Nature Communications：警惕过度无氧运动！乳酸堆积可能引起免疫细胞衰老，恐抑制免疫系统

生命在于运动。但对于部分“长期久坐”的上班族或学生党来说，平常用于锻炼的时间少得可怜，偶尔心血来潮打个球、跑个步，第二天便感觉肌肉传来阵阵“酸爽”，身体仿佛不是自己的了！

从根源上看，这种“酸酸的感觉”来自细胞无氧代谢增加导致的乳酸堆积。乳酸是身体适应体育锻炼过程中的关键代谢产物，很多人以为休息一下就没事了，还可能有助于强化身体。但事实果真如此吗？

近日，Nature Communications 杂志发表的研究成果^[1]，探讨了乳酸对于B细胞的影响，该研究发现：身体里B细胞衰老会导致乳酸堆积，而堆积的乳酸又会反过来继续伤害B细胞，导致恶性循环，最终引发免疫衰老、自身免疫性疾病等严重后果。

一、研究内容与思路

1、衰老诱导代谢亢进的B细胞

作者采用磁珠分选获得了年轻和老年健康个体外周血中未受到刺激的B细胞，评估细胞代谢状态，包括有丝分裂应激试验、耗氧率（OCR）、氧化磷酸化（OXPHOS）、线粒体适应性、细胞外酸化率（ECAR）、无氧糖酵解和乳酸分泌情况。

结果发现，与年轻人相比，老年人B细胞的OCR较高，最大耗氧量较高，备用呼吸容量较高。与年轻人相比，老年人B细胞中ECAR的差异甚至大于OCR中的ECAR，在最大呼吸条件下，最大ECAR更高，OCR：ECAR比率更低。

总的来说，来自老年人的B细胞能够更容易地从OXPHOS转变为无氧糖酵解。在有丝分裂压力测试期间进行的其他测量（非线粒体呼吸、耦合效率、质子泄漏、ATP产生）未观察到差异。

研究思路1：当前，乳酸对于多种免疫细胞均存在促炎作用，而对于B细胞的影响有待探讨，对此，作者从衰老角度出发，探讨了乳酸对B细胞的影响。作者先探讨了年轻人跟老年人B细胞的代谢情况，发现老年人B细胞代谢亢进。

2、衰老会诱导未受刺激的B细胞摄取葡萄糖

作者采用qPCR检测了葡萄糖转运蛋白（Glut）表达情况，发现与年轻人相比，老年人的Glut1和Glut4 RNA表达更高。通过流式细胞术和葡萄糖荧光类似物2-NBDG测量葡萄糖摄取，发现相比于年轻人，老年人中未受刺激的B细胞摄取葡萄糖更多，细分到B细胞亚群，发现双阴性（DN）B细胞（最促炎的B细胞亚群）摄取葡萄糖量最多。

研究思路2：接着，作者分析了年轻人和老年人B细胞摄取葡萄糖的能力，并细化到亚群情况，发现：衰老B细胞，尤其是促炎衰老B细胞表达增加，且摄入葡萄糖的能力显著增加，与上一部分这一类B细胞代谢能力增强结果相佐证。

3、衰老会增加未受刺激的B细胞中的线粒体功能

丙酮酸脱氢酶（PDH）复合物PDHX将丙酮酸转化为乙酰辅酶A，乳酸脱氢酶A（LDHA）将丙酮酸转化为乳酸。对此，作者评估了PDHX RNA和LDHA RNA表达情况，发现相比于年轻人，老年人中未受刺激的B细胞PDHX RNA和LDHA RNA的表达均升高，且LDHA RNA表达差异最大。此外，胞质ROS、过氧化物酶体增殖物激活的受体γ共激活因子1α（PPARGC1α）mRNA 表达增加，但总线粒体质量相当。

研究思路3：衰老B细胞中葡萄糖摄入增加，那对应于细胞究竟是有氧代谢还是无氧代谢，对此，作者检测了对应的酶，发现无氧代谢对应的酶LDHA表达更高，表明细胞摄入的葡萄糖大多数进行了无氧代谢，且线粒体氧化应激反应增加，表明细胞处于一个氧化损伤、衰老状态。

4、衰老会增加未刺激B细胞中的无氧糖酵解

作者评估了无氧糖酵解标志物乳酸在未受刺激的B细胞中的作用，发现双链（ds）DNA特异性IgG自身免疫抗体的分泌是由乳酸诱导的，乳酸促进自身免疫抗体的转录因子tbx21、T-bet RNA表达。这些结果首次表明乳酸诱导自身免疫性致病性B细胞，并刺激自身免疫抗体分泌。此外，与上述结果相似，DN B细胞中无氧糖酵解途径标志物表达升高。

研究思路4：线粒体的异常活跃，还让衰老的B细胞处于高代谢状态，具体表现就是耗氧速率增加、无氧糖酵解水平升高，使得乳酸表达增加，扰乱免疫系统，进一步引发炎症或者自身免疫性疾病发生发展。

