運動調(diào)節(jié)機體免疫微環(huán)境的研究進展,免疫學論文

運動調(diào)節(jié)機體免疫微環(huán)境的研究進展,免疫學論文內(nèi)容摘要：運動能夠調(diào)節(jié)機體的免疫微環(huán)境,運動強度不同對機體免疫(包括細胞水平、細胞因子水平以及基因水平)的影響也不同。有規(guī)律和中等強度的運動可使外周血中很多重要的免疫細胞數(shù)量增加、功能加強,去除病毒的能力加強,同時抗炎因子的產(chǎn)生增加,抗炎基因表示出上調(diào),機體免疫功能加強,可減少疾病的發(fā)生;反之,高強度的運動可使外周血中一些免疫細胞數(shù)量減少、功能降低,去除病毒的能力變?nèi)?同時促炎因子的產(chǎn)生增加,促炎基因表示出上調(diào),引發(fā)過度炎癥,導致免疫功能受損或受抑制。本文關鍵詞語：運動免疫學,運動,免疫,細胞水平,細胞因子水平,基因水平大量研究[1]表示清楚,定期的體育運動對身體有眾多好處,可減少疾病的發(fā)生,減輕炎癥反響;高強度的運動會導致組織損傷,引發(fā)局部和全身性的炎癥反響。運動可通過調(diào)節(jié)機體免疫相關因子的表示出,發(fā)揮對免疫系統(tǒng)的調(diào)節(jié)作用;運動強度不同,對機體免疫系統(tǒng)的影響也不同。本文介紹不同強度的運動對機體免疫(包括細胞水平、細胞因子水平以及基因水平)調(diào)節(jié)的機制。1不同強度的運動對血液免疫細胞的調(diào)節(jié)研究[2]表示清楚,中等強度的運動可增加NK細胞的數(shù)量,使循環(huán)血液中的中性粒細胞、嗜酸性粒細胞、淋巴細胞的計數(shù)均增加,同時能增加B細胞的功能;另外,低強度、短期的運動還可增加唾液中IgA的分泌[3]。適度運動還能刺激有著強大再生潛能的干細胞從源頭(如骨髓)釋放到血液中[4]。除此之外,實驗[5,6]表示清楚,在年輕和老年大鼠中,經(jīng)中等強度運動8周后,1型T淋巴細胞(T1細胞,包括1型輔助型T淋巴細胞Th1和細胞毒性T淋巴細胞Tc1)和2型T淋巴細胞(T2細胞,包括2型輔助型T淋巴細胞Th2和細胞毒性T淋巴細胞Tc2)在去除1-型單純皰疹病毒(HSV-1)經(jīng)過中功能均上調(diào),T1和T2的細胞數(shù)量及二者之間的細胞因子保持平衡,這種有益的影響能持續(xù)至少7天。半年、兩年、四年中等強度運動能逆轉(zhuǎn)隨年齡增長使T1細胞和T1細胞因子減少的情況[7,8];對老年人群的研究[9]還顯示,中等強度運動能顯著加強免疫功能,運動使自然T細胞向T1細胞分化是免疫功能加強的機制之一。然而,高強度運動會使很多免疫細胞的功能受抑制。動物試驗[10]表示清楚,短期的1h或以上高強度運動能抑制T1細胞的功能和分布,這種抑制作用能持續(xù)24h以上;人體和動物試驗均顯示,長期的高強度運動能導致T1細胞分化減少,在鼠試驗中,T1細胞的抑制作用能持續(xù)7天以上。同時[1,11],高強度持續(xù)的運動使得大流量的空氣進入鼻子和嘴巴,導致呼吸道粘膜持續(xù)冷卻和枯燥,使纖毛細胞運動減少,粘膜粘度增加,最終會損害上呼吸道系統(tǒng)的微生物過濾的功能,使運動者在高強度運動后產(chǎn)生短暫的免疫抑制,此時,纖毛運動減少,淋巴細胞計數(shù)減少,唾液中IgA分泌減少,IgG水平也有小幅度下降,CD4+/CD8+比值也會降至1.5下面。因而,高強度運動者更容易感染上呼吸道疾病。除此之外[2,12],高強度運動會使循環(huán)血液中NK細胞的細胞毒性效應下降,中性粒細胞功能受損,淋巴細胞和單核細胞計數(shù)都下降,同時B細胞功能也降低。研究[13]表示清楚,持續(xù)的高強度運動后,至少在恢復經(jīng)過中的幾個小時內(nèi),NK細胞的活性、T/B細胞的功能、上呼吸道中性粒細胞的功能、皮膚延遲性的超敏反響以及巨噬細胞中主要組織相容性復合體(MHCⅡ)的表示出均會受抑制。