运动与免疫能力
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22
4
免疫系統(續)
免疫細胞包括能夠識別和排除異物的淋巴細胞,單核 細胞、顆粒細胞、和肥大細胞等。其中淋巴細胞又可 分為源於骨髓的B細胞和源於胸腺的T 分為源於骨髓的B細胞和源於胸腺的T細胞。 B細胞膜上的接受器與抗原結合後,將活化為漿細胞, 並分泌出抗體。可溶於血漿的抗體,進行體液性免疫 (humoral immunity)。 immunity)。 T細胞必須先被將有吞噬功能的抗原呈現細胞 (antigen-presenting cells)所活化,包括單核球、 antigencells)所活化,包括單核球、 中性球、巨噬細胞等,然後分泌細胞激素 (cytokine),再作用到其他的免疫細胞,稱為細胞 cytokine),再作用到其他的免疫細胞,稱為細胞 性免疫(cellular immunity)。 性免疫(cellular immunity)。
運動與免疫能力
副教授 溫德生
1
人體的防禦系統
人體組織形成一種多層次的防禦系統,來防止或 對抗外來的致病原,包括細菌、黴菌、病毒、和 毒素等的侵入。 人體的防禦系統包括非特異性(nonspecific)的 人體的防禦系統包括非特異性(nonspecific)的 防禦,如皮膚和黏膜;以及特異性(specific) 防禦,如皮膚和黏膜;以及特異性(specific) 的防禦,如免疫作用(immunity)。 的防禦,如免疫作用(immunity)。
14
免疫機能的調節(續)
一、兒茶酚胺(catecholamines) 一、兒茶酚胺(catecholamines) 正腎上腺素和腎上腺素的分泌量與運動強度和持續時 間成正比,短期的效應為使周邊白血球的數量增加。 長期高強度的運動訓練,將使免疫細胞的β接受器之 長期高強度的運動訓練,將使免疫細胞的β 密度降低,以致減少淋巴細胞的增殖程度。 二、腦啡(endophrines) 二、腦啡(endophrines) 劇烈運動時,體力和精神的負荷將會促進內生性腦啡 的分泌,並作用於免疫細胞上的接受器。 腦啡的主要作用為抑制T細胞的活化 腦啡的主要作用為抑制T
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3
免疫系統
由免疫器官、免疫細胞和免疫分子等共同 組成。 免疫器官為免疫細胞增殖、分化、儲存的 場所,分為初級淋巴器官和次級淋巴器官 兩種。前者包括胸腺(thymus)和骨髓 兩種。前者包括胸腺(thymus)和骨髓 (bone marrow);後者包括淋巴結 marrow);後者包括淋巴結 (lymph node)、脾臟(spleen)、以及 node)、脾臟(spleen)、以及 淋巴組織(lymphoid tissues)。 淋巴組織(lymphoid tissues)。
15
免疫機能的調節(續)
三、醣皮質固醇(glucocorticoids) 三、醣皮質固醇(glucocorticoids) 醣皮質固醇幾乎對所有的免疫細胞皆有抑制作用 長期運動訓練不僅會減少該激素的分泌,而且使免疫 細胞的接受器之密度降低,因此減弱該激素的免疫抑 制作用。
16
運動對免疫功能的影響
5
T細胞的活化 細胞的活化
6
B細胞的活化 細胞的活化
7
細菌入侵引發的免疫反應
8
非特異性防禦
非特異性防禦(nonspecific defense)指身體利用特 非特異性防禦(nonspecific defense)指身體利用特 殊的構造來防止病原體的入侵,以及一旦入侵後將它 消滅的過程,共有下列四種方式。 皮膚和黏膜(skin and mucus):能夠分泌殺菌的化學 皮膚和黏膜(skin mucus):能夠分泌殺菌的化學 物質 發炎(inflammation):受傷的組織釋放前列腺素 發炎(inflammation):受傷的組織釋放前列腺素 (prostaglandin)和組織胺(histamine)等物質,導致 (prostaglandin)和組織胺(histamine)等物質,導致 微血管擴張和通透性增加,嗜中性白血球和單核球進 入組織間隙吞噬細菌。
21
運動性免疫抑制的調理
