锻炼身体,防治炎症!

2021/2/2 10:07:37

人体骨骼肌(又称横纹肌)占体重的45%,它们是由具有收缩功能的肌细胞组成。举手投足,都是骨骼肌收缩的成果,对维持生命至关重要

然而,慢性炎症性疾病通常会导致肌肉萎缩和收缩能力不足。很多慢性病包括肿瘤是长期慢性炎症发展的结果

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炎症没有好坏之分
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北京时间1月23日,发表在《Science Advances》上的一项新研究中,来自美国杜克大学的研究团队通过用实验室培养的工程化肌肉证明,人体肌肉本身就具备一种天生的能力,能在运动时抵御慢性炎症带来的破坏性影响。

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当身体受伤时,最初的低水平炎症反应可以清除细胞碎片,帮助组织重建。但当免疫系统过度反应,产生的就是导致损伤的炎症反应,例如在一些新冠肺炎患者中引起致命的细胞因子风暴。

此外,还有一些疾病会导致慢性炎症,如风湿性关节炎和肌少症,这些疾病会导致肌肉萎缩,并削弱其收缩能力。



骨骼肌的再生能力

通过激活、增殖和分化肌肉干细胞来应对轻微损伤,这一过程在很大程度上有助于局部和全身炎症反应。

尤其是干扰素γ(IFN-γ)这种重要的促炎细胞因子,已被证明与各种类型的肌肉萎缩和功能障碍有关



杜克大学生物医学工程系教授Nenad Bursac说:
在运动的过程中,机体发生了许多生物过程,但很难区分哪些系统和细胞在运动的人体内做了什么。我们已建立了工程化肌肉平台,而且是模块化的,这意味着我们可以按需混合和匹配各种类型的细胞和组织成分。在这种情况下,我们发现肌细胞能够自行发挥抗炎作用。”

肌肉与干扰素γ

此前研究表明,在皮氏培养皿中培育出可收缩且功能正常的人体骨骼肌。从那以后,该实验一直在通过向配方中添加免疫细胞和干细胞库等方法改进其过程。

在这项新研究中,研究人员将这些功能齐全的工程化肌肉浸泡在相对高水平的干扰素γ中7天,以模拟长期慢性炎症的影响。正如预期的那样,肌肉变小了,并失去了大部分力量


实验室培养的肌肉束在钙含量激增时发出荧光,这是衡量肌肉强度的一个指标。在炎症过程中被电刺激以模拟运动的肌肉束与正常肌肉束一样强烈闪光,在慢性炎症中,比未运动的肌肉更亮

然后,研究人员再次使用干扰素γ,但这一次是通过一对电极刺激肌肉以模拟人体锻炼的效果,并希望通过这一过程诱导一些肌肉生长。他们惊讶地发现,工程化的人体肌肉几乎完全阻止了慢性炎症的影响

抑制了肌细胞中的一种特定分子途径,而用于治疗风湿性关节炎的两种药物托法替尼和巴利替尼恰好阻断的是同一条具有抗炎作用的途径

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Bursac实验室博士后研究员Zhaowei Chen说:
“我们的研究不仅证实了干扰素γ主要通过一种特定的信号途径发挥作用,还表明运动的肌肉细胞可以直接对抗这种促炎症信号,而不依赖于其他细胞类型或组织。”
好的运动水平和方式可以对抗慢性炎症同时不会给细胞造成过度压力

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参考文献:
https://advances.sciencemag.org/content/7/4/eabd9502

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