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十一长假,或许你在旅途中不幸被隔离 7 天,或许你在实验室抓耳挠腮和各种数据作斗争,或许你正处在各种各样的花式焦虑之中。若负面情绪引发的焦虑持久,则会使机体处于一种“慢性炎症”状态。如果积极体育锻炼,则可恢复免疫稳态。


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慢性炎症的原因和后果


体育锻炼,则可以产生抗炎免疫,使机体从慢性炎症状态恢复免疫稳态。

国庆期间,少不了和亲朋好友们觥筹交错,宴席相会。大鱼大肉几天嗨吃后,双下巴、小肚腩也开始显现。每逢佳节,多数人都逃不过“胖三斤”的魔咒,今年国庆你“胖”了吗!

肥胖是一个全球性的健康问题。早在 1948 年,世界卫生组织已将肥胖列人疾病名单,并认为是 2 型糖尿病、心血管病、高血压、中风和多种癌症的危险因素。预防和控制肥胖,已成为刻不容缓的任务。

运动,可以减轻和保持体重!运动,不仅可直接影响细胞,还可以通过调节信号传导来实现其对器官的影响。在受运动调节的所有器官或组织中,脂肪和骨骼肌是受肥胖和运动影响最大也是最直接的内分泌器官,因此这两个器官一直是组织水平研究的重点。

一、正确认识体育锻炼

体育锻炼程度的划分

体育锻炼依据代谢当量MET) 最大氧摄取 VO2max(肺和心血管系统向收缩的骨骼肌输送氧气的综合能力,以及这些肌肉利用它的能力,代表了运动中最大的摄氧能力和高能量使用能力),可以分为五个不同强度,具体可以参考下面表格。


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一般来说,工作和学习相当于 2-3 个 MET;中速步行、家务、舞蹈等可达 3-6 个 MET;快走(6km/h)跑步、跳绳、游泳、羽毛球等相当于 6-8 个 MET。

体育锻炼,重建免疫稳态

体育锻炼本质上消耗能量,产生活性氧ROS),并激活免疫系统,有积极的和最终有害的影响,这取决于激活的免疫系统反应的类型和程度。

定期进行中等强度的体育锻炼,会促进抗炎状态。因此,从长期来看,中等强度的体育锻炼,可以防止慢性疾病的发展。然而,高强度的体育锻炼,则已被证明能够促进促炎状态发展。过犹不及,万事万物讲究一个“度”!


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体育锻炼的抗炎机制:(1)运动产生激素的免疫调节作用;(2)内脏脂肪减少;(3)骨骼肌改善抗炎水平;(4)降低免疫细胞中TLRs的表达。

有规律的持续体育锻炼

在急性剧烈运动后,NK 细胞 CD8+T 淋巴细胞大量涌入,表现出较高的细胞毒性和组织迁移能力,促进机体的炎症状态。如果出于健康锻炼目的,不建议高强度锻炼

有规律的持续体育运动引起的抗炎作用,其代表是循环 IL-6 水平增加,随后 IL-1Ra 和 IL-10 水平升高,以及 TNF 产生的抑制。

有规律的持续体育运动,通过刺激 BDNF 的合成,诱导小胶质细胞释放 BDNF、IGF-1、TGF-β,促进海马调节的学习和认知,以促进神经元功能有助于缓解老年痴呆等神经退行性病变

二、间充质干细胞与运动有何关系

间充质干细胞在运动和肥胖中的角色

2022 年 10 月 4 日,来自麻省理工学院和哈佛医学院的研究团队在国际顶级期刊 Cell Metabolism 杂志刊登一篇研究,研究团队发现:1)运动和肥胖对间充质干细胞中的细胞外基质和昼夜节律基因表达有相反的影响;2)组织内和组织间的信号传导多以间充质干细胞为中心;3)间充质干细胞中受运动影响大的基因与人类代谢性状相关。


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运动如何影响间充质干细胞

很多年前,研究团队就开始对肥胖风险密切相关的 FTO 基因进行研究。在 2015 年研究团队发现,FTO 基因调控着未成熟脂肪祖细胞转变成燃烧或储存脂肪细胞的代谢通路。这一发现证明,肥胖明显受到遗传基因的影响。

那么,运动又是如何在细胞水平上影响脂肪祖细胞?

为了探索这个问题,研究人员用 6 周大的 C57BL/6N 雄性小鼠,对它们进行饮食和运动干预(自主性轮式跑步)。从表型上看,高脂肪饮食会导致体重增加和葡萄糖耐受不良,但运动会减弱这些表型。饮食对跑步距离没有显著影响,但高脂肪饮食小鼠摄入更多卡路里,尤其在缺乏运动时。研究人员收集并处理了这些小鼠的皮下和内脏白色脂肪组织以及骨骼肌组织,分别进行了组织水平和单细胞水平的转录组分析。

基于所获取的数据,研究人员生成了一个包含 204883 个细胞的单细胞图谱,用于研究三个组织和四个干预组之间的肥胖与运动相互作用。研究人员注释了 22 种细胞类型,其中的 11 种又可注释为 42 种细胞亚型/状态。


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高脂饮食和运动,间充质干细胞是核心

研究结果发现:在三种组织类型中,间充质干细胞能够操控许多饮食和运动锻炼的影响。另外,间充质干细胞本身可以分化成脂肪细胞和成纤维细胞。研究结果还发现,高脂饮食可以调节脂肪间充质干细胞分化成脂肪细胞的能力,而运动则可以逆转这种分化作用

除了促进脂肪储存以外,研究者还发现:高脂饮食还能刺激充间质干细胞分泌重塑细胞外基质的细胞因子。细胞外基质是一类围绕和支撑体内细胞和组织的蛋白质和其他分子网络。细胞外基质的重塑则有助于扩张脂肪储存的细胞结构,创造更适宜的炎症环境。

高脂饮食和运动对控制昼夜节律效应的细胞通路,还能有截然相反的不同影响。昼夜节律能以间隔 24 小时的周期,控制睡眠、体温、激素释放和消化等生理活动功能。研究结果表明,运动能够加速节律基因的表达调控,而高脂饮食反而抑制调控这些基因的表达

本研究,阐述了间充质干细胞在脂肪和肌肉组织中,介导肥胖和运动效应的关键角色。肥胖和运动,可以通过改变间充质干细胞的纤维化、炎性和分化潜能来介导相反的生理效应

本研究认为:在癌症和衰老等情况下,或许也可能存在类似的运动诱导的间充质干细胞改变。由运动调控的间充质干细胞特异性的分子靶点,可能为多种疾病的预防以及治疗提供了新的机会。

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