為什么坐飛機(jī)以后會(huì)疲勞？免疫力監(jiān)測(cè)來(lái)揭秘
大家有沒(méi)有這樣的感覺(jué)，經(jīng)歷了長(zhǎng)途的飛行之旅之后，覺(jué)得非常的疲勞，一吹冷風(fēng)就很容易著涼？據(jù)德國(guó)波鴻魯爾大學(xué)和法國(guó)波爾多大學(xué)的科研人員的研究，發(fā)現(xiàn)這一現(xiàn)象跟重力應(yīng)力與人的免疫系統(tǒng)的相互作用息息相關(guān)。
什么是重力應(yīng)力？
重力應(yīng)力發(fā)生在太空飛行或某些物理活動(dòng)，包括各種游樂(lè)設(shè)施、跳傘、 蹦極或翼裝飛行等極限運(yùn)動(dòng)，在那里經(jīng)歷的重力加速度的變化可以達(dá)到很大的量級(jí)。這些變化包括身體所經(jīng)歷的體力的減少和增加，并可能引起生理過(guò)程的致病改變。
重力應(yīng)力情況下，機(jī)體免疫細(xì)胞有什么變化？
免疫系統(tǒng)調(diào)節(jié)著人體機(jī)體的大多數(shù)功能，然而，目前系統(tǒng)性研究重力應(yīng)力對(duì)人體細(xì)胞免疫反應(yīng)的影響的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目仍然很匱乏。由于拋物線飛行被認(rèn)為是研究重力變化對(duì)人體免疫系統(tǒng)短期影響的可行模型，科研人員通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，重力壓力對(duì)人體的影響不僅僅是血液中的白細(xì)胞數(shù)量，免疫細(xì)胞的功能也發(fā)生了改變。
研究人群和倫理聲明
本次排除了具有心血管疾病（包括高血壓、冠心病、充血性心力衰竭、卒中等）和免疫疾病（包括糖尿病、哮喘或過(guò)敏等）等病史的志愿者，共入組20名健康志愿者，研究方案獲得波鴻魯爾大學(xué)(ruhr-u niversita bochum )倫理委員會(huì)的批準(zhǔn)（注冊(cè)號(hào)為5158-14），為了避免服用藥物導(dǎo)致的相關(guān)免疫效應(yīng)對(duì)實(shí)驗(yàn)的干擾，本次實(shí)驗(yàn)全稱均避免使用任何藥物，志愿者年齡及性別情況如下表
拋物線飛行模型及實(shí)驗(yàn)方案
實(shí)驗(yàn)在一架空客a310飛機(jī)上進(jìn)行，飛機(jī)艙內(nèi)始終保持在壓力830 mbar、光度 800 lux、溫度 19 ~ 21? c、濕度 15%的條件；圖為一次完整的拋物線飛行所受到的重力應(yīng)力（圖a），在起飛加速階段和降加速度階段均有1.8g的超重狀態(tài)，時(shí)間各約20s，中間是勻加速階段的恒定超重的20s時(shí)間段；像這樣的拋物線飛行次數(shù)需要連續(xù)飛5次，5次為一組，一共6組，每組間隔5-8分鐘的穩(wěn)定飛行，在第一次拋物線動(dòng)作(p0)起飛后30分鐘左右和最后一次拋物線動(dòng)作 (p180)完成后3小時(shí)左右，在飛機(jī)著陸前抽取入組志愿者的血液樣本；作為對(duì)照， 在拋物線飛行前24 h (c0和c180)，在地面上的對(duì)應(yīng)時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行采血，因此，將c0至c180的時(shí)間段稱為對(duì)照期，p0至p180為拋物線飛行期 (圖b)。
檢測(cè)方案
全血在采集后的4小時(shí)內(nèi)進(jìn)行處理，采用了duraclone im panel中的 duraclone im 表型基礎(chǔ)方案、duraclone im b細(xì)胞方案、duraclone im t細(xì)胞亞群方案和 duraclone im 樹(shù)突狀細(xì)胞等方案(均來(lái)自beckman coulter )來(lái)評(píng)估免疫狀態(tài)。具體方案如下圖所示：
