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呼吸道感染和其他传染病

2024年12月26日  来源:锻炼 作者:丹尼尔·利伯曼 提供人:It8933......

当我在2020年3月编辑这些文字的时候,自1918年大流感之后最严重的传染病——新型冠状病毒肺炎(COVID-19)疫情正在全球肆虐,患病人数巨大,很多人不幸离世,整个世界陷入经济危机。这次疫情毫不掩饰地提醒全世界,传染性疾病对人类健康造成的严重且恐怖的威胁从未停止过。虽然绝大多数感染了该病毒的人只表现出了轻度到中度的症状,但是该病毒的致死率是包括流感病毒在内的大多数呼吸道病毒的数倍。美国疾病控制和预防中心数据显示,流感每年会夺去大约5万名美国人的生命,其中大多数是老年人。其他传染性疾病,如艾滋病、肝炎和肺结核,每年也会在世界范围内造成大量死亡。

你也许会想,身体活动会对呼吸道感染之类的传染病造成什么影响呢?新型冠状病毒肺炎疫情流行期间,医学官员会提醒我们勤洗手、正确洗手、保持社交距离、咳嗽时用胳膊肘遮挡口部,最有意思的是,让我们别摸自己的脸。这些基本而实用的措施有效地阻止了病毒的传播。还有一些重要的手段被证明行之有效,比如注射疫苗,以及服用抗病毒药物。还有一种自我保护的方法可以作为补充手段,那就是提高自身免疫力,而这种方法经常被忽略。在这方面,有规律的身体活动虽然不是灵丹妙药,但也许能起到帮助作用。

哪里出现了失配

病毒、细菌和其他病原体不断进化,就是为了侵入我们的身体,避开我们的免疫系统,在我们的体内进行自我复制,然后再由我们通过打喷嚏、咳嗽或者其他传播方式传染他人。与上述过程类似的是,我们的免疫系统同时也不断进化,准备反击。这场进化的军备竞赛已经持续了数百万年,但是自从进入农业社会,人类就变得很容易感染传染性疾病,比如霍乱、天花和呼吸道感染等。狩猎采集者以小群体的方式生活在没有家畜的临时营地中,人口密度极低,但是随着农业的发展以及后来的工业的发展,人类可以在村庄、乡镇和城市定居,这就导致这些地方人口密度极高,人与家畜密切接触,老鼠等物种也来凑热闹。更糟糕的是,绝大多数城镇中的下水道系统和清洁的供水系统并未出现很久,在世界上的很多地方,公共卫生设施直到今天仍不够完善。传染性病原体在人类过度密集和不卫生的环境中滋生,一旦它们从其他物种传至人类身上,就会变得格外危险,因为人类的免疫系统之前从未遇到过这些病原体。所以,就像狩猎采集者会罹患多种传染性疾病一样,新型冠状病毒肺炎这样的高传染性流行病的出现,也是文明造成的“部分失配”,这也就解释了为什么保持社交距离和勤洗手是对付病毒的重要手段。49

长期缺乏身体活动对于免疫系统而言,也许是另外一种“部分失配”。长久以来一直有观点认为,诸如跑马拉松这样对自我要求极高的身体活动,会影响免疫系统的效力,但是诸多证据显示,有规律、中等强度的身体活动能够减少感染呼吸道感染等某些传染性疾病的风险。50而且,当我们年龄增大的时候,锻炼能够减缓免疫系统的老化速度。51但锻炼并非灵丹妙药,不能解决所有麻烦。免疫系统是由多个不同部分组成的迷宫,通常以不可思议的方式进行精细的协作,但是偶尔也会行为古怪,各自为战。比如,过敏和红斑狼疮等自身免疫性疾病的出现都证明,在一些罕见但重要的场合,本该起保护作用的免疫应答过程,对我们自己的身体发起了攻击。而且,病原体会不断进化出新的形式,以突破我们的免疫防线。

