王步标版运动生理学 第九章运动与免疫

1、 教学目的与要求教学目的与要求 u 掌握免疫的基本概念和功能，免疫掌握免疫的基本概念和功能，免疫 系统的组成和功能。系统的组成和功能。 u 掌握不同负荷运动对免疫功能的影掌握不同负荷运动对免疫功能的影 响。响。 u 了解免疫调节的有效措施。了解免疫调节的有效措施。 教学重点与难点教学重点与难点 免疫的基本概念和功能，免疫系统免疫的基本概念和功能，免疫系统 的组成和功能。的组成和功能。 不同负荷运动对免疫功能的不同负荷运动对免疫功能的影响。影响。 第一节第一节 概概 述述 一、免疫的基本概念一、免疫的基本概念 （一）免疫的概念（一）免疫的概念 免疫免疫是指是指是指机体对是指机体对“自己自己”和和

2、“非已非已”的识别，并排的识别，并排 除非已，以维持机体相对稳定的一种生理功能。除非已，以维持机体相对稳定的一种生理功能。 （二）非特异性免疫与特异性免疫（二）非特异性免疫与特异性免疫 非特异性免疫非特异性免疫 特异性免疫特异性免疫 获得性获得性 针对性针对性 先天性先天性 非针对性非针对性 第一道防线：皮肤、粘膜第一道防线：皮肤、粘膜 第二道防线：抗体、吞噬细胞第二道防线：抗体、吞噬细胞 第三道防线：淋巴细胞、抗体第三道防线：淋巴细胞、抗体 皮肤免疫皮肤免疫 非特异性免疫非特异性免疫 分泌免疫分泌免疫 纤毛免疫纤毛免疫 溶菌免疫溶菌免疫 吞噬吞噬 中性粒细胞吞噬病菌中性粒细胞吞噬病菌 特特

3、异异 性性 免免 疫疫 （三）抗原与抗体（三）抗原与抗体 （一）抗原（一）抗原 疫苗 u 疫苗疫苗泛指所有用减毒或杀死的病原生物泛指所有用减毒或杀死的病原生物( (细菌、病毒、立克细菌、病毒、立克 次体次体) )或其抗原性物质所制成，用于预防接种的生物制品。或其抗原性物质所制成，用于预防接种的生物制品。疫疫 苗应具有免疫原性苗应具有免疫原性,但安全但安全,无感染性无感染性,无毒无毒,也不致癌等优点也不致癌等优点 。 u 灭活疫苗：灭活疫苗：选用免疫原性好的细菌、病毒、立克次体等，选用免疫原性好的细菌、病毒、立克次体等， 经人工培养，再用物理或化学方法将其杀灭制成疫苗。如甲肝经人工培养，再用物理

4、或化学方法将其杀灭制成疫苗。如甲肝 疫苗。疫苗。 u 减毒活疫苗减毒活疫苗: 人工筛选减毒或基本无毒的活微生物制成疫苗人工筛选减毒或基本无毒的活微生物制成疫苗 。如脊髓灰质炎、卡介苗等疫苗。如脊髓灰质炎、卡介苗等疫苗。 u类毒素：细胞外毒素经甲醛处理后失去毒性制成疫苗。如百类毒素：细胞外毒素经甲醛处理后失去毒性制成疫苗。如百 白破疫苗。是由三种百日咳、白喉、破伤风混合疫苗。白破疫苗。是由三种百日咳、白喉、破伤风混合疫苗。 u 非典疫苗以一种外壳蛋白的非典疫苗以一种外壳蛋白的DNA片段为基础。片段为基础。 （三）抗原与抗体（三）抗原与抗体 （二）抗体（二）抗体 。 IgG,IgG,它在抗感染中起

