课件：运动与免疫.ppt

,运动与免疫,Sports and immunity,主讲：何 伟,四川师范大学体育学院,1、免疫学基础知识,1.1 免疫（immunity)：,病原体 抗原异物 肿瘤 坏死组织,免疫系统,免疫 应答,有利于健康,不利于健康,概念：指机体接触抗原性异物或异己成分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。其反 应通常有利健康，但在某些情况下不利于健康。,1.2非特异性免疫（nom-specific immunity),概念： 指机体在种系发育和进化过程中形成的免疫防御功能 其特征：作用范围广，不针对特定抗原；先天获得，代代遗传， 无免疫记忆；有种属差异。由天然屏障组成。人体第1道防线。,天然屏障,基本屏障：皮肤，黏膜,生理屏障：,温度：发热反应抑制病原体生长,低pH：胃酸杀菌,化学介质：溶菌酶，干扰素等,吞嗜屏障：吞噬细胞入侵细菌病原体的吞噬作用,炎症屏障：有抗菌活性的血清蛋白和吞噬细胞聚集于感染或受损组织。,非特异性免疫通过吞噬细胞抗原递呈作用诱导特异性免疫的建立,1.3.特异性免疫（Specific immunity),概念：指出生后免疫系统通过与抗原物质接触后，比如病原体 或接种疫苗，而获得的一系列防御功能。又叫获得性免疫。,特征：后天获得，不遗传；特异性；记忆性；,类型,细胞免疫：T细胞；针对各种异体蛋白如细菌、 病毒、和寄生菌肿瘤等,体液免疫：B细胞；有体液中的抗体针对特异性 抗原发挥作用,1.4 抗原与抗体,抗原（antigen): 能和免疫应答产物（抗体和免疫 细胞抗原受体）相结合的，并能诱导与之结合的淋 巴细胞发生免疫应答的物质称抗原。抗原具有免疫 原性和抗原性。习惯上多指病原体。,抗体（antibody):指机体受抗原刺激后激活B细胞 而产生的特异性糖蛋白， 又被称之为免疫球蛋白 （Immunoglobulin, Ig)，分为IgA,IgG,IgM,它 们能与相应抗原结合形成抗原-抗体复合物，递呈 给有关细胞清除。Ig可分布在细胞膜表面或游离于 血清。,1.5 免疫系统的组成,免疫系统,免疫器官,免疫细胞：,免疫分子,中枢,外周,脾脏，淋巴结，扁桃体,骨髓，胸腺,单核细胞,粒细胞,补体，,Ig，CD,细胞因子，主要组织相容性复合体。,淋巴细胞：T，B，NK，K,中枢免疫器官：,1.5.1免疫器官,外周免疫器官：,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。,接受免疫细胞的组织，包括淋巴结、脾脏、扁桃体,名称 百分比 主要功能,中性粒细胞 5070% 吞噬与消化 嗜酸性粒细胞 24% 参与过敏反应 嗜碱性粒细胞 0.51% 参与变态反应 淋巴细胞 2040% T细胞 细胞免疫 B细胞 体液免疫 单核细胞 48% 吞噬、免疫、递呈抗原,1.5.2免疫细胞,凡参与免疫反应或与 其反应有关的细胞统 称为免疫细胞,血液中的白细胞,淋巴细胞,在免疫应答中起核心作用的是淋巴细胞 其中能接受抗原刺激而活化、增殖分化 、发挥特异性免疫反应的淋巴细胞称为 抗原特异淋巴细胞或免疫活性细胞： T-细胞，B细胞。,T-细胞：介导细胞免疫；,B-细胞；介导体液免疫；,K-细胞：杀伤被抗体(IgG)覆盖的靶细胞；,NK-细胞：直接杀伤某些肿瘤细胞或病毒感染 的细胞。,T-细胞亚群,辅助性T-细胞 （helper T lymphocyte, TH)：在介导细胞免 疫和体液免疫过程中起关键作用；,细胞毒性T-细胞（cytotoxic T cell, TC）,迟发型T-细胞（delayed type T cell, TD ）,抑制性T-细胞: （Suppressor T lymphocyte ，TS）：抑制 组织中受损T-细胞活性，对免疫应答起负向调节作用。,在免疫应答中起 重要作用,1.5.3 补体 （complement,C),存在于动物血清中，与免疫有关的、具有 酶活性的一组球蛋白，包括补体激活成分 以及调控补体系统的各种灭活因子和抑制 因子，其中C3和C4是主要补体。,补体作用,溶菌作用,杀菌作用,细胞毒作用：中和及溶解病毒作用；,调理作用,免疫粘附作用；,炎症介质作用,1.5.4 细胞因子,主要由免疫细胞产生的小分子可溶性蛋白质，在细胞之间传递信息从而影响细胞的行为和特征。,种类,功能：,在神经-内分泌-免疫调节网络中起重要作用,在免疫细胞之间传递信息；,白细胞介素；,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。