20世紀(jì)初的一項(xiàng)研究顯示，波士頓馬拉松比賽結(jié)束后，運(yùn)動(dòng)員血液中的白細(xì)胞激增，運(yùn)動(dòng)和炎癥之間的聯(lián)系一直吸引著研究人員的想象力。
現(xiàn)在，哈佛醫(yī)學(xué)院發(fā)表在《Science Immunology》上的一項(xiàng)新研究可能會(huì)為這個(gè)百年觀察提供分子解釋。
這項(xiàng)以老小鼠為對(duì)象的研究表明，運(yùn)動(dòng)的有益效果可能至少部分是由免疫系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)的。研究表明，運(yùn)動(dòng)引起的肌肉炎癥會(huì)調(diào)動(dòng)抗炎癥的T細(xì)胞(Tregs)，從而增強(qiáng)肌肉利用能量作為燃料的能力，提高整體運(yùn)動(dòng)耐力。
研究小組表示，Tregs長期以來一直以對(duì)抗與自身免疫性疾病相關(guān)的異常炎癥而聞名，現(xiàn)在它也在運(yùn)動(dòng)過程中成為人體免疫反應(yīng)的關(guān)鍵參與者。
“免疫系統(tǒng)，尤其是T細(xì)胞臂，對(duì)組織健康有著廣泛的影響，不僅僅是防止病原體和控制癌癥。我們的研究表明，在運(yùn)動(dòng)過程中，免疫系統(tǒng)會(huì)在肌肉內(nèi)部發(fā)揮強(qiáng)大的作用，”該研究的高級(jí)研究員、HMS布拉瓦尼克研究所的莫頓·格羅夫-拉斯穆森免疫學(xué)教授Diane Mathis說。
研究人員提醒說，小鼠為和人不同，這些發(fā)現(xiàn)還有待進(jìn)一步的研究。然而，這項(xiàng)研究是詳細(xì)描述運(yùn)動(dòng)過程中發(fā)生的細(xì)胞和分子變化并賦予健康益處的重要一步。
了解運(yùn)動(dòng)的分子基礎(chǔ)
預(yù)防心血管疾病，減少患糖尿病的風(fēng)險(xiǎn)，預(yù)防癡呆。運(yùn)動(dòng)的有益作用是公認(rèn)的。但運(yùn)動(dòng)究竟是如何使我們健康的呢?這個(gè)問題長期以來一直引起研究人員的興趣。
這項(xiàng)新發(fā)現(xiàn)是在人們努力了解運(yùn)動(dòng)的分子基礎(chǔ)之際出現(xiàn)的。解開免疫系統(tǒng)在這一過程中的參與只是這些研究工作的一個(gè)方面。
該研究的第一作者、Mathis實(shí)驗(yàn)室的博士后研究員Kent Langston說:“我們?cè)缇椭溃w力消耗會(huì)導(dǎo)致炎癥，但我們并不完全了解其中的免疫過程。我們的研究以非常高的分辨率顯示了T細(xì)胞在肌肉運(yùn)動(dòng)部位的作用。”
以前大多數(shù)關(guān)于運(yùn)動(dòng)生理學(xué)的研究都集中在運(yùn)動(dòng)過程中釋放的各種激素的作用以及它們對(duì)心臟和肺部等不同器官的影響。這項(xiàng)新研究揭示了在實(shí)際運(yùn)動(dòng)部位——肌肉內(nèi)部展開的免疫級(jí)聯(lián)反應(yīng)。
T細(xì)胞英雄和助長炎癥的惡棍
眾所周知，鍛煉會(huì)對(duì)肌肉造成暫時(shí)的損傷，引發(fā)一連串的炎癥反應(yīng)。它促進(jìn)了調(diào)節(jié)肌肉結(jié)構(gòu)、新陳代謝和線粒體活動(dòng)的基因的表達(dá)，線粒體是為電池功能提供燃料的微小動(dòng)力。線粒體通過幫助細(xì)胞滿足運(yùn)動(dòng)帶來的更多能量需求，在運(yùn)動(dòng)適應(yīng)中發(fā)揮關(guān)鍵作用。