5、到主力军的作用它在抗感染中起到主力军的作用 分泌型分泌型IgAIgA是机体粘膜防御感染的主要物质是机体粘膜防御感染的主要物质 IgMIgM则在防止菌血症方面起重要作用则在防止菌血症方面起重要作用 抗体的作用抗体的作用：是使具有可溶性的抗原分子沉淀，或者激是使具有可溶性的抗原分子沉淀，或者激 活某些巨噬细胞、淋巴细胞吞噬、杀死抗原。活某些巨噬细胞、淋巴细胞吞噬、杀死抗原。 抗体是免疫系统在外界抗原抗体是免疫系统在外界抗原 的刺激下产生的一种蛋白质的刺激下产生的一种蛋白质 ，抗体能与相应的抗原结合，抗体能与相应的抗原结合 ，发生免疫反应。，发生免疫反应。 输血时的凝集反应属于抗原输血时的凝集反应属

6、于抗原 抗体反应。抗体反应。 免疫失调免疫失调 过敏反应过敏反应 自身免自身免 疫疾病疫疾病 免疫缺陷免疫缺陷 概念：已免疫的机体再次接受相同物质刺激时概念：已免疫的机体再次接受相同物质刺激时 所发生的反应所发生的反应 特点：特点：反应迅速、强烈，消退快，一般不伤害组织器官反应迅速、强烈，消退快，一般不伤害组织器官 过敏原过敏原：引起过敏反应物质引起过敏反应物质 自身免疫反应对自身组织器官造成损伤并自身免疫反应对自身组织器官造成损伤并 出现了症状出现了症状(如：系统性红斑狼疮如：系统性红斑狼疮) 先天性免疫缺陷病：先天性胸腺发育不良先天性免疫缺陷病：先天性胸腺发育不良 获得性免疫缺陷病：艾滋病

7、获得性免疫缺陷病：艾滋病 获得性免疫缺陷获得性免疫缺陷 病原体病原体：人类免疫缺陷病毒（人类免疫缺陷病毒（HIVHIV） 机理：机理： 主要症状：主要症状： 传播途径：传播途径：血液传播、性传播、母婴传播血液传播、性传播、母婴传播 HIVHIV攻击人的免疫系统，使细胞大量死亡，攻击人的免疫系统，使细胞大量死亡， 导致患者丧失一切免疫功能导致患者丧失一切免疫功能 全身淋巴结肿大，并发恶性肿瘤，极度全身淋巴结肿大，并发恶性肿瘤，极度 消瘦，心力衰竭，最终死亡。消瘦，心力衰竭，最终死亡。 免免 疫疫 器器 官官 中枢中枢 外周外周 胸腺胸腺 脾脏脾脏 骨髓骨髓 淋巴结淋巴结 粘膜相关淋巴组织粘膜相关

8、淋巴组织 免疫细胞免疫细胞 免疫分子免疫分子 造血干细胞造血干细胞 免疫球蛋白免疫球蛋白 淋巴细胞淋巴细胞 补体补体 单核吞噬单核吞噬C C，粒，粒C C 细胞因子细胞因子 淋巴结淋巴结 脾脏脾脏 骨髓骨髓 胸腺胸腺 中枢中枢 外周外周 （二）免疫细胞（二）免疫细胞 1.1. 造血干细胞造血干细胞( (多能干细胞多能干细胞) )： 是存在于造血组织中的一群原始造血细胞。它是一是存在于造血组织中的一群原始造血细胞。它是一 切血细胞的原始细胞。由造血干细胞定向分化、增切血细胞的原始细胞。由造血干细胞定向分化、增 殖为不同的血细胞系，并进一步生成血细胞。殖为不同的血细胞系，并进一步生成血细胞。 T

9、T细胞细胞主要介导细胞免疫主要介导细胞免疫 B B细胞细胞介导体液免疫介导体液免疫 K K细胞细胞具有杀伤作用具有杀伤作用 NKNK细胞细胞直接杀伤某些靶细胞直接杀伤某些靶细胞 吞噬、杀伤、递呈抗原以及分吞噬、杀伤、递呈抗原以及分 泌作用泌作用 T细胞分为：细胞分为：细胞毒性细胞毒性T细胞细胞(Tc)、辅助性、辅助性T细胞细胞 (Th)、抑制性、抑制性T细胞细胞(Ts)、迟发型、迟发型T细胞（细胞（TD）。）。 中性粒中性粒 细胞细胞 淋巴细胞淋巴细胞 红细胞红细胞 血小板血小板 血血 液液 （三）免疫分子（三）免疫分子 1 1、抗体、抗体 （前面已阐述）（前面已阐述） 2 2、补体、补体 (