,1.6 免疫应答,抗原物质进入机体后所激发的免疫 细胞活化、分化和产生效应的过程 称免疫应答，又叫免疫反应。,1.6.1 体液免疫(humoral immunity):,由抗体一类可溶性分子介导 的免疫应答称体液免疫。,分为三阶段,感应阶段：,抗原被吞噬细胞吞噬加工处理后递呈给TH 细胞， TH被该抗原和IL-2诱导而激活，抗 原递呈由MHC完成。,增殖和分化阶段：,TH被激活后，增殖并释放IL-2，B细胞分化 因子（BCDF）以及B细胞生长因子（BCGF） 一促使B细胞成熟、增长和分化为浆细胞,效应阶段,多数B细胞 浆细胞合成分泌抗体， 抗体直接或间接杀灭抗原,B细胞 记忆性B细胞,抗原,巨噬 细胞,MHC-,TH,TH,TH,B,B,B, , ,IL-1,IL-2,BCGF,BCDF,BCDF,记忆B细胞,抗体,体液免疫应答示意图,1.6.2 细胞免疫 （cellular immunity),与B-细胞介导的体液免疫相似。,增殖分化：,机体在抗原刺激下，以T-细胞活动为主， 活化、可隆扩增，分化为效应T-细胞（ TDTH），再次接触相应抗原后通过致 敏T-细胞（TC或称CTL）释放细胞因 子和杀伤性T细胞所发挥的免疫作用。,活化的TH大量增殖，最终导致 激活相应的TD-cell和TC-Cell进 入效应阶段，同时部分T-细胞 分化为记忆性T-细胞。,感应阶段：,分3个阶段,抗原,巨噬 细胞,MHC-,TH,TH,TH,Tc,Tc,TD,* *Tc*,Tc,IL-1,IL-2,IL-2,记忆T细胞,释放多种淋巴因子,细胞免疫应答示意图,靶细胞,MHC-, ,效应阶段：,活化Tc-Cell发挥特异性的细胞毒作用。攻击靶细胞（被寄生虫、病毒等病原体感染和肿瘤细胞），一个Tc在数小时可杀灭数十个靶细胞。TD细胞则释放多种淋巴因子，参与对抗病原体感染的炎症反应。在异体移植排斥反应以及型变态反应的发病机制中细胞免疫起主要作用。,IFN-、IL-2,CD4+T-cell,细胞免疫,Th1,IL-4 IL-10,Th2,体液免疫,+,+,-,-,-,-,+,促进,抑制,-,1.6.3 细胞免疫与 体液免疫的关系,免疫病理,超敏反应,速发型：由抗体介导，发作快,迟发型由细胞介导，发作慢,荨(qian)麻疹,哮喘,过敏性休克,接触性皮炎,结核病,免疫缺陷,遗传性：如T、B细胞缺陷，低丙种球蛋白血症,获得性：放射线照射，AIDS（爱滋病毒破坏CD4+Th细胞）,自身免疫性疾病：急性肾炎,1.6.4,2.神经-内分泌-免疫 网络及其相互作用,中枢神 经系统,内分泌 系统,免疫 系统,内分泌激素,免疫递质,神经肽,免疫递质,内分泌激素,垂体激素,固定脑,流动脑,感知性 刺激,非感知 性刺激,感受 器,效应器,传入N,传出N,声、光、力,病原体,免疫 反应,交 感 N+,付交感N,运动 应激,免疫系统既 是防卫系统， 也是重要的 感觉调节系统,3.免疫功能状态评定,3.1上呼吸道感染频率（URTIF）：评定抗感染能力；,3.2 Ig的测定：评定体液免疫功能；,3.3 活性E花结试验：可记数T细胞，评定细胞免疫功能；,3.4 淋巴细胞转化试验：评定细胞免疫功能；可用PHA、ConA PWM,3.4 淋巴细胞毒试验：检测细胞毒性T细胞（CTL）杀伤 靶细胞情况，也是反映细胞免疫功能的指标。,3.5 淋巴因子：IL-1和IL-2可反映淋巴细胞功能；,3.6 NK细胞功能测定,3.7 白细胞功能测定,3.8白细胞总数与分类测定,人T细胞膜有绵羊红细胞受体，称E受体，该受体可和绵羊红细胞形成玫瑰花结样细胞团，以记数T细胞,4.运动与免疫,运动与抗感染能力,4.1,流行病学研究,大负荷激烈运动人群以及运动员 在集训期和比赛后上呼吸道感染的 风险增加。,适宜运动增强机体抗感染能力， 降低上呼吸道感染风险。,运动员与非运动员上呼吸道感染年发病频率比较,注：运动员与非运动员比较，* P0.05。,4.2,运动对白细胞数量的影响,1.安静状态 运动员安静时外周血白细胞总数及其分类与非运动员无明显差异。 但也有相反报道。,2.急性运动,研究已证实，不同强度和持续时间运动，均会引起外周 血粒细胞、单核细胞、NK细胞和T、B淋巴细胞出现不同 程度增加，尤其是中性粒细胞,也有报道剧烈运动后即刻外周血单核细胞并无明 显变化，而在运动后1h 明显低与运动前的水平；连续 几天不间断运动或大负荷长时间运动可引起白细胞数量 的下降。