22.免疫机能与运动能力

第第 二十二二十二 章章 免疫机能与运动能力免疫机能与运动能力教学目的 ：w掌握免疫的概念、免疫系统的组成以及各组成的特点与功能。 w重点掌握适中运动和大强度运动对免疫机能的不同影响以及 “ open window” 等重要的运动免疫理论 。 w理解产生运动性免疫抑制现象发生的可能机理，掌握生理意义及通过营养、中药等措施进行免疫调理的基本思路 。 第一节 免疫学的基本知识和理论一、免疫的概念及发展（一）免疫的概念目前，对免疫功能最基本的认识至少应该包括下列三点：（ 1）免疫应答不一定必然 由病原因子所引起；（ 2）免疫功能不仅仅局限于抗感染；（ 3）免疫应答的后果并不是对机体有利。现代免疫的概念是指免疫指机体接触 “ 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。 即机体能够识别 “ 自己 ” 和 “ 非己 ” 成分，并排除 “ 非己” 成分以保持机体安全的一种生理功能。 （二）非特异性免疫与特异性免疫 1、非特异性免疫 2、特异性免疫（三）抗原与抗体（一）抗原1、抗原的概念抗原即抵抗的原因。在一般人心目中，指的是细菌、病毒、微生物等病原体。但用专业术语解释，抗原一词，原指能就刺激机体发生免疫反应并产生抗体的物质。 概念： 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。即凡能在机体内引起体液免疫和凡能在机体内引起体液免疫和 /或细胞免疫反应的物质或细胞免疫反应的物质 ,称称为抗原。为抗原。抗原主要具有两方面的特性，抗原能引起机体产生抗抗原主要具有两方面的特性，抗原能引起机体产生抗体和体和 /或致敏淋巴细胞，称之为免疫原性；或致敏淋巴细胞，称之为免疫原性； 抗原还与相应抗原还与相应的抗体及致敏淋巴细胞发生特异性结合或反应，称为免疫的抗体及致敏淋巴细胞发生特异性结合或反应，称为免疫反应性。反应性。 有免疫原反应性而缺乏免疫原性的抗原称为有免疫原反应性而缺乏免疫原性的抗原称为半抗原，半抗原与载体（通常是大分子物质）结半抗原，半抗原与载体（通常是大分子物质）结合，可变为全抗原，载体不仅增加半抗原的大小合，可变为全抗原，载体不仅增加半抗原的大小，可在体内激发免疫反应，而且还直接与免疫记，可在体内激发免疫反应，而且还直接与免疫记忆有关。忆有关。2.抗原的化学结构抗原的化学结构一个天然抗原具有二种结构，一是高分子的载体一个天然抗原具有二种结构，一是高分子的载体（抗原性）；二是抗原决定簇（特异性）。（抗原性）；二是抗原决定簇（特异性）。抗原决定簇（抗原决定簇（ antigenic determinant） 又称抗原表又称抗原表位（位（ epitope.) 是指抗原分子上具有决定和控制抗原特是指抗原分子上具有决定和控制抗原特异性的特殊化学基团异性的特殊化学基团 ,可与相应抗体或淋巴细胞抗原识可与相应抗体或淋巴细胞抗原识别受体相结合的部位。大多数蛋白质抗原可有多个抗别受体相结合的部位。大多数蛋白质抗原可有多个抗原决定簇原决定簇 ,但由于空间位阻作用但由于空间位阻作用 ,在同一时间内仅有部分在同一时间内仅有部分抗原决定簇暴露和相应的抗体结合。抗原决定簇暴露和相应的抗体结合。3.抗原的性质及种类抗原的性质及种类 异性大分子特异为抗原的共同性质，凡种系越远、异性大分子特异为抗原的共同性质，凡种系越远、分子量越大、构型越复杂、抗原决定簇暴露越多，则其分子量越大、构型越复杂、抗原决定簇暴露越多，则其抗原性越强，特异性越高。抗原的特异性是临床诊断、抗原性越强，特异性越高。抗原的特异性是临床诊断、预防、治疗的基础。预防、治疗的基础。抗原的类型繁多，分类方法也很多，故抗原的名称抗原的类型繁多，分类方法也很多，故抗原的名称各种各样（表各种各样（表 1-1-1）。）。 抗原有可溶和不溶性两类，后抗原有可溶和不溶性两类，后者主要包括一些颗粒性抗原，如细胞、细胞器、某些病者主要包括一些颗粒性抗原，如细胞、细胞器、某些病原体等。根据性质，抗原又可分为：原体等。根据性质，抗原又可分为： 结构抗原，为组成细胞结构的成分，如细胞骨架结构抗原，为组成细胞结构的成分，如细胞骨架蛋白；蛋白； 分泌抗原，为细胞所产生和分泌的酶、激素、粘分泌抗原，为细胞所产生和分泌的酶、激素、粘液蛋白等；液蛋白等； 沉淀抗原，如肾小球肾炎时，沉淀在肾小球基膜沉淀抗原，如肾小球肾炎时，沉淀在肾小球基膜的免疫球蛋白、补体和免疫复合物等；的免疫球蛋白、补体和免疫复合物等； 入侵抗原，主要指病原微生物。