锻炼上强度反而更容易生病？多项研究证实：长时间+高强度运动会抑制免疫系统并引起多项人体血液生理指标变化，乳酸堆积或成罪魁祸首？

一般我们都认为做运动可以强身健体，身体素质好了，自然就不容易生病了。不过如果你关注一些职业联赛，可能会产生疑惑。比如像NBA的球员，个个身体素质超群、肌肉壮硕，但有时却会被呼吸道感染，甚至脚趾感染之类的疾病打倒，让人觉得很不可思议：他们天天运动，明明身体那么结实，应该免疫力超强才对啊？

其实长期从事高强度运动的人，免疫力反而会减弱。对于这个违反直觉的现象，科学界早有研究。

1. 长时间、高强度运动反而会抑制免疫系统

2019年发表在《运动和健康科学期刊》上的一篇题为“The compelling link between physical activity and the body's defense system”的研究发现，长期的高强度运动会导致免疫系统被抑制，并引发炎症，增加氧化应激。

研究表明，持续时间在60分钟以内的中等到高强度的短暂运动，对免疫系统有积极的效果。在这些运动中，诸如自然杀伤细胞（NK细胞）和CD8⁺ T淋巴细胞等免疫细胞会被显著激活。这些细胞对于身体抵御病原体至关重要，它们展现出高度的细胞毒性和更强的迁移能力。这种细胞动员增强了免疫监视，有助于识别并清除潜在的病原体或癌细胞，同时对整体的代谢健康产生积极影响。

然而，长时间、高强度的运动却可能产生截然相反的效果，会导致暂时性的免疫抑制。这种免疫抑制状态表现为免疫细胞功能减弱、炎症反应加剧和氧化应激水平上升。这些状况是身体对极端压力的生理反应，可能增加上呼吸道感染（URTIs）的风险。这种情况在经常进行高强度训练或参与比赛的运动员中尤为常见。

因此，对于大多数不是专业运动员的普通人来说，选择适度的运动强度显得尤为重要。过量的运动不仅不能带来预期中的健康益处，反而可能削弱个人的免疫系统，降低机体抵抗疾病的能力。（不知道你有没有过大汗淋漓运动完后，更容易感冒、喉咙痛的情况？）

2. 运动产生的乳酸是罪魁祸首？

不仅如此，最新的研究发现，高强度运动对免疫力的影响还可能与运动带来的乳酸堆积有关。

浙大的研究团队在《自然》上发表题为“AARS1 and AARS2 sense l-lactate to regulate cGAS as global lysine lactyltransferases”的研究，认为在乳酸浓度升高的情况下，细胞内的丙氨酰-tRNA合成酶1和2（AARS1/2）能够感知到乳酸的存在。随后，AARS2会利用乳酸对参与抗病毒先天性免疫应答的关键分子cGAS进行乳酰化修饰，进而导致cGAS的失活。这一过程有效地抑制了抗病毒的先天性免疫反应。

在本项研究中，研究团队深入探索了细胞对L-乳酸这一代谢产物的响应机制，并发现AARS1/2是细胞内关键的L-乳酸感受器。这两个酶不仅在哺乳动物细胞中发挥着重要作用，而且与进化上保守的大肠杆菌中的同源物AlaRS共享着相似的功能特性。

具体而言，AARS1/2以及大肠杆菌中的AlaRS能够以微摩尔级别的亲和力高效地结合L-乳酸，这一特性使得它们能够精确感知细胞内L-乳酸的浓度变化。

更为关键的是，AARS1/2能够直接催化L-乳酸在赖氨酸受体末端的乳酰化过程，这是一个ATP依赖的化学反应。乳酰化作为一种重要的蛋白质翻译后修饰方式，能够显著影响蛋白质的结构和功能。

图注：AARS2是cGAS的乳酸化酶

在响应L-乳酸刺激时，AARS2会与环鸟苷酸-腺苷酸合成酶（cGAS）发生相互作用。cGAS是一种关键的先天性免疫感受器，能够识别并结合外源或异常的双链DNA，进而触发一系列的免疫反应。然而，当AARS2与cGAS结合后，它会在细胞和小鼠中介导cGAS的乳酰化，从而导致cGAS的失活。这一发现揭示了L-乳酸如何通过影响cGAS的活性来调节先天性免疫反应的新机制。

为了更深入地理解乳酰化对cGAS功能的影响，研究人员建立了一种遗传密码扩展正交系统，该系统允许将乳酰赖氨酸掺入到蛋白质中。通过这一系统，他们证明了在cGAS氨基末端的特定位点存在乳酰基会显著影响cGAS的液体状相分离（cGAS liquid-like phase separation）能力，并消除其DNA感受功能。这一发现进一步证实了乳酰化对cGAS活性的抑制作用。

