第五章运动与免疫
20世纪70年代初期,一些学者通过流行病学调查研
究发现,经常参加大强度、大运动量活动的人群在
某些传染病流行时发病率显著高于一般人,尤以耐
力运动员上呼吸道感染 URTI ( upper respiratory
tract infection)的发生率为高。耐力性项目运动员
经大运动量训练或马拉松或相似项目的运动后,其
5 、免疫系统在无论何种状态下都以保护机体 安全为己任。在运动过程中,神经 - 内分泌系 统功能占优势,免疫系统只能尽力通过细胞因 子等信息分子对神经内分泌进行反调控。但在 运动后恢复期,免疫功能调控作用占优势,它 可利用免疫降低强令机体休息促进恢复。
可见,善用运动性免疫抑制现象所提供的反 馈信息,对于合理安排运动训练,掌握负荷与 恢复的比率,无疑具有重要的作用。
练方案后,运动强度较大的5周训练组小鼠表现为
免疫功能受抑制,而运动适度的3周训练组小鼠表
现为免疫功能增强。
2、大强度运动对免疫机能的影响 许多人体实验和动物实验结果已经证实,长期大 强度运动后对免疫机能有强烈的负性影响。主要 表现在下列方面。
结果表明,大强度运动训练会产生比较强烈的免 疫抑制现象,对免疫机能有明显的负性影响。
上 呼 吸 道 感 染
高 于 平 均 值 不 动 者 平 均 值
第三节 运动性免疫抑制
一、运动性免疫抑制现象 1、流行病学调研结果
流行病学研究结果一般都支持这样一个结论:在大运 动量训练期间,以及参加过竞技性耐力比赛后 1~2 周期间, 患上呼吸道感染疾病的风险明显升高。问卷调研证实,当 优秀运动员感觉到训练量超过了自我感觉的训练阈值(最 大耐受限度)之后,患病率会升高。综上所述,这些数据 表明运动负荷与感染有一定的联系。
运动能够促进机体免疫机能的观点。
Nieman(1990)等对36名平均年龄为35岁的
妇女进行了研究,她们每天步行45分钟,每 周5次,15周的时间她们上呼吸道感染的发病 率是久坐对照组的1/2。
浦钧宗等(1996)以BaLB/c小鼠为研究对象,随机 分为对照组和运动组,运动组采用两种不同的方案 进行游泳运动,结果发现,经5周和3周递增游泳训
96km的运动员其上呼吸道感染发病率,比每
周训练少于32km的高2倍。
二、运动免疫的基本理论
经过运动免疫研究者多年的辛勤努力,已经
就许多运动免疫问题达成共识,并形成了基 本理论。 “开窗”理论要与运动训练引起的 免疫抑制有关,“ J” 型曲线模式则形象地反 映出不同运动对免疫机能的不同影响。 1 、“开窗”( OPEN WINDOW ) 理论 (参见图3)
人类免疫缺陷病毒引起的。这种病毒终生传染,破坏人的免 疫系统,使人体丧失抵抗各种疾病的能力。当艾滋病病毒感 染者的免疫功能受到病毒的严重破坏、以至不能维持最低的 抗病能力时,感染者便发展为艾滋病病人。随着人体免疫力 的降低,人会越来越频繁地感染上各种致病微生物,而且感 染的程度也会变得越来越严重,最终会因各种复合感染而导 致死亡。
B淋巴细胞介导体液免疫 K细胞杀伤被抗体覆盖的靶细胞 NK直接杀伤某些肿瘤细胞或者病毒感染 的细胞 单核细胞: 粒细胞:主要作用的中性体内最有效的吞 噬细胞
3、免疫分子
免疫分子包括抗体、补体与细胞因子等。 (1)补体(complement,C):指人与动物血清中正常 存在的、与免疫有关的、并可具有酶活性的一组球蛋 白。补体并非单一物质,而是包含多种成份的血浆蛋 白,故又称补体系统。 其中包括了与补体激活的成份,也包括调控补体系 统的各种灭活因子和抑制因子。主要补体包括C3和C4 等。补体系统的生物学作用为溶菌、杀菌、细胞毒性 作用、调理作用、免疫粘附作用、中和及溶解病毒以 及炎症介质作用。
(2)抗体(antibody):抗体是机体受到抗原刺激而 产生的特异性糖蛋白,亦称免疫球蛋白,常用的 免疫球蛋白指标为 IgA,IgG和IgM。抗体一般由B 细胞产生,分布于细胞表面、血清和其它体液中。
对免疫最基本的认识至少应该包括下列三点:
(1)免疫应答不一定必由病原因子所引起;
(2)免疫功能不仅局限于抗感染; (3)免疫应答的后果并不总是对机体有利。
图3 运动免疫的“OPEN WINDOW”理论
运 动 安 静
(
该理论描述了在一个大强度、持续时间长的
急性运动中和运动后的一小段时间内激活了 免疫功能,而在最初的激活后伴随了较长时 间( 3-72 小时)的免疫功能削弱的“开窗” 期,此时免疫系统的许多指标会出现不利的 变化,病毒和细菌可以赢得立足之处,增加 亚临床和临床感染的危险。这段时间的长短 与运动
运动性免疫抑制现象会对训练安排造成了极大 的影响。但从保护身体健康及维护机体安全角 度讲,运动性免疫抑制现象具有非常重要的生 理意义。
