运动对T淋巴细胞的影响及其免疫调节机制_谢红

第16卷第4期1999年10月西安体育学院学报 Vol 116 No 14

JOURNAL OF XI c AN INSTITUTE OF PHYSICAL EDUCATION Oct 11999

文章编号:1001-747Ú(1999) 04-0081-05

运动对T 淋巴细胞的影响及其免疫调节机制

谢红, 郝选明

(西安体育学院研究生处, 陕西西安710068)

摘要:运动作为一种压力, 可引起T 淋巴细胞在其数量、亚群以及功能上的变化。这种变化的趋势和类型取决于运动的形式, 持续时间和运动强度以及运动量。本文阐述了目前关于运动对T 淋巴细胞的影响及其免疫调节机制的研究概况。

关键词:运动; 免疫; T 淋巴细胞; 影响; 免疫调节机制中图分类号:G80412 文献标识码:B

Effects of Exercises on T -Lymphocytes and Immune Modu lation Mechanics

XIE Hong, HAO Xuan -ming

(Xi c an Insti tute of physical Education, Xi c an China 710068)

Abstract:Physical exercise, as a stress, can result in T -lymphocytes changes from i ts total amounts, sub-population to i ts func -tion 1The trends and types for i ts changes depend on exercise, type, duration, intensity and volu me 1This review sum marized main researches up to now about effects of exer cises on T-lymphocyte and its immune modulation possible mechanics 1Key words :exercise, i mmune T-lmphocyte, effects, immune modulate mechanic

T 淋巴细胞是机体细胞免疫功能的承担者, 它

分泌各种介质并作用于其他淋巴细胞或巨噬细胞, 行使信息传递、识别、效应等功能, 是机体免疫反应的重要调节细胞, 由于T 淋巴细胞在免疫反应和免疫调节中发挥的重要作用, 它作为对运动反应较为敏感的细胞之一, 运动对其产生的影响及其调节机制已为人们所关注, 大量研究报道了运动引起T 淋巴细胞数量亚群及功能的变化, 关于它的免疫调节机制, 许多学者已阐明了一些神经内分泌因素的调节作用, 随着T 淋巴细胞活化机理的进一步揭示和神经内分泌调节网络的深入研究, 运动对T 淋巴细胞的免疫调节机制将会被人们进一步认识。

时间的运动中或运动后都有升高。运动时T 细胞最容易被动员进入血循环, 为外周血中最先增多的淋巴细胞[1]。并且它的数量增多表现为暂时性, 增多持续时间与运动持续时间等也有一定的联系。111 运动强度对T 淋巴细胞数量的影响

不同运动强度会使T 淋巴细胞数量升高或不变, 升高程度与运动强度呈负相关。有人报道, 让受试者分别以25%、50%、75%VO 2max 强度运动3min 后能引起T 细胞数量上升[3]。Edwords 研究5min 低强度运动后, T 细胞水平显著升高。Cand -mane 观察到15min 中等强度功率自行车运动Ts 水平显著升高, Th 水平也增加。Roberson 发现长时间大强度运动至衰竭时T 细胞水平也会升高[4]。Patricia 报道极限运动后, T 细胞绝对数目轻度、暂时性增加。Nieman 等报道长时间马拉松跑后, 淋巴细胞增加31%, 而T 细胞数量无变化。112 运动持续时间对T 淋巴细胞数量的影响

[5]

[2]

1 运动T 淋巴细胞引起数量的变化

关于运动引起T 淋巴细胞数量的改变的报道较多。一般说来, T 淋巴细胞在不同强度、不同持续

X 收稿日期:1999-03-21; 修回日期:1999-06-01

作者简介:谢红(1971-) , 女, 江西兴国人, 西安体育学院硕士研究生。

第16卷西安体育学院学报第4期

运动后T 淋巴细胞数目的增多及亚群变化呈现暂时性, 且这种变化持续时间与运动持续时间呈正相关。Steel 报道短时间运动后这种变化持续40min , 而长时间剧烈运动淋巴细胞的变化可持续24h [6]。自行车运动员在运动中T 细胞水平升高, 运动后2h 有所下降。长跑运动员运动中T 细胞水平下降, 运动后24h 恢复正常。

113 不同训练水平对T 细胞数量的影响

淋巴细胞数目改变的程度与训练水平有关, 适量训练机体产生适应性后, 运动后淋巴细胞增多的程度减小。未受过训练者与受过训练者T 细胞数目对运动的反应是不同的。报道未受过训练者在运动试验后, 淋巴细胞数量增加180%, 而经过6周的军事训练后, 这些受试者在运动试验后淋巴细胞数量只增加49%[33], 马拉松运动员在运动中、运动后5min 、运动后115h, T 细胞数目无明显改变[34]。水球运动员在190min 训练中T 细胞水平仍升高

