免疫源性心脏自主神经特征:基于B细胞表型预测老年人运动自主神经反应

《Frontiers in Neuroscience》:Immune-derived cardiac autonomic signatures: predicting autonomic responses to exercise from B-cell phenotypes

【字体: 时间:2026年01月15日 来源:Frontiers in Neuroscience 3.2

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  本文探讨了衰老过程中B细胞亚群(通过CD21/CD11c表达定义)与急性运动期间由心率变异性(HRV)测量的自主神经系统(ANS)动态之间的关联。研究通过对81名老年人进行免疫表型分析和动态HRV建模,发现CD21+CD11c+B细胞与较高的静息迷走神经张力(基线RRi)、较大的运动诱导RRi下降以及不完全的恢复相关;而CD21?CD11c?B细胞则与较低的静息RRi、更快的交感驱动RRi下降及更完全的迷走神经再激活相关。结果表明,特定的B细胞表型可作为衰老个体神经免疫轴调节和心血管健康韧性的潜在生物标志物,为个性化干预提供了新见解。

  
引言
衰老同时影响免疫系统和自主神经系统(ANS)的调节,但两者之间的相互作用尚未被充分表征。神经免疫轴在维持生理稳态和应激反应中至关重要。衰老伴随的免疫衰老(Immunosenescence)特征包括幼稚T、B细胞输出减少、疫苗反应性降低以及慢性低度炎症状态(即“炎症衰老”,inflammaging)。同时,衰老导致自主神经平衡向交感神经优势偏移,迷走神经张力降低,削弱了副交感神经信号的抗炎潜力。B淋巴细胞不仅产生抗体,还作为抗原呈递细胞和细胞因子生产者,影响炎症和神经免疫动态。基于CD21和CD11c表达的B细胞免疫表型分析可界定功能不同的亚群:CD21?CD11c+(年龄相关B细胞,ABCs)、CD21+CD11c?(幼稚/静息记忆)、CD21+CD11c+(活化记忆)和CD21?CD11c?(推定无能或功能失调)。本研究假设不同的B细胞亚群,特别是CD21+CD11c+和CD21?CD11c?表型,与老年人在次最大强度运动期间自主神经反应的个体差异相关。
材料与方法
本研究采用横断面设计,纳入81名社区居住的老年人(平均年龄70.7±5.8岁)。通过流式细胞术对总B细胞及四种CD21/CD11c表型进行免疫分型。在静息、标准化的两分钟踏步测试(TMST)期间以及5分钟恢复期内连续记录R–R间期(RRi)数据。采用耦合逻辑RRi-时间模型获取每位参与者的心脏自主神经特征(CAS)。使用针对年龄、性别和身体成分进行调整的多变量贝叶斯模型,将个体参数估计值对标准化的免疫预测因子进行回归分析。
结果
样本特征显示,CD21/CD11c定义的B细胞亚群分布与既往研究一致。运动诱导的RRi轨迹呈现特征性的U形曲线,通过模型参数(如α控制基线RRi,β控制运动诱导的RRi下降幅度,c控制恢复比例,λ和φ分别控制下降和恢复的陡度/速率,τ和δ控制时间动力学)进行量化。
B细胞表达对心脏自主神经-免疫轴的影响分析揭示:
  • CD21+CD11c?亚群(幼稚/中央记忆表型)比例较高与运动诱导的RRi下降减弱(β效应值ES = -0.45)、以及更快的自主神经转换(λ ES = 0.43;φ ES = 0.49)相关,提示具有更大的灵活性和保留的迷走神经适应性。
  • CD21+CD11c+亚群(活化记忆表型)比例较高与较高的静息迷走神经张力(α ES = 0.48)相关,但也伴随着较大的运动诱导RRi下降(β ES = 0.34)、不完全的运动后RRi恢复(c ES = -0.24)以及延长的RRi抑制持续时间(δ ES = 0.26),表明尽管静息迷走张力高,但对应激的自主神经反应效率较低,恢复能力较差,反映了自主神经灵活性降低的状态。
  • CD21?CD11c?亚群(无能/耗竭表型)比例较高与较低的基线迷走神经张力(α ES = -0.31)相关,但运动诱导的RRi下降幅度较小(β ES = -0.41)且更完全的运动后恢复(c ES = 0.34),同时表现出更陡峭的RRi下降(λ ES = 0.44)和更早的自主神经参与(τ ES = -0.3)。这表明尽管静息迷走张力低,但具备有效的应激后迷走神经再激活能力。
  • CD21?CD11c+亚群(ABCs)与运动期间较平缓的RRi下降(λ ES = -0.24)和自主神经参与延迟(τ ES = 0.32)相关,代表了一种自主神经调整较慢且延迟的表型。
讨论
CD21+CD11c+B细胞比例较高的个体表现出静息迷走神经张力增高、运动期间交感反应增强但恢复不完全的特征,这可能与胆碱能抗炎反射及其对免疫细胞的调节作用有关,提示一种受调控且炎症水平较低的状态,但自主神经灵活性可能受限。相反,CD21?CD11c?B细胞比例较高的个体表现出静息交感神经优势、运动期间快速交感驱动反应,但恢复期迷走神经再激活效率高,这可能反映了慢性免疫刺激和炎症环境下的代偿性自主神经韧性。这两种相反的关联提示,特定的B细胞表型可能与衰老个体不同的生理韧性或脆弱性相关。
结论
B细胞亚群反映了老年人运动期间ANS动态,并可能对其起到调节作用。CD21+CD11c+B细胞与更受调节、炎症水平较低的自主神经特征相关,而CD21?CD11c?B细胞则反映了慢性炎症状态。这些B细胞亚群可作为衰老个体自主神经适应性的潜在生物标志物,运动干预可能调节这些神经免疫相互作用以促进心血管健康。
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