10、C):是存在于正常人和动物血清与组织液中的是存在于正常人和动物血清与组织液中的 一组具有酶活性的蛋白质。一组具有酶活性的蛋白质。 可辅助和补充特异性抗体可辅助和补充特异性抗体, ,介导免疫溶菌、溶血作用，故介导免疫溶菌、溶血作用，故 称为补体。称为补体。 补体的生物学效应有：补体的生物学效应有：增强吞噬作用，增强吞噬细胞的增强吞噬作用，增强吞噬细胞的 趋化性；趋化性；增加血管的通透性；增加血管的通透性；中和病毒；中和病毒；细胞溶解细胞溶解 作用；作用；免疫反应的调节作用。免疫反应的调节作用。 3 3、细胞因子、细胞因子 细胞因子分类细胞因子分类 淋巴因子淋巴因子 单核因子单核因子 主要细胞因子

11、主要细胞因子：白细胞介素白细胞介素ILIL，B B细胞刺激因子、淋细胞刺激因子、淋 巴毒素、肿瘤坏死因子巴毒素、肿瘤坏死因子TNFTNF、干扰素、干扰素IFNIFN、集落刺激因、集落刺激因 子子CSFCSF和转移因子等。和转移因子等。 细胞因子的主要作用：细胞因子的主要作用：免疫细胞之间传递信息免疫细胞之间传递信息 细胞因子细胞因子 四、免疫反应四、免疫反应 四、免疫反应四、免疫反应 细胞免疫细胞免疫 体液免疫体液免疫 感应阶段感应阶段 增殖和增殖和 分化阶段分化阶段 效应阶段效应阶段 抗抗 原原 吞噬吞噬 细胞细胞 T细胞细胞 增殖增殖 分化分化 效应效应 B细胞细胞 记忆记忆B B细胞细胞

12、 抗体抗体 发挥免发挥免 疫效应疫效应 感应阶段感应阶段 增殖、分化阶段增殖、分化阶段效应阶段效应阶段 B细胞细胞 (处理处理)(呈递呈递) (识别识别) 分泌分泌 （Cellular Immunity） 感应阶段感应阶段 增殖和增殖和 分化阶段分化阶段 效应阶段效应阶段 细胞免疫通常是指由细胞免疫通常是指由T T细胞介导的免疫应答。细胞介导的免疫应答。 抗抗 原原 吞噬吞噬 细胞细胞 T细胞细胞 增殖增殖 分化分化 效应效应 T细胞细胞 记忆记忆T T细胞细胞 产生淋产生淋 巴因子巴因子 与靶细胞结合发挥免与靶细胞结合发挥免 疫效应疫效应 发挥免发挥免 疫效应疫效应 感应阶段感应阶段 增殖、

13、分化阶段增殖、分化阶段效应阶段效应阶段 (处理处理) 细胞、体液免疫的效应：细胞、体液免疫的效应： （1 1）产生高效而短命的效应）产生高效而短命的效应T T、B B细胞，由效应细胞，由效应T T细胞细胞 可直接杀伤抗原，或由效应可直接杀伤抗原，或由效应B B细胞分泌抗体清除抗原。细胞分泌抗体清除抗原。 （2 2）产生长寿的记忆）产生长寿的记忆T T、B B细胞，在血液和淋巴循环，细胞，在血液和淋巴循环， 随时随时“监察监察”，如有同样抗原再度入侵，立即发生二，如有同样抗原再度入侵，立即发生二 次反应加以消灭。次反应加以消灭。 记忆细胞也分泌抗体。它们的特点是寿命长，对抗原十分记忆细胞也分泌抗