[35]

能下降是抑制性T 淋巴细胞过度激活, 造成免疫失衡的结果[9]。浦钧宗对小鼠进行3至6周不同运动量的训练, 发现长期大运动量训练, 小鼠CD4/CD8明显下降。有人观察到8周无氧训练后CD4+T 细胞减少, CD8+T 细胞显著升高, 淋巴细胞总数无明显变化, 适度强度运动3周后, CD8+T 细胞比例下降, CD4+T 细胞免疫促进作用相应提高。研究结果表明, 适度运动强度运动一段时间后, CD4/CD8比值升高。而经过一段时间大强度运动训练以后, CD4/C D8比值下降。运动后引起的CD4/C D8比值的改变, 机制目前尚不清楚, 有人认为可能是淋巴细胞在血液与组织间的再分布所致, 是一种暂时现象。也有人认为, 外周血T 细胞亚群改变, 是运动后类固醇变化引起, 为机体的一种应激反应[11]。

[10]

3 运动与T 淋巴细胞的功能

目前, 关于运动对T 淋巴细胞的功能的影响主要集中在观察运动后淋巴细胞对有丝分裂原反应性的变化, 从而说明T 淋巴细胞活性的变化, 由于运动强度和持续的时间不同, 关于运动对外周血淋巴细胞分裂原反应的影响报道结果不一。311 运动后引起T 淋巴细胞功能下降31111 一次运动后的应激变化

一次运动后, 淋巴细胞有丝分裂原反应往往降低, 淋巴细胞功能受到抑制。Cannarella 报道12名女子进行60%VO 2max 行走45min 测定, 在运动后115h , 增殖反应性下降(比安静状态) [12]。Oshida 等报道以60%VO 2max 进行2h 运动后, 运动后即刻淋巴细胞对P HA 的反应明显低于运动前、运动后24h 和72h [13]。

31112 运动后引起T 淋巴细胞功能抑制程度的影

响因素

T 淋巴细胞功能对运动反应与运动强度有关, 短时间运动对T 细胞功能无显著影响, 长时间大负荷运动则损伤T 细胞功能。Macheil 报道在不同强度和不同时间的运动组中, 结果运动后2h 淋巴细胞对有丝分裂原刀豆素A 的应答减弱, 减弱的程度与运动持续时间无关, 而与运动强度增加一致, 运动后24h 回复到运动前水平[15]。淋巴细胞转化检验指出:5min 运动前后淋巴细胞ConA 反应不变, 而PW170运动后对PHA 、C onA 的反应略高, 至极限运动时, 淋巴细胞对C onA 和PW M 的反应不变[17], 但P HA 淋巴母细胞转化率降低

[16]

。

2 运动引起T 淋巴细胞亚群的变化

根据T 淋巴细胞膜抗原用单克隆抗体将T 细胞分成若干亚群, 其中最主要的是辅助性T 细胞和抑制性T 细胞, 分别发挥辅助和抑制免疫功能的作用。在免疫应答过程中, TH 细胞和TS 细胞起着十分重要的调节作用。目前, 多数研究集中在观察运动引起CD4+细胞/CD8+T 细胞的比值变化。TH/TS 比值反映了机体的一种免疫平衡状态, 过高或过低对机体都是不利的。研究发现, 当C D4T 细胞/CD8+T 细胞的比值小于115h , 淋巴细胞对分裂原刺激后DNA 合成减少, 淋巴细胞功能受到影响。关于运动影响CD4T 细胞和C D8T 细胞的数量及比例的研究报道较多, 运动前后CD4/CD8的变化主要与运动方式和训练量有关, Cameron (1989)等人观察了不同程度的运动对T 细胞亚群的影响, 发现无氧酵解代谢途径和ATP ) ADP 磷酸肌酸代谢途径供能的运动都会使TH/TS 比值下降, 而有氧运动后TH/TS 比值没有明显改变[7]。Frisinat 也观察到以112%VO 2ma x 强度在跑台上做1min 运动、2min 休息的间歇运动, 25次后发现T 细胞百分比减少14%, C D4/CD8比例下降

[8]

。

此外, 关于一段时间训练后引起T 淋巴细胞亚群变化也有一些报道。钱风雷等人观察了经四周大强度训练, 自行车运动员外周血CD8+T 细胞比例显著上升, CD4/CD8比值显著下降, 认为免疫机

