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【肌肉學說】骨骼肌肉的代謝

來源:泰然健康網(wǎng) 時間:2024年11月27日 18:55

一, 骨骼肌肉的代謝-內分泌-免疫功能

  骨骼肌肉是人體最大的器官之一,不僅具有支撐人體姿勢和維持人體各臟器的機械功能,還有代謝功能和內分泌功能以及免疫功能。

1.1 骨骼肌肉的代謝機能   

   骨骼肌肉是我們身體內最大的肌肉組織,它的代謝機能與我們的身體健康息息相關。骨骼肌肉的代謝機能包括三個主要方面:能量代謝、蛋白質代謝和脂質代謝。

1)能量代謝:骨骼肌肉可以通過糖原分解和脂肪氧化等方式產(chǎn)生能量,為身體提供運動和代謝所需的能量。

2)蛋白質代謝:骨骼肌肉是身體內最主要的蛋白質庫,可以通過蛋白質的降解和合成來調節(jié)身體內蛋白質的平衡。

3)脂質代謝:骨骼肌肉可以通過脂肪酸的攝取、氧化和儲存來參與脂質代謝,維持身體內脂質代謝的平衡。

1.2 骨骼肌肉的內分泌功能

   骨骼肌肉人體的內分泌器官之一,可以通過分泌肌肉生長因子、調節(jié)能量代謝和胰島素敏感性等多種途徑(圖-1) 。

圖-1 骨骼肌肉的內分泌免疫作用

1)分泌肌肉生長因子:骨骼肌肉可以分泌多種肌肉生長因子,如IGF-1、FGF-2、HGF等,這些因子可以促進肌肉細胞增殖和生長,促進骨骼肌肉的形成和發(fā)育。

2)分泌酮體:骨骼肌肉可以在運動時分泌酮體,包括β-羥基丁酸和乙酰乙酸,這些酮體可以作為能量來源供給肌肉和其他組織使用。

3)調節(jié)能量代謝:骨骼肌肉可以分泌多種因子,如肌肉生長因子和酮體,這些因子可以調節(jié)體內的能量代謝,促進脂肪酸的氧化和糖原的儲存,從而維持機體的能量平衡。

4)調節(jié)胰島素敏感性:骨骼肌肉可以通過分泌肌肉生長因子和其他調節(jié)因子,影響胰島素的敏感性和耐受性,促進血糖的控制和代謝的平衡。

骨骼肌肉發(fā)揮重要的內分泌調節(jié)作用,能維護機體的正常生理功能。

1.3 骨骼肌肉的免疫功能

   骨骼肌肉作為人體的免疫器官之一,可以通過分泌免疫調節(jié)因子、參與免疫細胞的遷移、合成抗炎肽和清除代謝產(chǎn)物等多種途徑,發(fā)揮重要的免疫調節(jié)作用,維護機體的免疫穩(wěn)態(tài)(圖-1)。

1)具有分泌作用的免疫細胞:骨骼肌細胞可以分泌多種免疫調節(jié)因子,如IL-6、IL-8、TNF-α等,這些因子可以調節(jié)免疫系統(tǒng)的應答,促進炎癥反應和抗病毒抗菌等免疫反應。

2)參與免疫細胞的遷移:骨骼肌肉細胞表面可以表達一些細胞黏附分子,如ICAM-1、VCAM-1等,這些分子可以促進免疫細胞的遷移和定向。

3)具有抗炎作用的肌肽:肌肽是一種由骨骼肌肉細胞合成的短肽,具有抗炎、抗菌等生物活性,能夠調節(jié)免疫系統(tǒng)的炎癥反應,促進組織修復。

4)具有清除代謝產(chǎn)物作用的肌酸激酶:肌酸激酶是一種由骨骼肌肉細胞合成的酶,能夠促進代謝產(chǎn)物的清除,減輕免疫細胞的負擔,促進免疫系統(tǒng)的正常運轉。

二,運動對骨骼肌肉代謝-內分泌-免疫功能的影響

3.1運動對骨骼肌肉代謝功能的影響

   運動對骨骼肌肉代謝功能的影響是多方面的,可以促進能量代謝、蛋白質代謝、離子代謝和激素代謝等過程,從而提高肌肉的力量、耐力和適應性。適當?shù)倪\動可以幫助預防和治療多種骨骼肌肉疾病,如肌無力、骨質疏松等。

1)能量代謝:運動會提高骨骼肌肉的能量需求,促進糖原和脂肪的分解,產(chǎn)生更多的ATP供能,以支持肌肉收縮和其他生理功能。

2)蛋白質代謝:運動可以促進骨骼肌肉蛋白質的合成和降解,以適應不同強度和類型的運動負荷。適量的運動可以增加肌肉纖維數(shù)量和體積,提高肌肉的力量和耐力。

3)離子代謝:運動可以改變骨骼肌肉細胞內部的離子流動,例如鈣離子的釋放和重吸收,從而影響肌肉的收縮和松弛。

4)激素代謝:運動可以影響骨骼肌肉細胞對激素的敏感性和響應,例如促進生長激素和睪酮的分泌,從而促進肌肉的生長和修復。

3.2 運動對骨骼肌肉內分泌功能的影響

   適度的運動可以促進骨骼肌肉的內分泌功能,增強肌肉質量和功能,預防或治療代謝性疾病,改善體型和健康狀況。運動可以促進骨骼肌肉的內分泌。主要包括以下幾個方面:

1) 促進生長激素分泌:運動可以刺激骨骼肌肉分泌生長激素,這是一種能夠促進骨骼肌肉生長和修復的激素,可以幫助增強肌肉質量和功能。血液中的白細胞介素-6(IL-6),在運動中以及運動后其濃度高達100倍以上。從TypeⅠ以及TypeⅡ肌肉纖維中釋放出IL-6,IL-6在肌肉內作用是促進細胞內攝取葡萄糖或分解脂肪酸。IL-6在循環(huán)的血液中擴散之際顯示出了激素的機能,促進了肝臟內的糖異生以及脂肪組織內的脂肪分解。白細胞介素-15(IL-15)也是從運動肌肉中分泌出來的,這可以考慮為起著骨骼肌肉的成長因子以及脂肪代謝作用。血液中IL-15的濃度與內臟脂肪量有著逆相關的關系。

2) 提高睪酮水平:適度的運動可以提高男性和女性的睪酮水平,這是一種重要的性激素,可以促進骨骼肌肉的生長和修復,增強肌肉的質量和力量。

3) 促進胰島素敏感性:運動可以提高骨骼肌肉對胰島素的敏感性,使得身體更容易利用血糖,從而預防或治療糖尿病等代謝性疾病。

4) 降低炎癥水平:適度的運動可以降低骨骼肌肉中的炎癥水平,減少炎癥因子的產(chǎn)生,從而減少慢性炎癥性疾病的風險。

5) 提高脂肪氧化能力:運動可以提高骨骼肌肉中的脂肪氧化能力,促進脂肪分解和代謝,從而降低體脂肪含量,改善體型和健康狀況。

  需要注意的是過度的運動會導致內分泌紊亂和激素水平異常,因此需要根據(jù)個體情況和身體狀況合理制定運動計劃。

2.3運動對骨骼肌肉的免疫機能的影響

   運動對骨骼肌肉的免疫機能有多方面的影響,主要包括以下幾個方面:

1)增強免疫細胞的活性:運動可以增強骨骼肌肉中的免疫細胞(如巨噬細胞、T細胞等)的活性,增加它們的數(shù)量和活性水平,提高機體的免疫力。

2)促進炎癥反應的恢復:運動可以促進炎癥反應的恢復,加速組織的修復和再生。運動會分泌炎癥促進性細胞因子,如腫瘤壞死因子-α(TNF-α):白細胞介素-1β(IL-1β)等。炎癥反應是機體對外部刺激的一種自我保護反應,但過度的炎癥反應會導致?lián)p傷和疾病的發(fā)生。適度的運動可以促進炎癥反應的恢復,幫助機體恢復正常。

3)減少炎癥因子的產(chǎn)生:適度的運動可以促使骨骼肌肉分泌抗炎癥性細胞因子,如白細胞介素-6(IL-6),白細胞介素-8(IL-8),白細胞介素-15(IL-15), 鳶(Yuan)尾素(irisin)等。減少骨骼肌肉中的炎癥因子的產(chǎn)生,如腫瘤壞死因子-α、白細胞介素-6等,降低機體的炎癥水平預防或減輕慢性炎癥性疾病的發(fā)生。

4)提高抗氧化能力:運動可以提高骨骼肌肉中的抗氧化能力,減少氧自由基的產(chǎn)生,降低氧化應激反應的發(fā)生,從而減少對細胞的損傷和破壞。

5)免疫平衡能力: 在人的身體內炎癥促進性(pro-inflammatory)細胞因子(TNF-α,IL-1β等)和抗炎性(anti-inflammatory) 細胞因子(IL-1ra,IL-10等)起著免疫的平衡作用。如,IL-6有著炎癥促進性和抗炎性兩方面的作用, 活動肌肉中產(chǎn)生的細胞因子-白細胞介素-6 (IL-6)能抑制TNF-α的產(chǎn)生和能促進IL-1ra和IL-10抗炎癥細胞因子產(chǎn)生。

6)免疫物質的遠距離投送:運動時骨骼肌肉產(chǎn)生的免疫物質可以遠距離輸送作用于各種臟器。IL-6增進肝臟中糖異生(glucose production) 及驅動脂肪分解(lipoltsis),并增進骨骼肌肉攝取葡萄糖或脂肪酸的β氧化。分泌的神經(jīng)激素,如肌肉鳶(Yuan)尾素(irisin),多巴胺,膽堿能神經(jīng)元乙酰膽堿Ach和腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子(BDNF),直接作用于腦中的膠質細胞,避免神經(jīng)炎癥,改善認知癥狀。

    適度的運動可以增強骨骼肌肉的免疫機能,提高機體的免疫力,預防疾病的發(fā)生和發(fā)展。但是過度的運動會導致免疫功能下降,增加感染和炎癥的風險,因此需要根據(jù)個體情況和身體狀況合理制定運動計劃。

    楊金宇   初稿(健康界) 2023.03.06

參考文獻:

[1]《神經(jīng)科學前沿》(Frontiers in Neuroscience) 2018年奇點網(wǎng) 2018年6月3日轉載

[2]《基于解剖學/生理學/運動學的動作分析》  日本醫(yī)齒藥出版株式會社

[3]《神經(jīng)生理學》第二版   p44  人民衛(wèi)生出版社 

[4]【肌肉學說】 骨骼肌肉的內分泌,免疫功能 《健康界》2022年11月17日

[5] chrtGPT

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