在20世纪初的一项研究中，发现波士顿马拉松运动员比赛后血液中的白细胞激增，运动和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提供分子解释。
这项对小鼠的研究表明，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，由劳累引起的肌肉炎症动员了抗炎的T细胞，或调节性T细胞，增强了肌肉使用能量作为燃料的能力，提高了整体运动耐力。
研究团队表示，调节性T细胞长期以来以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，现在这种细胞现在也成为身体运动期间免疫反应的关键参与者。
“免疫系统，特别是T细胞，对组织健康有着广泛的影响，这不仅仅是保护病原体和控制癌症。HMS布拉瓦特尼克研究所免疫学教授、研究高级研究员Diane Mathis说：“我们的研究表明，免疫系统在运动期间在肌肉内产生强大的作用。”
研究人员警告说，小鼠不是人，这些发现仍有待进一步研究复制。然而，这项研究是详细说明运动期间发生的细胞和分子变化并赋予健康益处的重要一步。
预防心血管疾病，降低糖尿病风险，预防痴呆症。锻炼的有益效果是众所周知的。但锻炼到底是如何让我们健康的？长期以来，这个问题一直吸引着研究人员。
新发现是在加强努力了解练习的分子基础时发现的。解开免疫系统参与这一过程只是这些研究工作的一个方面。
Mathis实验室博士后研究员Kent Langston说，我们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。我们的研究以非常高的分辨率显示，T细胞在肌肉中锻炼的部位做什么。
之前大多数关于运动生理学的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部等不同器官的影响。这项新研究揭示了在实际劳累部位——肌肉内部展开的免疫级联系。
众所周知，运动会对肌肉造成暂时损害，引发一系列炎症反应。它促进了调节肌肉结构、新陈代谢和线粒体活动的基因表达，线粒体是燃料电池功能的微型动力源。线粒体通过帮助细胞满足运动的更大能量需求，在运动适应中发挥着关键作用。
在这项新研究中，该团队分析了从曾经在跑步机上跑步的小鼠和定期跑步的动物的后腿肌肉中提取的细胞中发生了什么。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。
在跑步机上运行的小鼠的肌肉细胞，无论是一次还是定期，都表现出典型的炎症迹象——调节各种代谢过程的基因活性更大，以及促进炎症的化学物质水平更高，包括干扰素。
两组肌肉中的特雷格细胞水平都升高。进一步的分析表明，在两组中，调节性T细胞都降低了运动引起的炎症。在久坐小鼠的肌肉细胞中没有看到这些变化。
然而，运动的代谢和性能益处只有在常规锻炼者身上才明显——那些反复跑步的小鼠。实验显示，在那组中，调节性T细胞不仅抑制了劳累引起的炎症和肌肉损伤，还改变了肌肉代谢和肌肉表现。
这一发现与人类公认的观察结果一致，即一局运动不会导致性能的显著改善，需要随着时间的推移进行定期活动才能产生收益。
进一步的分析证实，Tregs确实对常规锻炼者看到的更广泛的好处负责。缺乏Tregs的动物有不受约束的肌肉炎症，其特点是后腿肌肉中快速积累促进炎症的细胞。他们的肌肉细胞也有明显肿胀的线粒体，这是代谢异常的标志。
更重要的是，随着时间的推移，缺乏Tregs的动物并没有像拥有完整Tregs的老鼠那样适应日益增长的运动需求。他们没有从锻炼中获得相同的全身益处，并且降低了有氧健身能力。
这些动物的肌肉也有过量的干扰素，这是已知的炎症驱动因素。进一步的分析显示，干扰素直接作用于肌肉纤维，改变线粒体功能并限制能量生产。阻断干扰素可以防止代谢异常，并改善缺乏Tregs的小鼠的有氧健身。
Langston说，这里的恶棍是干扰素。在没有监护人调节性T细胞来应对的情况下，干扰素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，这一过程是许多慢性疾病和年龄相关疾病的基础，并已成为旨在减少炎症的疗法的诱人靶点。调节性T细胞还引起了科学家和行业的注意，作为一系列以异常炎症为标志的免疫疾病的治疗方法。
研究人员表示，这项研究结果瞥见了运动抗炎作用背后的细胞内部运作，并强调了其在利用身体自身免疫防御方面的重要性。
正在努力设计针对特定免疫介导疾病背景下调节性T细胞的干预措施。研究人员表示，虽然由异常炎症驱动的免疫条件需要精心校准的疗法，但锻炼是对抗炎症的另一种方法。
Mathis说，我们的研究表明，通过锻炼，我们有一种自然的方法来增强身体的免疫反应，以减少炎症。我们只看了肌肉，但锻炼可能也在促进身体其他地方的调节性T细胞活动。
参考文献：
Paul Langston et al, Regulatory T cells shield muscle mitochondria from interferon-γ-mediated damage to promote the beneficial effects of exercise, Science Immunology (2023).