有鑑於劇烈運動的免疫抑制作用,故體適能宜採 用中強度的運動,事實上,這種運動方式反而對 免疫系統有益。 在運動前、運動中、和運動後適時補充糖分。 運動後補充麩胺酸(glutamine),此因它為免疫系 運動後補充麩胺酸(glutamine),此因它為免疫系 統的主要能量來源。 補充抗氧化物,包括維生素C和維生素E。 補充抗氧化物,包括維生素C和維生素E
13
免疫機能的調節
一、神經調節 交感神經有抑制作用 副交感神經有增強作用 二、內分泌調節 腎上腺素、醣皮質激素、促腎上腺皮質激素(ACTH)、和 腎上腺素、醣皮質激素、促腎上腺皮質激素(ACTH)、和 腦啡等有抑制作用。 生長激素(GH)與催乳素有增強作用 生長激素(GH)與催乳素有增強作用 *免疫細胞膜的表面有些神經傳導物質的特異性接受器,可能 與調節作用有關。
1蛋白數量的變化 黏膜分泌的IgA,在劇烈運動後將會降低,此為防止病原體入侵 黏膜分泌的IgA,在劇烈運動後將會降低,此為防止病原體入侵 的第一道防線。 高強度的耐力性運動後,人體易罹患上呼吸道感染似與此有關。 四、細胞激素的變化 細胞激素為免疫細胞合成和分泌的一種具有免疫調節作用的小 分子胜肽 劇烈運動可促使脾臟和淋巴結產生免疫抑制因子,抑制T細胞和 劇烈運動可促使脾臟和淋巴結產生免疫抑制因子,抑制T B細胞的轉化。
9
非特異性防禦( 非特異性防禦(續)
干擾素(interferone):細胞受到病毒感染時釋出的 干擾素(interferone):細胞受到病毒感染時釋出的 小分子蛋白質,有抑制病毒擴散的作用。 補體(complements):為存在於血液中的蛋白質 補體(complements):為存在於血液中的蛋白質 (C1~C9),有趨化作用(chemotaxis)、促進吞噬、和直 ,有趨化作用(chemotaxis)、促進吞噬、和直 接殺死入侵的細菌。
一、周邊白血球數量的變化 運動時,血液中的嗜中性、嗜酸性、嗜鹼性白血球, 以及單核球皆增多,但運動停止後將逐漸恢復正常。 有關的機制為腎上腺素和正腎上腺素的分泌促進血管 內皮細胞將吸附其上的白血球游離出來,以及增加白 血球自肝臟、脾臟、淋巴結、和胸腺等處釋放。 此種白血球數量增多的現象,多見於最大強度的運動; 但次最大強度運動時的增加僅見於未受過訓練的人。
11
抗 體
抗體亦稱為免疫球蛋白(immunoglobulins, Ig),即免疫分子, 抗體亦稱為免疫球蛋白(immunoglobulins, Ig),即免疫分子, 可分為下列五種: IgG:含量最多,約佔70%,可通過胎盤,使胎兒獲得免疫能力。 IgG:含量最多,約佔70%,可通過胎盤,使胎兒獲得免疫能力。 IgE:含量最少,為過敏反應的主要抗體,可促進嗜鹼性球和肥 IgE:含量最少,為過敏反應的主要抗體,可促進嗜鹼性球和肥 大細胞釋出組織胺。 IgA:約佔15~20%,為消化道、呼吸道、泄殖道分泌的抗體。 IgA:約佔15~20%,為消化道、呼吸道、泄殖道分泌的抗體。 IgD:含量少,協助B細胞辨識外來的抗原。 IgD:含量少,協助B IgM:約佔10%,為最大的免疫球蛋白分子,5個分子形成一複合 IgM:約佔10%,為最大的免疫球蛋白分子,5 體,與血液的凝集有關。
19
運動性免疫抑制
運動性免疫抑制(exercise-induced 運動性免疫抑制(exerciseimmunosuppression,)多發生在經過長期訓練或過度 immunosuppression,)多發生在經過長期訓練或過度 訓練的耐力性運動員,通常在參加競賽後1~2週內, 訓練的耐力性運動員,通常在參加競賽後1~2週內, 極易罹患上呼吸道感染的症狀。 許多研究指出免疫細胞數量的減少,淋巴細胞轉化能 力的降低,分泌型IgA的明顯不足,細胞激素的抑制 力的降低,分泌型IgA的明顯不足,細胞激素的抑制 作用,皆可能與之相關。 生理意義為警告身體此刻極需一個恢復期來重新調息 其功能和修補其構造。
20
運動性免疫抑制的可能機制
運動時交感神經興奮對免疫產生抑制作用 運動時,血糖濃度的降低引起腎上腺皮質分泌醣皮質 固醇,此激素雖可促進肝醣分解和糖原新生作用,但 為一強烈的免疫抑制劑。 運動時,體內的氧自由基(free radicals)將顯著 運動時,體內的氧自由基(free radicals)將顯著 上升,不僅導致疲勞,甚至會損害免疫細胞膜,導致 免疫的抑制。
10
特異性防禦
