王龙
(周口师范学院公体教学部,河南周口市 466001)
运动,免疫机能和老年人
王龙
(周口师范学院公体教学部,河南周口市 466001)
运动不仅可以预防由年老而引发的心血管和新陈代谢疾病,而且,也可以对免疫机能发挥深远的影响,并且衰老与免疫不规则性的发生率增加有关,这些使我们更加明确了运动对老年人免疫机能的影响。在激烈运动之后,和年轻人相比,老年人的白细胞增殖会减少。这表明了主要影响了嗜中性白细胞动员的衰减,因为老年人和年轻人的淋巴细胞募集是一样的。在老年人适度和最大强度的剧烈训练的应答中,促细胞分离剂刺激的淋巴细胞增殖反应出现衰减,随着年龄增长,NK细胞表现出保护性。相比于久坐的老年人群,定期地参加几年训练的老人安静时免疫细胞机能有所提高。尽管更高强度的运动可能对免疫细胞机能发挥保护作用,但是,久坐的老年人群经过短期的适度运动并不会使其免疫机能恢复到正常健康人群水平。
运动;免疫;老年人;淋巴细胞增殖反应;紊乱;疾病
衰老与免疫机能进行性紊乱发生在很多方面有关,这种调节紊乱不是简单的免疫机能减少或者下降,因为这些免疫机能的表现不全是下降,一些表现正常,也有一些表现增加。免疫应答由于衰老而下降,包括CD4+细胞和CD8+细胞数目,T细胞和T细胞对抗体增殖应答以及产生IL-2和应答。并且,有学者认为细胞因子可以从一型T细胞因子转化成二型T细胞因子。随着年龄老化免疫应答保持或者增加,包括NK细胞的百分比,尽管NK细胞的下降可以被补偿。这些变化被认为是决定激素的最终改变,增加自由基的产生和表面抗原的积累。这些和年龄相关的免疫机能表现的不规则被认为增加呼吸疾病和自身免疫疾病的发生率以及致命细菌和感染与衰老相关。
提倡老年人参加健身活动因为可以改善肌肉机能,预防老年人易得的疾病,如二型糖尿病,骨质疏松症,动脉硬化,外周血管疾病和高血压。随着年老表现出的免疫细胞机能不规则,经过剧烈的运动训练老年人和年轻人免疫机能的改变不同。并且,参加适度的运动训练与降低上呼吸道感染的发生率有关,还可增加免疫系统的机能。因此,老年人参加适度的运动训练很可能对免疫机能更有积极意义。
剧烈运动对老年人免疫机能的影响的研究较少,大量研究都集中于渐变运动对意志耗竭。Ceddia研究发现,增加的脚踏车运动的疲劳会导致久坐的老年人和青年人白细胞增殖,相比于年轻人,尽管老年人白细胞增殖的数目很少,但是持续时间却更久。观察运动后二者的嗜中性白细胞数目仍然是老年人的少于青年人。同样的变化也出现在单核细胞和淋巴细胞上。当然,在老年人群中,疲劳的时间和疲劳时的绝对工作速率要更低一些,但是,运动后老年人和青年人的T淋巴细胞的数目都会增加大约50%,而此时的CD4+和CD8+细胞募集在两者之间并无明显差别。Bruunsgaard等学者,通过对老年人和青年人进行最大自行车训练测试时,也得出了相似的结论,老年组的白细胞增殖数目低于年轻组,但是T淋巴细胞募集的数目相似。这种关系会在更多适度运动训练中持续。Mazzeo等研究发现,以最大工作能力50%进行20min的自行车运动,老年组的白细胞总数会增加15%,而年轻组的白细胞数目会增加33%,但是二者的CD4+和CD8+细胞数目增加相似,这表明老年人运动后募集T淋巴细胞的能力仍然维持,但是嗜中性白细胞和单核细胞的功能确衰退了。
在Mazzeo的研究中,相比于年轻人,老年人受PHA刺激后安静时T细胞增殖显著降低。适度训练后年轻组的T细胞会显著增加,但是老年组却没有显著变化。对于等级训练到力竭,Ceddia等学者也发现老年人对PHA应答的淋巴细胞增殖并没有显著改变,尽管在力竭运动后年轻人的淋巴细胞增殖发生下降,这些研究发现都表明,训练强度对老年人淋巴细胞增殖的影响有所衰减,也许是因为年老使安静时T细胞应答下降。
剧烈运动后的NK细胞募集和机能能力在年老后依然维持原来水平。Fiatarone研究发现,老年女性和青年女性在等级自行车训练后意志(中枢)疲劳导致的NK细胞数目和NK细胞毒素活性增加相似。二者在安静时NK细胞和机能也相似。Mazzeo的研究也支持这一观点,他发现这二者以最大工作能力的50%做20min自行车运动后安静时NK细胞数目相似。
从运动训练对老年人免疫机能的影响进行了纵向和横向的研究来看,Nieman对12名良好身体条件的年龄在65-84岁的女性和32名久坐的年龄在67-85岁的女性安静时T细胞增殖应答和NK细胞活性进行比较。前者已经进行5年每天1h的运动,并且参加比赛,相比后者,在安静时NK细胞活性增加54%,对PHA的应答T细胞增殖56%。并且,这种细胞机能的增加并不是因为细胞数目的不同,因为二者的T细胞数目和NK细胞数目相似。Shinkai的研究也发现,相比于久坐的老年男性,身体良好的老年男性对PHA应答的T细胞增殖增加了44%,尽管二者的淋巴细胞数目并无差别。对T细胞的这种影响可能与老年人IL-2的产生增加有关。相比于久坐人群,另一组的IFN-γ和IL-4的产生也会增加。这些影响可能不是因为训练对淋巴细胞数目的影响或者子集组成,因为这些在两组之间也相似。但是,与Nieman研究相反,身体良好组和久坐组的NK细胞活性相似。也许参加运动的强度是这两个研究结果不符的原因,Shinkai的研究中,受试者是进行大概17年的娱乐性的每周5天每天不到1h的跑步,而Nieman研究中的受试者是进行11年的每天1.6h的稍高强度的运动。
