道理英语-取向度
运动训练通过
NADPH-ROS
信号通路对对
先天性免疫系统的影响
的研究进展
陈艳梅
1
,
2
,郝选明
1
(
1
,
华南师范大学
体育科学学院,广东
广州
51006
2
,西南大学
体育学院
重庆
400700
)
摘要
中性
粒细胞作为先天性免疫反应的的第一道防线,通过呼吸爆发和
NETs
< br>对付入侵的
病原体。运动训练对机体的免疫系统依据不同的训练强度、时间和频率
而产生不同的影响。
运动训练过程中肌肉损伤或机械应力导致中性粒细胞从血液循环或骨
髓中进入到肌肉损伤
部位,通过激活还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸
< br>(NADPH)
产生
ROS
,直
接杀死病毒,或
通过形成
NETs
对付
入侵的病原体,
NETs
的形成具有
R
OS
依赖性,所以
NADPH
在先天性
免疫系统中发挥重要作用,
成为运动训练影响免疫系统的靶点。
研究证明:
中等强度的运动
训练能够作
为医学辅助手段治疗与炎症有关的慢性疾病,通过下调
NADPH
的亚基的表达;
长期规则的运动训练可以通过适当提高
NAD
PH
亚基的表达,
有助于粒细胞的杀菌作用从而
增强人的免疫能力;
急性剧烈的运动训练上调了
NAD
PH
亚基的表达,
使
ROS
过多的产生,
损害了中性粒细胞的功能,导致了免疫能力下降。
关键词
中性粒细胞;
呼吸爆发;还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸;运动训练
Advances in effect of the
exercise on the innate immunity system
through NADPH-ROS signal pathway
Absract
Neutrophils
are
major
players
in
innate
immunity
and
constitute
the
?rst
line
of
host
defense
against invading bacteria and other pathogens. The
intensity and duration of the exercise
play a key role in determining the
immune responses to a physical effort, Exercise
enhances or
reduces
immune
function
depending
on
its
frequency,
duration
and
intensity,In
response
to
in?ammatory
stimu
li,or the muscle injure during
exercise , neutrophils migrate from the blood or
the marrow to
infected
tissues, where they protect their host by
engul?ng, killing, and digesting
invading bacterial and fungal pathogens
through the ROS resourced of the nicotinamide
adenine
dinucleotide phosphate (NADPH)
and the NETs, also the formation of NETs is ROS-
dependent,so
the NADPH play an imortant
role in the innate immunity system,became the
target molecule of
the
exercise
impacting
the
immunity
r
physical
activity
is
recommended
for
the
supplementary
met
ho
d to treating the
inflammation disease via the downregulation the
subunit of
te
intensity
activity
contributed
to
the
granulocyte
bactericidal
role
through
properly
increasing
the
expressing
of
NADPH,thus
enhanced
the
immuntiy
sely,
exhausted exercise
producted excessive neutrophil accumulation, which
detrimental to the system
via
downregulation the immunity ability.
