有氧運動干預對機體免疫功能的影響綜述

房凱

(華南師范大學體育科學學院 廣東廣州 510006)

1 運動與免疫概述

身體運動對機體是個非常強烈的刺激,必然引起非常劇烈的應激性變化。在這個劇烈應激反應過程中,免疫內分泌激素水平必然發生相應的變化與運動負荷強度或運動持續時間關系緊密。但是并非所有運動負荷都可明顯激活免疫內分泌激素的分泌活動。對主要應激激素而言,運動中要引起水平明顯升高,需要一個最低的的運動強度閾值。而且,激活不同激素升高的強度閾值不盡相同(一般在60%～70%VO2max)。目前國內外針對運動訓練的免疫抑制模型的實驗研究較多,但是從大眾的健康與亞健康轉歸的角度討論有氧運動的免疫效應,尚需要實驗研究的實證。

2 不同強度運動對免疫機能的影響

2.1 急性中小強度運動與免疫激活效應

急性短時中等強度運動激活免疫系統并提高免疫功能。Austin B.Bigley[1]在探討老年人的癌癥預防以及診斷與運動改善免疫機能的機制時提出:運動的免疫改善效果可能表現在激活NK細胞的活性,提高抗原的交叉呈遞活躍度,減少炎癥反應以及防止老年個體衰老細胞的積累等方面。DEBORA R.BALDWIN[2]等人的實驗研究采用運動應激和心理應激結合的干預手段,將實驗動物分為單純運動(身體應激)組、固定(心理應激)組、運動結合固定組、空白對照組,運動形式為樹脂轉輪,將SD大鼠置于輪上另起自主運動4h/d,經過6周上述干預,發現大鼠對此產生了適應,比較發現自主運動確實降低了免疫抑制現象,westernblotting表現為對綿陽紅細胞(SRBC)抗原的抗體應答效應更顯著。

Takako Kizaki[3]等人的研究表明3周的運動訓練增加了體外培養的運動組大鼠巨噬細胞的LPS型NO的含量和粗炎癥因子的含量;降低了巨噬細胞的β2-腎上腺素能受體(β2AR)mRNA的表達水平降低。巨噬細胞β2AR的過量將通過反饋性調節β 2ARcDNA對NOS表達的抑制,但不會影響粗炎癥因子的表達。提示運動訓練可以通過β2AR(非)依賴途徑改善巨噬細胞的先天性免疫調能力。

2.2 長時間大強度運動與免疫抑制效應

長時間的耐力運動或長期的大強度訓練則抑制免疫功能,即所謂的“OpenWindow”期。PIERRE ASSELIN[4]等人的實驗研究早在1997年就證實通過控制氣壓模擬的大強度運動可以抑制體液免疫過程以及PGE2的分泌,但這一通路可以藥物阻截。P.C.B. Lollo[5]等人的研究在對Wistar大鼠進行2周的力竭訓練后處死,發現運動訓練顯著性的降低了淋巴細胞(白細胞、中性粒細胞)數目和高密度脂蛋白膽固醇、總蛋白水平,血清CK、AST、ALT、血尿酸水平升高。說明力竭性運動后的組織損傷加劇,出現酶滲出,細胞炎癥狀況惡化,炎癥風險增加,免疫機能下降,處于“J”型曲線的免疫低落期。

3 中小(有氧)運動與免疫功能的相長效應

M.Kohut[6]等人的研究比較了為期1年的兩種形式(中等強度訓練和小強度伸展運動)的運動訓練對個體的抑郁狀態、炎癥水平、對流感病毒的免疫能力,發現干預后中等強度組BMI、個體的抑郁水平評分顯著性,且后者低于了小強度組和空白對照組。干預后中等強度運動組的抗體應激水平,超重個體和體重正常個體的外周單核巨噬細胞IL-6差異性消失;然而小輕度運動組的抗體應答水平下降,血清的CRP,外周單核巨噬細胞源性TNF-α,IL-6水平升高。提示中等強度的長時間訓練在改善機體抑郁狀態、降低TNF-α,IL-6水平方面有優于小強度伸展運動的優勢。

近期的研究發現[7-8],用跑臺訓練有氧運動預干預大鼠,之后進行為期72h的睡眠剝奪亞健康造模(SDM)。大鼠表現出較高的氧化應激狀態,實驗結果還提示:SDM對免疫機能有趨害的影響,但是并不顯著。有氧運動預干預結合亞健康造模組較單純亞健康造模組的血清TNF-α、IL-6組間對照有降低的趨勢,即有氧運動預干預的效果并不如預期的結果顯著,據此有兩方面的解釋:可能是運動訓練作為應激源出現時難以避免的對大鼠的傷害、刺激造成運動結合亞健康造模組大鼠炎癥反應的加劇導致指標的差異不具有顯著性;有氧運動的預刺激效果并非想象中的能顯著提高免疫反應的激活閾值。

4 結語

急性中小強度的運動訓練可以激活免疫機能,長時間、大強度的運動訓練則有免疫抑制效應。據前人報道,長時間的有氧運動預干預因為具有非急性對免疫學指標的影響可能并不顯著。有氧運動對亞健康模型的免疫學影響需要實驗研究證實,此類研究對亞健康轉歸有一定的現實意義。

[1]Austin B. Bigley, Guillaume Spielmann, Emily C.P. Lavoy,etal. Simpson Can exercise-related improvements in immunity influence cancer prevention and prognosis in the elderly[J].Maturitas，2013,76:51-56.

[2]DEBORA R. BALDWIN,1 ZACHARY C.WILCOX AND GUANPING ZHENG.The Effects of Voluntary Exercise and Immobilization on Humoral Immunity and Endocrine Responses in Rats[J].Physiology & Behavior,1997:447-453.

[3]Takako Kizaki,Tohru Takemasa,Takuya Sakurai,etal.Adaptation of macrophages to exercise training improves innate immunity[J].Biochemical and Biophysical Research Communications,2008：152-156.

[4]Pierre Asselin,Corinne Benquet,Krzyzstoe,etal.In Vivo Indomethacin Reverse excise-induced immunosuppression in Rats[J].Immunopharmac.,1996:491-497.

[5]P.C.B.Lollo,A.G.Cruz, P.N. Morato,etal.Probiotic cheese attenuates exercise-induced immune suppression in Wistar rats Original Research Article[J].Journal of Dairy Science,2012:3549-3558.

[6]M. Kohut, D. Senchina, D. Konopka,etal.Effect of exercise on immunity and depression vary by body weight status and type of exercise[J].Kinesiology/Immunobiology.

[7]任建廠.有氧運動預干預對睡眠剝奪大鼠心肌氧化應激及炎癥反應的影響[D].華南師范大學碩士學位論文,2012.

[8]魏艷彩.有氧運動預干預對睡眠剝奪大鼠海馬和大腦皮層自由基、NO及NOS的影響[D].華南師范大學碩士學位論文,2012.