रोग के परिणाम पर महत्वपूर्ण प्रभाव डाल सकते हैं, विशेष रूप से संक्रमण, मौखिक सहिष्णुता, ट्यूमर वृद्धि और प्रयोगात्मक ऑटोइम्यून इंसेफेलोमाइलाइटिस के दौरान।
इस अध्ययन में मोनोसाइट गतिशीलता और होमियोस्टेसिस और उनके तंत्र पर उपवास और पुनर्भोजन के प्रभावों की खोज पर ध्यान केंद्रित किया गया। अध्ययन में उपवास और पुनर्भोजन के दौरान होने वाली घटनाओं की एक श्रृंखला प्रदान की गई है जो एचपीए अक्ष को मोनोसाइट्स और बीएम से जोड़ती है। जबकि उपवास कई मामलों में बीमारी को रोक सकता है, लंबे समय तक उपवास और पुनर्भोजन की आदतें सीमित हैं, या कम से कम महंगी हैं। इस अध्ययन में पाया गया कि लंबे समय तक उपवास मस्तिष्क में तनाव प्रतिक्रिया को प्रेरित करता है जिसका प्रतिरक्षा कोशिकाओं पर अधिक नकारात्मक प्रभाव पड़ता है, जो संक्रमण से लड़ने के लिए हानिकारक हो सकता है और हृदय रोग के जोखिम को बढ़ा सकता है। इस बात के पुख्ता सबूत हैं कि भुखमरी के दौरान, शरीर की विभिन्न प्रणालियाँ बंद हो जाती हैं या एक पूर्वानुमानित क्रम में बहुत कम हो जाती हैं, जो जीवित रहने की अनिवार्यताओं से संबंधित पदानुक्रम को दर्शा सकती हैं।
