文摘
增加肥胖的患病率在患有脊髓损伤可以导致轻度慢性炎症和增加感染的风险。交感神经活动有助于减少免疫抑制由于低激活血液中的免疫细胞。体育锻炼的影响在脊髓损伤患者炎症参数没有被描述。我们进行了文献回顾从1974年到2012年出版。本文探讨了慢性炎症之间的关系,脊髓损伤和运动,讨论一个新颖的机制可以解释的有利影响演习增加儿茶酚胺,在脊髓损伤患者细胞因子。
1。背景
慢性炎症是一个发生在人体的免疫系统反应检测有害刺激。可以有神经内分泌反应,如发热、血液反应和代谢反应。白细胞和细胞因子共同对抗受伤。白细胞介素、肿瘤坏死因子-α(TNF -α)是重要的细胞因子,参与多种炎症反应。王等人。1]表明,脊髓损伤,增加血清c反应蛋白的浓度(c反应蛋白,在急性期炎症)的一个标志,白介素6 (il - 6)和endothelin-1。这些变化表明,脊髓损伤,独立于肥胖,与慢性炎症状态有关,这个协会可以解释,至少部分硬化的风险在这些患者的增加1]。
,随着年龄增长和受伤以来,许多患者脊髓损伤有一个不活跃的生活方式,这是与退化和二级健康状况(如骨质疏松症,上肢疼痛、肥胖、糖尿病和心血管疾病),导致减少了参与和生活质量(2]。增加肥胖的患病率在脊髓损伤患者可以进一步导致轻度慢性炎症和增加心血管疾病和2型糖尿病的风险在这个人口(3]。肥胖的特点是过度增加的脂肪组织,它充当一个器官分泌多种蛋白质,包括促炎细胞因子白细胞介素- 6 (il - 6)和肿瘤坏死因子-α(4]。
然而,其他因素除了肥胖可能导致轻度慢性炎症的发展在这个人口。例如,脊髓损伤导致减少交感神经活动,导致重要的碳水化合物和脂质代谢的变化,如高密度脂蛋白胆固醇降低,增加胰岛素抵抗[5]。这在降低交感神经活性也会导致免疫抑制由于低激活血液中的免疫细胞。
锻炼是一个很重要的治疗脊髓损伤患者的康复6,7]。这是第一个同时讨论机制与慢性炎症和脊髓损伤有关,和我们建议运动疗法。我们的假设是锻炼增加了交感神经系统,引起儿茶酚胺增加,导致增强脂类分解和血液中免疫细胞的激活。这些影响导致减少身体脂肪,特别是内脏脂肪和减少生产血液中淋巴细胞的炎性细胞因子,导致减少慢性炎症中发现轻度炎症。因此,这项工作的目的是探讨慢性炎症之间的关系风险,脊髓损伤和运动,讨论一个新颖的机制可以解释运动的有利影响,其中可能包括增加儿茶酚胺,在脊髓损伤患者细胞因子。
2。方法
在这篇文章中,我们进行了一次系统和综合评估的文献使用源文章被ISI索引数据库,PubMed、Medline,寻找解决特定方面的书籍与慢性炎症有关,脊髓损伤和运动疗法在1974年和2012年出版。
我们使用以下搜索条件:“炎症和脊髓损伤”(),“炎症和锻炼”(),“炎症和免疫系统”(),“脊髓损伤和细胞因子”(),“脊髓损伤和肥胖”()和“脊髓损伤和锻炼”(),共有86812篇文章。从这个总,我们选择了72篇文章,针对当前的话题。所有的描述符是由布尔搜索”或者,不是“获得各种安排最大限度地搜索和研究的质量。没有限制对年龄、性别、或实验设计。
3所示。脊髓损伤
在世界范围内,脊髓损伤的发生率是22出现每百万的人8]。在美国,据估计,脊髓损伤发生在大约20%的脊柱骨折,从10到15%的患者出现严重的神经损伤有相当大的发病率和死亡率5%7]。因为发病率和高成本的诊断、治疗和康复的患者,脊髓损伤是一个重大的社会经济问题9]。
脊髓损伤是指任何病变发生在骨髓管导致感官神经元素,电机,和自主赤字。个人不得下身麻痹(损伤下胸椎和腰椎之间)或四肢瘫痪(高胸或颈椎损伤)取决于该地区的脊髓损伤。截瘫的人下肢瘫痪,难以保持坐着。反过来,四肢麻痹麻痹的四肢,沿着树干上下,肌肉组织(10]。
脊髓损伤可以造成的创伤,病毒、肿瘤和血吸虫病。脊髓损伤是一种最衰弱的伤害,因为它的特点是有限或没有神经恢复(8]。几种情况会导致脊髓损伤,包括汽车事故,从高处跌落,火器伤和运动损伤(8]。
4所示。脊髓损伤和慢性炎症
脊髓损伤是一个典型的炎症过程由于脊髓损伤的病理生理学特点是轴突和细胞膜的破坏,细胞死亡、白细胞游走,退化的髓鞘11,12]。因素,如增加促炎的免疫细胞的活动,扰乱细胞释放的有毒代谢产物可能产生额外的组织损伤。先前的研究已经表明,改变在脊髓损伤患者的免疫系统可能会进一步导致轻度炎症过程(13,14]。随着时间的推移,脊髓损伤患者还表现出慢性低度炎症(1]。王等人。1]表明,损伤本身是增加血清c反应蛋白的浓度(c反应蛋白,在急性期炎症)的一个标志,il - 6和endothelin-1。这些变化表明,脊髓损伤本身与慢性炎症状态有关,这或许可以解释,至少在某种程度上,这些病人的硬化的风险增加。
