运动能提高免疫力吗?

目前疫情牵动着全国上下的敏感神经,预防很重要,能通过运动提高免疫力吗?有科学依据吗?哪种运动方式更好?
关注者
1,547
被浏览
899,712

231 个回答

长期的运动对免疫力提高自然是正向作用。

运动对心肺功能、慢性疾病有明显改善作用,对老年人的骨骼肌萎缩有明显延缓作用,对保存骨量也是正向影响。很多年前写过科普:《运动与生理机能的关系》。


但在目前的疫情下,临时抱佛脚开展运动,意义很小。

因为健身存在一个「免疫下降」的空窗期,这个空窗期长达3-24小时,取决于训练的强度与时间(Gleeson, 2007)。

长期保持运动习惯对免疫力的提高是有帮助的。

但临时抱佛脚开展运动,并不能提高免疫力。特别是临时起意开展高心率、高强度运动,反而有可能降低免疫力。如果你突然进行一项强度颇大的训练,你的免疫力就会在之后的24小时内大幅度下降。专业运动员在临赛和比赛期间,面临着整个职业生涯最大强度的运动量。他们在此时的患病风险远高于普通人。

以2012年伦敦奥运会为例:大概有41%的运动员都得了呼吸道感染(Engebretsen et al, 2013)。 下图为2012年伦敦残奥会当中,发病率最高的也是呼吸道疾病为平均3.61/1000人,占了总病情的27.4%。

伦敦2012残奥会疾病统计(Schwellnus et al 2013.)

上呼吸道疾病的得病风险与训练强度其实是一个J线图的关系,久坐不动的人的得病风险在平均线,中等训练强度的人的得病风险比较低(大多数运动爱好者),高强度训练的人(专业运动员/过度训练)得上呼吸道疾病的几率比较高(Nieman,1994)。

​对于「第一道防线」先天性免疫系统:高强度运动时虽然会刺激白细胞数量的上升,但是在身体内流动的成熟的(能杀毒的)白细胞却更少,白细胞的功能会下降(Gleeson, 2007)。另外,巨噬细胞的特性在运动后到运动一小时后也会从抗炎转变为促炎效果(Booth et al, 2010)。杀手细胞也会在运动后1-6小时内被压制着。

对于特异性免疫系统:杀手T细胞的数量和功能会在运动后1-4小时内被压制着特别是在高强度的运动当中(80%最大摄氧量以上)(Nieman, 1994)。长时间运动(>90分钟)也会降低淋巴细胞去达受感染的细胞的能力,如果淋巴细胞无法到达受感染的细胞,那就无法建立免疫防线(Bishop et al, 2009)。运动后90分钟是易感染的窗口期,因为这时候是T细胞最弱的时候,如果在这个时候接触了流感病毒,就很可能得病,这个时间段要注意一点(Bishop et al, 2005)。另外,唾液中的免疫球蛋白(病原体的第一道防线)也会在长时间高强度的训练当中降低,从而增加上患病的几率(Martin et al, 2010)。

高强度的训练有很大可能也会伴随着高强度的心肺消耗,从而需要更多更深的呼吸,而这时候在人多的地方就更容易把空气中的病原体吸入体内了。这也是为什么我们要戴口罩,就是为了去避免吸入病原体,隔绝飞沫。

高强度长时间的训练会在训练后抑制着免疫系统,降低免疫力,在平常的时候我们稍微注意一下不要着凉,补充好水分就可以了。但是在现在疫情这么严重的情况下,尽量让自己的免疫系统达到最佳状态,降低得流感的风险。

所以,重点来了!

如果平常没有健身习惯的小伙伴,就不要开展训练了,在家里佛系养生就行。

如果平常有健身习惯的小伙伴,如果非要训练,以中低强度的训练为主。此时划划水,佛系健身,才是最佳选择!