14、体。它们的特点是寿命长，对抗原十分 敏感，能敏感，能“记住记住”入侵的抗原。如果有同样的抗原第二次入侵的抗原。如果有同样的抗原第二次 入侵时，记忆细胞比没有记忆的入侵时，记忆细胞比没有记忆的T T、B B细胞更快地作出反应细胞更快地作出反应 ，即很快分裂产生新的效应，即很快分裂产生新的效应T T、B B细胞和新的记忆细胞，效细胞和新的记忆细胞，效 应应T T细胞可直接杀伤抗原，效应细胞可直接杀伤抗原，效应B B细胞再产生抗体消灭抗原细胞再产生抗体消灭抗原 。这就是二次免疫反应。这就是二次免疫反应。 二次免疫反应不仅比初次反应快，也比初次反应强，能在二次免疫反应不仅比初次反应快，也比初次反应强，

15、能在 抗原侵入，尚未为患之前将它们消灭。有些抗原诱发的记抗原侵入，尚未为患之前将它们消灭。有些抗原诱发的记 忆细胞能对这种抗原记忆终生，使动物或人对这种抗原具忆细胞能对这种抗原记忆终生，使动物或人对这种抗原具 有终生免疫能力。如人患天花、麻疹、伤寒、百日咳等病有终生免疫能力。如人患天花、麻疹、伤寒、百日咳等病 后，终生不再感染后，终生不再感染. . 记忆细胞和二次免疫反应记忆细胞和二次免疫反应 第二节第二节 运动对免疫功能的影响运动对免疫功能的影响 一、适度运动与机体免疫一、适度运动与机体免疫 1、适度运动对免疫细胞的影响、适度运动对免疫细胞的影响 实验表明，短时间中等强度运动实验表明，短时间

16、中等强度运动NK细胞活性增加。细胞活性增加。适适 量运动能增加量运动能增加T T、B B细胞、细胞、 NK细胞的数目和功能，如运细胞的数目和功能，如运 动员休息状态下动员休息状态下K K细胞活性高于常人。林文韬等给受试细胞活性高于常人。林文韬等给受试 者分别以者分别以25%25%、50%50%、75%75%最大吸氧量强度运动最大吸氧量强度运动3 3分钟，发分钟，发 现现T T细胞数量上升。所以有人说运动能够预防癌症。细胞数量上升。所以有人说运动能够预防癌症。 实验表明，中等强度的运动可以提高中性粒细胞的功能实验表明，中等强度的运动可以提高中性粒细胞的功能 。 2、适度运动对免疫分子的影响、适度

17、运动对免疫分子的影响 适度运动可提高机体内抗体水平，改善免疫功能。如阿适度运动可提高机体内抗体水平，改善免疫功能。如阿 克木（克木（Akim）报道，）报道，12个月中等强度训练后，机体内个月中等强度训练后，机体内 IgA水平显著升高，降低上呼吸道感染性，提高抗病能力水平显著升高，降低上呼吸道感染性，提高抗病能力 。 运动促使细胞因子分泌增多。运动促使细胞因子分泌增多。 3、结论、结论：经常适量运动有利于提高机体免疫细胞的活：经常适量运动有利于提高机体免疫细胞的活 力。力。 但对获得性免疫功能影响不大但对获得性免疫功能影响不大 第二节第二节 运动对免疫功能的影响运动对免疫功能的影响 二、过度训练

18、和免疫抑制二、过度训练和免疫抑制 l长时间高强度训练，淋巴细胞数下降，增殖能力及活性降长时间高强度训练，淋巴细胞数下降，增殖能力及活性降 低；抑制低；抑制NK细胞和细胞和LAK细胞的细胞毒活性；如急性剧烈细胞的细胞毒活性；如急性剧烈 运动后运动后NK细胞数量、功能均低下细胞数量、功能均低下 。大强较长时间运动时。大强较长时间运动时 NK细数量和活性均会下降细数量和活性均会下降 。 l过度训练会降低机体内的抗体过度训练会降低机体内的抗体IgG、IgA、IgM水平，其水平，其 功能也受到影响，机体免疫功能下降。导致对疾病的的抵功能也受到影响，机体免疫功能下降。导致对疾病的的抵 抗力削弱，上呼吸道感