,运动对白细胞数量的影响,4.2,运动引起淋巴细胞亚群变化主要表现为CD4+所占T细胞 的比例下降，而CD8+则上升、不变或CD8+增加的比例大于 CD4+增加的比例，最终结果是CD4+/CD8+比值下降。,B细胞的变化不及T细胞明显，在运动期间，B细胞 可有明显增加，之后则很快降至基础水平。,NK细胞在短时间大强度运动后增加；但以75%VO2max 运动2.5h可导致NK细胞数量减少。,运动对白细胞功能的影响,4.3,4.3.1 中性粒细胞活性：以80%VO2max运动后细胞内 髓过氧化酶（Myloperoxidase. MPO）下降，同时 伴血浆MPO上升，氧化爆发作用加强。2.5-3h马拉松运动， 粒细胞和单核细胞的吞噬功能在运动后6h分别提高了45% 和75%，但氧化爆发作用却明显下降,4.3.2：单核吞噬细胞活性：在免疫应答中有吞噬和杀伤 作用、抗原递呈作用以及合成和分泌活性因子等功能。 运动可抑制或促进单核-巨噬细胞抗原提呈作用 ，这主 要取决与运动负荷量和运动方式 。一次性力竭耐力跑后， 巨噬细胞的吞噬作用和酶活性提高，中等强度和大强度运动 均能提高细胞毒活性。,运动对白细胞功能的影响,4.3,NK细胞功能,安静时：运动员NK细胞活性明显 高于非运动员。,短时间的极量和亚极量运动：可激活NK细胞的活性， 表现为NK细胞毒活性、NK细胞与靶细胞的结合率和靶细 胞（如肿瘤）的死亡率以及NK细胞对IL-2的刺激的增殖反 应等均提高。,结论：运动不降低单个NK细胞的功能活性，运动时NK细胞总活性变化与其数量和比例变化有关。,长时间剧烈运动后，外周血NK细胞的数量和功能均下降， 尤其是细胞毒活性。,运动对白细胞功能的影响,4.1,淋巴细胞活性,大多数研究认为，在大负荷运动后几h内，淋巴细胞对ConA 和PHA刺激的增殖反应下降， 长时间运动引起的T-细胞功能 下降比短于1h的运动更为明显。在运动后的外周血淋巴细胞 对PWM的增殖反应是增加或不变,剧烈运动可引起免疫细胞凋亡，主要发生在未成熟的T-细胞。,长期剧烈运动可损害细胞免疫功能 ：运动员以75%VO2max 运动2.5h，循环血中Th1的百分比下降，用7种抗原刺激铁 人三项比赛后运动员和非运动员的皮肤以引起迟发型超敏 反应（DTH），在比赛后2天，发现运动员的DTH相对非运动员 被抑制了60%。这意味着细胞免疫功能下调。,运动与免疫球蛋白,4.2,运动对血清IgA、IgG、IgM的产生无 明显影响；,耐力运动员血清IgA、IgG、IgM水平在运动时增加， 安静是时恢复。,集训期运动血清IgA、IgG、IgM和唾液IgA浓度下降,有一些研究表明马拉松和游泳运动员在运动后接钟 白喉、破伤风和肺炎球菌疫苗，机体产生相应抗体并未 减少，甚至还有增加。,鼻腔和唾液IgA浓度下降，这表明上呼吸道清除病原体 能力受损。,运动与细胞因子,4.3,4.3.1来源：运动期间细胞因子主要来源于骨骼肌和脂肪， 而免疫细胞不是产生细胞因子的主要细胞。,4.3.3 意义：血清IL-6和IL-1对外周血白细胞数量和功能变化是有影响的。,4.3.2 种类：血清细胞因子变化明显的是IL-6和IL-1,三次运动前后IL-1、IL-6和Cor的变化 （）,：与A试验比较，P0.001。*：与运动前比较P0.05。：B与C比较P0.05,* P0.001,代谢应激炎性因子与Ig和T-LTI相关分析,5.运动免疫的基本理论,5.1 “开窗”（open window)理论,Pedersen(1997,1998)的开窗理论描述了大强度运动员在 一次大强度、持续时间长的运动中和运动后的一段时间 内激活了免疫功能，而在最初的激活后伴随了较长时间 的免疫功能减弱的“开窗”期此时病原体可乘虚而入，增加 患病风险。 “开窗”期的长短与运动强度、持续时间和运动 类型有关。,运动,运动前水平,安静,open window,3-72小时,5.运动免疫的基本理论,5.2 “J”型模型（J-shape model),Nieman（1994）的“J”型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。中等强度运动人群URTIF低 于非运动人群，但高强度训练的运动员URTIF明显增加。,高于平均值,平均值,低于平均值,URTIF,运动强度和量,不运动者,大强度和量,适度运动,5.3 神经-内分泌-免疫网络学说,5.运动免疫的基本理论,中等强度运动,释放免疫增强激素：生长激素、催乳素，内啡肽/脑啡肽 甲状腺