Keyword
Neutrophil; respiratory burst
nicotinamide adenine dinucleotide
phosphate;training
前言
中性粒细胞,包含了循环中
p>
50
–
60%
的白
细胞,作为机体防御的第一道防线,与机体的
炎症反应以及肌肉损伤等有关
[1],
中性粒细胞参与了合成和释放影响
T
、
B
细胞的功能的细
胞因子,在吞噬作用、脱粒、释放免疫调节分子中具有重要作用
[2.3]
。
运动训练导致中性粒细胞从循环中到组织的迁移
,
在那里这些细胞经历了粘附、
细菌或
组织碎片的噬菌作用,
细胞质颗粒细胞的脱粒,
和呼吸爆发的激
活
[13]
。
呼吸爆发参与了突
然的非线粒体氧化代谢,通过还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(
NA
DPH
)的激活
[12]
。导
致了超氧阴离子的产生或其他活性氧的产生直接杀死病毒或是通过细胞外释放
NETS
杀死入
侵的微生物,
其中
NET
的形成也具有
NADPH-RO
S
的依赖性。
因此
NADPH
在先天性免疫系统中
发挥重要作用
[14]
p>
。
运动训练能够提高或降低免疫功能,根
据运动训练的频率,时间和强度
[4]
。中等强度
的运动训练(
60%VO2max
)提高了呼吸爆发
,通过上调
NADPH
的活性
,
导致了感染率的降低
[5,6]
,
促进中性粒细胞杀死病原体的能力;
但剧烈的运动训练提高了感染率
[7],
由于中性
粒细胞功能的损害
[8,9]
或加速的中性粒细胞的死亡
[10
,<
/p>
11]
,
运动训练导致了循环中的中
p>
性粒细胞的增加,
由于来自内皮组织或骨髓的细胞的脱粒,
或作为对骨骼肌损害的反应
[12]
。
本文综述了通过对
NADPH-ROS
p>
信号通路的药物干预或通过运动干预来治疗慢性炎症疾
病,促进病人
的恢复,以及不同形式的运动训练对正常人的
NADPH-
ROS
信号通路的影响。
1
NADPH
依赖性的中性粒细胞的杀菌的机制
NADPH
是
一
个
由
一
系
列
膜
有
关
的
糖
蛋
白
组
成
的
复
合
物<
/p>
酶
,
包
括
细
胞
膜
上
的
gp91phox(Nox2)
、
p22phox
组成异源二聚体的血红素蛋白,
又称
为黄素细胞色素
b
558
[15]
,
在细胞质里包括
p40phox
p>
、
p47phox
、
p67phox
。
近来
4
种
gp91phox(Nox2)
的同系物被发
现,
他们是
Nox1, Nox3, Nox4, and N
ox5[16,17]
。静息状态下,
NADPH
亚基被隔离在细胞质和
细胞膜上,
p22phox<
/p>
对酶的活性具有重要的作用,通过膜结合亚基的调控
NADPH<
/p>
的活性。在
受到炎症刺激或病原体感染时,
p47
在多个丝氨酸残留物上进行磷酸化,
和
p67phox
、
p40phox
一起转移到细胞膜上。
Rac2
(它是小
< br>GTP
酶
PHO
家族成员)
p>
进行
GDP-GTP
互换,
接下来
Rac2
移位至膜上,
组装了的
NADPH
酶的复合物,
从
细胞质中的
NADPH
亚基上释放电子,
穿过堆叠
的亚铁亚红素到
gp91phox
< br>的分子氧上,因此产生了
ROS,ROS
可以直接杀死入
侵的微生物,
以及帮助
NETs
的形成
,在细胞外杀死病毒
[18
,
36]<
/p>
。
图
1
NADPH
酶的激活
运动训练过程中的剪切应力以及机械损伤等因素激活中性粒细胞,
使
NADPH
亚基的表达
发生改变,从而对人的先
天性的免疫功能产生影响。
2
运动训练对
NADPH-
ROS
信号通路的影响
2.1
p>
长期规则的运动训练作为慢性疾病的辅助治疗手段,通过下调
NAD
PH
基因的表达促进
病人的恢复
Mári
o
A.