入侵抗原，主要指病原微生物。（二）抗体（ 1）抗体的概念）抗体的概念 抗体（抗体（ antibody） 是机体通过体液免疫，由是机体通过体液免疫，由 B淋巴细胞活化、增殖、分化的浆细胞合成并分泌与淋巴细胞活化、增殖、分化的浆细胞合成并分泌与刺激抗原发生特异性结合反应的免疫球蛋白（刺激抗原发生特异性结合反应的免疫球蛋白（immunoglobulin， Ig）。）。抗体是免疫球蛋白，而免疫球蛋白不都具有抗抗体是免疫球蛋白，而免疫球蛋白不都具有抗体活性。两者在概念上并不完全等同，抗体是生物体活性。两者在概念上并不完全等同，抗体是生物学和功能上的命名，而学和功能上的命名，而 Ig是结构和化学本质上的概是结构和化学本质上的概念。念。（ 2）抗体的基本结构）抗体的基本结构 由于无抗体话性的由于无抗体话性的 Ig一般很少见，故抗体与一般很少见，故抗体与 Ig可认作为同义词。人类可认作为同义词。人类 Ig有五类，即有五类，即 IgA、 IgD、 IgE、 IgG和和 IgM， 是由其分子结构中相应的重链（是由其分子结构中相应的重链（ H链链） . 和和 决定的。重链不同，决定的。重链不同， Ig的类型的类型就不同。轻链（就不同。轻链（ L链）则在同一抗体分子（链）则在同一抗体分子（ Ig） 中是中是相同的，或为相同的，或为 ， 或为或为 。 Ig单体的基本结构是由二条相同的轻链和二条单体的基本结构是由二条相同的轻链和二条相同的重链组成，各自链间（轻相同的重链组成，各自链间（轻 重或重重或重 重链）由重链）由二硫键（二硫键（ SS） 相连接，呈相连接，呈 Y字构型字构型 Ig分子的氨基酸构型可分为可变区（分子的氨基酸构型可分为可变区（ N-端）和恒端）和恒定区（定区（ C-端）两部份。端）两部份。（ 3）抗体的种类）抗体的种类 依来源分依来源分 : 免疫抗体；免疫抗体； 天然抗体；天然抗体； 自身抗体自身抗体 依反应分依反应分 : 完全抗体；完全抗体； 不完全抗体。不完全抗体。 依制剂或制备方法分依制剂或制备方法分 : 多克隆抗体；多克隆抗体； 单克隆抗体；单克隆抗体； 基因工程抗基因工程抗 体。体。二、免疫系统、免疫器官、免疫细胞和免疫分子（一）免疫系统的功能1、免疫防御2、免疫稳定3、免疫监视（二）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2、外周免疫器官（三）免疫细胞免疫系统主要功能是识别并排除体内的非已物质，执行此功能的细胞均属免疫细胞。换言之，凡参与免疫应答或与免疫应答有关的细胞统称为免疫细胞。包括淋巴细胞、单核细胞、粒细胞、肥大细胞等。（四）免疫分子免疫分子包括抗体、补体与细胞因子等。二、免疫系统、免疫器官、免疫细胞和免疫分子三、免疫反应（一）体液免疫的应答反应过程体液免疫的应答反应过程参见图 11 1。1、感应阶段 2、增殖和分化阶段 3、效应阶段（二）细胞免疫的应答反应过程细胞免疫的应答反应过程参见图 11-2。（ 1）感应阶段（ 2）增殖和分化阶段（ 3）激活的 Tc细胞发挥特异性的细胞毒性作用。“ 流动脑 ” 与神经内分泌免疫调节机制一、两个新概念 对免疫认识方面本质上的飞跃“ 流动脑 ” 的概念神经内分泌免疫调节网络二、免疫系统 “ 流动脑 ” 的概念将免疫系统称为 “ 流动脑 ” 系 Blalock1985年所提出。他认为，机体具有两个大脑：一个是固定于颅腔中的固定脑，即大脑 ;另一个则为遍布全身、随血液循环不断 “ 流动 ” 的大脑，即免疫系统。（一）固定脑固定脑能利用各种感官和感受器（感觉神经末梢）识别并感受体内外各种感知性刺激，并通过兴奋的传递和神经递质的介导使效应器发生相应反应。（二） “ 流动脑 ”即免疫系统。它能识别、感知体内外各种非感知性刺激并做出有效应答。“流动脑 ”的概念三、神经内分泌免疫网络（一）基本概念近年研究发现，免疫系统在受神经、内分泌系统支配的同时，反过来也可通过自身释放的信息物影响神经系统和内分泌系统的功能状态，共同维持机体的自稳态。