節(jié)選有變化的指標(biāo)
變化1：
循環(huán)白細(xì)胞數(shù)量穩(wěn)定，粒細(xì)胞增加，嗜酸性、噬堿性粒細(xì)胞減少
變化2：
t細(xì)胞下降、cd4+及cd8+亞群t細(xì)胞均下降
變化3：
總cd8+t下降，na?ve cd8+t、tem cd8+t、tcm cd8+t在重力應(yīng)力作用下下降
變化4：
total b細(xì)胞下降，na?ve b細(xì)胞及記憶b細(xì)胞均下降
總結(jié)與討論
重力壓力不僅可以在太空飛行中體驗(yàn)到，還可以通過(guò)某些娛樂(lè)活動(dòng)或極限運(yùn)動(dòng)等幾種地球上的活動(dòng)體驗(yàn)到。與普通壓力一樣，重力應(yīng)力也可能會(huì)潛在地影響免疫機(jī)制。長(zhǎng)期暴露于微重力環(huán)境的宇航員、培養(yǎng)的細(xì)胞，以及重力改變了的人類和小鼠實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ停即_實(shí)證實(shí)了暴露于重力應(yīng)力后免疫應(yīng)答受損的情況。然而，重力應(yīng)力如何影響免疫系統(tǒng)的機(jī)制目前尚不清楚。此外，需要考慮的是，拋物線飛行數(shù)據(jù)來(lái)自非常有限的個(gè)體，所有個(gè)體都是根據(jù)心理和生理的高適應(yīng)性進(jìn)行預(yù)選。
研究人員對(duì)18名志愿者的血液進(jìn)行了分析，以了解經(jīng)歷了重力應(yīng)力后循環(huán)白細(xì)胞亞群的變化。結(jié)果表明，粒細(xì)胞和中性粒細(xì)胞在拋物線動(dòng)作時(shí)細(xì)胞數(shù)增加。相反，嗜堿性粒細(xì)胞和嗜酸性粒細(xì)胞，以及t細(xì)胞和b細(xì)胞(包括它們各自的亞群)的細(xì)胞數(shù)量減少。因此，我們的結(jié)果表明，重力應(yīng)力對(duì)白細(xì)胞群體有不同的影響。
循環(huán)t和b細(xì)胞數(shù)量的減少也許可以用細(xì)胞凋亡增加來(lái)解釋，暴露于微重力的人t細(xì)胞系jurkat細(xì)胞已證明了這一點(diǎn)。淋巴細(xì)胞數(shù)量減少的另一個(gè)原因可能是它們遷移到淋巴器官中去了，在大鼠中進(jìn)行的研究表明，拋物線飛行期間cd4+和cd8+脾臟t細(xì)胞數(shù)量會(huì)增加。而一項(xiàng)45天頭朝下臥床休息的研究顯示，激活的和記憶樣組織b細(xì)胞減少了，拋物線飛行誘導(dǎo)的cd19+b細(xì)胞增加可歸因于靜息記憶b細(xì)胞的增加。數(shù)據(jù)顯示，拋物線飛行后b細(xì)胞和b細(xì)胞亞群的減少，這表明拋物線飛行對(duì)b細(xì)胞產(chǎn)生的影響是不同的。
拋物線飛行是一個(gè)合適的模型，還可以考慮年齡和性別等其他人口統(tǒng)計(jì)學(xué)參數(shù)，評(píng)估重力變化是否會(huì)對(duì)男性和女性產(chǎn)生不同影響。
之前的研究表明，循環(huán)系統(tǒng)中na?ve cd4+和cd8+t細(xì)胞隨著白天的進(jìn)展而減少，而效應(yīng)cd8+t細(xì)胞數(shù)量在白天達(dá)到峰值。研究者在實(shí)驗(yàn)設(shè)置中考慮了這種晝夜節(jié)律相關(guān)的變化，因而建立了控制期，即在拋物線飛行前一天的相應(yīng)時(shí)間點(diǎn)抽血。
