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      長(zhǎng)時(shí)間跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)前后及恢復(fù)期男性大學(xué)生外周血CD14+單核細(xì)胞TLR2和TLR4表達(dá)的變化?

      2016-07-16 08:26:31張山佳許昌學(xué)院體育學(xué)院河南許昌461000
      體育科技 2016年1期
      關(guān)鍵詞:運(yùn)動(dòng)

      張山佳(許昌學(xué)院體育學(xué)院,河南 許昌 461000)

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      長(zhǎng)時(shí)間跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)前后及恢復(fù)期男性大學(xué)生外周血CD14+單核細(xì)胞TLR2和TLR4表達(dá)的變化?

      張山佳
      (許昌學(xué)院體育學(xué)院,河南 許昌 461000)

      摘要:目的:研究長(zhǎng)時(shí)間跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)前后及恢復(fù)期男性大學(xué)生外周血CD14+單核細(xì)胞TLR2和TLR4表達(dá)的變化規(guī)律。方法:采集12名田徑專項(xiàng)男性大學(xué)生1.5h跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)前后及恢復(fù)期外周血,采用流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)CD14+單核細(xì)胞表面TLR2和TLR4的表達(dá)。結(jié)果:經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)動(dòng)后TLR2表達(dá)呈下降趨勢(shì),但在運(yùn)動(dòng)后即刻和恢復(fù)期均未呈現(xiàn)出顯著性差異(p>0.05)。運(yùn)動(dòng)后即刻和恢復(fù)期TLR4表達(dá)呈現(xiàn)下降趨勢(shì),與運(yùn)動(dòng)前相比均呈顯著性差異(p<0.05)。結(jié)論:長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)動(dòng)可導(dǎo)致CD14+單核細(xì)胞表面TLR4表達(dá)顯著性下降,這可能與長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)動(dòng)后的免疫抑制有關(guān)。

      關(guān)鍵詞:運(yùn)動(dòng);Toll樣受體2;Toll樣受體4

      1 前言

      Toll樣受體(toll-like receptors, TLRs)廣泛分布于多種細(xì)胞表面,但主要表達(dá)于和宿主防御功能有關(guān)的細(xì)胞,如單核巨噬細(xì)胞、粒細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞、淋巴細(xì)胞等,以防御和應(yīng)對(duì)病原體的入侵[1]。TLRs最突出的生物學(xué)功能是促進(jìn)細(xì)胞因子的合成與釋放,引發(fā)炎性反應(yīng),另一重要功能是促進(jìn)抗原提呈細(xì)胞的成熟,從而誘導(dǎo)機(jī)體的獲得性免疫

      [2]。TLRs啟動(dòng)的炎性信號(hào)通路及其誘導(dǎo)分泌的炎性細(xì)胞因子與多種疾病相關(guān)[3]。人類TLRs家族共有11個(gè)成員,屬于I型跨膜蛋白,它由胞外區(qū)、胞漿區(qū)和跨膜區(qū)三部分組成。目前,有關(guān)TLR2與TLR4的研究較多并涉及多個(gè)領(lǐng)域,其中包括運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域[3]。近期的研究顯示,急性運(yùn)動(dòng)可影響單核細(xì)胞表面TLR2和TLR4的表達(dá),而且,這種影響可能涉及到大負(fù)荷運(yùn)動(dòng)后的免疫抑制[4]。本文將探討長(zhǎng)時(shí)間跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)前后及恢復(fù)期CD14+單核細(xì)胞表面TLR2和TLR4表達(dá)的變化規(guī)律。

      2 研究對(duì)象與方法

      2.1研究對(duì)象

      體育教育專業(yè)田徑專項(xiàng)男性學(xué)生12名,身體健康,平均年齡21±1歲,平均身高為176.4±4.2cm,體重均值為74.2±3.8kg。所有被試者知曉并同意接受實(shí)驗(yàn)程序。

