本研究是探討不同身體活動量老年人體內免疫細胞的變化,觀察不同身
體活動量老年人體內免疫功能的差異性,並藉此了解不同身體活動量對免 疫衰老的效應,可作為改善老年人疾病問題的參考依據。
第八節 名詞操作性定義
一、 老年人(the elderly)依據聯合國定義 65 歲以上者為老年人,因此本研究老年人是以 65 歲 至 75 歲為受詴者對象。
二、 身體活動量(physical activity level)
指身體活動時所消耗的能量,本研究採用吳佳儀(2002)修改自 Washburn等(1993)老年人身體活動量表(physical activity scales foe the elderly, PASE)做為評估工具,以過去一週內身體活動狀況,來推估每日身 體能量活動的消耗情形,詳細算法於第参章第七節實驗方法與步驟(24頁)
所示。
三、 免疫功能(immune function)
免疫功能評估項目可藉由比較免疫細胞的數目、免疫球蛋白的濃度、
細胞激素分泌量、周邊血液單核球細胞(peripheral mononuclear blood cells;
PMBC)的增生、吞噬細胞吞噬能力或活性及胞殺型T淋巴細胞與自然殺手
細胞的胞殺能力作為免疫功能指標。本研究是使用白血球總數、嗜中性球 數目及淋巴細胞數目及NK細胞的比例為評估指標。
四、 白血球數目(leukocyte counts)
白血球是產生免疫反應的主角,可分為顆粒球、淋巴球和單核球三大 類,本實驗用全自動血液分析儀(Sysmex,KX-21N)做為分析工具,得到 血液中白血球總數後,依比例換算出嗜中性球、淋巴細胞及單核球數目,
本實驗包括了白血球總數、嗜中性球、淋巴球及單核球的數目及比例。
五、 淋巴細胞亞群(lymphocyte subsets)
人體淋巴造血族系依分化來源及與特定單株抗體反應的細胞膜上分子,
可區分為T淋巴細胞、B細胞及NK細胞,透過流式細胞儀(flow cytometry)
及雙色螢光染劑可區分血液中T淋巴細胞亞群(CD3+CD4+、CD3+CD8+)、
B細胞(CD3-CD19+)及NK細胞(CD3-CD16+CD56+),再經由螢光染劑 可區分血液中T淋巴細胞亞群中的TH純真型細胞(CD4+CD45RA+)、TC純 真型細胞(CD8+CD45RA+)、TH記憶型細胞(CD4+CD45RO+)、TC記憶 型細胞(CD8+CD45RO+)。故本實驗以CD3+CD4+、CD3+CD8+、CD3-CD19
+、CD3-CD16+CD56+、CD4+CD45RA+、CD8+CD45RA+、CD4+CD45RO+ 及CD8+CD45RO+為實驗指標。
第貳章 文獻探討
本章主要針對老化、免疫反應與身體活動的關係進行相關性之探討,
分下列的五節加以敘述:一、免疫系統及免疫細胞。二、老化對體內免疫 細胞之影響。三、老年人身體活動量評估之相關研究。四、身體活動對老 年人體內免疫細胞之影響。五、本章總結。
第一節 免疫系統及免疫細胞
一、 免疫系統免疫系統是一個複雜的系統,某些免疫作用與生俱來的,某些則是在 出生後才逐漸產生,人體的免疫反應包括:先天性免疫(innate immunity)
和後天性免疫(adaptive immunity),先天性免疫又稱為非專一性免疫
(non-specific immunity),它提供人體第一道防線,阻擋或是撲殺了90%
以上的致病性物質,主要參與的是具有吞噬功能的單核球和嗜中性球及胞 殺能力的自然殺手細胞(natural killer cell, NK cell),其中嗜中性球佔了血 液中白血球的50 ~ 70%,也就是說在一個健康的個體內大約有5×1010個嗜中 性球(曾哲明,2005)。如果有局部發炎的現象,則發炎介質及細胞激素 會促使骨髓中嗜中性球更快速的釋放出來,以致造成血液中白血球數量遽 增的現象。
而後天性免疫又稱做專一性免疫(specific immunity),主要是以淋巴 細胞為主,是由T淋巴細胞及B細胞所構成,當病原體突破第一道非專一性 免疫系統時,人體便會啟動具有專一性的免疫系統防禦機制(王聖予、陳 建和,2002)。淋巴細胞分佈於血液、淋巴液、淋巴器官及淋巴組織中,
