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大家有沒有這樣的感覺,，經(jīng)歷了長途的飛行之旅之后,，覺得非常的疲勞，一吹冷風(fēng)就很容易著涼,？據(jù)德國波鴻魯爾大學(xué)和法國波爾多大學(xué)的科研人員的研究,，發(fā)現(xiàn)這一現(xiàn)象跟重力應(yīng)力與人的免疫系統(tǒng)的相互作用息息相關(guān)。
什么是重力應(yīng)力,？
重力應(yīng)力發(fā)生在太空飛行或某些物理活動,，包括各種游樂設(shè)施、跳傘,、 蹦極或翼裝飛行等極限運動,，在那里經(jīng)歷的重力加速度的變化可以達(dá)到很大的量級。這些變化包括身體所經(jīng)歷的體力的減少和增加,，并可能引起生理過程的致病改變,。
重力應(yīng)力情況下，機(jī)體免疫細(xì)胞有什么變化,？
眾所周知,，免疫系統(tǒng)調(diào)節(jié)著人體機(jī)體的大多數(shù)功能，然而,，目前系統(tǒng)性研究重力應(yīng)力對人體細(xì)胞免疫反應(yīng)的影響的實驗項目仍然很匱乏,。由于拋物線飛行被認(rèn)為是研究重力變化對人體免疫系統(tǒng)短期影響的可行模型，科研人員通過分析發(fā)現(xiàn),，重力壓力對人體的影響不僅僅是血液中的白細(xì)胞數(shù)量,，免疫細(xì)胞的功能也發(fā)生了改變。
研究人群和倫理聲明
本次排除了具有心血管疾?。òǜ哐獕?、冠心病、充血性心力衰竭、卒中等）和免疫疾?。òㄌ悄虿?、哮喘或過敏等）等病史的志愿者，共入組20名健康志愿者,，研究方案獲得波鴻魯爾大學(xué)(Ruhr-U niversita Bochum )倫理委員會的批準(zhǔn)（注冊號為5158-14）,，為了避免服用藥物導(dǎo)致的相關(guān)免疫效應(yīng)對實驗的干擾，本次實驗全稱均避免使用任何藥物,，志愿者年齡及性別情況如下表
拋物線飛行模型及實驗方案
實驗在一架空客A310飛機(jī)上進(jìn)行,，飛機(jī)艙內(nèi)始終保持在壓力830 mbar,、光度 800 lux,、溫度 19 ~ 21? C、濕度 15%的條件,；圖為一次完整的拋物線飛行所受到的重力應(yīng)力（圖A）,，在起飛加速階段和降加速度階段均有1.8g的超重狀態(tài)，時間各約20s,，中間是勻加速階段的恒定超重的20s時間段,；像這樣的拋物線飛行次數(shù)需要連續(xù)飛5次，5次為一組,，一共6組,，每組間隔5-8分鐘的穩(wěn)定飛行，在第一次拋物線動作(P0)起飛后30分鐘左右和最后一次拋物線動作 (P180)完成后3小時左右,，在飛機(jī)著陸前抽取入組志愿者的血液樣本,；作為對照， 在拋物線飛行前24 h (C0和C180),，在地面上的對應(yīng)時間點進(jìn)行采血,，因此，將C0至C180的時間段稱為對照期,，P0至P180為拋物線飛行期 (圖B),。
檢測方案
全血在采集后的4小時內(nèi)進(jìn)行處理，采用了DuraClone IM panel中的 DuraClone IM 表型基礎(chǔ)方案,、DuraClone IM B細(xì)胞方案,、DuraClone IM T細(xì)胞亞群方案和 DuraClone IM 樹突狀細(xì)胞等方案(均來自Beckman Coulter )來評估免疫狀態(tài)。具體方案如下圖所示：
節(jié)選有變化的指標(biāo)
變化1：
循環(huán)白細(xì)胞數(shù)量穩(wěn)定,，粒細(xì)胞增加,，嗜酸性、噬堿性粒細(xì)胞減少
變化2：
T細(xì)胞下降,、CD4+及CD8+亞群T細(xì)胞均下降
變化3：
總CD8+T下降,，na?ve CD8+T、TEM CD8+T、TCM CD8+T在重力應(yīng)力作用下下降
變化4：
Total B細(xì)胞下降,，na?ve B細(xì)胞及記憶B細(xì)胞均下降
總結(jié)與討論