很少有研究能确定在久坐和运动的老年人之间嗜中性白细胞机能的差别,Yan研究比较了经常参加娱乐活动的男性老年人和久坐男性老年人,前者持续三年以上每周至少两次每次不少于一小时的锻炼。二者在安静状态下嗜中性白细胞数目相似,但是久坐人群的嗜中性白细胞吞噬细胞活性更低。并且,和青年人相比,久坐老年人的嗜中性白细胞吞噬细胞活性更低,而运动的老年人和青年人相似。这表明随着年龄的增长,如果保持长期的运动嗜中性白细胞活性仍然保持正常水平。
解释运动的老年人和久坐的老年人免疫机能的差别,重要的一点是要了解影响这种差别的生活方式因素,因为很多免疫细胞机能的下降的原因,包括营养不均衡状况或没有临床表现的但正在发展的疾病。经过多年运动的人群通常认为是有更健康的生活方式。尽管简单的横向比较不能区分运动训练通过对营养习惯,吸烟,遗传学,心理健康和社会经济情况的作用对免疫机能的特殊影响。
研究运动训练是否影响免疫机能的一种方法就是观察久坐人群在一阶段运动前后的变化。通过这种方法,一些潜在影响年龄增长而引起的免疫机能不规律的生活方式因素可能被控制,例如,节制吸烟人群能使其远离慢性疾病,或者收集关于营养习惯和心理因素的数据。根据这些对年老运动和久坐女性的横向对比研究,Nieman调查了的12周运动训练对30名久坐女性免疫机能的影响,他们被分为两组,一组进行每周5次每次30-40min的训练,以心率储备的60%做步行,另一组同一时间参加健美操课程。在训练结束后,步行组的最大摄氧量增加了13%,而健美操组却没有变化。但是,在训练结束后二者的NK细胞活性和PHA刺激的淋巴细胞增殖并无差异,这表明适度的有氧训练并不够刺激免疫机能的改善。有趣的是,尽管在两组之间缺少免疫细胞的机能不同,相比于健美操组的步行组,通过12周的训练URTI症状的发生率更低,只有一个身体良好的老年女性在此期间表现出URTI症状。
Woods对平均年龄在65岁的老年人进行6个月的每周三次的最大摄氧量的60-65%的40min运动的影响。对照组是同等人群做同等强度的柔韧性运动。运动训练结束后,两组间的淋巴细胞中的白细胞总数并无差别。与Nieman的观点一致,NK细胞的活性没有显著变化,尽管运动组对促细胞分裂剂刀豆球蛋白A的刺激增殖应答有增加趋势,整合到一起,这些研究表明短期的适度有氧训练不会使久坐的老年人群免疫机能有显著改变。
认为短期的训练只是简单的起到保护免疫细胞机能季节性下降而不是提高免疫机能,Fahlman对平均年龄为76岁的健康女性进行每周3次每次以心率储备的70%进行50min的步行运动不会影响安静时NK细胞机能。但是,相比于运动组,相同情况的不运动组安静时NK细胞的活性有所下降。这个研究是在冬季进行的,下降可能是和细胞的免疫机能季节性下降有关。因此,这些研究表明,相比于提高NK细胞机能,耐力训练更能维持老年人NK细胞机能水平。尽管Nieman等也发现了NK细胞活性的周期性下降,步行组和健美操组的的下降很相似。这些研究进一步表明运动强度是影响老年人免疫机能的决定性因素,因为Nieman的研究是以60%的心率储备,而Fahlman的研究是以70%的心率储备进行的。
外周循环白血球的免疫应答对活体是很重要的,并且这些研究能推断出对病原体暴露的机体应答应十分谨慎。但是,对抗原的皮肤应答测试被用于完整的细胞免疫系统,证明低皮肤测试应答和后来的死亡率之间关系的临床意义。Chin对平均年龄在79岁的虚弱的老年人进行17周每周2次每次45min的适度运动训练对皮肤抗原测试的影响。再做一组相同条件的不运动的对照组。运动组的皮肤应答测试在运动前后并无差异,但是在不运动组有轻微的,明显的下降。
关于适度运动训练对完整的免疫应答的进一步研究调查了对流行性感冒疫苗的抗体应答。流行性感冒会导致老年人死亡,而现在提倡每年一次的对老年人的疫苗接种。但是,随着年龄的增长,流行性感冒疫苗的抗体应答会下降,因此保护老年人不受流行性感冒的影响已成为公共健康问题。很多研究者都在试图改善老年人的抗体应答,例如营养补充和适度的运动训练。Kohut的横向研究表明,适度的训练对超过62岁的老年人流行性感冒疫苗的抗体应答有积极作用,相比于不运动的老人,这些参加每周3次以上每次20min以上的运动老人对流行性感冒疫苗的抗体应答更高。但是,研究发现经常参加适度运动训练的老年人身体会更加健康,免疫机能也会更加健全。Kohut研究了14名超过64岁的老年人经过10个月适度训练后的影响,每周3次每次25-30min以65-75%心率储备的运动,还有一个13个相同情况的不运动组。两个组都在运动前后注射流行性感冒疫苗。在运动结束后,运动组6min步行距离有所提高,但是不运动组并不变化。重要的是,相比于不运动组,运动组流行性感冒疫苗的抗体应答数目增加,但是在前八周的运动后却没有发生如此变化。这表明免疫机能的改善需要在几个月的运动训练后才能表现出来。并且,因为运动是以65-75%的心率储备进行的,研究表明了,要想检测到免疫机能的改善需要稍高强度的运动训练。