是體積較小的游離細胞,淋巴細胞數量約佔血液中白血球的20 ~ 40%,而 90%以上存在於周邊淋巴器官或組織中(高曉明,2004)。
二、 免疫細胞介紹
所有參與免疫反應的細胞皆來自造血幹細胞(hematopoirtic stem cell, HSC),這些造血幹細胞具有分化為多種血球細胞的潛能,故稱為多潛能 幹細胞(pluripotent stem cell)。骨髓造血幹細胞可分化為兩大造血族系:
一為淋巴造血族系(lymphoid lineage),另一為骨髓造血族系(myeloid lineage),當骨髓造血幹細胞分化為淋巴先驅細胞(lymphoid progenitor cell)
及骨髓先驅細胞(myeloid progenitor cell)時,便開始依特定方向分化,其 中淋巴先驅細胞隨後分化為 T 淋巴細胞、B 淋巴細胞以及 NK 細胞等,而 骨髓先驅細胞則分化為紅血球、血小板、單核球、顆粒球及肥大細胞等(曾 哲明,2005)。淋巴細胞及其他白血球的表面具有多種不同的分子,因此 可藉由這些分子來區分不同的細胞族群。這些細胞大多可以根據細胞所表 現出的抗原來加以分類,近來以帶有螢光的單株抗體(monoclonal antibody)
群發展出一套命名系統 CD(cluster of designation)系統,每一群單株抗體 均可與專一的和特定的細胞標記結合(王聖予、陳建和,2002)。淋巴細 胞的數量約佔血液中 20 ~ 40%,淋巴細胞為專一性免疫細胞,分佈於全身,
在人體之淋巴結(lymphoid)、脾臟(spleen)等處匯集,淋巴細胞主要包 括T淋巴細胞(T lymphocyte)、B 淋巴細胞(B lymphocyte)及自然殺手 細胞(natural killer cell, NK cell)。以下分述之:
(一)T 淋巴細胞:
T 淋巴細胞起源於骨髓的多潛能幹細胞,T 淋巴先驅細胞由血 液或淋巴液移入胸腺,開始一系列的成熟發育過程,成熟後 T 淋
巴球會離開骨髓和胸腺,進入血液循環並移入周邊淋巴細胞(曾 哲明,2005)。T 淋巴細胞最主要的標記是 CD3,且所有成熟的 T 淋巴球皆有 T 細胞受體(T-cell receptor, TCR),負責接受外來抗 原刺激,而人類周邊血液中的 T 淋巴細胞主要是由 CD4+ 和 CD8+
所組成,根據其表達的類型、功能和不同的組織分佈,T 淋巴細胞 分為許多亞群(Stephen, Pratip, & Mario, 2004),T 淋巴細胞中 CD4+ 和 CD8+是功能相異的兩種亞群。
CD3+CD4+簡稱 CD4+T 淋巴細胞,是一群具有輔助功能的 T 淋 巴細胞,CD4+可以辨認和第 II 類 MHC 分子結合的專一性抗原,能 利用細胞接觸或分泌細胞激素以輔助其他免疫細胞的活化與分化,
故稱輔助型 T 細胞(T help cell, Th)。而 CD4+又可細分為 Th1 及 Th2,
Th1 亞群會分泌干擾素 γ(interferon-gamma, IFN-γ)、腫瘤壞死因子 β(tumor necrosis factor beta , TNF-β)及介白素 2(interleuk-2, IL-2),
這一些激素會激發細胞性免疫反應,包括 NK 細胞及胞殺型 T 淋巴 細胞的分化及活化,而 Th2 則會產生介白素 4(interleuk-4, IL-4)、 介白素 5(interleuk-5, IL-5)、介白素 6(interleuk-6, IL-6)及介白素 10(interleuk-10, IL-10),這一類細胞激素主要是刺激 B 淋巴細胞的 活化來產生免疫球蛋白(immunoglobulin;Ig)。
至於 CD3+CD8+則簡稱 CD8+ T 淋巴細胞,可辨認和第 I 類 MHC 分子結合的專一性抗原,主要為一群具有胞殺能力的 T 細胞,故稱 之為胞殺 T 細胞(T cytotoxic cell, Tc),胞殺 T 細胞能經由 T 細胞受 體的辨識,專一性的殺死目標細胞,是細胞性免疫反應中重要的一 環。故 CD4+ 和 CD8+在免疫中發揮正、負調節的作用,體內的相對 平衡狀態主要是由 CD4+和 CD8+來影響平衡,因此,CD4+與 CD8+ 之比值可代表整體的免疫平衡(曾明朗、甘能斌、薛淑琳,2005)。
