運動對老年人免疫系統(tǒng)影響研究進展

賀艷軍

（山西師范大學體育學院，山西臨汾041000）

免疫衰老，即與年齡增長相關(guān)的免疫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能改變并不斷惡化的過程，表現(xiàn)為固有免疫和獲得性免疫的雙重損傷，對抗原刺激的應(yīng)答能力下降。免疫細胞數(shù)量和功能的改變以及細胞因子活性的變化，使老年人的免疫反應(yīng)減弱，慢性炎癥反應(yīng)增強，患感染性疾病、自身免疫病和癌癥的風險大大增加（馬騁，2017）。綜上所述，老年人年齡增長會導致免疫機能下降，導致老年人晚年生活的艱難。我國在不久的將來會面對人口的大比例老齡化，如何在老年人老齡化的過程中提升其幸福生活的能力，是我們國家急需解決的難題。本文將綜述運動與老年人免疫系統(tǒng)之間的相關(guān)性，就如何提高老年人免疫力提出相應(yīng)的建議。

1 老年人免疫系統(tǒng)機能低下的機制分析

老年人各器官系統(tǒng)的功能會隨年齡的增加而下降。首先，免疫系統(tǒng)的功能也隨之退化是老年人免疫能力低下的一個重要原因；其次，肌骨系統(tǒng)功能的退行性變化也是引起老年人免疫能力低下的原因之一；最后，久坐不動、不良的生活習慣以及過大的心理壓力也是造成老年人免疫系統(tǒng)功能低下的重要原因。

1.1 年齡增長對老年人免疫系統(tǒng)的影響

老年人的免疫能力是其生活中不可或缺的一種能力，對老年人的晚年幸福起著決定性的作用。衰老會使老年人的適應(yīng)性免疫能力和天然免疫能力均降低，而規(guī)律的運動作為一種簡單又經(jīng)濟的方式，能對抗或延緩這種免疫機能的衰退（李睿，李春艷，2013）。在美國，惡性腫瘤和感染性疾病嚴重威脅著老年人的生命安全和晚年幸福（李睿，2013）。這表明隨著年齡的增加，老年人的免疫系統(tǒng)機能出現(xiàn)了功能衰退，導致免疫功能下降。Espino等在2011年通過實驗觀察發(fā)現(xiàn)，在老年人群的白細胞中，隨著受氧化損傷的分子不斷積累，白細胞的死亡率升高；觀察老年人的中性粒細胞和淋巴細胞發(fā)現(xiàn)，相比于年輕人，其免疫細胞中ROS水平明顯升高，且SOD活性下降，細胞更易發(fā)生凋亡（Espino J.，2011）；趙影在2015年的研究中也指出，隨著年齡的增長，老年人NK細胞增殖速率下降，NK細胞活性亦下降（趙影，2015）。另有研究指出，隨著年齡的增長及疾病、病菌對人體的侵害，加上環(huán)境等因素的影響，人體將難以維持自身抗氧化系統(tǒng)的平衡，大量的自由基使機體產(chǎn)生氧化損傷，首先受傷的便是免疫系統(tǒng)（馬騁等，2017）［1-18］。綜上所述，老年人免疫系統(tǒng)功能低下是多方面的因素造成的。

1.2 肌骨系統(tǒng)對免疫系統(tǒng)的影響

肌骨系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)聯(lián)系密切，部分免疫細胞和肌骨細胞有著相同的起源，兩者的作用通路亦是相輔相成，肌骨系統(tǒng)機能的好壞影響和制約著免疫系統(tǒng)的功能，而免疫系統(tǒng)機能的下降，也是導致老年人肌骨系統(tǒng)功能低下的重要原因；老年人運動的相對缺乏是造成肌肉量和骨量減少的重要原因；肌骨系統(tǒng)的良好運轉(zhuǎn)有利于免疫系統(tǒng)正常機能的維持和免疫力的提高。

