最近，运动被视为一种抗炎疗法。因此，有规律的运动被认为是通过向循环中释放抗炎细胞因子来对抗慢性炎症疾病的一种天然保护剂。然而，剧烈运动或力竭运动可增加肠道的通透性，从而进一步增加肠道革兰氏阴性菌的易位，引起运动诱导的内毒素血症。因此，需要有针对运动引起的炎症或氧化应激的预防或治疗对策。

最近，运动被视为一种抗炎疗法。因此，有规律的运动被认为是通过向循环中释放抗炎细胞因子来对抗慢性炎症疾病的一种天然保护剂[1，2]。

炎症通常伴有发红、发热、肿胀、疼痛和功能丧失，其中白细胞浸润和促炎细胞因子的产生[1]。这些炎症反应被认为是我们体内的屏障，以保护我们免受外部有害刺激，如微生物感染。然而，长期暴露于炎性细胞因子可能诱发慢性代谢疾病，如糖尿病、心血管疾病、慢性肾病和癌症[2]。

剧烈运动会导致活化白细胞释放大量促炎细胞因子和自由基，并导致肌肉损伤和组织损伤（图1）[2,3]。这取决于运动强度和持续时间，中等强度的运动可以提高免疫功能，而长时间的高强度运动可能会损害免疫功能【4】。此外，剧烈运动比常规运动需要更多的能量。在长时间运动期间，耗氧量增加，并通过电子传递链（ETC）产生活性氧（reactive oxygen species ，ROS）（图2）[3]。

图1. .活化的中性粒细胞产生的活性氧。膜相关NADPH氧化酶激活后产生超氧物和过氧化氢。中性粒细胞呼吸爆发中产生的主要活性氧是超氧化物阴离子（O2-）。这些超氧阴离子随后转化为其他活性氧，包括过氧化氢（H2O2）、次氯酸（HOCl）、羟基自由基（·OH）和单线态氧。有证据表明，运动可能会促进氧化应激。Exerc. Immunol. Rev. 2004;10:129–141.

图2：。最大摄氧量（VO2max）、器官功能和线粒体动力学之间的关系。随着心血管健康水平的提高，最大摄氧量与死亡率的降低和器官功能的改善相关，表明对定期运动的系统反应。健康水平的提高通常与线粒体生物发生和平衡良好的线粒体动力学有关。SIRT3对运动训练的适应性反应可以减轻与年龄相关的细胞代谢下降和线粒体ROS生成的增加。运动训练可减少氧化应激，减轻线粒体功能的年龄相关性恶化。

 在急性炎症和/或力竭运动诱发全身炎症反应综合征（systemic inflammatory response syndrome，SIRS）中起作用的三种最有影响力的细胞因子是TNF-α、IL-1β和IL-6。在典型的炎症反应模型中，TNF-α是第一个全身释放的细胞因子，在炎症开始后数小时内达到峰值，随后不久IL-1β达到峰值，然后出现IL-6【1】。这些促炎细胞因子通过诱导粒细胞集落刺激因子（G-CSF）和趋化因子（趋化细胞因子的缩写）如IL-8和单核细胞趋化蛋白（MCP）-1引起随后的急性炎症反应，即白细胞增多（中性粒细胞）。

剧烈的耐力运动会扰乱免疫系统的稳态，导致全身循环中的中性粒细胞导致白细胞增多和免疫抑制。在炎症状态下，也会诱导抗炎反应来重建基础状态。例如，为了中和促炎细胞因子级联抗炎细胞因子，如IL-10、IL-4和IL-1受体拮抗剂（IL-1ra）被释放到循环中，从而抑制促炎细胞因子的产生（图3）[2，5]。

图3. 细胞因子介导运动性炎症、免疫抑制和能量代谢

 内毒素血症可由致病性细菌感染或肠道革兰氏阴性细菌易位引发。长期剧烈运动可增加肠道的通透性，从而进一步增加肠道革兰氏阴性菌的易位（图4）。据观察，在长时间运动期间，肌肉和心肺系统的血供增加，而胃肠系统的血供减少。由于长时间剧烈运动引起的血流重新分布导致两个系统的这种变化可能会导致运动期间胃肠道缺血，而运动停止后再灌注会导致炎症[1，6]。由于运动引起的血流重新分布，肠道通透性增高和胃肠道缺血开始出现。由于长时间剧烈的运动，可能会导致核心体温升高，进而导致体温升高和肠道通透性增高[1]。除此之外，在长时间剧烈运动期间，由于肠道革兰氏阴性菌易位到血液中并增加循环细菌脂多糖（LPS），可能会发生内毒素血症。图5显示了中暑双途径模型中的热脓毒症途径【7】。