皮質(zhì)醇水平的晝夜節(jié)律變化與循環(huán)白細(xì)胞數(shù)量的晝夜節(jié)律相關(guān)。例如，血液中的t細(xì)胞計(jì)數(shù)受皮質(zhì)醇生成的晝夜節(jié)律變化的控制，皮質(zhì)醇生成調(diào)節(jié)了t細(xì)胞上cxcr4的表達(dá)，導(dǎo)致t細(xì)胞按照cx cr4的配體cxcl12的梯度重新遷移到骨髓中。然而，并沒(méi)有檢測(cè)到由拋物線動(dòng)作介導(dǎo)的皮質(zhì)醇水平顯著增加，這表明皮質(zhì)醇不是白細(xì)胞數(shù)量發(fā)生變化的原因。
總之，研究表明，即使是短期暴露于重力應(yīng)力之下，也會(huì)影響固有免疫系統(tǒng)和適應(yīng)性免 疫系統(tǒng)的組成。因此，若重復(fù)暴露于重力應(yīng)力之下，則有可能對(duì)免疫應(yīng)答的有效性產(chǎn)生不良后果。
參考文獻(xiàn)
gravitational stress during parabolic flights induce changes in human leukocyte subsets， plos one | doi.org/10.1371/journal.pone.0206272 november 14, 2018
水性涂料固含量測(cè)定方法/計(jì)算公式
在墻面上就能貼揚(yáng)聲器？揚(yáng)聲器革命的“新風(fēng)”來(lái)襲
PP通風(fēng)柜換臺(tái)面的方法
如何辨別精密管和無(wú)縫鋼管的區(qū)別
菲格朗廠房噴霧降溫設(shè)備
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2024年樓宇自動(dòng)化市場(chǎng)將突破千億美元
Vectorlabs曼陀羅凝集素（Datura Stramonium Lectin）
西門(mén)子DP通訊電纜6XV1830-OEH10
氨氮的控制方法
高碑店醫(yī)院化驗(yàn)科污水處理系統(tǒng)
煤炭碳?xì)鋬x的實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備
KQ-300GDV制冷數(shù)控*資料介紹
鑄鐵潛水?dāng)嚢铏C(jī)在水處理與污水處理中的應(yīng)用
線切割機(jī)床割模具有臺(tái)階怎么辦？
管式電阻爐參數(shù)
便攜式非甲烷總烴分析儀可應(yīng)對(duì)各種復(fù)雜排放工況
聚四氟乙烯的耐熱溫度？
粉末狀食品在低水分含量狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變
二氧化碳培養(yǎng)箱的相關(guān)介紹
什么是重力應(yīng)力？
重力應(yīng)力發(fā)生在太空飛行或某些物理活動(dòng)，包括各種游樂(lè)設(shè)施、跳傘、 蹦極或翼裝飛行等極限運(yùn)動(dòng)，在那里經(jīng)歷的重力加速度的變化可以達(dá)到很大的量級(jí)。這些變化包括身體所經(jīng)歷的體力的減少和增加，并可能引起生理過(guò)程的致病改變。
重力應(yīng)力情況下，機(jī)體免疫細(xì)胞有什么變化？
免疫系統(tǒng)調(diào)節(jié)著人體機(jī)體的大多數(shù)功能，然而，目前系統(tǒng)性研究重力應(yīng)力對(duì)人體細(xì)胞免疫反應(yīng)的影響的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目仍然很匱乏。由于拋物線飛行被認(rèn)為是研究重力變化對(duì)人體免疫系統(tǒng)短期影響的可行模型，科研人員通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，重力壓力對(duì)人體的影響不僅僅是血液中的白細(xì)胞數(shù)量，免疫細(xì)胞的功能也發(fā)生了改變。