除了慢性低度炎症,脊髓损伤患者健康水平较低,减少全身精益质量,减少能量消耗,脂肪积聚在下肢和腹部特征增加人口发展中肥胖的风险(15,16]。
5。肥胖和炎症
肥胖的特点是过度增加脂肪组织(17),它是一种低级的炎性疾病。脂肪组织作为一个器官分泌多种蛋白质,包括促炎细胞因子白细胞介素- 6 (il - 6)和肿瘤坏死因子-α和抗炎蛋白脂联素和il - 1018,19]。增加肥胖的患病率在脊髓损伤患者可以进一步导致轻度慢性炎症,增加心血管疾病的风险在这个人口(3]。肥胖会导致代谢障碍,包括增加循环细胞因子(il - 6、il - 1、TNF) [20.),减少保护性因素,如脂联素和细胞在炎症和代谢疾病之间的通信21]。
细胞因子是蛋白质生产和发布的不同细胞,包括白细胞、肌肉细胞、神经细胞。这些蛋白质可以在多效性的行为方式或与其他物质协同作用,能调节其他细胞因子的生产22]。细胞因子功能的调节新陈代谢的影响激素分泌,调节Th1 / Th2免疫反应,诱导炎症反应。在神经系统,调节复杂的神经行为和调节温度调节,食物摄入量和神经生物学的模式在睡眠中(23]。
(il - 1)的家庭成员,如il - 1α,il - 1βIL-1ra,地震,是由各种细胞、淋巴细胞等,针对炎症感染和微生物产生的木糖醇(24]。此外,il - 1等离子体浓度增加可能会导致发烧,疾病,增加心率、血流量增加,在许多血管床,并增加了同情的语气;变化的碳水化合物,脂肪和蛋白质代谢也发生22- - - - - -25]。
肿瘤坏死因子-α主要由巨噬细胞和中性粒细胞,但其他细胞如淋巴细胞、NK细胞、内皮细胞和神经细胞,也可能有能力生产它25]。肿瘤坏死因子-α在应对各种各样的刺激,包括感染和其他细胞因子刺激或有丝分裂原24]。肿瘤坏死因子-α是一种有效的多效性的细胞因子激活多种信号转导途径由于其能力和诱导或抑制一些基因的表达。此外,它有强大的内生火成的性质和温度可以促进身体的生理变化(26]。此外,组织报告标志着恶病质展示高TNF -α活动,在异化的条件下观察到,如癌症和系统性炎症性疾病(25]。
细胞因子可以穿透血脑屏障(BBB)对大脑和行为间接地通过刺激化学第二信使携带信息的生产目标,如NF -κB和腺苷酸(27- - - - - -29日]。细胞因子的假设可能会影响神经系统的功能(NS)是基于观察,治疗与细胞因子、干扰素等γ(正γ),促进神经内分泌变化。其他的研究已经确定了这些细胞因子受体在许多的大脑区域(26,30.,31日]。其他研究已经表明,促炎细胞因子浓度的增加促进了减少transendothelial电阻和BBB通透性的增加32]。最后,它是可能的,可能产生细胞因子在大脑本身反应神经活动(22]。
最近,几项研究已经显示传入神经通路的存在通过腹腔炎症可能会影响大脑(11]。Subdiaphragmatic横断的迷走神经导致热减少,睡眠质量差,夜间去甲肾上腺素分泌,和下丘脑il - 1生产脂多糖(LPS)诱导的腹膜腔(32),从而验证这一假设。这些改变不是由于减少循环水平的细胞因子或衰减对脂多糖诱导的炎症反应(有限合伙人),而是一个有缺陷的细胞因子在大脑中[翻译33]。
6。交感神经活动和炎症
去甲肾上腺素和肾上腺素是关键激素身体准备一个最原始的反应:“战或逃反应”。儿茶酚胺增加心肌细胞的收缩性和传导速度,导致心输出量增加,血压的增加,从而导致血管张力和阻力增加。这将导致增加“预装在右心房,导致心率下降由于燕八哥机制。儿茶酚胺也便于呼吸(支气管扩张)和调动身体的代谢储备(脂类分解和肝糖分解)提供重要能源(34]。
与颈胸或高损伤脊髓人个人经验减少交感神经受伤的交通水平以下(35),包括减少腿交感神经活动记录下microneurography [36),减少全身去甲肾上腺素溢出(37),从肾上腺髓质释放肾上腺素(受损38]。基于这些结果,可以推测,这些人不仅体验一个更小的增加整体sympathoadrenergic活动在手臂运动还在皮下脂肪组织交感活动将影响较小地区近端(如锁骨区域)损伤比远端地区(如脐地区)。低血浆儿茶酚胺反应已发现手臂运动与健康受试者相比,患有脊髓损伤(39]。按照差异化自主反应,加热引发的汗水之上但不低于打断的节段水平交感输出(40]。
儿茶酚胺的主要监管机构是脂类分解血浆激素在人类。儿茶酚胺调节脂类分解通过刺激α肾上腺素能受体,因此可以减少或增加脂类分解,根据其浓度和受体的亲和力。在运动过程中,增加循环儿茶酚胺刺激激活的脂解作用α肾上腺素能受体(41,42]。