1.3 影響老年人免疫系統(tǒng)的其他因素

MahaSellami等人在最近的研究中指出，免疫系統(tǒng)的衰退主要是由于生物因素，如遺傳和環(huán)境因素的相互作用（暴露于感染源，包括巨細胞病毒等）造成的代謝改變（Maha Sellami，2018）；同時也有報道指出，衰老與淋巴細胞亞群和NK細胞的數(shù)量和功能以及幾種促炎和抗炎細胞因子水平的改變有關(guān)（Maha Sellami，2018）。另外，久坐的生活方式也是造成老年人免疫力低下的另一個重要的原因。綜上，不良的生活習慣，生活環(huán)境的惡化、運動的相對缺乏以及較大的心理壓力均會造成老年人免疫系統(tǒng)能力低下。

2 運動對老年人免疫系統(tǒng)的影響研究

長期的、適宜強度的運動作為健康生活的一部分會對老年人的身體產(chǎn)生各種有益的影響。運動對改善老年人免疫系統(tǒng)機能有著重要的作用，是老年人對抗因增齡而出現(xiàn)的免疫系統(tǒng)功能下降的重要手段。突然性的高強度運動會損傷老年人的免疫系統(tǒng)，具有依從性的、緩慢提升的運動可作為保護老年人免疫系統(tǒng)的一種重要手段。

2.1 運動與免疫系統(tǒng)

廣為人知的“J”形曲線免疫理論告訴我們，高強度、長時間的運動會對人體的免疫系統(tǒng)機能產(chǎn)生抑制作用，甚至破壞人體的免疫系統(tǒng)，使其不能發(fā)揮正常的免疫功能，而低強度的運動對免疫系統(tǒng)機能的影響又是微乎其微的。近年來國內(nèi)外的諸多研究均表明，長期規(guī)律性的適宜強度運動鍛煉可以提高老年人機體的免疫能力。Calbet的研究結(jié)果表明，長期的、有依從性的運動對老年人的免疫系統(tǒng)是有益的（Calbet J.A.，2012）。同時，現(xiàn)有的學術(shù)文獻也表明，慢性運動是一種安全的干預模式，可以預防免疫衰老、慢性低度炎癥和提高流感疫苗在老年人群中的有效性，且是安全的；長期規(guī)律的運動不同于久坐的生活方式，對多種慢性病有改善作用，同時可抑制系統(tǒng)性炎癥的發(fā)生（李省天，丁樹哲，2018）。也有學者研究指出，老年人免疫系統(tǒng)中免疫細胞的增多、免疫功能的提升都得益于有規(guī)律的中等強度運動（王宏，2017）［19-20］。

綜上所述，運動與人體免疫系統(tǒng)免疫能力的高低關(guān)系密切，隨著年齡的增加，機體免疫機能下降是必然的趨勢，而運動可以延緩和減弱這種趨勢的發(fā)生和發(fā)展，并且對多種慢性疾病也有預防作用，這對提高老年人生活質(zhì)量來說是至關(guān)重要的。

2.2 運動對老年人NK細胞的影響

自然殺傷（NK）細胞是一類在體內(nèi)能夠獨立行使免疫功能的淋巴細胞。老年人經(jīng)常進行有氧運動有助于提升NK細胞的增殖能力和免疫活性（趙影，田萌，2015）［21-28］。

