自从 20 世纪早期的一项研究显示波士顿马拉松运动员赛后血液中的白细胞激增以来，运动与炎症之间的联系一直吸引着研究人员的想象力。

现在，哈佛医学院 11 月 3 日发表在《科学免疫学》上的一项新研究可能会为这一百年观察背后提供分子解释。

这项在小鼠身上进行的研究表明，运动的有益效果可能至少部分是由免疫系统驱动的。它表明，运动引起的肌肉炎症会动员抗炎症T 细胞（Treg），从而增强肌肉使用能量作为燃料的能力，并提高整体运动耐力。

研究小组表示，Tregs 长期以来因其在对抗与自身免疫性疾病相关的异常炎症方面的作用而闻名，现在也成为运动过程中人体免疫反应的关键角色。

免疫系统，尤其是 T 细胞臂，对组织健康具有广泛的影响，其影响超出了抵御病原体和控制癌症的范围。我们的研究表明，运动期间免疫系统在肌肉内部发挥强大的作用。”

Diane Mathis，研究高级研究员，HMS 布拉瓦尼克研究所 Morton Grove-Rasmussen 免疫学教授

研究人员警告说，老鼠不是人，这些发现仍有待在进一步的研究中得到重复。然而，这项研究是朝着详细了解运动过程中发生的细胞和分子变化并赋予健康益处迈出的重要一步。

了解运动的分子基础

预防心血管疾病，降低患糖尿病的风险，预防痴呆症。运动的有益效果已得到充分证实。但运动到底是如何让我们健康的呢？这个问题长期以来一直引起研究人员的兴趣。

这些新发现是在人们加紧努力了解运动的分子基础的过程中得出的。阐明免疫系统在此过程中的参与只是这些研究工作的一个方面。

“我们很早就知道体力消耗会导致炎症，但我们并不完全了解所涉及的免疫过程，”该研究的第一作者、马西斯实验室的博士后研究员肯特·兰斯顿说。“我们的研究以非常高的分辨率展示了 T 细胞在肌肉中运动发生的部位的作用。”

此前大多数运动生理学研究都集中在运动过程中释放的各种激素的作用及其对心脏和肺等不同器官的影响。这项新研究揭示了在实际运动部位内展开的免疫级联反应；肌肉。

T 细胞英雄和引发炎症的恶棍

众所周知，运动会对肌肉造成暂时性损伤，引发一系列炎症反应。它促进调节肌肉结构、新陈代谢和线粒体活动的基因表达，线粒体是为细胞功能提供燃料的微小动力室。线粒体通过帮助细胞满足运动时更大的能量需求，在运动适应中发挥关键作用。

在这项新研究中，研究小组分析了从曾经在跑步机上跑步过的小鼠和经常跑步的动物的后腿肌肉中提取的细胞中发生的情况。然后，研究人员将它们与从久坐小鼠身上获得的肌肉细胞进行了比较。

在跑步机上跑步的小鼠的肌肉细胞，无论是一次还是定期，都显示出典型的炎症迹象——；调节各种代谢过程的基因活性更高，促进炎症的化学物质（包括干扰素）水平更高。

两组人的肌肉中 Treg 细胞水平均升高。进一步的分析表明，在两组中，Treg 都能降低运动引起的炎症。在久坐小鼠的肌肉细胞中没有发现这些变化。

然而，运动对代谢和表现的益处仅在经常锻炼的人中才明显——；那些反复奔跑的老鼠。实验显示，在该组中，Treg 不仅可以抑制劳力引起的炎症和肌肉损伤，还可以改变肌肉代谢和肌肉性能。这一发现与对人类的既定观察结果一致，即单次锻炼不会导致性能显着提高，并且需要随着时间的推移进行定期活动才能产生好处。

进一步的分析证实，Tregs 确实为定期锻炼者带来了更广泛的益处。缺乏调节性T细胞的动物会出现不受控制的肌肉炎症，其特点是后腿肌肉中促炎症细胞的快速积累。他们的肌肉细胞也有明显肿胀的线粒体，这是代谢异常的迹象。

更重要的是，缺乏 Tregs 的动物无法像具有完整 Tregs 的小鼠那样适应随着时间的推移而增加的运动需求。他们没有从锻炼中获得同样的全身益处，并且有氧运动能力下降。

这些动物的肌肉中还含有过量的干扰素，干扰素是一种已知的炎症驱动因素。进一步的分析表明，干扰素直接作用于肌肉纤维，改变线粒体功能并限制能量产生。阻断干扰素可预防缺乏 Tregs 的小鼠的代谢异常并改善有氧健康。

“这里的罪魁祸首是干扰素，”兰斯顿说。“在缺乏守护Tregs的情况下，干扰素会继续造成不受控制的损害。”

众所周知，干扰素会促进慢性炎症，这是许多慢性疾病和与年龄相关的疾病的基础，并已成为旨在减少炎症的治疗的诱人目标。作为治疗一系列以异常炎症为特征的免疫疾病的治疗方法，Treg 也引起了科学家和业界的关注。

研究人员表示，这项研究结果让我们得以一睹运动抗炎作用背后的细胞内部运作机制，并强调运动在利用人体自身免疫防御方面的重要性。

人们正在努力设计针对特定免疫介导疾病背景下的 Tregs 的干预措施。研究人员表示，虽然异常炎症引起的免疫疾病需要仔细校准的治疗方法，但运动是对抗炎症的另一种方法。

“我们的研究表明，通过锻炼，我们有一种自然的方式来增强身体的免疫反应以减少炎症，”马西斯说。“我们只观察了肌肉，但运动也有可能促进身体其他部位的 Treg 活动。”

作者身份、资助、披露

联合调查人员包括孙益智、Birgitta Ryback、Bruce Spiegelman、Amber Mueller 和 Christophe Benoist。

这项工作由美国国立卫生研究院拨款 R01 AR070334、F32 AG072874 和 F32 AG069363 资助；以及 JPB 基金会。