第16卷谢红, 等:运动对T 淋巴细胞的影响及其免疫调节机制第 4期

15%, 50%VO 2max 运动2h 后, T 细胞对P HA 反应性降低[18]。

31113 运动引起淋巴细胞功能抑制的恢复速度的

影响因素

运动引起T 淋巴细胞功能被抑制, 经过一段时间后, 淋巴细胞功能会得到恢复, 恢复速度取决于运动强度和训练时间。一般说来, 运动强度低, 运动时间短, 抑制程度就低, 恢复速度也快。反之, 则抑制程度深, 恢复速度慢。有报道, 急性运动后淋巴细胞对P HA 、ConA 、LPS 刺激转化反应降低, 运动停止后2h 恢复到运动前水平。马拉松运动后淋巴细胞对PHA 、ConA 反应降低, 24h 恢复正常。Oshida 等人测得长跑运动员淋转率运动中虽有下降, 运动后回升, 运动后72h 稍高于运动前。另外, 恢复速度与运动训练水平也有关系[13]。Marton 等报道对一些高水平运动员急性无氧运动后淋转率在运动后即刻下降后, 恢复期2h 即回到了正常水平[14]。

312 运动导致T 淋巴细胞功能增强

经过一段较长训练时间后, 运动强度较适合时, 淋巴反应性增强。Soopi 等人观察连续6周运动时淋巴细胞反应性增高, 马拉松运动员静息时淋巴细胞对PHA 、PW M 刺激增殖反应性较正常人增加[19]。Sun 等人测得太极拳运动可以增加Ea 和Et [20]。Watson 等人研究连续运动负荷15周的健康人淋巴细胞反应性增强[21]。

313 训练水平对运动与淋巴细胞增殖的关系的影

响

经常训练的人与不训练的人淋巴细胞增殖反应是不同的。有报道, 积极运动的老年人T 淋巴细胞对PHA 、PWM 有较强的增殖反应, 积极生活型较不积极生活型淋巴细胞有丝分裂原反应明显增高

[22]

关于神经内分泌对T 淋巴细胞的调节机制的研究主要集中在肾上腺皮质激素、神经肽、儿茶酚胺和细胞因子等方面。

41111 儿茶酚胺的调节

运动增强交感) ) ) 肾上腺髓质系统兴奋性, 血中儿茶酚胺水平增高, 它的增高程度与运动强度和时间呈正比。儿茶酚胺通过影响淋巴器官的血液循环, 影响其循环淋巴细胞的数量, T 淋巴细胞的功能受其表面激素受体密度和亲和性影响。T 淋巴细胞上存在B ) 肾上腺素能受体, 一次急性极限运动后淋巴细胞上B ) 肾上腺素能受体密度和反应性增加, 但长时间机体产生适应性后, 淋巴细胞对儿茶酚胺反应性下降[23]。儿茶酚胺能促进免疫细胞C AMP 活性, 提高细胞内C AMP 含量, 从而抑制免疫细胞功能。NE 与淋巴细胞表面B ) 肾上腺素能受体结合之后, 可影响淋巴细胞的成熟、淋巴因子的合成与分泌、表面抗原的表达及其增殖活性。此外, NE 还可作用于血管系统, 改变淋巴器官中的血流量, 调节进入或迁出淋巴器官的淋巴细胞或免疫活性物质的速度与含量。

41112 皮质醇的调节

由于运动项目、强度、时间等实验条件的不同, 关于运动引起皮质醇变化的结论不尽一致。一般认为, 短时间极限运动和长时间剧烈运动都能引起血浆皮质醇升高, 升高程度与强度有关。Robert -son 等人认为皮质醇激素具有免疫调节作用, 它可抑制运动后引起的淋巴细胞过度增多, 防止免疫反应过强, 维持免疫平衡状态[23]。它是一类免疫抑制剂, 可提高CD8T 细胞的活性, 抑制CD4T 细胞的活性。有人认为, 大强度训练后引起的免疫抑制与垂体) 肾上腺皮质的过度活化有关, GC 浓度的升高与CD8T 细胞的过度激活呈明显正相关[28]。

41113 神经肽的调节

有人认为, 运动引起T 细胞机能的变化, 可能受B ) 内啡肽的影响, 在运动强度大于80%VO 2max 强度中B ) EP 分泌量显著增强, 运动不但使B ) 内啡肽浓度升高, 还可随着运动训练的持续, 增强B ) 内啡肽的效果。Gambert 发现极限和次极限的运动可使人体血液中B ) EP 及脑啡肽水平升高, B ) EP 升高程度与持续时间和运动强度成正比[24]。已经发现, B ) EP 和脑啡肽可通过与淋巴细胞相应受体的结合促进TC 细胞的增生。有报道表明, 经过4周强化训练后, 造成运动员B ) EP 能神经元过度激活, 安静时血浆B ) EP 浓度明显