隨著年齡的增長，NK細胞的增殖速率會出現(xiàn)增齡性的降低。同時，細胞趨化因子和細胞因子以及細胞毒性水平降低（李睿，李春艷，2013）。衰老也能改變NK細胞的表型，隨著年齡增長，CD56bright與CD56dim比值下降，且隨著抑制性受體KLRG1的下降以及CD57表達上升而成倍下降。CD57 NK細胞與CD8 T細胞比值增加（Hayhoe R.P.，2010；Simpson R.J.，2012）。由于CD57 NK細胞復制潛能較低，能分泌大量IFN-α，細胞溶解酶活性較強，CD57可作為NK細胞高度成熟的標記。研究發(fā)現(xiàn)，具有不同有氧能力的老年女性，血液中的NK細胞在數(shù)量上沒有較大的差別，但是卻有著不同的溶細胞的能力，有氧能力高者的NK細胞表現(xiàn)出更強的殺傷能力（李睿，李春艷，2013）。實驗發(fā)現(xiàn)，在安靜狀態(tài)下，有鍛煉習慣的女性（65~84歲）NK細胞的活性高于同年齡段缺少鍛煉的女性（Nieman D.C.，1993）。NK細胞會因運動形式的不同而出現(xiàn)不同的表現(xiàn)，Woods曾對平均年齡在65歲以上的老年人進行過每周3次為期6個月的有氧運動干預，發(fā)現(xiàn)與只做柔韌性和伸展性練習的對照組相比，實驗組NK細胞的體外抗K562腫瘤細胞株的細胞毒活性增強（Woods J.A.，2009）。然而，Campbell在對年齡在50到70歲之間的絕經(jīng)后女性進行為期12個月的工作日進行有氧運動、每次45 min的運動干預后發(fā)現(xiàn)，這些女性的NK細胞毒性并沒有發(fā)生改變，只是最大攝氧量增加了14%（Campbell P.T.，2008）［29-55］。

綜上所述，NK細胞作為人體免疫系統(tǒng)的重要組成部分，運動會影響其功能和活性，不同的運動方式對NK細胞的影響是不同的。這可能與運動對NK細胞的表達通路有關(guān)系，尋求合理的運動方式以提高NK細胞的功能仍需要作進一步的研究。

2.3 運動對老年人中性粒細胞的影響

中性粒細胞在先天免疫系統(tǒng)中扮演重要角色，是最豐富的粒細胞（占WBC的40%～75%）。

Cannon等人的研究表明，以75%最大心率（HRmax）的強度下運動15 min，可以增加老年人（年齡從61～72歲）的中性粒細胞數(shù)（從3.66增加到3.84個細胞/mm3）（Cannon J.G.，1990）。Cannon等人在接下來的研究中以一組年齡為61～72歲的12名受試者和9名年齡為20～32歲的受試者為實驗對象，讓受試者做離心運動，使其在45 min內(nèi)達到最大心率的78%，結(jié)果顯示，受試者循環(huán)中性粒細胞增加（Cannon J.G.，1994）。

綜上，有規(guī)律的運動可以增加老年人中性粒細胞的數(shù)量和活性，降低中性粒細胞和血小板的黏附，這可能是預防血管和炎癥等疾病的一個重要因素。

2.4 運動對老年人T細胞的影響

運動使自然T細胞向T1細胞分化，增強了老年人對感染性疾病的抵抗能力。

衰老會導致胸腺的萎縮，引起免疫系統(tǒng)功能的異常，這將進一步引發(fā)T細胞發(fā)育的異常和不同T細胞表型的平衡被打破，繼而影響T細胞的正常代謝。記憶性T細胞和初始T細胞的比例失衡，也是T細胞衰老的一個重要的表型變化。運動作為一種良好的干預方式，可以延緩這種衰老的變化。

T淋巴細胞與老年人免疫機能的好壞密切相關(guān)（趙影，田萌，2015）。年齡的增加會導致胸腺的萎縮，從而使防御新抗原的幼稚T細胞的產(chǎn)量下降，記憶T細胞和幼稚T細胞的比值增加，導致老年人的免疫能力下降（郭盛淇，2013）。Simpson等在動物實驗中發(fā)現(xiàn)，規(guī)律而強度適宜的有氧運動會加快免疫細胞的更新，使衰老、喪失功能的T細胞被年輕T細胞所取代，而后者對初次接觸的抗原具有更強的反應(yīng)性（R.J.Simpson，2010）。研究者利用中等強度運動干預老年大鼠8周，之后發(fā)現(xiàn)其T淋巴細胞清除1-型單純皰疹病毒（HSV-1）的能力提升，且這種高免疫能力保持了7天左右（Mairan L.，Kohut，2018）。同時也有研究者發(fā)現(xiàn)，超過半年的規(guī)律運動使T1細胞及其細胞因子保持在合適的水平（G.Zhao，2012）。