（二）神经内分泌免疫网络构成的基础（ 1）存在共同的信息物质（ 2）存在共同的交汇点 这是三大系统间交叉影响的基础（三）运动时神经内分泌 免疫网络的整合调节作用第二节 身体运动对免疫机能的影响一、不同运动对免疫机能的影响（一）适中运动与感染能力大量流行病学调研结果显示，经常从事适中运动比静坐工作者患上呼吸道感染的风险明显降低。NiemanDC等人 1996年和 1998年所进行的 3个随机研究表明，每日进行活动者会减少患病的天数。在他们的研究中，活动组的妇女每天快走 3545分钟，每周快走 5天，在冬季 /春季或秋季走 12 15周。同时，对照组不做任何体育活动。报告的结 结果非常一致：活动者患感冒的天数只占到对照组的一半左右。还有研究表明，适中运动期间，免疫系统会发生数种有益的变化：抑制免疫功能的应激激素和亲炎性、抗炎性细胞因子在适中运动中并未见升高。总体来说，这些研究结果表明，每日进行适中运动，可增强免疫功能，降低患病风险。 （二）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，长期大强度运动后免疫机能有强烈的负性影响。主要表现在下列方面1、淋巴细胞数量减少，增殖能力明显降低，表明细胞免疫功能受到损伤。2、主要免疫球蛋白 IgA、 IgG以及重要补体 C3和 C4含量降低。3、运动后血浆儿茶酚胺和可的松浓度明显升高，导致细胞数量减少以及活性降低等免疫机能的负面影响。4、鼻腔中性粒细胞吞噬作用降低，以及血液粒细胞氧化活性降低。5、 NK细胞的细胞毒性降低，丝裂原诱发的淋巴细胞增殖作用降低。（二）大强度运动对免疫机能的影响6、延迟性过敏反应降低。7、持续时间长、强度较大的运动训练会导致肌肉细胞受损，并继发释放出亲炎性和抗炎性细胞因子。8、在离体发生的对丝裂原和内毒素的反应过程中，所生成的细胞因子减少；表明大负荷运动后，机体免疫系统产生细胞因子的能力下降。9、鼻腔和唾液的 IgA浓度下降，鼻腔黏液清除作用降低。这表明上呼吸道清除外部病原体的能力受损。10、 MHC II的表达以及巨嗜细胞的抗原提呈作用降低。表明大负荷运动后降低巨嗜细胞对于 MHC II的表达，从而负性的影响着向 T淋巴细胞的抗原提呈过程。上述结果表明，大强度运动训练会产生比较强烈的免疫受抑制现象，对免疫机能有明显的负性影响。二、运动性免疫模式 1. “开窗 ”（ OPEN WINDOW） 理 论 2. “J”型曲 线 模式 第三节 运动性免疫抑制现象一、运动性免疫抑制现象概念：大负荷运动后，由于过度负荷导致机体免疫能力下降的现象。（一）流行病学的调研结果优秀的耐力运动员和教练员一般都有这种感觉：过度训练会降低身体对上呼吸道感染病的抵抗力。流行病学研究结果一般都支持这样的一个结论：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。（二）实验研究的证据大量的动物和人体实验结果表明，剧烈运动会降低免疫机能。二、运动性免疫抑制的可能机理（一）神经系统的影响（二）生物信息物的影响（三）血糖水平的影响（四）氧自由基水平的影响（五）谷氨酰胺水平的影响（六）免疫抑制因子的影响三、运动性免疫抑制的生理意义（一）保护安全（二）保证训练后的恢复（三）训练过度的信号四、免疫调理的基本思路和措施国际上主要应用营养补充进行免疫调理，在我国，除了利用营养措施外，尚利用我国独具的中医中药优势，进行免疫调理的尝试，并取得了初步成果。一、营养调理（ 1）糖的补充：这是国内外目前应用得比较广泛的免疫调理手段。应该注意训练前、运动中和运动后的补糖。（ 2）谷氨酰胺的补充：主要应用药物制剂，多在运动后补充。（ 3）抗氧化物的补充：服用抗氧化物用来对抗自由基。（ 4）微量元素的补充二、中医调理：扶正祛邪、调整阴阳三、训练之外的免疫保护措施1、将训练之外的生活和精神压力降低到最低限度2、注意选择运动员寝室的色彩和音乐3、注意运动员营养的合理摄入4、避免过度训练和慢性疲劳5、降低体重的速度不宜太快6、尽量减少感染机会7、患病期间注意减量甚至停训。 小结：1.免疫机能属于人体的防御机能，包括特异性免疫与非特异性免疫。免疫系统由免疫器官、免疫细胞和免疫分子组成。免疫器官分为中枢免疫器官和外周免疫器官，前者包括骨髓与胸腺，后者主要包括淋巴结、脾脏和扁桃体等。2.免疫细胞包括淋巴细胞、单核吞噬细胞以及粒细胞。在免疫应答中起核心作用的是淋巴细胞，包括 T细胞、 B细胞、 K细胞以及 NK细胞等。免疫分子包