十一長假,或許你在旅途中不幸被隔離 7 天,或許你在實(shí)驗(yàn)室抓耳撓腮和各種數(shù)據(jù)作斗爭,或許你正處在各種各樣的花式焦慮之中。若負(fù)面情緒引發(fā)的焦慮持久,則會(huì)使機(jī)體處于一種“慢性炎癥”狀態(tài)。如果積極體育鍛煉,則可恢復(fù)免疫穩(wěn)態(tài)。
▲慢性炎癥的原因和后果
體育鍛煉,則可以產(chǎn)生抗炎免疫,使機(jī)體從慢性炎癥狀態(tài)恢復(fù)免疫穩(wěn)態(tài)。
國慶期間,少不了和親朋好友們觥籌交錯(cuò),宴席相會(huì)。大魚大肉幾天嗨吃后,雙下巴、小肚腩也開始顯現(xiàn)。每逢佳節(jié),多數(shù)人都逃不過“胖三斤”的魔咒,今年國慶你“胖”了嗎!
肥胖是一個(gè)全球性的健康問題。早在 1948 年,世界衛(wèi)生組織已將肥胖列人疾病名單,并認(rèn)為是 2 型糖尿病、心血管病、高血壓、中風(fēng)和多種癌癥的危險(xiǎn)因素。預(yù)防和控制肥胖,已成為刻不容緩的任務(wù)。
運(yùn)動(dòng),可以減輕和保持體重!運(yùn)動(dòng),不僅可直接影響細(xì)胞,還可以通過調(diào)節(jié)信號(hào)傳導(dǎo)來實(shí)現(xiàn)其對(duì)器官的影響。在受運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)的所有器官或組織中,脂肪和骨骼肌是受肥胖和運(yùn)動(dòng)影響最大也是最直接的內(nèi)分泌器官,因此這兩個(gè)器官一直是組織水平研究的重點(diǎn)。
一、正確認(rèn)識(shí)體育鍛煉
體育鍛煉程度的劃分
體育鍛煉依據(jù)代謝當(dāng)量(MET)和 最大氧攝取 VO2max(肺和心血管系統(tǒng)向收縮的骨骼肌輸送氧氣的綜合能力,以及這些肌肉利用它的能力,代表了運(yùn)動(dòng)中最大的攝氧能力和高能量使用能力),可以分為五個(gè)不同強(qiáng)度,具體可以參考下面表格。
一般來說,工作和學(xué)習(xí)相當(dāng)于 2-3 個(gè) MET;中速步行、家務(wù)、舞蹈等可達(dá) 3-6 個(gè) MET;快走(6km/h)、跑步、跳繩、游泳、羽毛球等相當(dāng)于 6-8 個(gè) MET。
體育鍛煉,重建免疫穩(wěn)態(tài)
體育鍛煉本質(zhì)上消耗能量,產(chǎn)生活性氧(ROS),并激活免疫系統(tǒng),有積極的和最終有害的影響,這取決于激活的免疫系統(tǒng)反應(yīng)的類型和程度。
定期進(jìn)行中等強(qiáng)度的體育鍛煉,會(huì)促進(jìn)抗炎狀態(tài)。因此,從長期來看,中等強(qiáng)度的體育鍛煉,可以防止慢性疾病的發(fā)展。然而,高強(qiáng)度的體育鍛煉,則已被證明能夠促進(jìn)促炎狀態(tài)發(fā)展。過猶不及,萬事萬物講究一個(gè)“度”!
體育鍛煉的抗炎機(jī)制:(1)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生激素的免疫調(diào)節(jié)作用;(2)內(nèi)臟脂肪減少;(3)骨骼肌改善抗炎水平;(4)降低免疫細(xì)胞中TLRs的表達(dá)。
有規(guī)律的持續(xù)體育鍛煉
在急性劇烈運(yùn)動(dòng)后,NK 細(xì)胞和 CD8+T 淋巴細(xì)胞大量涌入,表現(xiàn)出較高的細(xì)胞毒性和組織遷移能力,促進(jìn)機(jī)體的炎癥狀態(tài)。如果出于健康鍛煉目的,不建議高強(qiáng)度鍛煉。
有規(guī)律的持續(xù)體育運(yùn)動(dòng)引起的抗炎作用,其代表是循環(huán) IL-6 水平增加,隨后 IL-1Ra 和 IL-10 水平升高,以及 TNF 產(chǎn)生的抑制。
有規(guī)律的持續(xù)體育運(yùn)動(dòng),通過刺激 BDNF 的合成,誘導(dǎo)小膠質(zhì)細(xì)胞釋放 BDNF、IGF-1、TGF-β,促進(jìn)海馬調(diào)節(jié)的學(xué)習(xí)和認(rèn)知,以促進(jìn)神經(jīng)元功能。有助于緩解老年癡呆等神經(jīng)退行性病變。
二、間充質(zhì)干細(xì)胞與運(yùn)動(dòng)有何關(guān)系
間充質(zhì)干細(xì)胞在運(yùn)動(dòng)和肥胖中的角色
2022 年 10 月 4 日,來自麻省理工學(xué)院和哈佛醫(yī)學(xué)院的研究團(tuán)隊(duì)在國際頂級(jí)期刊 Cell Metabolism 雜志刊登一篇研究,研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn):1)運(yùn)動(dòng)和肥胖對(duì)間充質(zhì)干細(xì)胞中的細(xì)胞外基質(zhì)和晝夜節(jié)律基因表達(dá)有相反的影響;2)組織內(nèi)和組織間的信號(hào)傳導(dǎo)多以間充質(zhì)干細(xì)胞為中心;3)間充質(zhì)干細(xì)胞中受運(yùn)動(dòng)影響大的基因與人類代謝性狀相關(guān)。
運(yùn)動(dòng)如何影響間充質(zhì)干細(xì)胞
很多年前,研究團(tuán)隊(duì)就開始對(duì)肥胖風(fēng)險(xiǎn)密切相關(guān)的 FTO 基因進(jìn)行研究。在 2015 年研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),F(xiàn)TO 基因調(diào)控著未成熟脂肪祖細(xì)胞轉(zhuǎn)變成燃燒或儲(chǔ)存脂肪細(xì)胞的代謝通路。這一發(fā)現(xiàn)證明,肥胖明顯受到遺傳基因的影響。
那么,運(yùn)動(dòng)又是如何在細(xì)胞水平上影響脂肪祖細(xì)胞?