急性運動會暫時抑制人體免疫系統(tǒng)的機能，不斷地對免疫機能加以抑制會造成T細胞免疫表達能力的下降和免疫球蛋白產(chǎn)量的下降，從而使機體對疾病和病毒的易感率增加。強度不同的運動對T細胞的影響主要表現(xiàn)在對其數(shù)量和功能的改變以及T細胞亞群的分化；中小強度對T淋巴細胞的影響是正向的，大強度運動對T淋巴細胞的影響是負向的（馬濤，李世昌，2011）。在此基礎(chǔ)上，矯瑋等人以60%的儲備心率對12名老年婦女（67～85歲）運動干預12周，每周5天，每天40 min，結(jié)果顯示，老年鍛煉組的NK細胞和T細胞功能較對照組顯著增強（矯瑋，2003）。有跑步習慣的老年人培養(yǎng)PBMCs經(jīng)LPS刺激后T細胞增殖能力增強。

綜上，不論是中等強度的運動還是大強度的運動，都會促使機體T細胞數(shù)量增加和活性增強，中等強度的運動效果更加顯著；運動增加老年人T細胞免疫能力的可能機制是運動會誘導初始T細胞的增殖和分化，減少記憶T細胞的數(shù)量，從而使T細胞所介導的細胞免疫活性更強。

2.5 運動對老年人CD細胞的影響

CD4和CD8作為區(qū)分成熟T細胞亞群的主要標志物，與運動的關(guān)系密切。適當?shù)捏w育鍛煉可以使免疫細胞數(shù)量增加。Shimizu等將24名老年人分為運動健身組和對照組，持續(xù)12周后，發(fā)現(xiàn)健身組老人的CD28、CD8細胞數(shù)量明顯增加，CD80、CD14細胞數(shù)量也明顯增加，即健身運動可以上調(diào)老年人單核細胞和T細胞介導的免疫功能（Shimizu，2011）。Mazzeo等人檢測了20 min的急性運動對老年人淋巴細胞的影響，發(fā)現(xiàn)運動后CD4和CD8細胞增加（Mazzeo R.S.，1998）。另有研究者發(fā)現(xiàn)，老年人（年齡＞60歲）每周進行兩次1 h的有規(guī)律的適度運動，其CD16+和CD56+的濃度增加（Yan H.，2001）。Shimizu等報道，老年人（61～79歲）經(jīng)過6個月的適度運動訓練，CD4+T細胞的CD28表達增加（Shimizu K.，2008）［56-63］。同時，張洋等以96名社區(qū)老年人作為研究對象，隨機分為3組，進行12周的有氧運動和氣功訓練干預，實驗對照組、有氧運動組和氣功訓練組，對照組在12周內(nèi)不進行任何形式的運動，其余兩組分別進行12周的有氧運動和氣功訓練，之后進行一次短時間大強度運動，結(jié)果發(fā)現(xiàn)有氧運動組的CD8水平，氣功訓練組的CD3、CD8水平均分別顯著高于實驗前，且有氧運動組的CD8水平顯著高于氣功訓練組及對照組，CD4/CD8水平顯著低于其余兩組（張洋，2015）。梁利蘋研究了155名從事不同傳統(tǒng)體育項目的老年人，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，經(jīng)常進行傳統(tǒng)體育項目鍛煉的老年人，免疫系統(tǒng)的各個指標明顯高于缺乏鍛煉的老年人（P＜0.05）（梁利蘋，2018）。另外，李睿等人的研究發(fā)現(xiàn)，規(guī)律的運動與老年人IL-2表達增高有關(guān)；4年健身走使老年婦女（CD8）T細胞表達IL-2顯著增加；女運動員（40歲以上）（CD8）T細胞絲裂原刺激誘導表達的IL-2增至同齡非運動員的2倍，且運動訓練類型對（CD4）T細胞IL-2的表達量沒有影響（李睿，李春艷，2013）。