研究人群和倫理聲明
本次排除了具有心血管疾病（包括高血壓、冠心病、充血性心力衰竭、卒中等）和免疫疾病（包括糖尿病、哮喘或過(guò)敏等）等病史的志愿者，共入組20名健康志愿者，研究方案獲得波鴻魯爾大學(xué)(ruhr-u niversita bochum )倫理委員會(huì)的批準(zhǔn)（注冊(cè)號(hào)為5158-14），為了避免服用藥物導(dǎo)致的相關(guān)免疫效應(yīng)對(duì)實(shí)驗(yàn)的干擾，本次實(shí)驗(yàn)全稱均避免使用任何藥物，志愿者年齡及性別情況如下表
拋物線飛行模型及實(shí)驗(yàn)方案
實(shí)驗(yàn)在一架空客a310飛機(jī)上進(jìn)行，飛機(jī)艙內(nèi)始終保持在壓力830 mbar、光度 800 lux、溫度 19 ~ 21? c、濕度 15%的條件；圖為一次完整的拋物線飛行所受到的重力應(yīng)力（圖a），在起飛加速階段和降加速度階段均有1.8g的超重狀態(tài)，時(shí)間各約20s，中間是勻加速階段的恒定超重的20s時(shí)間段；像這樣的拋物線飛行次數(shù)需要連續(xù)飛5次，5次為一組，一共6組，每組間隔5-8分鐘的穩(wěn)定飛行，在第一次拋物線動(dòng)作(p0)起飛后30分鐘左右和最后一次拋物線動(dòng)作 (p180)完成后3小時(shí)左右，在飛機(jī)著陸前抽取入組志愿者的血液樣本；作為對(duì)照， 在拋物線飛行前24 h (c0和c180)，在地面上的對(duì)應(yīng)時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行采血，因此，將c0至c180的時(shí)間段稱為對(duì)照期，p0至p180為拋物線飛行期 (圖b)。
檢測(cè)方案
全血在采集后的4小時(shí)內(nèi)進(jìn)行處理，采用了duraclone im panel中的 duraclone im 表型基礎(chǔ)方案、duraclone im b細(xì)胞方案、duraclone im t細(xì)胞亞群方案和 duraclone im 樹(shù)突狀細(xì)胞等方案(均來(lái)自beckman coulter )來(lái)評(píng)估免疫狀態(tài)。具體方案如下圖所示：
節(jié)選有變化的指標(biāo)
變化1：
循環(huán)白細(xì)胞數(shù)量穩(wěn)定，粒細(xì)胞增加，嗜酸性、噬堿性粒細(xì)胞減少
變化2：
t細(xì)胞下降、cd4+及cd8+亞群t細(xì)胞均下降
變化3：
總cd8+t下降，na?ve cd8+t、tem cd8+t、tcm cd8+t在重力應(yīng)力作用下下降
變化4：
total b細(xì)胞下降，na?ve b細(xì)胞及記憶b細(xì)胞均下降
總結(jié)與討論
重力壓力不僅可以在太空飛行中體驗(yàn)到，還可以通過(guò)某些娛樂(lè)活動(dòng)或極限運(yùn)動(dòng)等幾種地球上的活動(dòng)體驗(yàn)到。與普通壓力一樣，重力應(yīng)力也可能會(huì)潛在地影響免疫機(jī)制。長(zhǎng)期暴露于微重力環(huán)境的宇航員、培養(yǎng)的細(xì)胞，以及重力改變了的人類和小鼠實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ停即_實(shí)證實(shí)了暴露于重力應(yīng)力后免疫應(yīng)答受損的情況。然而，重力應(yīng)力如何影響免疫系統(tǒng)的機(jī)制目前尚不清楚。此外，需要考慮的是，拋物線飛行數(shù)據(jù)來(lái)自非常有限的個(gè)體，所有個(gè)體都是根據(jù)心理和生理的高適應(yīng)性進(jìn)行預(yù)選。
