鍛煉上強度反而更容易生?。慷囗椦芯孔C實:長時間+高強度運動會抑制免疫系統(tǒng)并引起多項人體血液生理指標變化,乳酸堆積或成罪魁禍首?
一般我們都認為做運動可以強身健體,身體素質(zhì)好了,自然就不容易生病了。不過如果你關(guān)注一些職業(yè)聯(lián)賽,可能會產(chǎn)生疑惑。比如像NBA的球員,個個身體素質(zhì)超群、肌肉壯碩,但有時卻會被呼吸道感染,甚至腳趾感染之類的疾病打倒,讓人覺得很不可思議:他們天天運動,明明身體那么結(jié)實,應(yīng)該免疫力超強才對???
其實長期從事高強度運動的人,免疫力反而會減弱。對于這個違反直覺的現(xiàn)象,科學(xué)界早有研究。
1. 長時間、高強度運動反而會抑制免疫系統(tǒng)
2019年發(fā)表在《運動和健康科學(xué)期刊》上的一篇題為“The compelling link between physical activity and the body's defense system”的研究發(fā)現(xiàn),長期的高強度運動會導(dǎo)致免疫系統(tǒng)被抑制,并引發(fā)炎癥,增加氧化應(yīng)激。
研究表明,持續(xù)時間在60分鐘以內(nèi)的中等到高強度的短暫運動,對免疫系統(tǒng)有積極的效果。在這些運動中,諸如自然殺傷細胞(NK細胞)和CD8+ T淋巴細胞等免疫細胞會被顯著激活。這些細胞對于身體抵御病原體至關(guān)重要,它們展現(xiàn)出高度的細胞毒性和更強的遷移能力。這種細胞動員增強了免疫監(jiān)視,有助于識別并清除潛在的病原體或癌細胞,同時對整體的代謝健康產(chǎn)生積極影響。
然而,長時間、高強度的運動卻可能產(chǎn)生截然相反的效果,會導(dǎo)致暫時性的免疫抑制。這種免疫抑制狀態(tài)表現(xiàn)為免疫細胞功能減弱、炎癥反應(yīng)加劇和氧化應(yīng)激水平上升。這些狀況是身體對極端壓力的生理反應(yīng),可能增加上呼吸道感染(URTIs)的風(fēng)險。這種情況在經(jīng)常進行高強度訓(xùn)練或參與比賽的運動員中尤為常見。
因此,對于大多數(shù)不是專業(yè)運動員的普通人來說,選擇適度的運動強度顯得尤為重要。過量的運動不僅不能帶來預(yù)期中的健康益處,反而可能削弱個人的免疫系統(tǒng),降低機體抵抗疾病的能力。(不知道你有沒有過大汗淋漓運動完后,更容易感冒、喉嚨痛的情況?)
2. 運動產(chǎn)生的乳酸是罪魁禍首?
不僅如此,最新的研究發(fā)現(xiàn),高強度運動對免疫力的影響還可能與運動帶來的乳酸堆積有關(guān)。
浙大的研究團隊在《自然》上發(fā)表題為“AARS1 and AARS2 sense l-lactate to regulate cGAS as global lysine lactyltransferases”的研究,認為在乳酸濃度升高的情況下,細胞內(nèi)的丙氨酰-tRNA合成酶1和2(AARS1/2)能夠感知到乳酸的存在。隨后,AARS2會利用乳酸對參與抗病毒先天性免疫應(yīng)答的關(guān)鍵分子cGAS進行乳酰化修飾,進而導(dǎo)致cGAS的失活。這一過程有效地抑制了抗病毒的先天性免疫反應(yīng)。
在本項研究中,研究團隊深入探索了細胞對L-乳酸這一代謝產(chǎn)物的響應(yīng)機制,并發(fā)現(xiàn)AARS1/2是細胞內(nèi)關(guān)鍵的L-乳酸感受器。這兩個酶不僅在哺乳動物細胞中發(fā)揮著重要作用,而且與進化上保守的大腸桿菌中的同源物AlaRS共享著相似的功能特性。
具體而言,AARS1/2以及大腸桿菌中的AlaRS能夠以微摩爾級別的親和力高效地結(jié)合L-乳酸,這一特性使得它們能夠精確感知細胞內(nèi)L-乳酸的濃度變化。
更為關(guān)鍵的是,AARS1/2能夠直接催化L-乳酸在賴氨酸受體末端的乳?;^程,這是一個ATP依賴的化學(xué)反應(yīng)。乳?;鳛橐环N重要的蛋白質(zhì)翻譯后修飾方式,能夠顯著影響蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能。
圖注:AARS2是cGAS的乳酸化酶
在響應(yīng)L-乳酸刺激時,AARS2會與環(huán)鳥苷酸-腺苷酸合成酶(cGAS)發(fā)生相互作用。cGAS是一種關(guān)鍵的先天性免疫感受器,能夠識別并結(jié)合外源或異常的雙鏈DNA,進而觸發(fā)一系列的免疫反應(yīng)。然而,當(dāng)AARS2與cGAS結(jié)合后,它會在細胞和小鼠中介導(dǎo)cGAS的乳酰化,從而導(dǎo)致cGAS的失活。這一發(fā)現(xiàn)揭示了L-乳酸如何通過影響cGAS的活性來調(diào)節(jié)先天性免疫反應(yīng)的新機制。
為了更深入地理解乳酰化對cGAS功能的影響,研究人員建立了一種遺傳密碼擴展正交系統(tǒng),該系統(tǒng)允許將乳酰賴氨酸摻入到蛋白質(zhì)中。通過這一系統(tǒng),他們證明了在cGAS氨基末端的特定位點存在乳?;鶗@著影響cGAS的液體狀相分離(cGAS liquid-like phase separation)能力,并消除其DNA感受功能。這一發(fā)現(xiàn)進一步證實了乳酰化對cGAS活性的抑制作用。