增强身体素质,提高免疫力是一项长期行为,不妨在新型肺炎被有效控制之后,再开展更为正式的健身训练。


文献References

  1. Booth, S., Florida-James, G., McFarlin, B., Spielmann, G., O’Connor, D., & Simpson, R. (2010). The impact of acute strenuous exercise on TLR2, TLR4 and HLA.DR expression on human blood monocytes induced by autologous serum. European Journal Of Applied Physiology, 110(6), 1259-1268. doi: 10.1007/s00421-010-1616-2
  2. Bishop, N., Walker, G., Bowley, L., Evans, K., Molyneux, K., Wallace, F. and Smith, A. (2005). Lymphocyte responses to influenza and tetanus toxoid in vitro following intensive exercise and carbohydrate ingestion on consecutive days. Journal of Applied Physiology, 99(4), pp.1327-1335.
  3. Engebretsen, L., Soligard, T., Steffen, K., Alonso, J., Aubry, M., & Budgett, R. et al. (2013). Sports injuries and illnesses during the London Summer Olympic Games 2012. British Journal Of Sports Medicine, 47(7), 407-414. doi: 10.1136/bjsports-2013-092380
  4. Gleeson, M. (2007). Immune function in sport and exercise. Journal Of Applied Physiology, 103(2), 693-699. doi: 10.1152/japplphysiol.00008.2007
  5. Martin, S., Pence, B. and Woods, J. (2009). Exercise and Respiratory Tract Viral Infections. Exercise and Sport Sciences Reviews, 37(4), pp.157-164.
  6. NIEMAN, D. (1994). Exercise, upper respiratory tract infection, and the immune system. Medicine & Science In Sports & Exercise, 26(2), 128-139. doi: 10.1249/00005768-199402000-00002
  7. Nieman, D., Miller, A., Henson, D., Warren, B., Gusewitch, G., Johnson, R., Davis, J., Butterworth, D., Herring, J. and Nehlsen-Cannarella, S. (1994). Effect of High- Versus Moderate-Intensity Exercise on Lymphocyte Subpopulations and Proliferative Response. International Journal of Sports Medicine, 15(04), pp.199-206.
  8. Prather, A., Janicki-Deverts, D., Hall, M. and Cohen, S. (2015). Behaviorally Assessed Sleep and Susceptibility to the Common Cold. Sleep, 38(9), pp.1353-1359.
  9. Schwellnus, M., Soligard, T., Alonso, J., Bahr, R., Clarsen, B., & Dijkstra, H. et al. (2016). How much is too much? (Part 2) International Olympic Committee consensus statement on load in sport and risk of illness. British Journal Of Sports Medicine, 50(17), 1043-1052. doi: 10.1136/bjsports-2016-096572.

太长不看的可以只看摘要——

免疫力不是提高得越高越好的,可能用「调节」这个词更好一点。
运动过度会让免疫力不足,运动过度会让免疫力不足。
适当的运动加上合理的营养补给,才能促进身体的合成代谢,而这个过程当中,会引发免疫调节的一系列信号通路,让免疫力随着新陈代谢的更新而一起升级变好。

众所周知,生命在于运动。

对于一般人来说,经常进行中等强度的运动锻炼不仅有助于降低未来各种慢病的发病风险,而且在短期也可以直接调节昏沉萎靡的精神状态和身体感受。

同样宅在家,每天流汗和不流汗的两类人,表现出来的是截然不同两种精神面貌。

但大家也都知道,凡事过犹不及,专业运动员长时间进行高强度的体育锻炼却更容易受到过量运动的“反噬”。这些影响包括高比例的蛋白质分解代谢、促炎症反应,同时伴有肌肉损伤、肌肉酸痛、氧化应激减慢[1]和免疫抑制[2]

这些高强度运动的影响最终会反过来影响到健康,大量研究也报道了这些因为高强度体育锻炼而引起的过度训练综合症,其中尤其提到了上呼吸道感染风险的增加[3][4][5]

那么,怎么算是适度运动,怎么算是运动过量呢?

