細胞凋亡(apoptosis),或者程序性細胞死亡(programmed cell death),發生在許多生理狀態下,包含〆1. 胸腺細胞(thymocytes)
以及某些細胞調控的細胞性毒殺反應。2. 淋巴細胞的凋亡會由某 些生理疾病所表現,包含了熱傷害以及敗毒病(sepsis)。3. 醣皮 質素(glucocorticoid)、抗 CD3 抗體(anti-CD3 antibody)、前發 炎症狀(pre-inflammation)的細胞激素等的釋放。4. 暴露在輻射 之下。5. 活性氧化物(reactive oxygen species; ROS)生成。這些 都是誘導細胞凋亡的關鍵(Hoffman-Goetz, Zajchowski, & Aldred, 1999)。
細胞凋亡大致上可分為兩種途徑,一是死亡接受器訊號途徑
( death receptor pathway ), 另 一 個 是 細 胞 內 粒 線 體 途 徑
(mitochondrial pathway)(Green, 1998)。第一種是由細胞表面的 死亡接受器(death receptor)開始,也就是細胞膜上面的受體,
例如 Fas 和 TNF-α 等受體,可結合死亡接受器的配體,例如 Fas ligand , 結 合 後 形 成 之 誘 導 死 亡 訊 息 複 合 物 ( death-inducing signaling complex),使 FADD 和 TRADD(細胞凋亡中的轉接蛋 白)活化半胱氨酸蛋白酶-8(caspase-8),產生一系列的半胱氨酸 蛋白酶傳遞鏈(caspase cascade)活化,造成細胞凋亡。第二種途 徑則是由粒線體啟動,經由化學物質、氧自由基、放射線等刺激 物所誘導,使粒線體釋放細胞色素 C(cytochrome C),它會使接 合原子 Apoptosis protease-activating 1(Apaf 1)產生聚合反應形 成大型細胞凋亡因子複合體(apoptosome),活化了 caspase 的初
始啟動者,然後依序活化 caspase-9 與 caspase-3,進行一系列的細 胞凋亡反應(Phaneuf & Leewenburgh, 2001)。
當免疫作用完畢後,胞殺性 T 淋巴細胞會引起免疫作用細胞
(effector cell)進行細胞凋亡,以避免免疫細胞攻擊本身組織,
因此細胞凋亡機制具有高度調控細胞死亡,維持淋巴細胞數目之 功能。
二、細胞遷移
Pedersen 與 Hoffman-Goetz(2000)指出,運動中循環的淋巴 細胞主要來自於淋巴結、脾臟等淋巴細胞匯集處,這些器官部位 距離血管很近,因此在運動時常會動員這些器官部位的淋巴細 胞,骨髓的淋巴細胞幾乎不被動員,主要是由於離血管較遠。運 動強度的高低會直接影響進入循環的淋巴細胞數目,當進行之運 動為長時間運動或者高強度劇烈運動時,總淋巴細胞濃度會下 降,這可能是由於淋巴細胞從循環系統遷移到組織中進行重新分 配時,缺乏可以被招募之成熟淋巴細胞所致。
三、細胞激素影響
細胞激素(cytokines)是細胞分泌的蛋白質,其功能為負責 免疫與發炎反應的介質,在自然免疫反應中的細胞激素為自然殺 手細胞所分泌,適應性免疫反應則主要由 T 淋巴細胞所分系。介 白素(interleukins, IL)是一種細胞激素,活化的 T 淋巴細胞會分 泌可溶性因子,受專一性抗原刺激的 CD4+可產生許多其他細胞激 素,如介白素-2(interleukin-2, IL-2)、介白素-3(interleukin-3, IL-3)、介白素-4(interleukin-4, IL-4)、介白素-5(interleukin-5,
IL-5)、介白素-6(interleukin-6, IL-6)、腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor, TNF)、γ-干擾素(γ-interferon),CD8+活化後會釋放淋巴激 素(lymphokines),如 IL-2 與 γ-干擾素,以增加其他 B 和 T 細胞 的免疫反應(王政光等,2004)々此外,Ibfelt 等人(2002)也證 實,循環中 T 細胞製造的 IFN-γ 與 IL-2 在運動後百分比會下降,
IL-4 的比例則沒有改變。因此細胞激素也影響著淋巴細胞數目的 變化。
四、賀爾蒙影響
內分泌腺會釋放激素(又稱為賀爾蒙,hormone)直接進入血
液中,由血液將激素傳遞至組織並造成作用,於免疫系統中,體 內荷爾蒙分泌會使循環白血球進行重新分配作用,例如運動中白 血球增多的反應,便是由於體內兒茶酚胺的量提升所致々接著嗜 中性球也會增加,這主要是由於皮質醇(cortisol)提升所致,雖 然長時間運動壓力刺激中,基於能量代謝所需,個體的皮質醇濃 度上升,然而皮質醇濃度對免疫系統具有抑制作用。皮質醇可抑 制單核白血球、嗜中性球活性,抑制IL-1和腫瘤壞死因子(TNF)
釋放,因此運動狀態中,皮質醇大量分泌不利於身體免疫功能。
運動後兒茶酚胺與皮質醇的作用,很可能對於免疫細胞的數 量變化產生影響(Pedersen & Hoffman-Goetz, 2000)。Lancaster 等人在2005所進行一項實驗中,發現運動結束時皮質醇濃度上 升,在運動後恢復期2小時皮質醇濃度會下降比基礎值低。但皮 質醇濃度下降的同時,嗜中性球仍顯著高於基礎值,而淋巴細胞 稍低於基礎值,因此除賀爾蒙外另有影響細胞遷移的機制。而由 免疫系統所分泌的激素還包含細胞分裂素(cytokinin)、干擾素
(interferon)、白血球間質素(interleukin)等,也會影響免疫反 應及功能。
五、細胞外滲作用
王政光等人在 2004 年指出,各種不同的淋巴細胞在發炎部 位會有外滲作用,外滲作用包含了四個步驟〆(1)滾動(2)化 學趨化物刺激活化作用(3)停止與黏附著(4)穿透內皮移行作 用。而激烈或長時間運動會誘發局部肌肉與微血管傷害,釋放發 炎物質產生發炎反應,此時淋巴細胞會透過外滲作用進入局部組 織,對抗發炎反應,因此改變循環血液中的淋巴細胞數目。