< br>Claudino
等人
2010
年对
ED
大鼠在电动自行车上进行
60
min/d,
5
d/wk,
1.2
km/h
坡度为
0°进行
4
周的运动训练。结果表明:运动训练没
有显著性的改变了健康老鼠
的
gp91phox
的基因表达;
经过长时间的
L-NAME
治疗后大鼠的
gp91phox
的上调了
2
倍,
运
动训练降低
了它到基础水平。
运动训对健康老鼠的血清
SOD
没有影响,
但显著提高了
L-NAME-
处理的大鼠的
SOD
的水平。因此,建议通过规律
的运动训练降低了氧化应激来提高
ED
病人
的生活质量
[19]
。
Sven M?biu
s-Winkler, MD
等
2005
年对患有
CAD
的病人,每天
3
次,每
次
10
分钟进
行
4
周跑步机上运动。运动训练组
gp91phox
的
RNA
的表达减少了
6
7%
,和这种酶的同系物
蛋白的表达降低了
30%
有关;并且
Nox4
(<
/p>
内皮
NADPH
氧化酶的主要的催化组分
)
和
p22phox
亚基的表达明显的降低了。
运动训练通过下调
NADH
P
酶的亚基的表达和活性,
导致了超氧化
物阴离子产生的降低,提高的内皮功能,有助于
CAD
病人的
恢复
[20]
。
Jessica R. Durrant
等人
2009
年对年老大鼠和年轻大鼠进行自行车运动。训练强度
< br>50%VO2max
运动
20
分
钟,
在第
10
周达到
< br>70%VO2max
运动
40
分
钟,
以这种速度和时间持续
6
个月,质
控组中
NADPH
亚基
P67
的表达和酶的活性随年龄得增长上升了,但是
VR
(自行车
运动)能够防止这些变化;在年轻的大鼠中,
VR<
/p>
对
P67
亚基的表达没有影响,但
NADPH
的
活性升高了。
< br>结果表明:
规则的有氧的运动训练预防了血管氧化应激的形成,
< br>通过部分的降
低
NADPH
的表
达和活性,提高年老动物动脉管中
NOS
的蛋白和
eNOS
活性,减轻了老年大
EDD[21
,
22]
。
6
个月的运动训练导致了较高的氧化应激的水平,但同时抗氧化应激的水平
能力也提高了
[18
,
23]
。
Mário A. Claudino<
/p>
等人
2010
年表明:规则的运动训练能
降低
NADHP
的活性或亚基的
表达,
降低了超氧化物的产生,因此提高了
NO
的生物利用度,降低了
NADPH
亚基
gp91phox
p>
的表达,上调的
SOD-1
、内皮细胞的功
能增加和
NO
生物利用度的增加有关。因此运动训练
能够预防
NO
缺陷老鼠的
ROS
有毒影响
[24]
。
2.2
长期的中等强度的运动训练对
NADPH-
ROS
的影响
Mário A. C
laudino
等人对大鼠进行了
11
周运动训练,训练后,中性粒细胞的吞噬作
用增加
49%
,活性氧的代谢率增加了
6.6
倍,对
NADPH
膜亚基
p22phox
、
gp91phox
的表达没
有影响;但
p47phox mRNA
水平增加
126%
,并且
p47phox
蛋白的浓度增加了
22%
,
p
67phox
增加了
2.8
倍。表明:
中等强度的运动训练提高了吞噬作用和活性氧的代谢率和
p47phox
、
p67phox
的上调有关。因此中等强度的运动
训练使中性粒细胞能够更有效的对付病原体
[25]
。
中等强度的运动训练减少了淋巴细胞的凋亡通过提高细胞内的抗氧化能
力,然而中性
粒细胞的呼吸爆发依赖于运动强度
[26
,
27]
。
运动训练导
致了一些调控调控呼吸爆发成分合
成的因子的明显的变化
[13
,28,29,30,31]
,
在剧烈的运动训练的过程中,<
/p>
提高的噬菌作用和
活性氧的产生能够抵消降低的淋巴细胞的功能,
防止了微生物的进入和存活。
运动训练导致
的中性粒细胞的活性氧的产生,是通过提高的
p67phox
、
p47phox
来完成的
[32]
。
2.3
剧烈运动训练对
NADPH-
ROS
的影响
在经过单个力竭性的运
动后
,NADPH
的活性升高了,导致了
ROS
的过多的产生,和运动
后的组织炎症有关,
循环中的中性粒细胞的浓度,
在运动后终止数小时后提高了
7
倍。
聚集
在组织中的中性粒
细胞在运动训后的几天后还保持升高的
[33]
。