      2.2運(yùn)動(dòng)方案

      整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程由準(zhǔn)備活動(dòng)、正式實(shí)驗(yàn)和整理活動(dòng)組成。在經(jīng)過準(zhǔn)備活動(dòng)后,被試者進(jìn)行80%HRmax強(qiáng)度的跑臺(tái)運(yùn)動(dòng),持續(xù)時(shí)間為1.5小時(shí),整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程通過調(diào)節(jié)跑臺(tái)速度,使被試心率維持在靶心率(80%HRmax±5)內(nèi)。使用Polar表監(jiān)測(cè)心率。

      2.3指標(biāo)測(cè)試

      于運(yùn)動(dòng)前1小時(shí)、運(yùn)動(dòng)后即刻及運(yùn)動(dòng)后1小時(shí)和3小時(shí)采集分別采集受試者外周血1ml,置入抗凝管,備測(cè)。采用流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)外周血CD14+單核細(xì)胞表面TLR2和TLR4的表達(dá)??贵w為美國(guó)ebioscience公司小鼠抗人TLR2-PE、小鼠抗人TLR4-PE及抗CD14-FITC(異硫氰酸熒光素),流式細(xì)胞儀為美國(guó)貝克曼公司 EPICS-XL,檢測(cè)結(jié)果用幾何平均熒光強(qiáng)度(GMFI)的均數(shù)表示。

      2.4數(shù)據(jù)分析

      數(shù)據(jù)采用SPSS11.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析,數(shù)據(jù)處理使用單因素方差分析,其中P<0.05表示有顯著性差異,P<0.01具有極顯著性差異。數(shù)據(jù)結(jié)果均用平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示。

      3 結(jié)果

      3.1運(yùn)動(dòng)前后及恢復(fù)期CD14+單核細(xì)胞表面TLR2的表達(dá)

      如表1所示,運(yùn)動(dòng)前1h測(cè)得被試者CD14+單核細(xì)胞表面TLR2的GMFI的均值為81.3±7.3。經(jīng)過1.5h跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)后TLR2表達(dá)呈下降趨勢(shì),但在運(yùn)動(dòng)后即刻和恢復(fù)期均未呈現(xiàn)出顯著性差異(p>0.05)。

      3.2運(yùn)動(dòng)前后及恢復(fù)期CD14+單核細(xì)胞表面TLR4的表達(dá)

      運(yùn)動(dòng)前1h被試者CD14+單核細(xì)胞表面TLR4的GMFI的均值為32.4±4.4,運(yùn)動(dòng)后即刻為24.8±5.7,與運(yùn)動(dòng)前相比呈顯著性差異(p<0.05)。在運(yùn)動(dòng)后1h時(shí)TLR4亦呈現(xiàn)繼續(xù)下降趨勢(shì),GMFI均值為17.9±6.2,與運(yùn)動(dòng)前相比呈顯著性差異(p<0.05)。而在運(yùn)動(dòng)后 3h時(shí),TLT4表達(dá)有所回升,但仍顯著性低于運(yùn)動(dòng)前的水平。

      表1 CD14+單核細(xì)胞TLR2和TLR4表達(dá)平均值(GMFI)