研究人員對(duì)18名志愿者的血液進(jìn)行了分析，以了解經(jīng)歷了重力應(yīng)力后循環(huán)白細(xì)胞亞群的變化。結(jié)果表明，粒細(xì)胞和中性粒細(xì)胞在拋物線動(dòng)作時(shí)細(xì)胞數(shù)增加。相反，嗜堿性粒細(xì)胞和嗜酸性粒細(xì)胞，以及t細(xì)胞和b細(xì)胞(包括它們各自的亞群)的細(xì)胞數(shù)量減少。因此，我們的結(jié)果表明，重力應(yīng)力對(duì)白細(xì)胞群體有不同的影響。
循環(huán)t和b細(xì)胞數(shù)量的減少也許可以用細(xì)胞凋亡增加來(lái)解釋，暴露于微重力的人t細(xì)胞系jurkat細(xì)胞已證明了這一點(diǎn)。淋巴細(xì)胞數(shù)量減少的另一個(gè)原因可能是它們遷移到淋巴器官中去了，在大鼠中進(jìn)行的研究表明，拋物線飛行期間cd4+和cd8+脾臟t細(xì)胞數(shù)量會(huì)增加。而一項(xiàng)45天頭朝下臥床休息的研究顯示，激活的和記憶樣組織b細(xì)胞減少了，拋物線飛行誘導(dǎo)的cd19+b細(xì)胞增加可歸因于靜息記憶b細(xì)胞的增加。數(shù)據(jù)顯示，拋物線飛行后b細(xì)胞和b細(xì)胞亞群的減少，這表明拋物線飛行對(duì)b細(xì)胞產(chǎn)生的影響是不同的。
拋物線飛行是一個(gè)合適的模型，還可以考慮年齡和性別等其他人口統(tǒng)計(jì)學(xué)參數(shù)，評(píng)估重力變化是否會(huì)對(duì)男性和女性產(chǎn)生不同影響。
之前的研究表明，循環(huán)系統(tǒng)中na?ve cd4+和cd8+t細(xì)胞隨著白天的進(jìn)展而減少，而效應(yīng)cd8+t細(xì)胞數(shù)量在白天達(dá)到峰值。研究者在實(shí)驗(yàn)設(shè)置中考慮了這種晝夜節(jié)律相關(guān)的變化，因而建立了控制期，即在拋物線飛行前一天的相應(yīng)時(shí)間點(diǎn)抽血。
皮質(zhì)醇水平的晝夜節(jié)律變化與循環(huán)白細(xì)胞數(shù)量的晝夜節(jié)律相關(guān)。例如，血液中的t細(xì)胞計(jì)數(shù)受皮質(zhì)醇生成的晝夜節(jié)律變化的控制，皮質(zhì)醇生成調(diào)節(jié)了t細(xì)胞上cxcr4的表達(dá)，導(dǎo)致t細(xì)胞按照cx cr4的配體cxcl12的梯度重新遷移到骨髓中。然而，并沒(méi)有檢測(cè)到由拋物線動(dòng)作介導(dǎo)的皮質(zhì)醇水平顯著增加，這表明皮質(zhì)醇不是白細(xì)胞數(shù)量發(fā)生變化的原因。
總之，研究表明，即使是短期暴露于重力應(yīng)力之下，也會(huì)影響固有免疫系統(tǒng)和適應(yīng)性免 疫系統(tǒng)的組成。因此，若重復(fù)暴露于重力應(yīng)力之下，則有可能對(duì)免疫應(yīng)答的有效性產(chǎn)生不良后果。
參考文獻(xiàn)
gravitational stress during parabolic flights induce changes in human leukocyte subsets， plos one | doi.org/10.1371/journal.pone.0206272 november 14, 2018
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粉末狀食品在低水分含量狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變
二氧化碳培養(yǎng)箱的相關(guān)介紹