在這項(xiàng)新研究中，研究小組分析了從在跑步機(jī)上跑過一次的小鼠為和經(jīng)常跑步的鼠的后腿肌肉中提取的細(xì)胞發(fā)生了什么。然后，研究人員將它們與從久坐不動(dòng)的老鼠身上獲得的肌肉細(xì)胞進(jìn)行比較。
在跑步機(jī)上跑步的小鼠為的肌肉細(xì)胞，無論是一次跑步還是定期跑步，都顯示出典型的炎癥跡象——調(diào)節(jié)各種代謝過程的基因活性增強(qiáng)，促進(jìn)炎癥的化學(xué)物質(zhì)水平提高，包括干擾素。
兩組人肌肉中的Treg細(xì)胞水平都有所升高。進(jìn)一步的分析表明，在兩組中，Tregs降低了運(yùn)動(dòng)引起的炎癥。在久坐不動(dòng)的小鼠為的肌肉細(xì)胞中沒有發(fā)現(xiàn)這些變化。
然而，運(yùn)動(dòng)對(duì)新陳代謝和運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)的好處只有在經(jīng)常運(yùn)動(dòng)的小鼠為身上才顯現(xiàn)出來，也就是那些反復(fù)跑步的小鼠為。實(shí)驗(yàn)顯示，在那一組中，Tregs不僅抑制了運(yùn)動(dòng)引起的炎癥和肌肉損傷，還改變了肌肉代謝和肌肉表現(xiàn)。
這一發(fā)現(xiàn)與人類的成熟觀察相一致，即單次運(yùn)動(dòng)不會(huì)導(dǎo)致表現(xiàn)的顯著改善，需要長期的定期運(yùn)動(dòng)才能產(chǎn)生益處。
進(jìn)一步的分析證實(shí)，Tregs確實(shí)對(duì)經(jīng)常鍛煉的人產(chǎn)生了更廣泛的好處。缺乏Tregs的動(dòng)物有不受控制的肌肉炎癥，其特征是它們后腿肌肉中促炎細(xì)胞的迅速積累。他們的肌肉細(xì)胞也有明顯腫脹的線粒體，這是代謝異常的跡象。
更重要的是，缺乏Tregs的動(dòng)物不能像Tregs完整的小鼠那樣適應(yīng)隨著時(shí)間的推移而增加的運(yùn)動(dòng)需求。他們沒有從運(yùn)動(dòng)中獲得同樣的全身益處，有氧健身能力也有所下降。
這些動(dòng)物的肌肉中也含有過量的干擾素，這是一種已知的炎癥驅(qū)動(dòng)因素。進(jìn)一步的分析表明，干擾素直接作用于肌纖維，改變線粒體功能，限制能量產(chǎn)生。阻斷干擾素阻止代謝異常，改善缺乏Tregs小鼠的有氧適應(yīng)性。
“這里的惡棍是干擾素，”Langston說。“在沒有Tregs來對(duì)抗它的情況下，干擾素繼續(xù)造成無法控制的損害。”
眾所周知，干擾素可以促進(jìn)慢性炎癥，這一過程是許多慢性疾病和年齡相關(guān)疾病的基礎(chǔ)，并已成為旨在減少炎癥的治療的誘人目標(biāo)。Tregs作為一系列以異常炎癥為標(biāo)志的免疫疾病的治療方法也引起了科學(xué)家和工業(yè)界的注意。
研究人員說，這項(xiàng)研究結(jié)果讓我們得以一窺運(yùn)動(dòng)抗炎作用背后的細(xì)胞內(nèi)部運(yùn)作，并強(qiáng)調(diào)了運(yùn)動(dòng)在利用人體自身免疫防御方面的重要性。
目前正在努力設(shè)計(jì)針對(duì)特定免疫介導(dǎo)疾病背景下treg的干預(yù)措施。研究人員說，雖然由異常炎癥引起的免疫狀況需要精心校準(zhǔn)的治療方法，但鍛煉是對(duì)抗炎癥的另一種方法。
Mathis說:“我們的研究表明，通過鍛煉，我們有一種自然的方式來增強(qiáng)身體的免疫反應(yīng)，從而減少炎癥。我們只研究了肌肉，但運(yùn)動(dòng)也有可能促進(jìn)身體其他部位的Treg活動(dòng)。”
（文章來源：www.ebiotrade.com/newsf/2023-11） | 