大脑和身体的免疫系统是一些主要的自适应系统(34],他们相互交流广泛,以调节身体内稳态(43]。关键系统参与这个相声-肾上腺轴(HPA)和自主神经系统,它由肾上腺素的交感神经系统,vagus-mediated交感神经系统和肠神经系统(34- - - - - -44]。在许多年里,越来越多的证据表明,淋巴细胞和吞噬细胞能够合成和释放不仅神经肽也神经递质和激素。此外,这些细胞有肾上腺素能和胆碱能功能。因此,通过神经和免疫系统中共存,这些介质成为neuroendocrine-immune-modulating网络的通用语言(45),使神经、内分泌和免疫系统调节和调整其功能反应积极的还是消极的,从而使身体迅速适应各种内部和外部环境的变化。
我们现在开始理解,儿茶酚胺是一个组成部分,这些neuro-endocrine-immune /炎症互动网络的强大的调节器。通过直接沟通通过交感神经纤维分布淋巴器官(45],儿茶酚胺可以调节小鼠淋巴细胞增殖和分化46)和啮齿动物的细胞因子的生产。Th细胞(47)和人类外周血单核细胞(PBMCs) [48]。这些交互是通过肾上腺素能受体表达小鼠淋巴细胞(47),大鼠自然杀伤(NK)细胞(49),啮齿动物巨噬细胞和中性粒细胞50,51],和人类PBMCs [52]。因此,我们必须更好地理解来源,分配和角色的儿茶酚胺及其受体免疫和炎症。
7所示。运动作为一种抗炎治疗
久坐不动的生活方式疾病的危险因素,与几个临床研究说明减少死亡率和发病率与久坐的人相比,锻炼个人(53,54]。定期或慢性运动对基底的影响水平的炎症标记物被用来推荐运动作为抗炎治疗。根据Kasapis和汤普森(55),单个会话的运动触发增加促炎细胞因子释放,这是与白细胞增多和血浆c反应蛋白的浓度增加。这种促炎反应急性运动是伴随着氧化压力突然增加,其次是自适应机制对炎症(56]。
此外,纵向研究表明,定期培训诱发降低c反应蛋白水平,建议抗炎作用,在多种条件下,包括胰岛素抵抗和其他心血管和代谢疾病的疾病。规律的运动也与il - 6和TNF -减少有关α和增加抗炎物质,如il - 4和il - 10 (57),加强抗炎性质的运动(58,59]。
细胞因子释放的也不仅单核细胞,肌肉细胞。斯塔基等人指出,体育锻炼直接抑制endotoxin-induced TNF -α生产在人类中,最有可能通过释放il - 6从锻炼肌肉60]。通常,细胞因子il - 6是第一个出现在循环运动后,其次是增加IL-1ra和il - 10 (61年]。il - 6释放取决于运动的强度和持续时间,直接关系到血液中儿茶酚胺的浓度。il - 6的作用和运动的假设抗il - 6最近发布了(62年,63年]。因此,il - 6、多因子的细胞因子,调节细胞和体液反应和炎症扮演关键的角色,与一些病理条件下慢性炎症的标志(62年,63年]。然而,更有趣的关于白介素,费子曼和特南鲍姆(62年)评论道,是公认的有益作用作为抗炎因子,在胰岛素敏感性在运动中尤为明显。
循环的il - 6水平显著增加,运动后没有肌肉损伤一直是一个非常一致的发现。血浆il - 6增加的大小与运动持续时间、强度的努力,机械工作,所涉及的肌肉和耐力能力(63年)il - 6被表示为最强的候选人体液因素释放运动后,在一种时尚,它公布的肌肉,现在被视为一个内分泌器官,影响其他器官(63年]。由于其能力刺激肾上腺皮质轴产生肾上腺素,皮质醇和抗炎细胞因子,如interleukin-4 (il - 4)、白细胞介素- 10”(il - 10)、il - 6也有抗炎作用[25]。
的淋巴细胞il - 10被形容为一个产品可能会导致Th1细胞因子的生产。il - 10的家庭由五个了细胞因子:interleukin-19 (IL-19) interleukin-20 (IL-20) interleukin-22 (il - 22生成),interleukin-24 (IL-24)和interleukin-26 (IL-26)。一些组织可能函数作为il - 10的来源,包括淋巴细胞和脂肪和骨骼肌。此外,il - 10多个生物活性和影响许多不同的细胞类型,包括单核细胞/巨噬细胞、T细胞、B细胞、NK细胞,中性粒细胞,内皮细胞和外周血单核细胞(PBMCs)。il - 10也在炎症的监管行为,因为它是由脂肪和肌肉组织,这是重要的支持/抗炎比条件下如体育锻炼、肥胖、和炎性疾病64年,65年]。
8。体育锻炼可以改善脊髓损伤的炎症吗?
