王步标运动生理学第九章运动与免疫

教学目的与要求

掌握免疫的基本概念和功能，免疫系统的组成和功能。掌握不同负荷运动对免疫功能的影响。了解免疫调节的有效措施。当前第1页\共有46页\编于星期四\19点教学重点与难点

免疫的基本概念和功能，免疫系统的组成和功能。不同负荷运动对免疫功能的影响。当前第2页\共有46页\编于星期四\19点第一节概述一、免疫的基本概念（一）免疫的概念免疫是指是指机体对“自己”和“非已”的识别，并排除非已，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

非特异性免疫

特异性免疫获得性针对性先天性非针对性第一道防线：皮肤、粘膜第二道防线：抗体、吞噬细胞第三道防线：淋巴细胞、抗体当前第3页\共有46页\编于星期四\19点皮肤免疫非特异性免疫当前第4页\共有46页\编于星期四\19点分泌免疫当前第5页\共有46页\编于星期四\19点纤毛免疫当前第6页\共有46页\编于星期四\19点溶菌免疫当前第7页\共有46页\编于星期四\19点吞噬当前第8页\共有46页\编于星期四\19点中性粒细胞吞噬病菌当前第9页\共有46页\编于星期四\19点特异性免疫当前第10页\共有46页\编于星期四\19点（三）抗原与抗体（一）抗原抗原是一类能刺激机体产生免疫应答产物，并能与相应的免疫应答产物发生特异性结合的物质。免疫原性免疫反应性抗原的分类外来物质：如细菌、病毒、寄生虫等自身抗原：人体组织、器官、代谢产物、衰老细胞等。抗原的特性当前第11页\共有46页\编于星期四\19点疫苗疫苗泛指所有用减毒或杀死的病原生物(细菌、病毒、立克次体)或其抗原性物质所制成，用于预防接种的生物制品。疫苗应具有免疫原性,但安全,无感染性,无毒,也不致癌等优点。灭活疫苗：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。如脊髓灰质炎、卡介苗等疫苗。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。非典疫苗以一种外壳蛋白的DNA片段为基础。当前第12页\共有46页\编于星期四\19点（三）抗原与抗体（二）抗体抗体是指机体在抗原物质刺激下，由B细胞产生的具有免疫功能、能与抗原特异性结合的免疫球蛋白。免疫球蛋白可分为IgG、IgA、IgM、IgE、IgD五类。IgG,它在抗感染中起到主力军的作用分泌型IgA是机体粘膜防御感染的主要物质IgM则在防止菌血症方面起重要作用抗体的作用：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。当前第13页\共有46页\编于星期四\19点抗体是免疫系统在外界抗原的刺激下产生的一种蛋白质，抗体能与相应的抗原结合，发生免疫反应。输血时的凝集反应属于抗原抗体反应。当前第14页\共有46页\编于星期四\19点（一）免疫防御是指机体防御和清除病原微生物或其它异物的功能。若此功能失调，会出现超敏反应（过敏），或免疫力低下，易受感染或免疫缺陷病。（二）免疫稳定或免疫自身稳定是指机体清除损伤或衰老的细胞，以维护机体生理平衡的功能。若此功能失调，可导致自身免疫性疾病。（三）免疫监视是指机体识别和清除体内出现的突变细胞，防止发生肿瘤的功能。若此功能失调，易患恶性肿瘤。二、免疫的功能当前第15页\共有46页\编于星期四\19点免疫失调过敏反应自身免疫疾病免疫缺陷概念：已免疫的机体再次接受相同物质刺激时所发生的反应特点：反应迅速、强烈，消退快，一般不伤害组织器官过敏原：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出现了症状(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获得性免疫缺陷病：艾滋病当前第16页\共有46页\编于星期四\19点获得性免疫缺陷病原体：人类免疫缺陷病毒（HIV）机理：主要症状：传播途径：血液传播、性传播、母婴传播HIV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。当前第17页\共有46页\编于星期四\19点三、免疫系统的组成（一）免疫器官

1、中枢免疫器官：是免疫细胞发生、分化和成熟的场所

2、外周免疫器官：是成熟免疫细胞定居和产生免疫应答的场所，也是滤过淋巴液的部位。免疫器官中枢外周胸腺脾脏骨髓淋巴结

粘膜相关淋巴组织免疫细胞免疫分子

造血干细胞免疫球蛋白淋巴细胞补体单核吞噬C，粒C细胞因子当前第18页\共有46页\编于星期四\19点三、免疫系统的组成淋巴结脾脏骨髓胸腺中枢外周免疫器官当前第19页\共有46页\编于星期四\19点（二）免疫细胞造血干细胞(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。

2、淋巴细胞

T细胞主要介导细胞免疫

B细胞介导体液免疫

K细胞具有杀伤作用NK细胞直接杀伤某些靶细胞

当前第20页\共有46页\编于星期四\19点3、单核-巨噬细胞:具有吞噬、杀伤、递呈抗原以及分泌作用4、中性粒细胞:占白细胞50-70%.非特异性免疫—天然免疫系统5、红细胞:免疫粘附作用

T细胞分为：细胞毒性T细胞(Tc)、辅助性T细胞(Th)、抑制性T细胞(Ts)、迟发型T细胞（TD）。

当前第21页\共有46页\编于星期四\19点中性粒细胞淋巴细胞红细胞血小板血液当前第22页\共有46页\编于星期四\19点当前第23页\共有46页\编于星期四\19点（三）免疫分子1、抗体