2不同強度的運動對機體免疫細胞因子的調(diào)節(jié)細胞因子是由免疫原、絲裂原或其他因子刺激細胞所產(chǎn)生的低分子量可溶性蛋白質(zhì),為生物信息分子,可調(diào)節(jié)特異性免疫和非特異性免疫應答,促進造血,刺激細胞活化、增殖和分化等。主要包括白細胞介素(IL)、趨化因子、腫瘤壞死因子(TNF)、集落刺激因子(CSF)、干擾素家族(包括IFN-、IFN-、IFN-ε、IFN-、IFN-、IFN-),其他細胞因子如轉(zhuǎn)化生長因子-(TGF-)、血管內(nèi)皮細胞生長因子(VEGF)等。實驗[7]顯示,中等強度運動30min后,T1細胞產(chǎn)生的IFN-顯著增加;中等強度運動8周后,T1細胞產(chǎn)生的IFN-、TNF-、IL-2以及T2細胞產(chǎn)生的IL-10等細胞因子明顯增加。IFN-和IL-2均屬促炎細胞因子,IFN-具有廣泛的抗病毒、抗腫瘤和免疫調(diào)節(jié)作用;IL-2可促進Th0和細胞毒性T淋巴細胞(CTL)增殖,故為調(diào)控免疫應答的重要因子,也介入抗體反響、造血和腫瘤監(jiān)視。IL-10是已經(jīng)知道發(fā)現(xiàn)的最重要的抗炎細胞因子,作為Th2型淋巴細胞因子,是一種有效的Th1型細胞因子(包括IL-2和IFN-)抑制因子,可抑制單核/巨噬細胞產(chǎn)生TNF-、IL-1、IL-6、IL-8、IL-12、粒細胞集落刺激因子等,還可抑制中性粒細胞和NK細胞產(chǎn)生細胞因子。有資料[14,15,16]表示清楚,規(guī)律的運動能降低促炎細胞因子IFN-、TNF-和C-反響蛋白(CRP)的濃度,同時能增加抗炎標志物IL-10的濃度。而且,中等強度運動使IL-10的產(chǎn)生增加,抑制IFN-和TNF-的綜合效應,最終消除炎癥,加強機體免疫功能[17]。對于普通人群,常規(guī)和中等強度的運動對于減輕慢性炎癥性疾病至關重要[18]。然而,劇烈的運動經(jīng)過[1,12]會使促炎細胞因子如TNF-、IL-1及IL-17的分泌顯著增加,誘發(fā)機體產(chǎn)生炎癥;同時,抗炎細胞因子IL-6、IL-10、IL-1受體拮抗劑的分泌也會有所增加。IL-17是由Th17細胞產(chǎn)生,能激活巨噬細胞、成纖維細胞分泌細胞因子IL-1、IL-8等,在本身免疫性炎癥中發(fā)揮重要作用,炎癥性疾病如哮喘、前列腺癌和關節(jié)免疫功能紊亂等疾病,IL-17分泌增加。研究[12]顯示,高強度運動12周后,IL-17分泌會顯著增加,但中等強度的運動和對照組不會使IL-17分泌發(fā)生改變。運動強度的增加和持續(xù)時間的延長是IL-17增加的一個重要因素。3不同強度的運動對機體基因表示出的調(diào)節(jié)研究[17]發(fā)現(xiàn),隨機的6個月中等強度的有氧運動會下調(diào)促炎基因的表示出,同時上調(diào)抗炎基因的表示出以及上調(diào)神經(jīng)元存活、軸突生長相關基因的表示出。運動后表示出上調(diào)的抗炎基因有3種:旁胸腺素(PTMS)、唾液酸胞苷單磷酸脂合成酶(CMAS)、絲裂原激活的蛋白激酶激酶2(MAP2K2)。PTMS通過阻斷胸腺素介導的免疫功能,同時減少IL-2和IL-2R的產(chǎn)生,IL-2和IL-2R是CD4+T細胞增生所需要的因子,IL-2作為促炎細胞因子,能刺激淋巴細胞、單核細胞、淋巴因子激活的殺傷細胞以及免疫功能關鍵的自然殺傷細胞。CMAS編碼唾液酸胞苷酶,負責添加唾液酸殘基到糖蛋白和糖脂中,加強大腦發(fā)育和神經(jīng)傳遞。因而,有氧運動使CMAS表示出上調(diào),可能會加強神經(jīng)細胞膜唾液酸依靠的糖基化,進而保衛(wèi)神經(jīng)元,減少大腦炎癥、神經(jīng)元退化以及認知受損。