建议老年人进行阻力运动训练可以减少骨质疏松症的发生并且提高肌肉力量和生命能力。尽管大部分研究都集中在有氧运动对老年人免疫机能的影响,也有一些研究了阻力运动的影响。但是,这种运动对免疫机能的测量没有表现出影响。Flynn的研究比较了两组67-84岁的女性,其中一组进行10周每周3次的低阻力运动训练,另一组不运动。在10周运动结束后,运动组的力量表现出增加,但是淋巴细胞,淋巴细胞子集的数目,以及刀豆球蛋白A刺激的淋巴细胞增殖和NK细胞活性都没有因运动而变化。
大部分运动免疫学文献都集中研究运动对健康年轻的群体上,他们身体条件很好或者很少参加休闲活动,但是,运动免疫学的潜在应用领域是很广阔的。
衰老与免疫机能很多方面不规则的发生率有关,尽管一些方面比如NK细胞数目在人衰老后仍然保持正常。
对剧烈运动的应答,老年人的白细胞增多要低于青年人,主要是因为中性白细胞增多较低因为二者的T细胞和NK细胞动员是一样的。
老年人表现出剧烈运动后促细胞分裂剂刺激的T细胞衰减,因此随年龄增长NK细胞机能在一次性运动后表现出保留。
通过多年定期参加运动训练可以提高安静时细胞的免疫机能。
参加短期的有氧运动不能使先前的久坐老年人群免疫机能恢复到良好身体条件的老年人水平。
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EXERCISE,IMMUNE FUNCTION AND THE ELDERLY
Wang Long
(Department of Public Physical Education Zhoukou Normal University Zhoukou henan 466001)
Exercise is advocated in the prevention of a number of cardiovascular and metbolic diseases associated with ageing.Nevertheless,it is known that exercise can exert profound effects on immune function and ageing is associated with a progressive occurrence of immune dysregulation.With this in mind,it is important to appreciate the effects of exercise on immune function in older people.In response to acute exercise,older people demonstrate a smaller leukocytosis than younger people.Furthermore,in response to acute exercise of both moderate and maximal intensity,mitogen-stimulated lymphocyte proliferative responses are attenuated in older subjects,whereas NK cell function appears to be preserved with ageing.Regular participation in exercise training over a period of several years is associated with enhanced measures of resting immune cell function compared with that of sedentary older people.However,short- term moderate intensity exercise training(both aerobic and resistance)in sedentary older people does not result in a restoration of resting immune measures to the levels observed in highly conditioned older people,although higher intensity training programmes may exert a protective effect on immune cell function.
exercise;immune function;the elderly;lymphocyte proliferative response dysregulation;disease
G804.32
A
1007-323X(2011)04-0111-03
2011-05-02
王龙(1982-),男,硕士、讲师
研究方向:体育教学训练学