特異性防禦(specific defense):指身體對抗某一特 特異性防禦(specific defense):指身體對抗某一特 殊的病原體所產生的免疫反應,乃維持生命所必須, 但有時為有害的,例如過敏反應(allergy)。 但有時為有害的,例如過敏反應(allergy)。 特異性防禦又稱為獲得性免疫(acquired immunity) 特異性防禦又稱為獲得性免疫(acquired ,其免疫系統經誘發後,將產生對抗特定的抗原 (antigen)之專一性抗體(antibody);其中抗原多為 (antigen)之專一性抗體(antibody);其中抗原多為 蛋白質、多醣類、和核酸。
17
運動對免疫功能的影響(續)
二、免疫細胞的功能活性變化 運動後,嗜中性白血球和單核球的活性將會增加,這 兩種細胞均可轉變為巨噬細胞。 運動後,自然殺手細胞(natural killer cells, NK) 運動後,自然殺手細胞(natural NK) 的活性亦會增強,它能夠藉分泌穿孔素。(perforin) 的活性亦會增強,它能夠藉分泌穿孔素。(perforin) 來破壞細菌的細胞膜;運動的作用為增加它與靶細胞 結合的機率,得以發揮其殺菌力。
12
免疫反應
當抗原與抗體結合成為複合體後,將會發生下列的反 應。 中和作用:使細菌和病毒失去與身體細胞結合的能力 凝集作用:一個抗體分子與多個抗原分子結合,可使 毒素沉澱下來。 活化補體:改變抗體的構造,暴露出補體的結合位置, 以利摧毀抗原。 調理作用:吸引嗜酸性球、嗜中性球、和巨噬細胞來 吞噬細菌。
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免疫系統(續)
免疫細胞包括能夠識別和排除異物的淋巴細胞,單核 細胞、顆粒細胞、和肥大細胞等。其中淋巴細胞又可 分為源於骨髓的B細胞和源於胸腺的T 分為源於骨髓的B細胞和源於胸腺的T細胞。 B細胞膜上的接受器與抗原結合後,將活化為漿細胞, 並分泌出抗體。可溶於血漿的抗體,進行體液性免疫 (humoral immunity)。 immunity)。 T細胞必須先被將有吞噬功能的抗原呈現細胞 (antigen-presenting cells)所活化,包括單核球、 antigencells)所活化,包括單核球、 中性球、巨噬細胞等,然後分泌細胞激素 (cytokine),再作用到其他的免疫細胞,稱為細胞 cytokine),再作用到其他的免疫細胞,稱為細胞 性免疫(cellular immunity)。 性免疫(cellular immunity)。
運動與免疫能力
副教授 溫德生
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人體的防禦系統
人體組織形成一種多層次的防禦系統,來防止或 對抗外來的致病原,包括細菌、黴菌、病毒、和 毒素等的侵入。 人體的防禦系統包括非特異性(nonspecific)的 人體的防禦系統包括非特異性(nonspecific)的 防禦,如皮膚和黏膜;以及特異性(specific) 防禦,如皮膚和黏膜;以及特異性(specific) 的防禦,如免疫作用(immunity)。 的防禦,如免疫作用(immunity)。
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免疫機能的調節(續)
一、兒茶酚胺(catecholamines) 一、兒茶酚胺(catecholamines) 正腎上腺素和腎上腺素的分泌量與運動強度和持續時 間成正比,短期的效應為使周邊白血球的數量增加。 長期高強度的運動訓練,將使免疫細胞的β接受器之 長期高強度的運動訓練,將使免疫細胞的β 密度降低,以致減少淋巴細胞的增殖程度。 二、腦啡(endophrines) 二、腦啡(endophrines) 劇烈運動時,體力和精神的負荷將會促進內生性腦啡 的分泌,並作用於免疫細胞上的接受器。 腦啡的主要作用為抑制T細胞的活化 腦啡的主要作用為抑制T
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免疫系統
由免疫器官、免疫細胞和免疫分子等共同 組成。 免疫器官為免疫細胞增殖、分化、儲存的 場所,分為初級淋巴器官和次級淋巴器官 兩種。前者包括胸腺(thymus)和骨髓 兩種。前者包括胸腺(thymus)和骨髓 (bone marrow);後者包括淋巴結 marrow);後者包括淋巴結 (lymph node)、脾臟(spleen)、以及 node)、脾臟(spleen)、以及 淋巴組織(lymphoid tissues)。 淋巴組織(lymphoid tissues)。