久坐的习惯会对整体健康状况和压力水平造成负面影响,我们已经知道,这种压力会造成免疫系统功能下降。除了这种普遍意义上的坏处之外,缺乏身体活动与免疫系统之间也许是一种失配关系,至于其中的原因,目前尚不清楚。一种解释是,我们的祖先进入丛林进行狩猎和采集时很有可能会接触各种病原体,我们的免疫系统因此进化出一种能力——当人体处于活动状态时免疫系统便会迅速提升防御水平以对抗有可能来袭的病原体。与此相关的另外一种解释源于我们的身体使用能量时的节约原则。当身体在对抗感冒时,我们就会感到疲惫,这说明免疫系统通常会消耗非常多的能量。因此,我们的免疫系统便进化出了一种节约能量的能力,即当身体对免疫系统的需求程度下降时,免疫系统的警戒级别便会降低。对于狩猎采集者来说,上述情形出现在他们的身体活动减少的时候,而此时他们暴露在病原体中的可能性也在下降,这与大多数工业化社会中的人完全不一样。

身体活动是如何起到帮助作用的

身体活动如何降低包括呼吸道感染在内的传染性疾病的风险,以及能降低到何种程度?这两个指标很难测量。解答这个问题的一种方法是针对身体活动量有明显差异的人群,对比他们患呼吸道感染和其他传染性疾病的可能性。总体而言,这类研究给我们带来了好消息,但这些好消息存在限制条件。在一项调查中,研究人员在西雅图地区随机挑选了115名没有身体活动习惯的女性,一组人在未来一年中保持久坐习惯,另外一组每周步行5次,每次45分钟。开始阶段两组人没有什么区别,但是6个月之后,步行组中的呼吸道感染率明显下降,大约只有平均感染率的1/3~1/2。52为了测试体重对呼吸道感染的影响,研究人员让包括一些肥胖者在内的超过100名女性在呼吸道感染最为流行的冬季进行锻炼,在12周的时间里每周步行5次,每次45分钟。步行组女性无论体重如何,被呼吸道感染所困扰的天数大约只有平均值的一半。53由于压力也会造成免疫系统功能低下,另外一项为期4个月的研究追踪了超过1 000名瑞典女性的情况,收集她们在锻炼强度、压力水平和呼吸道感染发生率方面的数据。与拥有久坐习惯的瑞典人相比,有中等强度和高强度锻炼习惯的人的呼吸道感染风险下降了15%~18%,自报有压力感的被试,呼吸道感染风险的下降幅度更大。54最后,在一项针对超过10万名护士(其中2/3是女性)的研究中,控制变量为吸烟、体重、酒精摄入量、性行为和年龄。该研究发现了身体活动水平与感染肺炎的风险之间呈反向的剂量-效应关系,从运动活跃度最高的女性到运动活跃度最低的女性(并不包括男性),风险度居然下降了30%。55尽管有这些令人鼓舞的发现,但并非所有研究都得出了锻炼可以降低呼吸道感染的结论,部分原因在于这些测试很难实施。56我们需要更多的研究,在更长的时间里跟踪更大规模的人群,需要更准确地诊断出感染的发生率,同时还要测量身体活动水平和压力等风险因素。虽然我们仍然需要更缜密的研究以求更好地测试和量化锻炼对传染性疾病的预防效果,但是没有任何证据表明中等强度的锻炼会增加了感染风险。

另外一种研究策略是通过实验测量免疫系统的不同部分对不同类型的身体活动和运动量会做出怎样的反应。若进行这种实验,最简单的办法就是在锻炼前后分别提取被试或者实验动物的血液或者唾液,测量白血细胞、抗体和其他免疫系统指标的变化。这类研究的局限性在于,它们测量的只是免疫系统的活动,而不是临床结果,但是研究也发现,经常进行中等强度锻炼的人群,其抗感染细胞的基准水平较高,而在长时间的高强度锻炼之后,这一水平会迅速下降。57在一个设计精细的实验中,13位年轻人被安排骑固定在地上的自行车,直至骑不动为止,之后接受白血细胞测量。这些年轻人随后被分成两组,一组在之后的两个月里每天进行半小时的中等强度骑行,另一组在此期间则不再进行任何锻炼。两个月时间一到,两组年轻人再进行一次相同的全力骑车测试。两个月的中等强度锻炼提高了锻炼者的白血细胞水平,但是两次高强度锻炼后都测量到了白血细胞数目的下降,尤其是那些久坐者。58这些研究表明,中等强度锻炼能够提升免疫能力,但是高强度锻炼之后的短时间内,白血细胞数目会下降,这一现象引发了关于运动量与免疫功能之间存在反向关系的猜想。59按照这种观点,长期缺乏身体活动会导致免疫能力下降,中等强度锻炼能够提升免疫系统的功能,过高强度的身体活动会暂时降低免疫功能从而增加感染的风险,尤其是对于那些身体素质不佳的个体而言。60