5、来自老年人的B细胞通过代谢和炎症途径诱导促炎CD4+ T细胞

作者评估了来自老年人的高代谢B细胞是否能够极化来自年轻人的CD4+T细胞，使其具有高代谢性、炎症性和致病性。

实验发现，老年人B细胞可以增加年轻人CD4+T细胞中的Glut1和LDHA转录物、促炎细胞因子IL-17A、IFN-γ、IL-6、TNF-α和IL-10的表达，而年轻人的B细胞则无此作用。此外，作者还将年轻人的B细胞与老年人CD4+T细胞一起培养，最终表明来自年轻人的B细胞无法将CD4+T细胞极化为促炎表型。

作者还发现，老年人B细胞可以增加年轻人CD4+T细胞的OCR和ECAR曲线以及乳酸含量；炎症通路分子NF-kB、p-STAT3表达水平增加。

研究思路5：免疫系统中最常见、发挥主要作用的是T细胞，对此，作者检测了B细胞对于T细胞的影响。基于此，作者将衰老B细胞与正常CD4+T细胞进行共培养，发现CD4+T细胞炎症相关指标表达增加，且不可避免的是乳酸含量也随之升高，表明了衰老的B细胞会影响T细胞，导致炎症加剧，让免疫系统更紊乱，影响人体。

6、抑制乳酸降低了老年人B细胞的极化效应

作者采用三种特异性抑制剂阻断乳酸来进一步探讨，分别是FX11，一种阻断LDHA酶的小分子；抗SLC5A12，一种抑制乳酸转运蛋白的多克隆抗体；抗ICOSL，一种抑制B细胞与CD4+T细胞互相作用的抑制剂。

实验发现，三种抑制剂均可以显著抑制IL-17A以及乳酸分泌，但与FX11相比，抗SLC5A12和抗ICOSL的效果更好，这两种抑制剂可以更显著地抑制多种炎症细胞因子的表达，包括IFNγ、IL-6、TNF-α和 IL-10。

研究思路6：上述研究表明B细胞生成了乳酸，导致机体出现炎症以及免疫紊乱，但是究竟是不是乳酸捣的乱呢？对此，作者采用多种乳酸抑制剂来探讨，最终证明的确是乳酸在这一过程中扮演了“捣蛋鬼”角色。

7、乳酸使得B细胞出现高糖酵解、高炎症性和免疫衰老

接下来，作者想探讨乳酸是否能够使得B细胞出现促炎表型，结果发现乳酸能够使得年轻人的B细胞中Glut1和LDHA RNA表达增加，表明B细胞出现高糖酵解表型，使得年轻人的B细胞更接近老年人B细胞，表明乳酸会诱导年轻人的B细胞免疫衰老。

此外，乳酸还增加了年轻人B细胞的炎症标志物表达，包括促炎细胞因子IL-6和TNF-α、促炎 microRNA miR-155、miR-16以及自身免疫性致病性抗体。

研究思路7：明确了捣蛋鬼“乳酸”后，作者还开展了反证实验，外源性给予乳酸评估B细胞炎症、衰老相关表型表达情况。佐证肯定了上述研究结果可靠性，与上述研究成果形成闭环。

8、抑制乳酸转运蛋白可以降低乳酸对B细胞的影响

乳酸通过乳酸转运蛋白SLC5A12影响B细胞，对此，作者抑制了SLC5A12，发现年轻人和老年人B细胞中的促炎细胞因子IL-6、TNF-α以及自身免疫病原抗体的分泌受到抑制。

研究思路8：既然乳酸堆积，那肯定得从转运蛋白入手！对此，作者给予衰老B细胞乳酸转运蛋白抑制剂后发现，衰老B细胞内部的炎症因子奇迹般得减少了，挖掘到了一条潜在治疗方案。

二、小结

综上，作者从人们比较关心的问题——衰老角度出发，探讨了乳酸堆积对于人体免疫系统的影响，尤其是B细胞的影响，发现衰老B细胞代谢亢进、且大多数是无氧代谢，导致乳酸堆积，而乳酸堆积又会反过来作用于B细胞，使得正常B细胞转化为炎症、衰老B细胞，从而影响T细胞，最终使得免疫系统紊乱，让机体处于“炎症”日常状态。

因此，过度的无氧运动会导致乳酸堆积，乳酸堆积到一定程度会导致细胞衰老、机体衰老。所以对于锻炼而言，锻炼有助于身体健康，但是对于三天打鱼两天晒网的选手，需要量力而行，循序渐进。

参考文献：

[1] Romero M, Miller K, Gelsomini A, et al. Immunometabolic effects of lactate on humoral immunity in healthy individuals of different ages. Nat Commun. 2024;15(1):7515. Published 2024 Aug 30. doi:10.1038/s41467-024-51207-x