ㄧ、免疫系統簡介 (The Immune System)
免疫系統是人體防禦機制的統稱,當有微生物入侵時,免疫系統將動員許多
的免疫細胞及產生具防禦能力的蛋白質,執行保護的功能。人體的免疫系統包括 先天性免疫系統 (The Innate Immune System) 和適應性免疫系統 (The Adaptive Immune System) (Parham, 2005)。
(一)先天性免疫系統
人體的表面由上皮細胞形成一個屏障,隔絕了外界含病原菌的環境,這些上 皮組織包括皮膚以及涵蓋呼吸道、腸胃道及生殖泌尿道的黏膜。上皮組織不僅屬 於機械性的屏障,也會藉由分泌一些化學物質來抑制微生物的附著及生長,例 如:淚水和唾液中的溶菌酶會分解細菌細胞壁,胃、陰道或皮膚的酸性環境也會 抑制微生物生長。此外,有非病原性微生物的正常菌叢存在於上皮組織,可以和 病原性微生物競爭養分及附著點。若病原菌突破天然的屏障進入體內後,則由作 用細胞 (effector cells) 例如:白血球、吞噬細胞等,進行吞噬細菌、病毒等功能。
同時,作用細胞也會釋放出許多不同的細胞激素 (cytokines),細胞激素會使血管 細胞的間隙增加,促進血流中的血漿蛋白滲出至結締組織,局部的體液增加造成 腫脹,壓迫神經末端產生疼痛,在感染處引發一個發炎 (inflammation) 反應的狀 態。另外有一些血清中的蛋白質稱為補體 (complement),活化後的分子可以標 幟到病原菌上,幫助作用細胞攻擊病原菌的效率,這些作用統稱為先天性免疫力 (innate immunity) (Parham, 2005)。
(二)適應性免疫系統
適應性免疫系統主要由 T 淋巴細胞以及 B 淋巴細胞所組成,這些細胞在適 應性免疫系統中扮演著辨識、攻擊以及記憶的功能,提供具專一性的方法抵禦侵 入的病原菌,並在下次碰到相同的病原菌時,可以誘發更快更強的免疫反應。B 細胞在骨髓中發育和成熟,而 T 細胞的分化與成熟則是在胸腺中進行,可分為 輔助性 T 細胞 (helper T cell, TH cell) 及毒殺性 T 細胞 (cytotoxic T cell, TC cell) 兩大類,輔助性 T 細胞的細胞標誌為 CD4 (cluster of differentiation, CD),而毒殺
性 T 細胞的細胞標誌為 CD8。T 細胞的活化需透過抗原呈現細胞 (antigen presenting cell, APC) 表面上的主要組織相容性複合物 (major histocompatibility complex, MHC) 呈現抗原,當辨認到專一性抗原之後,使 T 細胞成為活化的狀 態,毒殺性 T 細胞以辨認 MHC 第一型分子呈現胜肽抗原的方式而活化,殺死被 病毒感染的細胞,輔助性 T 細胞以辨認 MHC 第二型分子呈現胜肽抗原的方式而 活化,分泌細胞激素來幫助巨噬細胞和 B 細胞活化,可以調節體液或細胞免疫 反應。B 細胞辨識到抗原後活化而分化成漿細胞以製造特異性的抗體,抗體可以 在人體外部(如唾液)及內部(如血清)的體液中發現。根據結構與功能的不同 分為幾種不同類型的抗體。免疫球蛋白 G (Immunoglobulin G, IgG) 是血清中含量 最高的一種抗體,與特定抗原結合後,加速吞噬細胞吞入或是活化補體系統破壞 胞外微生物及毒素。IgA 抗體是由黏膜下淋巴組織中的 B 細胞製造,被輸送穿過 黏膜上皮細胞,可抑制細菌黏附黏膜上皮,以及中和病毒或細菌毒素侵入上皮細 胞 (Brandtzaeg, et al., 1999),因此 IgA 是在黏液中最主要的抗體。IgM 抗體是遇 到感染後最先分泌出的抗體,可藉由活化補體系統,使得病原菌被消滅。另外血 清中含量最少的 IgE 抗體會結合釋放過敏介質的細胞,例如肥胖細胞和嗜鹼性白 血球等,在過敏反應中扮演重要的角色。整個適應性免疫反應透過 T 細胞與 B 細胞的共同合作而終止感染,達到對抗病原菌以保護宿主的目的 (Parham, 2005)。
(三)黏膜免疫系統 (The Mucosal Immune System)
黏膜組織包括了分佈在口、眼瞼膜、鼻腔、腸道及泌尿生殖道的黏膜,是人 體與自然界各種抗原接觸的主要部位。由於黏膜組織所分泌的黏液含有免疫球蛋 白、抗菌蛋白及許多不同的酵素,可以保護上皮細胞免於受到感染。另外黏膜相 關的淋巴系統 (Mucosa-associated lymphoid system) 在人體傳遞抗原訊息扮演重 要的角色。尤其以腸道與呼吸道相關(口鼻腔與扁桃腺)的淋巴組織為最重要。
其次是生殖泌尿道相關淋巴組織。目前對於黏膜免疫系統的研究,由於唾液取得
不具侵入性,而且含有高量的 sIgA 及富含多種抗菌蛋白,如:乳鐵蛋白
(lactoferrin)、澱粉酶 (α-amylase) 及溶菌酶等,形成了對抗呼吸道病原菌感染時 的重要防線 (de Almeida Pdel, Gregio, Machado, de Lima, & Azevedo, 2008)。因 此,當評估不同的壓力或運動強度對黏膜免疫系統影響時,唾液中成分的分析常 被用來當作關鍵的指標。
第三節 運動對免疫系統之影響