都說運動提高免疫力，你知道其生物學機制嗎？研究首次重磅揭曉

掙脫枷鎖的囚徒

健康達人,優質創作者

長期以來，運動可以提高抵禦疾病免疫力是一種被反複諄諄教導的金科玉律。

但是，支持這種說法的證據卻並不充分。

盡管，有研究發現，運動後血液中的免疫細胞數量會出現增加，為這種金科玉律提供了部分支持。

但是，運動是如何與免疫細胞數量增加，功能增強聯系在一起的呢？

其中具體的生理學機制並不清楚。

現在，美國西南大學發表在《自然》雜志上的一項研究為我們解開了這個謎團。

科學家發現，運動帶來的機械刺激可以激活骨髓中一種表達機械敏感離子通道蛋白的基質細胞，通過分泌幹細胞生長因子而促進一種成骨祖細胞的發育。

這種成骨祖細胞不僅可以分化成成骨細胞，促進骨骼生成；同時，還可以分化成一種特殊類型的造血祖細胞，即普通淋巴祖細胞。

而普通淋巴祖細胞正是抵禦感染至關重要的淋巴免疫細胞的祖先，運動促進普通淋巴祖細胞的發育，自然會導致生成更多的淋巴細胞，從而提高抵禦病菌感染的免疫力。

我們知道，骨髓中有許多具有分化成不同類型細胞的幹細胞和祖細胞。

其中，最主要的是生成骨骼組織和血液細胞的幹細胞和祖細胞。

這也是像白血病等難治的血液病最終通過骨髓（幹）移植移植進行治療的基礎。

在這些擁擠的幹細胞和祖細胞之間，還存在著為這些幹細胞和祖細胞提供保護和適合生長發育生態環境的支持細胞，也被稱為骨髓基質細胞。

這些基質細胞是如何為骨髓幹細胞和祖細胞保駕護航的，目前所知甚少。

已知，骨髓的一些基質細胞可以產生被稱為幹細胞因子的信號蛋白，通過這些蛋白信使來調控幹細胞的分化。

先前的研究已知，骨髓中有一些基質細胞可以表達一種瘦素受體（LepR）。

表達LepR的細胞（LepR +）位於骨髓中的不同位置，主要有兩個類型，一種位於小動脈周圍，一種位於竇狀隙。

美國西南大學的科學家對骨髓LepR +基質細胞進行了基因表達分析，結果顯示其中的一個亞群還表達了另一種稱為骨凝素（Oln）的標志蛋白。

這些表達Oln（Oln +）的基質細胞位於小動脈周圍，但不是竇狀隙。

進一步的研究證明，這些細胞是壽命較短的成骨祖細胞，它們可以分化產生骨骼形成的成骨細胞，而成骨細胞骨骼骨再生中起著至關重要的作用。

然後，研究者通過生物工程技術一種基因突變小鼠，這種小鼠骨髓Oln +細胞被敲除了編碼幹細胞因子的基因。

結果，Oln +細胞不能產生幹細胞因子的小鼠骨髓中的造血幹細胞或大多數造血祖細胞不受影響。

受影響僅有一種特定類型的造血祖細胞，即普通淋巴祖細胞數量大大減少。

普通淋巴祖細胞可以分化成為低於病菌感染的主要免疫細胞——淋巴細胞。

當研究者用被稱為單核細胞增生性李斯特菌感染突變小鼠，這些小鼠清除這種致病菌的效率遠低於對照，即它們對抗這種致病菌的免疫力大大降低。

已知，這種致病菌通常通過淋巴細胞從體內清除的。

這也就意味著，突變小鼠不能產生淋巴細胞，導致免疫力降低。

有趣的是，當研究者將小鼠放到跑步機上運動後，骨髓中Oln +細胞和幹細胞因子的數量顯著增加。

研究者進一步發現，Oln +細胞還表達一種機械敏感離子通道蛋白Piezo1，跑步造成的機械刺激可以通過Piezo激活Oln +細胞產生幹細胞因子，促進成骨祖細胞的發育和分化。

而在基因工程突變小鼠，跑步則不會產生這種效應。

從而證明，運動正是通過機械刺激激活Oln +細胞上機械敏感性蛋白Piezo1，促進幹細胞因子產生，進而促進成骨祖細胞發育分化，從而促進骨骼發育和淋巴細胞生成，提高免疫力的。

另外，研究者還發現，在18個月大的小鼠（相當於75歲老年人）骨髓中Oln +基質細胞和幹細胞因子數量低於2個月大的小鼠。

這也可以解釋老年人為什麼骨折後骨骼生長緩慢，免疫力比年輕人低下的原因。

比如，正在肆虐全球的新冠病毒更容易感染免疫力低下的老年人，並且老年人感染後危重率和病死率遠高於年輕人。

總之，這項研究首次為我們揭示了運動為什麼可以提高免疫力的具體生物學機制，能發表在《自然》這種最頂尖科學雜志上，“當之無愧”。