19、染的发生率增高。麦金农发现，运抗力削弱，上呼吸道感染的发生率增高。麦金农发现，运 动员动员2小时高强度自行车后，小时高强度自行车后，IgA水平下降水平下降70%。 l 剧烈运动促使细胞因子分泌增多。剧烈运动促使细胞因子分泌增多。 结论结论：长时间高强度运动会抑制免疫机能，即免疫机能下：长时间高强度运动会抑制免疫机能，即免疫机能下 降。降。 三、运动免疫理论三、运动免疫理论 开窗理论认为，大强度急性运动时，由于淋巴细开窗理论认为，大强度急性运动时，由于淋巴细 胞动员入血，运动过程中淋巴细胞数量急剧升高。胞动员入血，运动过程中淋巴细胞数量急剧升高。 运动后淋巴细胞浓度降低，增殖分化能力及活性降运动

20、后淋巴细胞浓度降低，增殖分化能力及活性降 低，免疫球蛋白也受到影响，从而出现免疫低下期低，免疫球蛋白也受到影响，从而出现免疫低下期 ，此期可持续，此期可持续3 37272小时不等，就好象机体的小时不等，就好象机体的“窗户窗户 ”未象平时那样呈关闭状态，而是打开的，故称这未象平时那样呈关闭状态，而是打开的，故称这 一免疫低下期为一免疫低下期为“开窗期开窗期”。 在这一过性免疫低下期中，多种病原体极易侵入人在这一过性免疫低下期中，多种病原体极易侵入人 体，体，尤其是流行性感冒和上呼吸道感染等发生率急尤其是流行性感冒和上呼吸道感染等发生率急 剧增加。剧增加。 （一）（一）开窗理论开窗理论 （一）（一

21、）开窗理论开窗理论 （二）（二）“J”J”型曲线模式型曲线模式 u 尼曼（尼曼（Niema,1994Niema,1994）提出）提出, ,运动强度和数量与上呼运动强度和数量与上呼 吸道感染率之间的关系呈吸道感染率之间的关系呈“J”J”字形曲线。字形曲线。 u 以不运动者上呼吸道作平均值，经常适度运动者的以不运动者上呼吸道作平均值，经常适度运动者的 免疫系统增强，感染疾病的易感性降低，患呼吸道感免疫系统增强，感染疾病的易感性降低，患呼吸道感 染的风险明显要低。经常大强度、大负荷训练者，染的风险明显要低。经常大强度、大负荷训练者，NKNK 细胞功能常暂时严重抑制，故患呼吸道感染的机率高细胞功能常暂

22、时严重抑制，故患呼吸道感染的机率高 得多（得多（7 72020倍）。倍）。 四、运动性免疫抑制及其机制四、运动性免疫抑制及其机制 （一）运动性免疫抑制及其生理意义（一）运动性免疫抑制及其生理意义 1 1、运动性免疫抑制指大负荷运动后由于过度负荷、运动性免疫抑制指大负荷运动后由于过度负荷 导致机体免疫功能下降的现象。导致机体免疫功能下降的现象。 2 2、运动性免疫抑制的生理意义在于机体的保护性、运动性免疫抑制的生理意义在于机体的保护性 抑制，保证训练后的恢复，是过度训练的抑制，保证训练后的恢复，是过度训练的警示警示信号信号 。 （二）运动性免疫抑制的机制（二）运动性免疫抑制的机制 1 1、神经、

23、神经- -内分泌内分泌- -免疫网络学说免疫网络学说 免疫细胞上具有多种神经内分泌激素的受体。运动时神免疫细胞上具有多种神经内分泌激素的受体。运动时神 经系统的活动，调控内分泌系统大量分泌激素，从而使经系统的活动，调控内分泌系统大量分泌激素，从而使 免疫系统发生相应的改变，他们相互作用构成了完整的免疫系统发生相应的改变，他们相互作用构成了完整的 神经神经- -内分泌内分泌- -免疫系统网络。实现运动时机体对免疫系免疫系统网络。实现运动时机体对免疫系 统的调控。统的调控。 过度运动产生大量免疫抑制激素，免疫细胞因受体饱和过度运动产生大量免疫抑制激素，免疫细胞因受体饱和 而表现为免疫抑制。免疫抑制