新成形的 T 淋巴球若尚未受到刺激,則此時仍然會呈現休止 狀態,我們稱之為純真 T 細胞(naïve T cell),當純真 T 細胞遭 遇抗原時會分化成作用 T 淋巴細胞(effector T cell)分化成作用細 胞後便會清除抗原,隨後小部分的作用細胞會變成記憶 T 細胞
(memory T cell)留在體內,當再次遇到相同種抗體時,便可以 迅速的做出特異性應答反應來保護自體本身(Peter, 1996)。
CD45 是在 T 淋巴細胞活化階段中扮演著關鍵的角色,CD45 又稱為白血球共同抗原(leukocyte common antigen, LCA),是一種 用來辨識 T 淋巴細胞分化的階段,CD45RA 和 CD45RO 是 CD45 的 2 種表型,均屬於 I 型跨膜蛋白,廣泛存在白血球表面,對於 T 淋巴細胞的發育成熟、功能調節及訊號傳遞具有重要的功能
(Clement, Vink, & Bradley, 1990)。白血球共同抗原是膜蛋白表 達造血細胞所必需的,它是與 CD4+與 CD8+激活後細胞表面分子有 關,這可能與依賴 T 淋巴細胞受體介導的信號有關(Mittler, et al,1991)。CD45RA+被稱為純真 T 細胞,即未受抗原刺激 T 淋巴 細胞,具有抑制免疫的作用,存在於髓質的胸線淋巴細胞及周邊 血液的 T 淋巴細胞;而 CD45RO+稱為記憶 T 細胞,具有輔助誘導 的作用,存在於皮質胸線的淋巴細胞及周邊血液的 T 淋巴細胞 (Imlach, McBreen, Shirafuji, Leen, Bell, & Simmonds, 2001;劉慶 峰、王福生,2005)。當 CD4+CD45RA+接觸到抗原活化後可以轉 變成 CD4+CD45RO+,CD4+CD45RO+被抗原激活後會迅速增殖,
並且輔助 B 淋巴細胞合成 IgG,相對於 CD4+CD45RA+則對抗原刺 激反應較弱,缺乏輔助 B 淋巴細胞的功能(Glement, 1992)。許多 研究發現 CD45RO 與 CD45RA 可能是區分 T 淋巴細胞亞群中純真 細胞及記憶細胞較理想的標記,CD45RO+的特點在於其表面黏附 因子表達能力強、增殖快,常聚集在癌症或是接觸抗原的區域,
且容易黏附在內皮細胞,壽命可長達數月或是數年之久,當再次 遇到抗原時,可以快速的產生免疫反應(Janeway, 1992)。故傳統 上鑑別純真和記憶 T 細胞的方法,是根據 CD45RO 或是 CD45RA
的標記,CD45RA+或 CD45RO-為純真 T 細胞,相反的 CD45RA-
或 CD45RO+則為記憶 T 細胞(Stephen, Pratip,&Mario, 2004)。
(二)B 淋巴細胞:
B 淋巴細胞約佔血液中淋巴細胞總量的 10 ~ 15%,骨髓中部 分淋巴先驅細胞首先分化為 B 先驅細胞(B progenitor),B 先驅 細胞在骨髓中再發育為成熟的 B 淋巴細胞,隨後經由血液循環系 統進入淋巴組織與器官中。B 淋巴細胞與 T 淋巴細胞的區別,主 要在功能及表面標記上,B 淋巴細胞唯一的任務是製造抗體分子,
其表面記號為 CD3-CD19+(曾哲明,2005)。輔助 T 淋巴細胞可 以輔助 B 淋巴細胞發育,並刺激 B 淋巴細胞產生免疫球蛋白 (immunoglobulin, Ig),分泌細胞激素(cytokines)或著淋巴激素 (lymphokines),誘導 B 淋巴細胞與胞殺 T 細胞的作用(高曉明,
2004)。
(三)自然殺手細胞
自然殺手細胞在人類血液淋巴球中約佔 5 ~ 10%,而且是非專 一性免疫系統中,具有胞殺功能的細胞,NK 細胞表面記號為 CD3
自然殺手細胞在人類血液淋巴球中約佔 5 ~ 10%,而且是非專 一性免疫系統中,具有胞殺功能的細胞,NK 細胞表面記號為 CD3