于是,负荷管理就被引入现代体能训练,有的篮球运动员因为主动要求轮休,被外界质疑太矫情,事实上合理科学的训练负荷调整正是运动寿命更长久的保障。(名宿:卡哇伊的负荷管理非常成功 但球迷会失望

其实,对于运动员的身体健康和运动寿命,我个人也更支持负荷管理的。

无论无氧抗阻训练,还是有氧耐力训练,都可以通过一些训练指标(重量、频数、步频、功率)来量化训练量,并通过人的生理指标(心率、最大摄氧量VO2max、肌肉酸痛感)来量化耐受程度,将两部分参数进行整合,就可以获得单次训练对人的负荷程度(Training Stress Score,TSS)以及训练强度因子(Intensity Factor,IF)。

以自行车运动为例,训练量强度的参考系就是功能性输出功率阈值 (FTP, Functional Threshold Power),评价单次训练输出功率占FTP的百分之多少,以及持续时间,可以精确评价单次训练的强度。IF强度因子作为单位时间的训练强度,乘以总共训练的时长,再乘以实际输出的功率值,就获得了TSS。

TSS = (训练时长(秒) x NP x IF) / (FTP x 3600) x 100

每次训练都会产生一个TSS。

把7天的TSS加起来,取个平均值,就是短期训练负荷(Acute Training Load, ATL),代表一段较短时间内训练的积累量;

把42天的TSS加起来,取个平均值,就是长期训练负荷(Chronic Training Load, CTL),代表了一段较长时间段中训练的积累量,一定程度也反映了我们对特定有氧训练的适应程度。

ATL、CTL和TSB的简单示意图

看图会觉得和股票的K线图特别像,两者的原理其实也是一样的,都通过移动平均线反映不同时间段的趋势。

根据原理,把短期训练负荷减去长期训练负荷,得到的就是近期我们无法适应的训练量,也就是疲劳值(Training Stress Balance, TSB)。

根据公式TSB=ATL-CTL,可以发现:

当CTL(体能)很高时,你的TSB(训练适应程度)为正,你就会产生良好的状态。 当CTL(体能)并不高,而ATL过高,就会引起TSB(训练适应程度)为负,这时候训练的状态就未必是最好的。
我自己最近90天的训练负荷管理图

这是我近期的训练负荷图表,黄色的柱子是TSB疲劳指数,往下表示负值。对于我自身来说,当我的TSB低于-20,可能会出现一点感冒症状,偶尔也会有点牙疼,这就是所谓的免疫抑制症状,这时候即使并不疲劳,也要努力忍住好好休息一天,让TSB降回-10到-15之间,再继续训练计划。

进一步聚焦TSB,可以得到疲劳耐受图

11月底和12月初,连着三周完成了上海马拉松和大阪马拉松,单次42公里的长跑可以直接把疲劳感从“满血”打到“残血”,当达到红色的临界值,就一定要停止继续训练了。因此,我一般会维持在一个比较窄的疲劳感区间,结合自身感受和负荷管理图表综合来管理。

如果想给自己的训练量加码,一般以不超过上周训练量20%的比例逐渐增加。


那么就来到第二个问题,身体的疲劳感怎么消除呢?

促进疲劳感消失的方法主要分为两种:

要么欺骗神经大脑,让他们接受不到生理心理疲劳的信号;

要么就是充足的休息和营养,从根源上消灭那些造成疲劳的代谢产物。

说到怎么欺骗大脑,让身体暂时忘记疲劳感,首先想到的就是咖啡。咖啡因的确是提神的利器,从中枢层面就抑制了疲劳感的产生。

众所周知,我们日常生活、工作、运动都需要大量的能量,都知道“人是铁,饭是钢”,我们大部分的能量都是从食物中的脂类和糖类中获取,这些物质在体内被消化后转化为葡萄糖进入血液,被细胞吸收,通过细胞分解,把他们变成一种“能量货币”——ATP中(Adenosine triphosphate 三磷酸腺苷)。直接使用葡萄糖效率比较低,而通过转化成ATP,需要用的时候可以直接用。(妈妈在家擀皮儿做馅儿包了一大堆饺子,塞在冰箱以备不时之需,这个原理就和葡萄糖转化为ATP供能差不多)

身体为我们包的能量“速冻饺子”,随用随取,通过释放磷酸提供能量

神经元活动和神经系统通过放电来调节全身,放电需要ATP提供能量。

运动时,肌肉收缩舒张的基础功能在于肌钙蛋白,钙离子的吸收和输布,同样也需要ATP提供能量。

为了把ATP用到极致,一般ATP会分为3次水解,ATP-ADP-AMP,每次水解失去一个磷酸,最终三磷酸腺苷只剩下一个无法提供能量的腺苷,腺苷就是能量货币用完之后剩下的尾料。