24、激素：促肾上腺皮质激素而表现为免疫抑制。免疫抑制激素：促肾上腺皮质激素 、糖皮质激素、儿茶酚胺、雄激素等。、糖皮质激素、儿茶酚胺、雄激素等。 适度运动可产生大量免疫增强激素。免疫增强激素：生适度运动可产生大量免疫增强激素。免疫增强激素：生 长素、催乳素和内啡肽长素、催乳素和内啡肽/ /脑啡肽等。脑啡肽等。 2、“免疫抑制因子调节免疫抑制因子调节”学说学说 免疫抑制蛋白也称免疫抑制因子、应激免疫抑制蛋白免疫抑制蛋白也称免疫抑制因子、应激免疫抑制蛋白 等，由垂体前叶合成等，由垂体前叶合成 ，参与免疫机能的抑制性调控。，参与免疫机能的抑制性调控。 矫玮（矫玮（1998）等人首先发现剧烈运动可以使体内

25、产生）等人首先发现剧烈运动可以使体内产生 免疫抑制因子。免疫抑制因子。 3 3、自由基学说、自由基学说 自由基通过攻击免疫细胞膜、自由基通过攻击免疫细胞膜、DNA等途径，形成免疫等途径，形成免疫 损伤，造成免疫抑制。损伤，造成免疫抑制。 4、营养物质耗竭学说、营养物质耗竭学说 u 微量元素通过其参与重要酶的活性来调节免疫反微量元素通过其参与重要酶的活性来调节免疫反 应，如铁、锌、铜等缺乏时，机体的免疫功能下降，应，如铁、锌、铜等缺乏时，机体的免疫功能下降， 对疾病的易感性增加。对疾病的易感性增加。 u 糖原、谷氨酰胺都是免疫细胞重要的供能物质，糖原、谷氨酰胺都是免疫细胞重要的供能物质， 超负荷

26、的运动训练导致体内上述营养物质大量消耗，超负荷的运动训练导致体内上述营养物质大量消耗， 免疫反应出现紊乱、免疫细胞供能不足等，这些因素免疫反应出现紊乱、免疫细胞供能不足等，这些因素 造成了免疫功能低下。造成了免疫功能低下。 5 5、心理应激、心理应激 心理应激降低机体对疾病的抵抗力、上呼吸道感染心理应激降低机体对疾病的抵抗力、上呼吸道感染 发病率增加。发病率增加。 （三）运动性免疫抑制的调理（三）运动性免疫抑制的调理 1 1、营养调理、营养调理 u 补充糖补充糖: :能源能源 u 补充谷氨酰胺补充谷氨酰胺 u 补充抗氧化物补充抗氧化物：服用抗氧化物维生素服用抗氧化物维生素C C、维生素、维生素

27、E E， 胡萝卜素及乙酰半胱氨酸等来对抗自由基。胡萝卜素及乙酰半胱氨酸等来对抗自由基。 u 补充微量元素补充微量元素：如硒、锌、铁、铜等保护细胞膜。如硒、锌、铁、铜等保护细胞膜。 2 2、中医药调理：、中医药调理：扶正祛邪，调理阴阳扶正祛邪，调理阴阳。 3 3、自我保护调理：、自我保护调理：心理和精神调理，食物调理，保持心理和精神调理，食物调理，保持 生活规律，保证充足睡眠，避免过度训练等。生活规律，保证充足睡眠，避免过度训练等。 小结小结 1 1、免疫是机体识别免疫是机体识别“自己自己”和和“非己非己”并排除并排除“非非 己己”的一种生理功能。包括特异性免疫与非特异性的一种生理功能。包括特异性免疫与非特异性 免疫。免疫。 2 2、免疫的功能：免疫防御、免疫稳定和免疫监视。、免疫的功能：免疫防御、免疫稳定和免疫监视。 3 3、抗原、抗原 与抗体。与抗体。 4 4、人体的免疫系统：由免疫器官、免疫细胞与免疫、人体的免疫系统：由免疫器官、免疫细胞与免疫 分子组成。分子组成。 5 5、免疫反应包括由、免疫反应包括由B B细胞介导的体液免疫应答以及细胞介导的体液免疫应答以及T T 细胞介导的细胞免疫应答。细胞介导的细胞免疫应答。 6 6、长期规律性适度运动，可加强非