      4 分析與討論

      運(yùn)動(dòng)影響機(jī)體免疫功能的程度與運(yùn)動(dòng)方式、負(fù)荷、運(yùn)動(dòng)時(shí)的環(huán)境條件、受試者訓(xùn)練水平、健康狀況、年齡、心理狀態(tài)等因素有關(guān)。長(zhǎng)時(shí)間大負(fù)荷運(yùn)動(dòng)或長(zhǎng)期的強(qiáng)化性訓(xùn)練容易導(dǎo)致免疫功能抑制,此時(shí)機(jī)體往往容易出現(xiàn)神經(jīng)內(nèi)分泌及免疫功能失調(diào),對(duì)各種疾病尤其是細(xì)菌和病毒感染性疾病易感性明顯增加[5]。天然免疫系統(tǒng)是機(jī)體抵御病原體入侵的第一道防線,TLRs在其中發(fā)揮主導(dǎo)作用,它們直接識(shí)別并結(jié)合某些病原體所共有的高度保守的特定分子結(jié)構(gòu),即病原相關(guān)分子模式(PAMPs),介導(dǎo)機(jī)體的天然免疫過程,并且作為橋梁連接天然免疫和獲得性免疫而發(fā)揮多種作用。根據(jù)TLRs的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過程是否有髓樣細(xì)胞分化因子88(MyD88)的參與將TLRs信號(hào)通路分為MyD88依賴性和非依賴性信號(hào)通路兩種。依賴于MyD88的信號(hào)通路參與早期激活核轉(zhuǎn)錄因子-κB(NF-κB),導(dǎo)致炎性分子的產(chǎn)生,如IL-1、IL-6等;MyD88非依賴性信號(hào)通路激活干擾素調(diào)節(jié)因子3(IRF3)和NF-κB后期激活,最終導(dǎo)致包括干擾素-β(IFN-β)在內(nèi)的一系列基因的表達(dá)[2]。因此,TLRs在免疫應(yīng)答過程具有重要地位。目前,對(duì)TLRs的研究涉及到其結(jié)構(gòu)、配體、信號(hào)通路以及臨床應(yīng)用等,而在運(yùn)動(dòng)免疫學(xué)領(lǐng)域關(guān)于TLRs的研究尚不多見。

      Lancaster等[6]的研究首次報(bào)道運(yùn)動(dòng)對(duì)TLRs的影響,青年(25±1歲)男性耐力運(yùn)動(dòng)員經(jīng)1.5h大強(qiáng)度(約65%VO2max)功率車運(yùn)動(dòng)后即刻和運(yùn)動(dòng)后2小時(shí)單核細(xì)胞TLR1、TLR2和TLR4表達(dá)均顯著性低于運(yùn)動(dòng)前。而本實(shí)驗(yàn)并未觀察到TLR2表達(dá)的顯著性變化。運(yùn)動(dòng)前1h被試者CD14+單核細(xì)胞表面TLR2的GMFI的均值為81.3±7.3,經(jīng)過1.5h跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)后TLR2表達(dá)呈下降趨勢(shì),但在運(yùn)動(dòng)后即刻和恢復(fù)期均未呈現(xiàn)出顯著性差異(p>0.05)。而運(yùn)動(dòng)前1h被試者CD14+單核細(xì)胞表面TLR4的GMFI的均值為32.4±4.4,運(yùn)動(dòng)后即刻為24.8±5.7,在運(yùn)動(dòng)后1h時(shí)TLR4表達(dá)亦呈現(xiàn)繼續(xù)下降趨勢(shì),在運(yùn)動(dòng)后3h時(shí)TLR4表達(dá)有所回升,但與運(yùn)動(dòng)前相比仍呈顯著性差異。Simpson等[7]的研究支持了我們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,他們探討了45分鐘有氧跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)(約75%VO2max))對(duì)青年男性被試單核細(xì)胞亞群TLR2和TLR4表達(dá)的影響。結(jié)果顯示,運(yùn)動(dòng)后血液?jiǎn)魏思?xì)胞(CD16++)增加,而在運(yùn)動(dòng)后1h單核細(xì)胞總TLR2表達(dá)未呈現(xiàn)顯著性變化,而總TLR4表達(dá)量減少12%。最近,Oliveira等[4]研究1.5h的功率車運(yùn)動(dòng)(約75%VO2max)對(duì)男性耐力運(yùn)動(dòng)員(25±1歲)CD14+單核細(xì)胞TLR2和TLR4的影響。結(jié)果顯示,雖然運(yùn)動(dòng)后血液?jiǎn)魏思?xì)胞增加,TLR4在運(yùn)動(dòng)后即刻和運(yùn)動(dòng)后1h的表達(dá)顯著低于運(yùn)動(dòng)前,而在運(yùn)動(dòng)后4h和24h的表達(dá)回升但仍然低于運(yùn)動(dòng)前,且此研究也未觀察到運(yùn)動(dòng)前后TLR2的變化。