跑全程马拉松等长时间的高强度身体活动会导致一段易感染的“开窗期”,这虽然是常识,但是我们仍然需要更多的研究以确定到底什么样的运动量算是过量,以及其中的原因。如果我们将白血细胞和抗体看作对抗外侵之敌的战士,那么它们的分配部署情况也许比从血液中测量到的它们的数量更重要。很多研究为这一“防御假说”提供了支撑。更重要的是,有规律的身体活动不仅增加了白血细胞的数量,似乎还能够合理地将血液中的细胞送到最需要它们的地方,其中包括被黏液覆盖的脆弱的呼吸道和消化道内壁。61而且,那些被重新分配部署的细胞往往是对抗病毒时作战能力最强的细胞,其中包括自然杀伤细胞和细胞毒性T淋巴细胞。62对久坐人群和锻炼人群接种疫苗之后的对比研究也表明,锻炼有助于我们更快速更有效地产生抗体。63重要的是,这种与锻炼相关的疫苗增强现象也会出现在老年群体之中。考虑到老年人的感染率通常会更高,恢复起来更慢,对疫苗应答更迟缓,因此,有规律的身体活动由于能够延缓免疫系统的衰老,因此对老年人的好处更为明显。64

总而言之,有规律的中等强度身体活动能够提高免疫系统的能力,至于运动量多少是合适的,对于哪种传染性疾病更有效,我们所知甚少。免疫系统进化的目的就是对付那些有害的病原体,值得反复强调的是,免疫系统的复杂程度和多样性堪比不可胜数的有害病原体。如果我们希望通过对某个人的免疫系统进行量化,以确定它对付某些传染性疾病(其中包括新型冠状病毒肺炎)的能力,那么我们需要做的,是厘清人与病毒以及包括身体活动在内的多种影响因素之间的变量关系。如果我们研究的是面对致命疾病时免疫系统如何对人体进行保护,我们根本无法进行对照试验;如果我们希望通过研究老鼠等实验室动物的免疫功能,再类推到人体,那么这种研究方法实在太过复杂,因为无论是两个物种的免疫系统本身,还是它们的敌人,都差别巨大。尽管如此,研究人员还是为老鼠设计了一个不能在人身上实施的巧妙实验,他们为老鼠注射了致命剂量的流感病毒,然后让其中一些老鼠在出现症状之前进行三天锻炼。在中等强度锻炼组(以中等速度每天跑20~30分钟)中,多达82%的老鼠活了下来,待着不动的老鼠中有43%存活了下来,而每天被迫跑2.5小时的老鼠中只有30%活了下来。65对这些老鼠来说,哪怕是一点点锻炼也好过不锻炼,而过度锻炼同样是致命的,充分说明在对抗严重感染时,休息至关重要。

哪种锻炼形式最有效,运动量多少最有效

至于身体活动对免疫系统产生的效果,几乎所有研究都是针对心肺训练的,为数不多的另外一些研究发现,力量训练对免疫系统几乎没有什么作用,当然也没有副作用。66我们了解得不够充分的另外一个方面是运动量。如同身体活动给人体其他器官带来的诸多好处一样,对于免疫系统来说,活动就好过不活动。但是,多大的运动量才算过量?超过了哪个界限就会造成短暂的免疫能力低下?这些问题仍然需要进一步研究。第12章曾经提到,关于这个问题有一个共识性的“开窗假说”。由于免疫系统在“火力全开”时需要大量能量,因此极端强度的锻炼有可能造成免疫系统在对抗入侵病原体时能量不足。但是,“免疫监视假说”也提出,高强度的锻炼能够教会人体优先将所需细胞送到能充分发挥它们功效的地方。由于每个个体和每种疾病都受到诸多因素的影响,因此还需要更进一步的研究。中等强度的锻炼总是对身体有益无害,这是没有争议的共识,但是如果身体正在对抗严重的感染,那么绝对不推荐进行高强度的锻炼,因为免疫系统此时需要身体所能提供的全部能量。

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