隨后,他們還通過基因敲入技術(shù),將乳酰模擬物或乳酰抗性基因引入小鼠模型中。實驗結(jié)果顯示,乳酰模擬物的基因敲入會抑制cGAS的活性,而乳??剐曰虻那萌雱t能夠使小鼠免受高水平L-乳酸誘導(dǎo)的先天性免疫逃避。這一發(fā)現(xiàn)為開發(fā)針對L-乳酸介導(dǎo)的免疫逃避的新型治療策略提供了可能。
此外,他們發(fā)現(xiàn)在應(yīng)激狀態(tài)下的小鼠中阻斷單羧酸轉(zhuǎn)運體1(MCT1)可以抑制cGAS的乳?;^程,從而恢復(fù)先天性免疫監(jiān)視功能,并有效地拮抗病毒復(fù)制。這一發(fā)現(xiàn)表明,通過調(diào)節(jié)MCT1的活性,可以干預(yù)L-乳酸對先天性免疫的影響,為治療相關(guān)疾病提供新的思路。
該研究揭示了AARS1/2作為保守的細胞內(nèi)L-乳酸傳感器的關(guān)鍵作用,并闡明了乳?;@一化學(xué)反應(yīng)過程如何通過影響cGAS來調(diào)節(jié)先天性免疫反應(yīng)的新機制。
乳酸和先天性免疫的這種關(guān)系為了解運動與健康之間的關(guān)系打開了一扇新的大門。除了免疫系統(tǒng),最近的研究還發(fā)現(xiàn)高強度運動會影響人的多項血液生理指標。
3. 高強度運動會引發(fā)血液學(xué)變化
發(fā)表在《診斷學(xué)》期刊上的一篇論文細致地剖析了運動員在高強度運動期間所經(jīng)歷的生理變化。
研究中,20名男子水球運動員接受了全面監(jiān)測,研究人員在職業(yè)賽季初始和高強度訓(xùn)練期間采集了他們的血液樣本。借助血液學(xué)分析儀和化學(xué)分析儀等設(shè)備,對運動員的健康指標進行了詳盡的評估。
研究揭示了高強度訓(xùn)練期間觀察到的幾項顯著變化。首先,平均紅細胞體積、血小板計數(shù)和平均血小板體積出現(xiàn)了明顯下降。鐵代謝也發(fā)生了變化,表現(xiàn)為總鐵結(jié)合力的增加和鐵蛋白濃度的下降。
此外,脂質(zhì)譜的變化也值得關(guān)注,包括血清總膽固醇和低密度脂蛋白膽固醇水平的輕微升高,以及高強度訓(xùn)練期間甘油三酯濃度的下降。
這些現(xiàn)象表明,進行高強度訓(xùn)練的水球運動員可能會出現(xiàn)健康指標的波動,包括某些全血計數(shù)參數(shù)的下降、低密度脂蛋白膽固醇的增加以及肝功能生物標志物的改變。不過高強度訓(xùn)練方案似乎對腎功能生物標志物沒有顯著影響。
綜合這些信息,研究人員認為,與水球賽季初始階段相比,在高強度訓(xùn)練期間,水球運動員的血液學(xué)參數(shù)呈現(xiàn)出統(tǒng)計學(xué)上顯著但輕微的向貧血值偏移的趨勢。不過好在這種偏移在臨床上并未達到顯著水平。此外,研究還發(fā)現(xiàn),水球運動員可能會經(jīng)歷低密度脂蛋白(LDL)膽固醇水平的升高,同時肝功能的生物標志物出現(xiàn)下降的情況。
小結(jié)
長期高強度運動與免疫系統(tǒng)和總體身體健康之間存在著復(fù)雜而深遠的關(guān)系。一方面,適量的運動被廣泛認為能夠增強免疫系統(tǒng)功能,提高身體抵抗力,減少疾病風(fēng)險。然而,當(dāng)運動強度超出一定閾值并持續(xù)較長時間時,這種效應(yīng)可能發(fā)生變化。
長期高強度運動可能導(dǎo)致免疫系統(tǒng)的暫時抑制,尤其是在運動后的一段時間內(nèi)。這主要是因為運動過程中產(chǎn)生的應(yīng)激反應(yīng)和炎癥反應(yīng)可能會消耗大量的免疫資源,使得免疫系統(tǒng)在短時間內(nèi)處于相對虛弱的狀態(tài)。此外,過度訓(xùn)練還可能引發(fā)運動性免疫抑制,增加感染和疾病的風(fēng)險。
然而,值得注意的是,長期高強度運動對免疫系統(tǒng)的影響并非一成不變。個體之間的差異、運動的具體類型、持續(xù)時間和強度等因素都可能影響這一關(guān)系。因此,制定個性化的運動計劃,合理控制運動強度和時間,對于維護免疫系統(tǒng)的健康和促進總體身體健康才是至關(guān)重要的。
參考文獻:
1. Nieman DC, Wentz LM. The compelling link between physical activity and the body's defense system. J Sport Health Sci. 2019 May;8(3):201-217. doi: 10.1016/j.jshs.2018.09.009.
撰文 | linwen
編輯 | lcc
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網(wǎng)址: 鍛煉上強度反而更容易生???多項研究證實:長時間+高強度運動會抑制免疫系統(tǒng)并引起多項人體血液生理指標變化,乳酸堆積或成罪魁禍首? http://m.u1s5d6.cn/newsview327628.html
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