随后，他们还通过基因敲入技术，将乳酰模拟物或乳酰抗性基因引入小鼠模型中。实验结果显示，乳酰模拟物的基因敲入会抑制cGAS的活性，而乳酰抗性基因的敲入则能够使小鼠免受高水平L-乳酸诱导的先天性免疫逃避。这一发现为开发针对L-乳酸介导的免疫逃避的新型治疗策略提供了可能。

此外，他们发现在应激状态下的小鼠中阻断单羧酸转运体1（MCT1）可以抑制cGAS的乳酰化过程，从而恢复先天性免疫监视功能，并有效地拮抗病毒复制。这一发现表明，通过调节MCT1的活性，可以干预L-乳酸对先天性免疫的影响，为治疗相关疾病提供新的思路。

该研究揭示了AARS1/2作为保守的细胞内L-乳酸传感器的关键作用，并阐明了乳酰化这一化学反应过程如何通过影响cGAS来调节先天性免疫反应的新机制。

乳酸和先天性免疫的这种关系为了解运动与健康之间的关系打开了一扇新的大门。除了免疫系统，最近的研究还发现高强度运动会影响人的多项血液生理指标。

3. 高强度运动会引发血液学变化

发表在《诊断学》期刊上的一篇论文细致地剖析了运动员在高强度运动期间所经历的生理变化。

研究中，20名男子水球运动员接受了全面监测，研究人员在职业赛季初始和高强度训练期间采集了他们的血液样本。借助血液学分析仪和化学分析仪等设备，对运动员的健康指标进行了详尽的评估。

研究揭示了高强度训练期间观察到的几项显著变化。首先，平均红细胞体积、血小板计数和平均血小板体积出现了明显下降。铁代谢也发生了变化，表现为总铁结合力的增加和铁蛋白浓度的下降。

此外，脂质谱的变化也值得关注，包括血清总胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇水平的轻微升高，以及高强度训练期间甘油三酯浓度的下降。

这些现象表明，进行高强度训练的水球运动员可能会出现健康指标的波动，包括某些全血计数参数的下降、低密度脂蛋白胆固醇的增加以及肝功能生物标志物的改变。不过高强度训练方案似乎对肾功能生物标志物没有显著影响。

综合这些信息，研究人员认为，与水球赛季初始阶段相比，在高强度训练期间，水球运动员的血液学参数呈现出统计学上显著但轻微的向贫血值偏移的趋势。不过好在这种偏移在临床上并未达到显著水平。此外，研究还发现，水球运动员可能会经历低密度脂蛋白（LDL）胆固醇水平的升高，同时肝功能的生物标志物出现下降的情况。

小结

长期高强度运动与免疫系统和总体身体健康之间存在着复杂而深远的关系。一方面，适量的运动被广泛认为能够增强免疫系统功能，提高身体抵抗力，减少疾病风险。然而，当运动强度超出一定阈值并持续较长时间时，这种效应可能发生变化。

长期高强度运动可能导致免疫系统的暂时抑制，尤其是在运动后的一段时间内。这主要是因为运动过程中产生的应激反应和炎症反应可能会消耗大量的免疫资源，使得免疫系统在短时间内处于相对虚弱的状态。此外，过度训练还可能引发运动性免疫抑制，增加感染和疾病的风险。

然而，值得注意的是，长期高强度运动对免疫系统的影响并非一成不变。个体之间的差异、运动的具体类型、持续时间和强度等因素都可能影响这一关系。因此，制定个性化的运动计划，合理控制运动强度和时间，对于维护免疫系统的健康和促进总体身体健康才是至关重要的。

参考文献：

1. Nieman DC, Wentz LM. The compelling link between physical activity and the body's defense system. J Sport Health Sci. 2019 May;8(3):201-217. doi: 10.1016/j.jshs.2018.09.009.

2. Li, H., Liu, C., Li, R. et al. AARS1 and AARS2 sense l-lactate to regulate cGAS as global lysine lactyltransferases. Nature (2024). https://doi.org/10.1038/s41586-024-07992-y

3. Bukvi´c, F.; Marijanˇcevi´c, D.; Ciˇcak, H.; Šimundi´c, A.-M.; Pašali´c, ˇ D.; Duki´c, L. Effects of High-Intensity Training on Complete Blood Count, Iron Metabolism, Lipid Profile, Liver, and Kidney Function Tests of Professional Water Polo Players. Diagnostics 2024, 14, 2014. https://doi.org/10.3390/ diagnostics14182014

撰文 | linwen

编辑 | lcc

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