綜上所述，CD細胞群作為機體內(nèi)的抗原，在刺激和誘導機體產(chǎn)生抗體、增加機體免疫力方面起著重要的作用；運動可使機體內(nèi)CD細胞群的數(shù)量增加，使CD4和CD8保持適當?shù)臄?shù)量，促成兩者之間的相對平衡；這就使得機體內(nèi)的抗體保持著相對較高的活性，從而提高老年人的免疫機能和抗感染的能力。

2.6 運動對老年人白細胞介素的影響

白細胞介素是多種細胞產(chǎn)生的在人體內(nèi)發(fā)揮多種功能的重要的細胞因子。隨著年齡的增加，其活性和相應(yīng)的效應(yīng)會下降，而運動可以減慢這種趨勢的發(fā)展。

郭盛淇等人的研究表明，IL-7可以扭轉(zhuǎn)老齡動物的胸腺萎縮，確保胸腺增加輸出到外周T細胞池，改善免疫反應(yīng)。給老齡實驗動物注射IL-7，可增加新的胸腺細胞產(chǎn)生：將經(jīng)IL-7處理的老齡小鼠暴露于流感病毒，與對照動物相比，肺的流感病毒載量顯著減少。更有甚者，經(jīng)肌注IL-7處理的恒河猴，接種流感疫苗后的抗體反應(yīng)更好。通常采用皮下注入IL-7，但是最終達到靶器官胸腺的IL-7濃度很低（郭盛淇，2013）。也有學者的研究結(jié)果顯示，有規(guī)律鍛煉習慣的老年人外周血中IL-2和IL-4含量高于缺乏鍛煉組（Hirokawa K.，2013）。尹劍春將16只經(jīng)過自然衰老建模的老年大鼠隨機分為對照組和實驗組，實驗組進行每次運動的時間為30 min、為期4周的無負重游泳訓練，而后觀察大鼠的胸腺指數(shù)、血清IL-2水平和脾淋巴細胞增殖能力的變化，實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，老年運動組的上述指標均高于老年對照組（尹劍春，2008）。24個月有氧運動后，62～86歲老年婦女培養(yǎng)淋巴細胞IL-2表達高于同齡不運動者（李睿，李春艷，2013）。也有研究者（Della Gatta）以8名老年人（年齡大于65歲）為研究對象，讓受試者進行一組等速運動，結(jié)果顯示受試者血清中IL-6、IL-8水平升高，IL-13水平保持不變（Della Gatta P.A.，2014）。

綜上所述，經(jīng)常性的有氧運動作為一種良好的干預手段，會增加白細胞介素在機體中的表達和提高其相應(yīng)的活性，會使老年人的免疫系統(tǒng)產(chǎn)生適應(yīng)性的改變，從整體上提高老年人的免疫系統(tǒng)功能，減少感染疾病的風險。

2.7 運動對老年人干擾素的影響

干擾素作為一類小分子蛋白質(zhì)，是由免疫細胞和部分非免細胞在受到刺激后產(chǎn)生的。長期適度的運動可下調(diào)其表達水平，說明機體的免疫能力增強，應(yīng)對外界病原體刺激的反應(yīng)減弱。

3 結(jié)論與建議

3.1 結(jié)論

本研究綜合并討論了運動干預對老年受試者免疫系統(tǒng)機能影響的相關(guān)研究。現(xiàn)有的研究證據(jù)表明，不同運動引起的老年人免疫系統(tǒng)變化的幅度是不同的，長期中等強度的規(guī)律運動會使老年人機體的免疫系統(tǒng)產(chǎn)生良好的適應(yīng)性變化，提升老年人免疫系統(tǒng)的功能，減少感染疾病的風險。

3.2 建議

雖然目前對運動和老年人免疫系統(tǒng)之間的關(guān)系有所研究，但是對其機制機理的研究仍沒有明確的結(jié)果，后續(xù)仍應(yīng)做大量的實驗研究，找到合適的動物或人體模型、選擇合適的運動來對抗免疫系統(tǒng)隨年齡增長出現(xiàn)的衰老。

近年來對老年人運動與免疫系統(tǒng)的研究較為片面，對B淋巴細胞、中性粒細胞等的研究較少，因此需要加強這方面的研究。