当使用过多能量后,体内能量货币的“尾料”腺苷就会越来越多,神经上的神经元广泛分布着的腺苷受体,腺苷受体和这些腺苷结合,会大大抑制神经的兴奋性,人就容易犯困和感到疲倦。

咖啡因的结构和腺苷类似,它们也可以和腺苷受体结合,但却不会抑制神经的兴奋性,咖啡因对腺苷的“竞争性抑制”,就是它提神的原理。然而,因为喝了咖啡,那些无法正常与腺苷受体结合的腺苷就会在体内越积越多,当腺苷浓度到达咖啡无法阻滞的程度,咖啡就没有效果了。毒品的效应同理,但阻滞效果强于咖啡百倍,所以会使人异常兴奋。

然而,欺骗毕竟是欺骗,这次传染病防疫工作我们也看到了,当决策中心被一些瞒报蒙在鼓里,短短的一周就会产生不可控的后果。

如果身体明明很疲劳,但神经不知疲惫,还在一个劲push身体继续坚持自律的话,身体在“能!”“明白!”中,一根弦也很容易被拉断,免疫功能的崩盘、肌肉代谢的破坏,到头来还是得不偿失。

因此,第二种尽快消除疲劳源头的方法就更能解决问根本题。充足睡眠和高质量营养补充就可以起到促进训练恢复的作用。

讲到训练恢复,就不得不提肌肉。

骨骼肌主要由两种纤维类型组成(快肌纤维和慢肌纤维),两种肌纤维类型在力量强度和抗疲劳能力上各有千秋。

不同运动类型需要不同种类的肌纤维

I型慢肌纤维表现出较低的收缩反应,但却有更高的抗疲劳能力,在这些肌纤维中含有大量的线粒体,依靠脂肪酸产生能量。由于线粒体功能依赖于氧的供应,这些肌纤维和毛细血管紧密缠绕,在长时间运动中,可以保证足够的摄氧量和能量供给。

而与之相反,II型快肌纤维具有更快速的收缩反应,但抗疲劳能力较低。这些纤维的线粒体含量较低,因此需要通过细胞内的葡萄糖代谢来产生能量。非氧化性葡萄糖代谢每个葡萄糖分子释放两个ATP分子、两个丙酮酸以及两个还原性NAD分子。为了维持糖酵解通量,丙酮酸分子被转化为乳酸,释放一个非还原性NAD分子。

蓝色是II型快肌纤维,红色为I型慢肌纤维,两者形态功能都各不相同

相比I型慢肌纤维中,一个脂肪酸分子在线粒体氧化,整个氧化磷酸化过程中提供100多个ATP分子作为电池,更适合长时间的耐久运动;而II型快纤维中的糖酵解以较快的速度释放能量,但ATP的产量较低,所以II型快肌纤维爆发力够强,但不能维持很长久的时间。

肌肉中两种肌纤维的数量比例取决于先天个体差异,以及训练种类的后天刺激。随着有侧重的训练,I型/II型肌纤维的比例也会互相转化主导地位。

通过抗阻的力量训练,可以通过增加肌纤维的横截面积来提高肌肉中葡萄糖的储备(肌糖原),外观看起来肌肉的维度更大,此时快肌纤维占主导,肌肉更擅长做爆发力为主的运动。

更适合短距离爆发的冲刺手

通过长时间的耐久有氧训练,可以通过增加其肌肉中线粒体含量来“教会”肌肉从快速糖酵解纤维转变为脂肪酸供能,从而从快肌纤维转变为慢肌纤维,外观看起来这种肌肉更细长,此时慢肌纤维占主导,肌肉更擅长持久的中幅度收缩的运动[6]

更适合长距离有氧耐久比赛的爬坡手

随着训练的消耗和肌纤维的再生,我们没有被杀死,反而变得更强。

抗阻/耐力训练累积让肌肉变强的原理(增加肌肉体积/增加肌肉摄氧量)