。

4 运动与T 淋巴细胞的免疫调节机制

免疫系统与神经内分泌系统之间存在着一个调节环路, 在这个环路中, 淋巴细胞产生的AC TH 代表这个环路中的一个方面, 而ACTH 、内啡肽、脑啡肽及皮质醇激素对免疫系统的影响代表这个环路的另一方面, 免疫细胞可识别不同的/非感知性刺激0, 分泌不同的细胞因子, 除作用于其本身外, 还作用于神经内分泌系统, 而神经内分泌系统又通过神经递质和神经肽以及激素与免疫细胞上的相应受体结合而发挥其对免疫系统的调节作用。目前,

第16卷西安体育学院学报第4期

升高, 其中B ) EP 浓度改变与CD4+T 细胞变化呈负相关, 与CD4+/CD8+比值下降呈负相关[29]。41114 细胞因子的调节

细胞因子是具有重要生物活性的调节细胞功能的多肽, 它们作为免疫细胞之间调节信息的传递者。Cannon 等的实验观察到长跑运动员在安静状态血浆I L ) 1活性明显高于非运动员。IL ) 1在免疫反应中能活化T 细胞, 刺激其增殖, 并释放I L ) 2, 并促进其I L ) 2R 表达, 诱导细胞毒性T 细胞产生等作用, IL ) 2大多由C D4T 细胞分泌, 它可促进T 细胞增殖。41115 谷氨酰胺的调节

骨骼肌是谷氨酰胺产生的重要部位, 运动时引起肌肉的损伤, 可降低Gln 的合成, 减少对淋巴细胞的能量供应, 淋巴细胞的数目和功能受到谷氨酰胺水平的影响[30]Hack-V 人报道, 经过8周无氧训练后, 谷氨酰胺水平有明显下降, 而有氧训练后, 谷氨酰胺水平有明显升高, 他们认为, 在8周无氧训练后CD4+T 细胞数目和活性的减弱与谷氨酰胺有关

[31]

[25]

的影响机制等方面还有缺陷, 有待于后人进一步研究探讨。参考文献:

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。

412 关于运动与T 淋巴细胞活化过程调节因素

外源性抗原与T 细胞有丝分裂原同T 细胞表面相应受体结合后, 需将外源信号传入细胞内, 才能导致T 细胞的活化, T 细胞活化是T 细胞免疫应答早期的重要变化。研究资料表明:T 细胞活化过程中, 信息传递除经典的磷脂酰肌醇代谢途径外, 还可通过酪氨酸激酶途径和T 细胞表面多分子参与的旁路途径[26]。T 细胞表面受体(TCR)对呈现在细胞表面的外来抗原进行识别, 介导细胞免疫反应。Naki 等人报道, 长时间运动人体淋巴细胞B ) 肾上腺素受体的密度随运动过程发生变化, 在运动中第1h 密度显著增加, 第2) 3h 不再增加, 但高于安静状态[27]。T 细胞的活化中信息传递时需要的Ca

、磷脂依赖性蛋白激酶C 和Ca

钙调素依赖

性蛋白激酶等与运动的关系及影响机制还少见报道。

小结

(1) 综上所述, 关于运动可引起淋巴细胞数目、亚群及功能的变化研究报道较多, 但大多数是关于一次运动前后的变化。

(2) 由于受试者情况、运动方式及其它因素影响较多, 所以运动引起淋巴细胞数目、亚群的变化结论不尽一致。

(3) 关于长期性运动引起T 淋巴细胞数目、分类、功能的变化规律及运动对T 细胞活化过程确切

第16卷谢红, 等:运动对T 淋巴细胞的影响及其免疫调节机制第 4期 [18]Robertion AJ 1The effect of strenuous Physical exercise on cir -culating blood lymphocytes and serum cortisol levels 1J clin lab i mmunol 1[J]11981, 5:53-591

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10:

(责任编辑许治平)

#小知识#

什么是运动性贫血?

一般人的贫血诊断标准男女分别为血红蛋白低于12克%和1015克%、红细胞数分别低于400万/mm 3和350万/mm 3。由于运动而引起的贫血称为运动性贫血。并非运动员的贫血都是运动性贫血, 运动员中的运动性贫血约占20~30%, 女运动员高于男性, 少年儿童运动员高于成年运动员。

引起运动性贫血的主要原因是由于运动使脾脏释放溶血因子造成红细胞脆性增加和运动中血流速度加快, 使红细胞破坏增加, 以及由于运动消耗增加及剧烈运动造成食欲下降, 使红细胞的构成原料减少, 造成红细胞生成减少, 导致贫血。