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免疫機能的調節(續)
三、醣皮質固醇(glucocorticoids) 三、醣皮質固醇(glucocorticoids) 醣皮質固醇幾乎對所有的免疫細胞皆有抑制作用 長期運動訓練不僅會減少該激素的分泌,而且使免疫 細胞的接受器之密度降低,因此減弱該激素的免疫抑 制作用。
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運動對免疫功能的影響
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T細胞的活化 細胞的活化
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B細胞的活化 細胞的活化
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細菌入侵引發的免疫反應
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非特異性防禦
非特異性防禦(nonspecific defense)指身體利用特 非特異性防禦(nonspecific defense)指身體利用特 殊的構造來防止病原體的入侵,以及一旦入侵後將它 消滅的過程,共有下列四種方式。 皮膚和黏膜(skin and mucus):能夠分泌殺菌的化學 皮膚和黏膜(skin mucus):能夠分泌殺菌的化學 物質 發炎(inflammation):受傷的組織釋放前列腺素 發炎(inflammation):受傷的組織釋放前列腺素 (prostaglandin)和組織胺(histamine)等物質,導致 (prostaglandin)和組織胺(histamine)等物質,導致 微血管擴張和通透性增加,嗜中性白血球和單核球進 入組織間隙吞噬細菌。
21
運動性免疫抑制的調理
有鑑於劇烈運動的免疫抑制作用,故體適能宜採 用中強度的運動,事實上,這種運動方式反而對 免疫系統有益。 在運動前、運動中、和運動後適時補充糖分。 運動後補充麩胺酸(glutamine),此因它為免疫系 運動後補充麩胺酸(glutamine),此因它為免疫系 統的主要能量來源。 補充抗氧化物,包括維生素C和維生素E。 補充抗氧化物,包括維生素C和維生素E
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免疫機能的調節
一、神經調節 交感神經有抑制作用 副交感神經有增強作用 二、內分泌調節 腎上腺素、醣皮質激素、促腎上腺皮質激素(ACTH)、和 腎上腺素、醣皮質激素、促腎上腺皮質激素(ACTH)、和 腦啡等有抑制作用。 生長激素(GH)與催乳素有增強作用 生長激素(GH)與催乳素有增強作用 *免疫細胞膜的表面有些神經傳導物質的特異性接受器,可能 與調節作用有關。
1蛋白數量的變化 黏膜分泌的IgA,在劇烈運動後將會降低,此為防止病原體入侵 黏膜分泌的IgA,在劇烈運動後將會降低,此為防止病原體入侵 的第一道防線。 高強度的耐力性運動後,人體易罹患上呼吸道感染似與此有關。 四、細胞激素的變化 細胞激素為免疫細胞合成和分泌的一種具有免疫調節作用的小 分子胜肽 劇烈運動可促使脾臟和淋巴結產生免疫抑制因子,抑制T細胞和 劇烈運動可促使脾臟和淋巴結產生免疫抑制因子,抑制T B細胞的轉化。
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非特異性防禦( 非特異性防禦(續)
干擾素(interferone):細胞受到病毒感染時釋出的 干擾素(interferone):細胞受到病毒感染時釋出的 小分子蛋白質,有抑制病毒擴散的作用。 補體(complements):為存在於血液中的蛋白質 補體(complements):為存在於血液中的蛋白質 (C1~C9),有趨化作用(chemotaxis)、促進吞噬、和直 ,有趨化作用(chemotaxis)、促進吞噬、和直 接殺死入侵的細菌。