為了探索這個(gè)問題,研究人員用 6 周大的 C57BL/6N 雄性小鼠,對(duì)它們進(jìn)行飲食和運(yùn)動(dòng)干預(yù)(自主性輪式跑步)。從表型上看,高脂肪飲食會(huì)導(dǎo)致體重增加和葡萄糖耐受不良,但運(yùn)動(dòng)會(huì)減弱這些表型。飲食對(duì)跑步距離沒有顯著影響,但高脂肪飲食小鼠攝入更多卡路里,尤其在缺乏運(yùn)動(dòng)時(shí)。研究人員收集并處理了這些小鼠的皮下和內(nèi)臟白色脂肪組織以及骨骼肌組織,分別進(jìn)行了組織水平和單細(xì)胞水平的轉(zhuǎn)錄組分析。
基于所獲取的數(shù)據(jù),研究人員生成了一個(gè)包含 204883 個(gè)細(xì)胞的單細(xì)胞圖譜,用于研究三個(gè)組織和四個(gè)干預(yù)組之間的肥胖與運(yùn)動(dòng)相互作用。研究人員注釋了 22 種細(xì)胞類型,其中的 11 種又可注釋為 42 種細(xì)胞亞型/狀態(tài)。
高脂飲食和運(yùn)動(dòng),間充質(zhì)干細(xì)胞是核心
研究結(jié)果發(fā)現(xiàn):在三種組織類型中,間充質(zhì)干細(xì)胞能夠操控許多飲食和運(yùn)動(dòng)鍛煉的影響。另外,間充質(zhì)干細(xì)胞本身可以分化成脂肪細(xì)胞和成纖維細(xì)胞。研究結(jié)果還發(fā)現(xiàn),高脂飲食可以調(diào)節(jié)脂肪間充質(zhì)干細(xì)胞分化成脂肪細(xì)胞的能力,而運(yùn)動(dòng)則可以逆轉(zhuǎn)這種分化作用。
除了促進(jìn)脂肪儲(chǔ)存以外,研究者還發(fā)現(xiàn):高脂飲食還能刺激充間質(zhì)干細(xì)胞分泌重塑細(xì)胞外基質(zhì)的細(xì)胞因子。細(xì)胞外基質(zhì)是一類圍繞和支撐體內(nèi)細(xì)胞和組織的蛋白質(zhì)和其他分子網(wǎng)絡(luò)。細(xì)胞外基質(zhì)的重塑則有助于擴(kuò)張脂肪儲(chǔ)存的細(xì)胞結(jié)構(gòu),創(chuàng)造更適宜的炎癥環(huán)境。
高脂飲食和運(yùn)動(dòng)對(duì)控制晝夜節(jié)律效應(yīng)的細(xì)胞通路,還能有截然相反的不同影響。晝夜節(jié)律能以間隔 24 小時(shí)的周期,控制睡眠、體溫、激素釋放和消化等生理活動(dòng)功能。研究結(jié)果表明,運(yùn)動(dòng)能夠加速節(jié)律基因的表達(dá)調(diào)控,而高脂飲食反而抑制調(diào)控這些基因的表達(dá)。
本研究,闡述了間充質(zhì)干細(xì)胞在脂肪和肌肉組織中,介導(dǎo)肥胖和運(yùn)動(dòng)效應(yīng)的關(guān)鍵角色。肥胖和運(yùn)動(dòng),可以通過改變間充質(zhì)干細(xì)胞的纖維化、炎性和分化潛能來介導(dǎo)相反的生理效應(yīng)。
本研究認(rèn)為:在癌癥和衰老等情況下,或許也可能存在類似的運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)的間充質(zhì)干細(xì)胞改變。由運(yùn)動(dòng)調(diào)控的間充質(zhì)干細(xì)胞特異性的分子靶點(diǎn),可能為多種疾病的預(yù)防以及治療提供了新的機(jī)會(huì)。
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