1 、运动过程中,免疫抑制现象作为对运动应激活 动的反作用,使机体不能将全部能量与机能能力动 员出来从事运动,以免应激反应程度过高,影响机 体安全。所以,在运动应激过程中,免疫机能充当 着必不可少的保护性抑制角色,运动应激反应越激 烈,运动应激持续时间越长,机体动员程度越大, 免疫抑制程度相应越深,持续时间越长。免疫系统 以此保持反应适度,保护机体安全。
2、非特异性免疫与特异性免疫
(1)非特异性免疫:
人体对抗原性异物的抵抗力,有些是天 生具有的,即在种系发育进化过程中形成的, 经遗传获得的,称为先天性免疫。因其并非 针对某一病原微生物,故又称非特异性免疫。
非特异性免疫,由机体的解剖结构与生理功
能所体现。如机体的各种屏障结构(皮肤与粘 膜屏障,血脑屏障,血胎屏障)、吞噬细胞 (中性粒细胞)、单核吞噬细胞以及体液中的 抗菌物质(有抑菌、溶菌与杀菌作用)。
率为85%,而中、下训练水平运动员仅为45%,他
们认为长时间剧烈运动损害了局部粘膜和机体免疫
能力。
Nieman等(1987)调查了参加洛杉机马拉松
比赛的2311名运动员,比赛后一周内上呼吸 道感染率为12.9%,而有相似经历因其它原 因未参加比赛的对照组其发病率为2.2%,证 实参加马拉松比赛的运动员上呼吸道感染率 是未参加比赛的6倍。并确定每周训练多于
三、免疫反应
抗原性物质进入机体后所激发的免疫细胞活化、分 化和效应的过程称作免疫应答,也称为免疫反应。 免疫应答包括由B细胞介导的体液免疫反应 以及由T细胞介导的细胞免疫反应。
(一)体液免疫的应答反应过程
1、感应阶段(抗原呈递过程) 2、增殖和分化阶段 3、效应阶段(杀灭抗原物质和形成记忆细胞)
患上呼吸道感染的危险性增加。
Peter和Bateman(1983)报道,150名参加56km的 马拉松比赛的南非运动员与配对不参加比赛的对照 组相比,赛后2星期内33.3%参赛者出现上呼吸道感
染症状,成绩优秀者症状更为明显,而对照组仅为
15.3%。90km超常距离马拉松赛后2星期,训练最
刻苦并参加比赛的运动员中,上呼吸道感染的发病
细胞与免疫分子共同组成。它们是机体免疫 功能及发生免疫反应的物质基础。
1、免疫器官:是免疫细胞分化、增殖与定居的场所, 分为中枢淋巴器官和外周淋巴器官。
•(1)中枢免疫器官:骨髓和胸腺能使淋巴干细胞 增殖,进行一定程度的分化,成为成熟的免疫细胞 并输送到外周淋巴组织定居,因而骨髓与胸腺被称 为中枢免疫器官。
(2)细胞因子(cytokine): 细胞因子主要由淋巴细胞与单核 - 巨噬细胞所产 生,习惯上称前者为淋巴因子,后者为单核因子实际 上其它免疫细胞与非免疫细胞也可以产生,故统称为 细胞因子,主要的细胞因子有白细胞介素(IL)、B细 胞刺激因子、淋巴毒素、肿瘤坏死因子、干扰素、集 落刺激因子、转移因子等。 在神经-内分泌-免疫调节网络中,细胞因子起着 非常重要的作用,机体主要通过细胞因子在免疫细胞 之间传递信息
2)“J”形模型(J-shape model)
Nieman( 1994)的“J” 形模型描述了有规律
的运动与上呼吸道感染发生率之间的关系。 进行中等强度运动的人上呼吸道感染的发生 率要低于不运动的人群,而进行高强度训练 的运动员感染率却明显增加。这个模型与长 跑运动员的流行病学研究一致。
图4 运动免疫的“J”型曲线模式
4 、若机体在尚未恢复情况下继续坚持训练,则会 造成“过度训练”或“过度疲劳”。此时,机体免 疫机能也会降至极低点,表现出身体抵抗力下降, 易感率急剧上升。机体利用免疫降低容易患病等提 示机体已无法再坚持训练,并强制性地要求机体休 息、恢复,至少要求强制性地减量、减强度,以此 保护机体安全。万不得已时,机体不惜以“害病” 方式强行终止训练。
第一节
免疫学基础
一、免疫的概念及其发展
1、免疫的基本概念
免疫指机体接触“抗原性异物”或“异己 成份”的一种特异性生理反应,其作用是 识别与排除抗原性异物,以维持机体的生 理平衡,这些反应通常对机体有利,某些 条件下也可有害。
2、抗原与抗体
(1)抗原(antigen):
20 世纪 80 年代以来,对抗原较为全面确切的概 念是指:能够与相应的抗原特异性淋巴细胞上独 特的抗原受体特异性结合,诱导该淋巴细胞发生 免疫应答的物质。
2 、运动过程中,若运动量过大、持续时间过长时,
运动轴激活程度过大,激活时间过长,身体动员程 度过强,必然会对身体造成严重危害。这时,免疫 功能降低实质上是作为机体无法再继续工作的“信 号”,提示机体应该适时“中止”运动了。
3 、运动后免疫抑制程度与运动量、运动强度直 接有关,尤其与运动量关系更为密切。所以,机 体承受的运动量越大,疲劳程度越深,所需恢复 时间越长,相应的免疫抑制程度越深,抑制解除 所需时间越长。在这种情况下,机体亟需一个 “恢复期”来保护内环境遭受急剧破坏后的身体 安全,正如患病时需要卧床休息一样。此段时间 免疫功能低下正是服务于此目的。