      目前,大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后TLRs表達(dá)變化的調(diào)控機(jī)制尚不明了。根據(jù)現(xiàn)有研究報(bào)道,細(xì)胞因子、糖皮質(zhì)激素等可能成為調(diào)控運(yùn)動(dòng)后TLRs表達(dá)變化的因素。TLRs激活后可引起細(xì)胞因子分泌[8],但細(xì)胞因子也能反向調(diào)節(jié)TLRs表達(dá)。大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后TLRs表達(dá)的變化可能與白介素的分泌有關(guān),如IL-6和IL-10[9]。外周血IL-6在劇烈運(yùn)動(dòng)后升高[10],而有研究表明IL-6可以下調(diào)TLRs的表達(dá)[6]。研究表明,糖皮質(zhì)激素可能介導(dǎo)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的免疫功能變化[11],糖皮質(zhì)激素可抑制單核細(xì)胞TLR1、TLR2和TLR4的表達(dá)[9]。因此,推測(cè)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的TLR4表達(dá)的下調(diào)可能與糖皮質(zhì)激素有關(guān)。然而,尚不能確定糖皮質(zhì)激素是直接調(diào)控TLRs還是通過其他細(xì)胞因子的釋放間接調(diào)控。鑒于TLR s在天然免疫和獲得性免疫過程中的重要作用,有關(guān)運(yùn)動(dòng)影響TLRs表達(dá)的機(jī)制和意義仍需深入研究。

      5 結(jié)論

      (1)1.5h跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)未引起CD14+單核細(xì)胞表面TLR2表達(dá)顯著性變化。

      (2)1.5h跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)可導(dǎo)致CD14+單核細(xì)胞表面TLR4表達(dá)顯著性降低,鑒于Toll樣受體對(duì)于免疫功能的重要作用,TLR4表達(dá)的降低可能與長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)動(dòng)后的免疫抑制有關(guān)。

      參考文獻(xiàn)

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      [2]Kaisho T, Akira S. Toll-like receptor function and signaling[J].J Allergy Clin Immunol, 2006,17(5): 979 -987.

      [3]晏春根.運(yùn)動(dòng)與Toll樣受體[J].中國(guó)運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)雜志,2007,26(9):643-644.

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      [5]鄧淑君,劉為,伍鴻鷹.大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練后機(jī)體白細(xì)胞的變化及紫河車增免方的干預(yù)作用[J].湖南師范大學(xué)自然科學(xué)學(xué)報(bào),2008,31(3):108-112.

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      基金項(xiàng)目:?河南省科技廳科技發(fā)展計(jì)劃科技攻關(guān)項(xiàng)目(編號(hào):142102310202);許昌市科技發(fā)展規(guī)劃科技攻關(guān)項(xiàng)目(編號(hào):1502257);許昌學(xué)院優(yōu)秀青年骨干教師資助項(xiàng)目。

      作者簡(jiǎn)介:張山佳(1982-),河南許昌人,碩士,講師,研究方向:運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)。

      The Influence of Prolonged Treadmill Running on CD14+Monocyte Toll-like Receptor 2 and 4 Before and After Exercise in Male College Students

      ZHANG Shan-jia
      ( Xuchang University, Xuchang 461000, Henan, China )

      Abstract:[Objective]To study the variation of CD14+monocyte Toll-like receptor 2 and 4 before and after prolonged treadmill running.[Methods]12 endurance trained male co llege students had blood samples taken before and after 1.5 h of running, and the expression of TLR2 and TLR4 on CD14+monocyte were analysed using flow ctyometry. [Results]After running, the expression of TLR2 slightly decreased after running(p>0.05),the expr ession of TLR4 decreased si gnificantly(p<0.05).[Conclusion]Prolonged running reduces TLR4 significantly, which may be associated with post-exercise immunodepression.

      Keywords:exercise; Toll-like receptor 2;Toll-like receptor 4

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