重力壓力不僅可以在太空飛行中體驗到,，還可以通過某些娛樂活動或極限運動等幾種地球上的活動體驗到。與普通壓力一樣,，重力應(yīng)力也可能會潛在地影響免疫機(jī)制,。長期暴露于微重力環(huán)境的宇航員、培養(yǎng)的細(xì)胞,，以及重力改變了的人類和小鼠實驗?zāi)Ｐ?，都確實證實了暴露于重力應(yīng)力后免疫應(yīng)答受損的情況。然而,，重力應(yīng)力如何影響免疫系統(tǒng)的機(jī)制目前尚不清楚,。此外，需要考慮的是,，拋物線飛行數(shù)據(jù)來自非常有限的個體,，所有個體都是根據(jù)心理和生理的高適應(yīng)性進(jìn)行預(yù)選。
研究人員對18名志愿者的血液進(jìn)行了分析,，以了解經(jīng)歷了重力應(yīng)力后循環(huán)白細(xì)胞亞群的變化,。結(jié)果表明，粒細(xì)胞和中性粒細(xì)胞在拋物線動作時細(xì)胞數(shù)增加,。相反,，嗜堿性粒細(xì)胞和嗜酸性粒細(xì)胞，以及T細(xì)胞和B細(xì)胞(包括它們各自的亞群)的細(xì)胞數(shù)量減少,。因此,，我們的結(jié)果表明，重力應(yīng)力對白細(xì)胞群體有不同的影響,。
循環(huán)T和B細(xì)胞數(shù)量的減少也許可以用細(xì)胞凋亡增加來解釋,，暴露于微重力的人T細(xì)胞系Jurkat細(xì)胞已證明了這一點。淋巴細(xì)胞數(shù)量減少的另一個原因可能是它們遷移到淋巴器官中去了,，在大鼠中進(jìn)行的研究表明,，拋物線飛行期間CD4+和CD8+脾臟T細(xì)胞數(shù)量會增加。而一項45天頭朝下臥床休息的研究顯示,，激活的和記憶樣組織B細(xì)胞減少了,，拋物線飛行誘導(dǎo)的CD19+B細(xì)胞增加可歸因于靜息記憶B細(xì)胞的增加。數(shù)據(jù)顯示,，拋物線飛行后B細(xì)胞和B細(xì)胞亞群的減少,，這表明拋物線飛行對B細(xì)胞產(chǎn)生的影響是不同的。
拋物線飛行是一個合適的模型,，還可以考慮年齡和性別等其他人口統(tǒng)計學(xué)參數(shù),，評估重力變化是否會對男性和女性產(chǎn)生不同影響。
之前的研究表明，循環(huán)系統(tǒng)中na?ve CD4+和CD8+T細(xì)胞隨著白天的進(jìn)展而減少,，而效應(yīng)CD8+T細(xì)胞數(shù)量在白天達(dá)到峰值,。研究者在實驗設(shè)置中考慮了這種晝夜節(jié)律相關(guān)的變化，因而建立了控制期,，即在拋物線飛行前一天的相應(yīng)時間點抽血,。
皮質(zhì)醇水平的晝夜節(jié)律變化與循環(huán)白細(xì)胞數(shù)量的晝夜節(jié)律相關(guān)。例如,，血液中的T細(xì)胞計數(shù)受皮質(zhì)醇生成的晝夜節(jié)律變化的控制,，皮質(zhì)醇生成調(diào)節(jié)了T細(xì)胞上CXCR4的表達(dá)，導(dǎo)致T細(xì)胞按照CX CR4的配體CXCL12的梯度重新遷移到骨髓中,。然而,，并沒有檢測到由拋物線動作介導(dǎo)的皮質(zhì)醇水平顯著增加，這表明皮質(zhì)醇不是白細(xì)胞數(shù)量發(fā)生變化的原因,。
總之,，研究表明，即使是短期暴露于重力應(yīng)力之下,，也會影響固有免疫系統(tǒng)和適應(yīng)性免 疫系統(tǒng)的組成。因此,，若重復(fù)暴露于重力應(yīng)力之下,，則有可能對免疫應(yīng)答的有效性產(chǎn)生不良后果。
參考文獻(xiàn)
Gravitational stress during parabolic flights induce changes in human leukocyte subsets,， PLOS ONE | doi.org/10.1371/journal.pone.0206272 November 14, 2018
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