科学家研究发现锻炼肌肉可对抗慢性炎症

在包括类风湿关节炎在内的许多疾病中，不受控制的炎症会导致肌肉的丧失和虚弱。一项新的研究表明，当我们锻炼的时候，我们的肌肉有一种天生的能力来减少这种有害的炎症。

炎症是喜忧参半的。在短期内，它处理感染和促进肌肉损伤后的再生。

另一方面，持续性炎症在许多疾病中起着重要作用，包括类风湿关节炎和石棺减少症，这是与衰老相关的肌肉萎缩。

幸运的是，大量的证据表明，经常锻炼可以帮助对抗衰老过程中炎症的影响，也就是所谓的“发炎”。

特别是，保持健康和活跃可以减少人们所知的长期的或慢性的炎症。增加风险许多影响老年人的疾病。

然而，目前还不清楚肌肉纤维到底是如何抑制炎症的。

大多数研究人员认为，肌肉纤维与肌肉组织中的其他细胞(如脂肪细胞和免疫细胞)之间的分子交叉作用可以减少炎症的发生。

但是一项来自杜克大学生物医学工程师的新研究表明，肌肉细胞完全有能力自行控制炎症。

这项研究已在杂志上发表。科学进步.

工程人体肌肉

杜克大学(Duke)生物医学工程学教授、该研究论文的高级作者纳纳德·伯萨克(Nenad Bursac)解释说：“在锻炼过程中，人体内发生了很多过程，很难弄清楚哪些系统和细胞在活动的人体内在做什么。”

因此，为了专注于肌肉细胞，该团队培育出缺乏其他类型细胞的人类肌肉。

近十年来，Bursac教授的实验室一直在培养皿中培养骨骼肌。它们可以改变肌肉的细胞组成，这是充分的功能和可以收缩。

“我们的工程肌肉平台是模块化的，这意味着我们可以混合和匹配各种类型的细胞和组织成分，如果我们愿意的话，”Bursac教授说。“但在这种情况下，我们发现肌肉细胞能够自行发挥抗炎作用。”

为了模拟慢性炎症，研究人员连续7天用干扰素-γ(一种促进炎症的免疫信号分子)冲洗他们实验室生长的肌肉，并将其与肌肉萎缩和功能障碍联系在一起。

正如所料，肌肉纤维收缩并变弱。

接下来，为了模拟运动，科学家们通过肌肉发送了一个微小的电流。

值得注意的是，随着时间的推移，电流刺激了肌肉的生长。它还减少了干扰素-γ的肌肉消耗和削弱作用。

科学家们设法找出了导致肌肉炎症反应的确切分子途径。他们表明，γ干扰素刺激了这一途径，而运动则抑制了这一途径.

“我们不仅证实了γ干扰素主要通过一种特定的信号途径起作用，我们还表明，锻炼肌肉细胞可以直接对抗这种促炎信号--与其他细胞类型或组织的存在无关，”Bursac教授实验室的博士后研究员、该论文的第一作说。

阻断炎症通路

这项研究不仅仅具有好奇心--它可能会影响患者的治疗。

两种被批准用于治疗类风湿关节炎的药物，叫做tofacitinib(Xeljanz)和baritinib(Olumiant)，通过抑制相同的炎症途径发挥作用。

最近出版的试点研究提示巴立替尼对新冠肺炎住院患者也是一种安全有效的抗炎治疗方法。

作为对他们发现的最后一次测试，杜克大学的研究人员将每种药物依次应用于他们的实验室生长的肌肉中。

他们发现这两种药物都能阻断γ干扰素的作用，并在此过程中防止肌肉萎缩和虚弱。

除了探索运动的抗炎作用外，作者还建议科学家可以利用实验室培育的肌肉来测试其他药物预防消瘦和慢性炎症的能力。

Bursac教授解释说：

“这些结果表明实验室培育的人类肌肉在发现新的疾病机制和潜在的治疗方法方面有多有价值。”有一些观念认为，最佳的运动水平和运动方式可以对抗慢性炎症，同时又不过度强调细胞。也许通过我们的工程肌肉，我们可以帮助找出这些想法是否属实。“