图4. 运动性内毒素血症和全身炎症的概念。运动会导致肠道屏障功能障碍和通透性增高。随后，肠源性细菌转移到循环中并诱发全身炎症

图5. 中暑双途径模型中的热脓毒症途径。(a)运动和热应激导致肠道上皮细胞的渗透性增加，从而导致革兰氏阴性细菌和脂多糖(LPS)从肠道渗漏到循环系统(b)。在健康状态下，当免疫功能不受损害时，循环中的 LPS 被单核细胞、高密度脂蛋白和 LPS 特异性抗体从体内清除。在这些情况下，身体任务完成没有热相关的健康后果，即耐热(C)。然而，当在免疫抑制(D)状态下进行相同的物理任务时，可能会损害 LPS 的清除，从而导致 LPS 在血液中的积累，即内毒素血症(E)。血液中 LPS 的浓度达到一个阈值，引发全身炎症反应(SIR) ，最终导致败血症。由此产生的临床表现包括大面积凝血、坏死、细胞损伤、多器官衰竭和中枢神经系统紊乱(F) ，这些症状可见于中暑患者，即热不耐受(G)状态。在这个途径中，免疫系统的状态可以作为耐热性和耐受性之间的转换，即短暂的耐热性。可能导致免疫抑制的情况的例子也在图(H)中提出。

运动诱导的内毒素血症通过激活的巨噬细胞产生促炎介质（前列腺素（PG）E2、TNF-α、IL-1β和IL-6）激增。这些促炎介质/细胞因子可能导致发热，甚至导致劳累性中暑。然而，中暑的发病机制与高温和内毒素血症有关[1]。肠源性内毒素有助于运动诱导的炎症反应，但目前尚不清楚内毒素血症是否是运动诱导炎症反应的主要原因。Costa等人的一项综述认为，中等运动时间（2小时内）可导致循环内毒素的轻微升高[6]，而大量研究报告称中等运动时间（1小时内）可导致全身炎症[1,7]。在短期运动中（在一小时内），器官损伤的诱导与全身炎症反应一致[8]。因此，受损的器官源性细胞因子可能加速全身炎症反应。

在运动期间，热应激和脱水会增加内脏器官的低灌注【1】。这些过程还增强了运动诱导的炎症反应（例如，IL-1β、IL-1ra、IL-6、IL-8、IL-10和TNF-α的增加）[6,8]和运动诱导的器官损伤。这些结果表明，内脏器官的低灌注导致器官损伤和全身炎症反应，从而促进进一步的器官损伤。运动引起的胃肠道通透性相关因素的总结如图6所示【9】。

图6. 运动性胃肠道通透性相关因素的图解表示。剧烈的体育锻炼导致血液的重新分配，使血液从内脏区域分流，从而显著减少内脏血流量，并导致粘膜损伤和肠壁完整性的丧失。进一步的研究需要确定运动引起的粘膜损伤是否可以通过营养策略来减轻，可能提高运动成绩，并改善运动后恢复。

针对运动引起的炎症或氧化应激，已经确定了许多预防或治疗对策。运动前的降温可以减轻力竭运动的全身炎症反应[8]，而运动后的降温可能没有显著效果。在健康男性中，运动后摄入饮料不会减轻运动诱导的器官损伤、炎症或氧化应激。然而，补水能更快地恢复运动诱导的氧化应激【10】。在月经周期的月经期进行剧烈运动会增加系统性炎症。白天，晨练比晚间锻炼导致的IL-6释放更少[1]。

此外，一些功能性食品，如多酚或植物化学物质，被认为可以增强耐力或减轻炎症，并能减轻LPS诱导的炎症[1]，运动后肠道通透性增加，出现内毒素血症，导致全身炎症。因此，在未来的研究中，应检查其他应对措施，如摄入一些功能性食品[1]，以获得生物利用度、肠道屏障保护和分布，以及适当的免疫反应性。

主要参考文献

1.  Antioxidants (Basel). 2020 May; 9(5): 401

2.  Biomolecules. 2019;9:223. 

3.  Free Radic. Biol. Med. 2019;132:33–41.

4.  Front. Physiol. 2020;10:1550

5.  Antioxidants. 2018;7:17

6.  Aliment. Pharmacol. Ther. 2017;46:246–265.

7.     Antioxidants (Basel). 2018 Nov; 7(11): 149.

8.  J. Sports Exerc. Med. 2019;5:122. 

9.     Sports (Basel). 2018 Mar; 6(1): 12..

10.Antioxidants (Basel). 2021 May 28;10(6):866.