一、周邊白血球數量的變化 運動時,血液中的嗜中性、嗜酸性、嗜鹼性白血球, 以及單核球皆增多,但運動停止後將逐漸恢復正常。 有關的機制為腎上腺素和正腎上腺素的分泌促進血管 內皮細胞將吸附其上的白血球游離出來,以及增加白 血球自肝臟、脾臟、淋巴結、和胸腺等處釋放。 此種白血球數量增多的現象,多見於最大強度的運動; 但次最大強度運動時的增加僅見於未受過訓練的人。
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抗 體
抗體亦稱為免疫球蛋白(immunoglobulins, Ig),即免疫分子, 抗體亦稱為免疫球蛋白(immunoglobulins, Ig),即免疫分子, 可分為下列五種: IgG:含量最多,約佔70%,可通過胎盤,使胎兒獲得免疫能力。 IgG:含量最多,約佔70%,可通過胎盤,使胎兒獲得免疫能力。 IgE:含量最少,為過敏反應的主要抗體,可促進嗜鹼性球和肥 IgE:含量最少,為過敏反應的主要抗體,可促進嗜鹼性球和肥 大細胞釋出組織胺。 IgA:約佔15~20%,為消化道、呼吸道、泄殖道分泌的抗體。 IgA:約佔15~20%,為消化道、呼吸道、泄殖道分泌的抗體。 IgD:含量少,協助B細胞辨識外來的抗原。 IgD:含量少,協助B IgM:約佔10%,為最大的免疫球蛋白分子,5個分子形成一複合 IgM:約佔10%,為最大的免疫球蛋白分子,5 體,與血液的凝集有關。
19
運動性免疫抑制
運動性免疫抑制(exercise-induced 運動性免疫抑制(exerciseimmunosuppression,)多發生在經過長期訓練或過度 immunosuppression,)多發生在經過長期訓練或過度 訓練的耐力性運動員,通常在參加競賽後1~2週內, 訓練的耐力性運動員,通常在參加競賽後1~2週內, 極易罹患上呼吸道感染的症狀。 許多研究指出免疫細胞數量的減少,淋巴細胞轉化能 力的降低,分泌型IgA的明顯不足,細胞激素的抑制 力的降低,分泌型IgA的明顯不足,細胞激素的抑制 作用,皆可能與之相關。 生理意義為警告身體此刻極需一個恢復期來重新調息 其功能和修補其構造。
20
運動性免疫抑制的可能機制
運動時交感神經興奮對免疫產生抑制作用 運動時,血糖濃度的降低引起腎上腺皮質分泌醣皮質 固醇,此激素雖可促進肝醣分解和糖原新生作用,但 為一強烈的免疫抑制劑。 運動時,體內的氧自由基(free radicals)將顯著 運動時,體內的氧自由基(free radicals)將顯著 上升,不僅導致疲勞,甚至會損害免疫細胞膜,導致 免疫的抑制。
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特異性防禦
特異性防禦(specific defense):指身體對抗某一特 特異性防禦(specific defense):指身體對抗某一特 殊的病原體所產生的免疫反應,乃維持生命所必須, 但有時為有害的,例如過敏反應(allergy)。 但有時為有害的,例如過敏反應(allergy)。 特異性防禦又稱為獲得性免疫(acquired immunity) 特異性防禦又稱為獲得性免疫(acquired ,其免疫系統經誘發後,將產生對抗特定的抗原 (antigen)之專一性抗體(antibody);其中抗原多為 (antigen)之專一性抗體(antibody);其中抗原多為 蛋白質、多醣類、和核酸。
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運動對免疫功能的影響(續)
二、免疫細胞的功能活性變化 運動後,嗜中性白血球和單核球的活性將會增加,這 兩種細胞均可轉變為巨噬細胞。 運動後,自然殺手細胞(natural killer cells, NK) 運動後,自然殺手細胞(natural NK) 的活性亦會增強,它能夠藉分泌穿孔素。(perforin) 的活性亦會增強,它能夠藉分泌穿孔素。(perforin) 來破壞細菌的細胞膜;運動的作用為增加它與靶細胞 結合的機率,得以發揮其殺菌力。
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免疫反應
當抗原與抗體結合成為複合體後,將會發生下列的反 應。 中和作用:使細菌和病毒失去與身體細胞結合的能力 凝集作用:一個抗體分子與多個抗原分子結合,可使 毒素沉澱下來。 活化補體:改變抗體的構造,暴露出補體的結合位置, 以利摧毀抗原。 調理作用:吸引嗜酸性球、嗜中性球、和巨噬細胞來 吞噬細菌。