侧重抗阻训练(A)的,肌纤维损伤和修复会不断增加快肌纤维的截面积,使其可以携带更多糖原用于爆发,外观上看肌肉围度和体积都会增加。

侧重耐力训练(B)的,肌纤维损伤和修复会不断增加慢肌纤维周围的毛细血管分布密度,以及线粒体数量,使其具有更大的摄氧量,保证在肌糖原储备用完之后,可以高效的燃烧脂肪酸来供能。

无论抗阻训练还是有氧耐力训练,只要训练过度都会引起肌纤维断裂损伤,都会释放出局部炎症,修复肌纤维需要额外占用蛋白质或必需氨基酸,身体在“拆东墙补西墙”的过程中,不可避免的会影响到原先免疫功能和生理代谢的正常节奏。

肌纤维损伤与修复的过程,带来的肌肉进化

正如之前所说,肌肉酸痛就是疲劳累积可能影响到生理免疫功能的预警信号。

神经系统也会因为和ATP消耗后的产物腺苷结合,而产生困倦的感受,此时睡眠质量会很好,充足优质的睡眠可以从多方面促进身体的合成代谢,让身体尽快开工修复损伤的肌纤维。

光靠睡眠其实还远远不够,造房子不仅需要工期,还需要原料和工人,针对训练过量恢复,最重要的营养原料就是蛋白质和氨基酸。其中,蛋白质是用于肌纤维修复的原料,而可以直接进入肌肉参与代谢的必需氨基酸(支链氨基酸BCAA)就是促进充分激活肌纤维修复的工人。

三者缺一不可。

回到过量训练导致的免疫力下降的问题,必需氨基酸作用在局部损伤的肌纤维中,不仅可以“敦促”肌纤维修复工程尽快竣工,还可以作用到周边的巨噬细胞等免疫细胞上,把自身免疫调节回正常的状态,不防御过度,也不防御放水。

乳清蛋白可以通过营养补给来从脂质代谢、肌肉蛋白合成/分解、抗氧化系统等不同层面来调节免疫,这个过程主要由支链氨基酸(Branch Chains Amino Acid, BCAA) 来介导。

相关蛋白质补剂的内容可以参考之前的一篇回答,

自从骨骼肌合成代谢的整个过程被解释清楚以来,BCAA补充剂就越来越受欢迎。多项研究表明,BCAA激活骨骼肌合成代谢,通过促进蛋白翻译从而增加肌蛋白。

可以直接进入肌肉代谢的必需氨基酸就是BCAA,它们是调节肌纤维修复和改善免疫的重要信号

其他证据也表明,不仅是直接进入肌肉代谢的BCAA,其他几种进入肝脏代谢的必需氨基酸也具有同样的效果,但前提是必须有足够的摄入量(3500-4000mg),才能充分激活骨骼肌合成代谢运动,同时维持身体正常的免疫功能,避免运动过量对身体的不良影响。

通过营养来改善免疫、促进训练恢复是一个很前沿的健康医学领域,尤其是蛋白质和氨基酸补剂方面,近两年也是特别火,相比咖啡因的类似兴奋剂作用,BCAA和蛋白质补剂可能更安全也更健康。


综上所述,无论你是业余运动爱好者,还是半职业的运动员,每个人都有自己运动量的“天花板”,因此都会碰到运动过量的问题。

只有做好“循序渐进”来规划好自己的运动计划,同时通过“科学膳食”来管理疲劳的恢复,我们再来谈“曼巴精神”的自律和执行力。

参考

  1. ^Finaud J, Lac G, Filaire E: Oxidative stress: relationship with exercise and training. Sports Med 2006, 36:327–358.
  2. ^Tanskanen M, Atalay M, Uusitalo A: Altered oxidative stress in overtrained athletes. J Sports Sci 2010, 28:309–317
  3. ^Gleeson M: Immune function in sport and exercise. J Appl Physiol 2007, 103:693–699
  4. ^Gleeson M, Nieman DC, Pedersen BK: Exercise, nutrition and immune function. J Sports Sci 2004, 22:115–125.
  5. ^Kreher JB, Schwartz JB: Overtraining syndrome: a practical guide. Sports Health 2012, 4:128–138.
  6. ^Egan B, Zierath JR. Exercise metabolism and the molecular regulation of skeletal muscle adaptation. Cell Metab 2013;17:162-84