【肌肉学说】骨骼肌肉的代谢-内分泌-免疫功能

一， 骨骼肌肉的代谢-内分泌-免疫功能

  骨骼肌肉是人体最大的器官之一，不仅具有支撑人体姿势和维持人体各脏器的机械功能，还有代谢功能和内分泌功能以及免疫功能。

1.1 骨骼肌肉的代谢机能   

   骨骼肌肉是我们身体内最大的肌肉组织，它的代谢机能与我们的身体健康息息相关。骨骼肌肉的代谢机能包括三个主要方面：能量代谢、蛋白质代谢和脂质代谢。

1)能量代谢：骨骼肌肉可以通过糖原分解和脂肪氧化等方式产生能量，为身体提供运动和代谢所需的能量。

2)蛋白质代谢：骨骼肌肉是身体内最主要的蛋白质库，可以通过蛋白质的降解和合成来调节身体内蛋白质的平衡。

3)脂质代谢：骨骼肌肉可以通过脂肪酸的摄取、氧化和储存来参与脂质代谢，维持身体内脂质代谢的平衡。

1.2 骨骼肌肉的内分泌功能

   骨骼肌肉人体的内分泌器官之一，可以通过分泌肌肉生长因子、调节能量代谢和胰岛素敏感性等多种途径(图-1) 。

图-1 骨骼肌肉的内分泌免疫作用

1)分泌肌肉生长因子：骨骼肌肉可以分泌多种肌肉生长因子，如IGF-1、FGF-2、HGF等，这些因子可以促进肌肉细胞增殖和生长，促进骨骼肌肉的形成和发育。

2)分泌酮体：骨骼肌肉可以在运动时分泌酮体，包括β-羟基丁酸和乙酰乙酸，这些酮体可以作为能量来源供给肌肉和其他组织使用。

3)调节能量代谢：骨骼肌肉可以分泌多种因子，如肌肉生长因子和酮体，这些因子可以调节体内的能量代谢，促进脂肪酸的氧化和糖原的储存，从而维持机体的能量平衡。

4)调节胰岛素敏感性：骨骼肌肉可以通过分泌肌肉生长因子和其他调节因子，影响胰岛素的敏感性和耐受性，促进血糖的控制和代谢的平衡。

骨骼肌肉发挥重要的内分泌调节作用，能维护机体的正常生理功能。

1.3 骨骼肌肉的免疫功能

   骨骼肌肉作为人体的免疫器官之一，可以通过分泌免疫调节因子、参与免疫细胞的迁移、合成抗炎肽和清除代谢产物等多种途径，发挥重要的免疫调节作用，维护机体的免疫稳态(图-1)。

1)具有分泌作用的免疫细胞：骨骼肌细胞可以分泌多种免疫调节因子，如IL-6、IL-8、TNF-α等，这些因子可以调节免疫系统的应答，促进炎症反应和抗病毒抗菌等免疫反应。

2)参与免疫细胞的迁移：骨骼肌肉细胞表面可以表达一些细胞黏附分子，如ICAM-1、VCAM-1等，这些分子可以促进免疫细胞的迁移和定向。

3)具有抗炎作用的肌肽：肌肽是一种由骨骼肌肉细胞合成的短肽，具有抗炎、抗菌等生物活性，能够调节免疫系统的炎症反应，促进组织修复。

4)具有清除代谢产物作用的肌酸激酶：肌酸激酶是一种由骨骼肌肉细胞合成的酶，能够促进代谢产物的清除，减轻免疫细胞的负担，促进免疫系统的正常运转。

二，运动对骨骼肌肉代谢-内分泌-免疫功能的影响

3.1运动对骨骼肌肉代谢功能的影响

   运动对骨骼肌肉代谢功能的影响是多方面的，可以促进能量代谢、蛋白质代谢、离子代谢和激素代谢等过程，从而提高肌肉的力量、耐力和适应性。适当的运动可以帮助预防和治疗多种骨骼肌肉疾病，如肌无力、骨质疏松等。

