Nature子刊│运动要趁早！空军军医大学高峰/李佳发现早期运动可以增强中年时期的抗炎免疫

iNature · 公众号 · · 2024-11-24 00:00

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运动通常被认为对免疫健康有短期的有益影响。

近期，空军军医大学高峰及李嘉共同通讯在 Nature Communicatio ns 发表题为“ Early-life exercise induces immunometabolic epigenetic modification enhancing anti-inflammatory immunity in middle-aged male mice ”的研究论文，该研究表明 生命早年定期锻炼对炎症免疫产生长期有益影响。 雄性小鼠从1月龄开始进行3个月的游泳训练可抑制细胞因子反应，减轻暴露于脂多糖激发时的脓毒症，即使在间隔11个月后也如此。通过对血清和肝脏的代谢组学分析，研究发现一种非编码氨基酸哌啶酸是对早期规律运动做出反应的关键代谢物。

重要的是，哌啶酸通过抑制mTOR复合体1信号通路，减少骨髓源性巨噬细胞炎症因子，减轻脓毒症。此外，生命早期运动增加了肝脏中Crym启动子的组蛋白3赖氨酸4三甲基化，而Crym是催化哌啶酸生成的酶。在成年小鼠中，肝脏特异性敲低Crym可消除这种早期运动诱导的保护作用。总之，该研究结果表明生命早期规律运动可通过表观遗传免疫代谢调节增强雄性小鼠中年期的抗炎免疫，其中肝脏哌啶酸的产生具有关键作用。

有规律的身体活动已被广泛认为是一种有效的内源性“复方药”，为个人提供一系列健康优势。 特别是，长期定期运动训练已被证明可以积极调节免疫功能并有效预防各种感染。越来越多的流行病学证据表明，定期进行体育锻炼与降低呼吸道感染的死亡率和发病率有关。此外， 定期运动已被证明可以减轻慢性炎症，这种疾病可能会抑制免疫功能并加剧对感染的易感性。

新出现的证据表明，在儿童早期保持积极的身体活动水平或健康的有氧健身可能会对成年后的健康结果产生持久影响。 阿姆斯特丹生长与健康纵向研究是一项纵向调查，表明在青春期促进身体活动与成年期的一系列有利健康结果有关。同样，一项回顾性研究表明，在青年时期进行定期的体育锻炼与成年后患动脉高血压和2型糖尿病的几率降低有关。考虑到免疫防御感染在健康老龄化中的重要作用 ，令人惊讶的是，探索定期运动对免疫功能的长期影响的研究有限，特别是早期运动对增强晚年感染免疫力的影响。

越来越多的证据表明，新陈代谢和免疫密切相关，从而产生了一个新的研究领域，称为免疫代谢。 先前的研究表明，超过20分钟的中等和高强度有氧运动会引发明显的代谢组学反应，尤其是与各种脂质超通路相关的反应，因为身体会耗尽其糖原储备。此外，运动促进支链氨基酸的分解代谢，这可能会增加胰岛素敏感性并降低患2型糖尿病的风险，以及它们对葡萄糖和脂质的影响。最近的证据强调了特定中间代谢物在免疫功能中的调节作用。 虽然已经确定急性运动促进乳酸和琥珀酸的积累，但运动对循环代谢物和免疫功能的长期影响尚未完全了解。

生命早期运动对免疫的长期影响示意图（图源自 Nature Communications ）

该研究发现在生命早期进行游泳训练可以抑制雄性小鼠对脂多糖(LPS)的炎症反应，减轻脓毒症的严重程度，并促进中年期的恢复，即使是在长时间的脱训练后。这一持久的免疫调节获益归因于免疫代谢网络的表观遗传调节，其中哌啶酸被认为是一个重要因素。总之，研究结果表明，生命早期规律运动可增强小鼠的抗炎免疫，直至中年期。这一持久益处是由免疫代谢网络信号通路的表观遗传调节介导的，其中哌啶酸发挥了关键作用。这凸显了早期有规律的身体活动对晚年免疫健康的重要性。

参考消息：

https://doi.org/10.1038/s41467-024-47458-3

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