（前面已阐述）2、补体

(C):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。可辅助和补充特异性抗体,介导免疫溶菌、溶血作用，故称为补体。补体的生物学效应有：①增强吞噬作用，增强吞噬细胞的趋化性；②增加血管的通透性；③中和病毒；④细胞溶解作用；⑤免疫反应的调节作用。3、细胞因子

当前第24页\共有46页\编于星期四\19点

细胞因子分类淋巴因子单核因子主要细胞因子：白细胞介素IL，B细胞刺激因子、淋巴毒素、肿瘤坏死因子TNF、干扰素IFN、集落刺激因子CSF和转移因子等。细胞因子的主要作用：免疫细胞之间传递信息

细胞因子当前第25页\共有46页\编于星期四\19点四、免疫反应当前第26页\共有46页\编于星期四\19点

免疫反应：是指机体受抗原刺激后，体内免疫细胞识别抗原分子，活化、分化和效应的过程称作免疫应答，也称为免疫反应。

免疫反应分类

四、免疫反应细胞免疫体液免疫当前第27页\共有46页\编于星期四\19点

（一）体液免疫（HumoralImmunity）体液免疫主要指由B细胞介导的免疫反应。感应阶段增殖和分化阶段效应阶段当前第28页\共有46页\编于星期四\19点体液免疫抗原吞噬细胞T细胞增殖分化效应B细胞记忆B细胞抗体发挥免疫效应感应阶段增殖、分化阶段效应阶段B细胞(处理)(呈递)(识别)分泌当前第29页\共有46页\编于星期四\19点（二）细胞免疫（CellularImmunity）感应阶段增殖和分化阶段效应阶段细胞免疫通常是指由T细胞介导的免疫应答。

当前第30页\共有46页\编于星期四\19点抗原吞噬细胞T细胞增殖分化效应T细胞记忆T细胞产生淋巴因子与靶细胞结合发挥免疫效应发挥免疫效应细胞免疫感应阶段增殖、分化阶段效应阶段(处理)当前第31页\共有46页\编于星期四\19点细胞、体液免疫的效应：（1）产生高效而短命的效应T、B细胞，由效应T细胞可直接杀伤抗原，或由效应B细胞分泌抗体清除抗原。（2）产生长寿的记忆T、B细胞，在血液和淋巴循环，随时“监察”，如有同样抗原再度入侵，立即发生二次反应加以消灭。当前第32页\共有46页\编于星期四\19点记忆细胞也分泌抗体。它们的特点是寿命长，对抗原十分敏感，能“记住”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T、B细胞更快地作出反应，即很快分裂产生新的效应T、B细胞和新的记忆细胞，效应T细胞可直接杀伤抗原，效应B细胞再产生抗体消灭抗原。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.记忆细胞和二次免疫反应当前第33页\共有46页\编于星期四\19点第二节运动对免疫功能的影响一、适度运动与机体免疫1、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NK细胞活性增加。适量运动能增加T、B细胞、NK细胞的数目和功能，如运动员休息状态下K细胞活性高于常人。林文韬等给受试者分别以25%、50%、75%最大吸氧量强度运动3分钟，发现T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。当前第34页\共有46页\编于星期四\19点2、适度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。如阿克木（Akim）报道，12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。运动促使细胞因子分泌增多。3、结论：经常适量运动有利于提高机体免疫细胞的活力。但对获得性免疫功能影响不大当前第35页\共有46页\编于星期四\19点第二节运动对免疫功能的影响二、过度训练和免疫抑制长时间高强度训练，淋巴细胞数下降，增殖能力及活性降低；抑制NK细胞和LAK细胞的细胞毒活性；如急性剧烈运动后NK细胞数量、功能均低下。大强较长时间运动时NK细数量和活性均会下降。过度训练会降低机体内的抗体IgG、IgA、IgM水平，其功能也受到影响，机体免疫功能下降。导致对疾病的的抵抗力削弱，上呼吸道感染的发生率增高。麦金农发现，运动员2小时高强度自行车后，IgA水平下降70%。剧烈运动促使细胞因子分泌增多。结论：长时间高强度运动会抑制免疫机能，即免疫机能下降。当前第36页\共有46页\编于星期四\19点三、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3～72小时不等，就好象机体的“窗户”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“开窗期”。在这一过性免疫低下期中，多种病原体极易侵入人体，尤其是流行性感冒和上呼吸道感染等发生率急剧增加。（一）开窗理论当前第37页\共有46页\编于星期四\19点（一）开窗理论当前第38页\共有46页\编于星期四\19点（二）“J”型曲线模式

尼曼（Niema,1994）提出,运动强度和数量与上呼吸道感染率之间的关系呈“J”字形曲线。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，患呼吸道感染的风险明显要低。经常大强度、大负荷训练者，NK细胞功能常暂时严重抑制，故患呼吸道感染的机率高得多（7～20倍）。当前第39页\共有46页\编于星期四\19点当前第40页\共有46页\编于星期四\19点四、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1、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。2、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，是过度训练的警示信号。当前第41页\共有46页\编于星期四\19点（二）运动性免疫抑制的机制1、神经-内分泌-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神经-内分泌-免疫系统网络。实现运动时机体对免疫系统的调控。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。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/脑啡肽等。当前第42页\共有46页\编于星期四\19点2、“免疫抑制因子调节”学说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，参与免疫机能的抑制性调控。矫玮（1998）等人首先发现剧烈运动可以使体内产生免疫抑制因子。3、自由基学说自由基通过攻击免疫细胞膜、DNA等途径