第三種抗炎基因MAP2K2編碼雙特異性蛋白激酶,這種激酶屬于MAP激酶家族,此蛋白對有絲分裂的生長因子的信號轉(zhuǎn)導和細胞周期的進程發(fā)揮必不可少的作用。盡管激活了MAP2K2可能會促進一些促炎因子的產(chǎn)生,但增加的IL-10會抑制IFN-和TNF-的綜合效應,最終MAP2K2表示出的上調(diào)會減少神經(jīng)元的炎癥反響,還可起到保衛(wèi)認知的成效。運動后表示出下調(diào)的促炎基因主要有:糖核酸酶A家族-2(RNASE2)、S100鈣結合蛋白家族(S100A8、S100A9、S100A12)、溶菌酶(LYZ)。表示出下調(diào)的基因均有重要的免疫和促炎的特征。同時,6個月有氧運動后表示出上調(diào)的還有另外3種基因,分別為上皮-鈣粘連素(CDH1)、生長因子受體結合蛋白1(GAB1)、腦內(nèi)富含的小G蛋白Ras同系物(Rheb),均能促進神經(jīng)元存活和軸突生長。運動也能影響機體外周血炎癥性標志物基因的表示出。研究[19,20]表示清楚,在馬拉松賽跑后,外周血單核細胞中IL-1R和IL-1的基因表示出上調(diào)。1h太極拳運動后,抗炎細胞因子IL-mRNA的表示出也是上調(diào)的。動物實驗[21]顯示,中等強度的運動會使巨噬細胞浸潤的標志性基因F4/80的表示出減少,而使血管生長的標志性基因VEGF表示出增加。另有研究[22]也發(fā)現(xiàn),中等強度運動會使Toll樣受體2(TLR2)mRNA表示出下調(diào)。TLR在免疫系統(tǒng)認識和活化免疫反響的經(jīng)過中發(fā)揮重要作用,可能是通過使細胞因子和趨化因子發(fā)生轉(zhuǎn)移而起到促炎作用。規(guī)律和中等強度的耐力訓練能減少促炎標志物的表示出、促進抗炎特性物質(zhì)的表示出,在機體構成抗炎環(huán)境[19,23]。30min劇烈的阻抗訓練后,機體有202種基因受調(diào)控,主要牽涉細胞細胞的信號轉(zhuǎn)導、免疫細胞的運輸、生物生存、細胞周期、細胞死亡,阻抗訓練會帶來急性免疫反響[24]。劇烈的高強度運動會導致組織損傷,引發(fā)局部和全身性炎癥反響。4小結不同強度的運動對機體免疫的影響也不同。有規(guī)律和中等強度的運動可使外周血中很多重要的免疫細胞數(shù)量增加、功能加強,去除病毒的能力加強,同時抗炎因子的產(chǎn)生增加,抗炎基因的表示出上調(diào),機體免疫功能加強;反之,高強度的運動可使外周血中一些免疫細胞數(shù)量減少、功能降低,同時促炎因子的產(chǎn)生增加,促炎基因的表示出上調(diào),引發(fā)過度炎癥,導致免疫功能受損或受抑制。因而,促炎和抗炎細胞因子之間的平衡是維持機體正常免疫狀態(tài)、抗病、本身穩(wěn)定性和正常生理活動的關鍵因素。以下為參考文獻[1]AhmadinejadZ,AlijaniN,MansoriS,etal.Commonsports-relatedinfections:Areviewonclinicalpictures,managementandtimetoreturntosports[J].AsianJSportsMed,2020,5(1):1-9.[2]NiemanDC.Theimmuneresponsetoprolongedcardiorespiratoryexercise[J].AmJSportsMed,1996,24(6Suppl):S98-103.[3]ReidV,GleesonM,WilliamsN,etal.Clinicalinvestigationofathleteswithpersistentfatigueand/orrecurrentinfections[J].BrJSportsMed,2004,38(1):42-45.[4]Fiuza-LucesC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