1)能量代谢：运动会提高骨骼肌肉的能量需求，促进糖原和脂肪的分解，产生更多的ATP供能，以支持肌肉收缩和其他生理功能。

2)蛋白质代谢：运动可以促进骨骼肌肉蛋白质的合成和降解，以适应不同强度和类型的运动负荷。适量的运动可以增加肌肉纤维数量和体积，提高肌肉的力量和耐力。

3)离子代谢：运动可以改变骨骼肌肉细胞内部的离子流动，例如钙离子的释放和重吸收，从而影响肌肉的收缩和松弛。

4)激素代谢：运动可以影响骨骼肌肉细胞对激素的敏感性和响应，例如促进生长激素和睾酮的分泌，从而促进肌肉的生长和修复。

3.2 运动对骨骼肌肉内分泌功能的影响

   适度的运动可以促进骨骼肌肉的内分泌功能，增强肌肉质量和功能，预防或治疗代谢性疾病，改善体型和健康状况。运动可以促进骨骼肌肉的内分泌。主要包括以下几个方面：

1) 促进生长激素分泌：运动可以刺激骨骼肌肉分泌生长激素，这是一种能够促进骨骼肌肉生长和修复的激素，可以帮助增强肌肉质量和功能。血液中的白细胞介素-6（IL-6），在运动中以及运动后其浓度高达100倍以上。从TypeⅠ以及TypeⅡ肌肉纤维中释放出IL-6，IL-6在肌肉内作用是促进细胞内摄取葡萄糖或分解脂肪酸。IL-6在循环的血液中扩散之际显示出了激素的机能，促进了肝脏内的糖异生以及脂肪组织内的脂肪分解。白细胞介素-15（IL-15）也是从运动肌肉中分泌出来的，这可以考虑为起着骨骼肌肉的成长因子以及脂肪代谢作用。血液中IL-15的浓度与内脏脂肪量有着逆相关的关系。

2) 提高睾酮水平：适度的运动可以提高男性和女性的睾酮水平，这是一种重要的性激素，可以促进骨骼肌肉的生长和修复，增强肌肉的质量和力量。

3) 促进胰岛素敏感性：运动可以提高骨骼肌肉对胰岛素的敏感性，使得身体更容易利用血糖，从而预防或治疗糖尿病等代谢性疾病。

4) 降低炎症水平：适度的运动可以降低骨骼肌肉中的炎症水平，减少炎症因子的产生，从而减少慢性炎症性疾病的风险。

5) 提高脂肪氧化能力：运动可以提高骨骼肌肉中的脂肪氧化能力，促进脂肪分解和代谢，从而降低体脂肪含量，改善体型和健康状况。

  需要注意的是过度的运动会导致内分泌紊乱和激素水平异常，因此需要根据个体情况和身体状况合理制定运动计划。

2.3运动对骨骼肌肉的免疫机能的影响

   运动对骨骼肌肉的免疫机能有多方面的影响，主要包括以下几个方面：

1)增强免疫细胞的活性：运动可以增强骨骼肌肉中的免疫细胞（如巨噬细胞、T细胞等）的活性，增加它们的数量和活性水平，提高机体的免疫力。

2)促进炎症反应的恢复：运动可以促进炎症反应的恢复，加速组织的修复和再生。运动会分泌炎症促进性细胞因子，如肿瘤坏死因子-α(TNF-α):白细胞介素-1β(IL-1β)等。炎症反应是机体对外部刺激的一种自我保护反应，但过度的炎症反应会导致损伤和疾病的发生。适度的运动可以促进炎症反应的恢复，帮助机体恢复正常。

3)减少炎症因子的产生：适度的运动可以促使骨骼肌肉分泌抗炎症性细胞因子，如白细胞介素-6(IL-6),白细胞介素-8(IL-8),白细胞介素-15(IL-15)， 鸢(Yuan)尾素（irisin）等。减少骨骼肌肉中的炎症因子的产生，如肿瘤坏死因子-α、白细胞介素-6等，降低机体的炎症水平预防或减轻慢性炎症性疾病的发生。

4)提高抗氧化能力：运动可以提高骨骼肌肉中的抗氧化能力，减少氧自由基的产生，降低氧化应激反应的发生，从而减少对细胞的损伤和破坏。

5)免疫平衡能力： 在人的身体内炎症促进性(pro-inflammatory)细胞因子(TNF-α,IL-1β等)和抗炎性(anti-inflammatory) 细胞因子(IL-1ra,IL-10等)起着免疫的平衡作用。如，IL-6有着炎症促进性和抗炎性两方面的作用， 活动肌肉中产生的细胞因子-白细胞介素-6 (IL-6)能抑制TNF-α的产生和能促进IL-1ra和IL-10抗炎症细胞因子产生。

6)免疫物质的远距离投送：运动时骨骼肌肉产生的免疫物质可以远距离输送作用于各种脏器。IL-6增进肝脏中糖异生(glucose production) 及驱动脂肪分解（lipoltsis），并增进骨骼肌肉摄取葡萄糖或脂肪酸的β氧化。分泌的神经激素，如肌肉鸢(Yuan)尾素（irisin），多巴胺，胆碱能神经元乙酰胆碱Ach和脑源性神经营养因子(BDNF)，直接作用于脑中的胶质细胞，避免神经炎症，改善认知症状。

    适度的运动可以增强骨骼肌肉的免疫机能，提高机体的免疫力，预防疾病的发生和发展。但是过度的运动会导致免疫功能下降，增加感染和炎症的风险，因此需要根据个体情况和身体状况合理制定运动计划。

    杨金宇   初稿(健康界) 2023.03.06

参考文献：

[1]《神经科学前沿》(Frontiers in Neuroscience)　2018年奇点网 2018年6月3日转载

[2]《基于解剖学/生理学/运动学的动作分析》  日本医齿药出版株式会社

[3]《神经生理学》第二版   p44  人民卫生出版社 

[4]【肌肉学说】 骨骼肌肉的内分泌，免疫功能 《健康界》2022年11月17日

[5] chrtGPT