运动对疾病的保护作用与慢性炎症可能有关,在某种程度上,是归因于抗炎活性。多项研究表明,炎症标记后减少长期行为变化涉及减少能量摄入和增加体力活动(58]。中给出的数据,研究强调了运动的有益作用的观点似乎与它能够减少炎症细胞因子水平和/或增加抗炎细胞因子,这可能也适用于病理条件和物理限制,如脊髓损伤。
在最近的一次审查,马丁et al。66年)一致的证据表明,运动和体能训练是有效改善脊髓损伤患者的身体健康。这些好处是依赖于时间、强度和体积的运动(66年]。关于身体活动的影响,一些研究已经表明,运动能促进抗炎作用。彼得森和他59)表明,在健康受试者,锻炼诱导释放il - 6,主要是在肌肉纤维合成,可以释放到血液刺激其他抗炎细胞因子的循环,如受体拮抗剂il - 1 (IL-1RA)和il - 10,和抑制促炎细胞因子TNF -的生产α。此外,il - 6刺激脂类分解和脂肪氧化,,运动后,其浓度主要取决于执行的持续时间和强度的运动(67年]。
考虑上述因素,我们认为,急性运动导致交感神经活动增加,反应强度的依赖,导致血浆儿茶酚胺和其他激素的增加,从而调节neuro-immuno-endocrine轴在脊髓损伤患者。因此,建议增加儿茶酚胺通过体育锻炼导致增强脂类分解和血液中免疫细胞的激活。这些影响导致减少身体脂肪,特别是内脏脂肪和减少生产血液中淋巴细胞的炎性细胞因子,导致减少慢性炎症中发现这个群体(59,68年- - - - - -70年]。
9。结论
轻度炎症之间的关系,讨论了脊髓损伤和运动疗法在目前的审查。脊髓损伤患者肥胖风险较高,因此,低级的慢性炎症由于内脏脂肪的积累和随后的促炎细胞因子的生产增加了脂肪组织。此外,在降低交感神经活性观察到在这个人口导致脂类分解的衰减,血脂异常,增加脂肪组织巨噬细胞浸润,导致慢性炎症。
相比之下,急性运动导致intensity-dependent增加交感神经活动,导致血浆儿茶酚胺增加血液中il - 6和随后的增加。这白介素释放到循环运动后后跟IL-1ra和il - 10抗炎细胞因子的增加。这种共鸣的增加会导致增强脂类分解和血液中免疫细胞的激活。这些影响导致减少身体脂肪,特别是内脏脂肪,减少生产血液中淋巴细胞的炎性细胞因子。鉴于证据认为在这项研究中,我们得出结论,锻炼可能是一个有趣的非药物治疗减少慢性低度炎症。
从这个意义上说,我们认为,运动可以被视为一个调制器neuro-immuno-endocrine轴在脊髓损伤患者中,作为一个潜在的选项来改善这些人的生活质量。
确认
所有作者都感激Associacao深处de Incentivo尽管(AFIP),慰问Nacional de Desenvolvimento Cientifico e学府(CNPq),先涛公司Multidisciplinar em Sonolencia e Acidentes (CEMSA),涛公司德尽管Expansao e Difusao研究院做园子CEPID /索诺,Fundacao德帕罗尽管做Estado de圣保罗(FAPESP)必须占州政府CEPID没有。98/143003-3,圣保罗大学联邦德(UNIFESP)和Centro de Estudos em Psicobiologia e Exercicio(意味轩)。