長時間高原訓(xùn)練對優(yōu)秀賽艇運動員免疫機能及血漿瘦素的影響

高歡 高炳宏 馮連世 孟志軍

1 上海體育學(xué)院（上海 200438） 2 上海體育科學(xué)研究所3 國家體育總局體育科學(xué)研究所 4 云南省體育科學(xué)研究所

高原訓(xùn)練是高原條件下的運動訓(xùn)練，其目的是給運動員機體較深刻的低氧刺激，從而增強機體的抗缺氧能力和氧轉(zhuǎn)運能力，提高有氧運動能力，體能類項目如游泳、自行車、賽艇等已廣泛采用。但高原訓(xùn)練也是把雙刃劍，失敗的例子屢見不鮮。實踐發(fā)現(xiàn)高原訓(xùn)練對機體產(chǎn)生的不利影響，表現(xiàn)之一是在高原訓(xùn)練一段時間后免疫能力下降，患病幾率提高。有研究認為，一次高原訓(xùn)練以4～6周為宜［1］，超過6周的長時間高原訓(xùn)練對免疫機能影響的研究報道不多見。

瘦素（Leptin，LP）是調(diào)節(jié)脂肪代謝和機體能量平衡的重要因子，但越來越多實驗發(fā)現(xiàn)它在調(diào)節(jié)淋巴組織內(nèi)環(huán)境平衡、免疫應(yīng)答方面具有重要作用。如Lord［2］及其研究小組證實CD4+T淋巴細胞和單核細胞均存在Ob-Rb表達，而且高劑量的LP可刺激Ob-Rb表達增加。Martin-Romero等［3］證實不僅CD4+存在Ob-Rb表達，CD8+也存在其表達，并且LP可激活和增加循環(huán)T淋巴細胞的分化。Zhao［4］及其研究小組也已證實人NK細胞中既有長型Ob-R表達，也有短型Ob-R表達，進而調(diào)控NK細胞的細胞毒性。更有研究發(fā)現(xiàn)機體被感染或有炎癥發(fā)生時，血清LP濃度升高；當(dāng)LP濃度降低時，機體被感染幾率增加［5］。血清瘦素可能是機體能量平衡改變的信號分子，能量代謝處于負平衡時瘦素濃度降低，機體免疫能力下降。高原訓(xùn)練是特殊環(huán)境下的運動訓(xùn)練，在訓(xùn)練負荷和高原環(huán)境的雙重作用下運動員更易出現(xiàn)能量負平衡。

本研究通過觀察男子賽艇運動員長時間高原訓(xùn)練過程中免疫機能指標(biāo)和LP的變化，分析二者的關(guān)系，初步探索長時間高原訓(xùn)練期間免疫機能改變之機理。

1 對象與方法

1.1 研究對象

上海市男子賽艇隊運動員20名，其中國家健將6人，一級運動員14人；專業(yè)訓(xùn)練年限（5.2±2.1）年，平均年齡（22.58±3.42）歲，平均身高（191.25±7.00） cm，平均體重為（88.67±11.26）kg。

1.2 研究方法

1.2.1 訓(xùn)練計劃安排

本次高原訓(xùn)練在云南會澤（海拔2200 m）進行，是備戰(zhàn)第十一屆全運會前的一次重要的高原訓(xùn)練，從2009年1月16日始至2009年3月16日結(jié)束，持續(xù)60天，長于目前體能類項目的高原訓(xùn)練時間。

訓(xùn)練目的主要是提高運動員基礎(chǔ)有氧能力和無氧閾水平，訓(xùn)練內(nèi)容以中低強度有氧耐力訓(xùn)練為主，每7天為1個訓(xùn)練周，每個訓(xùn)練周包含2個小周期。訓(xùn)練安排分為兩個大的階段。第一階段從第1天至第26天，其中前16天主要是強化小肌群力量和低強度有氧訓(xùn)練為主，后10天低強度有氧訓(xùn)練課次進一步增加，這一階段主要訓(xùn)練目的是強化局部肌肉力量和提高基礎(chǔ)有氧能力；之后，第27～33天為測試調(diào)整周，降低訓(xùn)練負荷。第二階段從第33天至第60天，其中第27天至第33天以低強度恢復(fù)性訓(xùn)練為主，讓機體從上一周的測試、調(diào)整中恢復(fù)；從第34天至第60天，無氧閾訓(xùn)練課次增加，有氧訓(xùn)練強度加大，但主要訓(xùn)練內(nèi)容仍以有氧為主。期間生理生化指標(biāo)的測試主要安排在不同訓(xùn)練階段結(jié)束和調(diào)整恢復(fù)后。

1.2.2 測試指標(biāo)與儀器

一般在每個訓(xùn)練小周期調(diào)整結(jié)束后次日清晨，即上高原后的第1、4、10、25、38、60天（如表1所示），空腹采前臂靜脈血，3000轉(zhuǎn)/分離心10分鐘，分離血清-80℃保存；其中白細胞和淋巴細胞計數(shù)用真空采血針導(dǎo)管中的全血，稀釋法測定。血清LP使用R&D Human公司試劑盒和華東電子DG5033A酶標(biāo)儀采用酶聯(lián)免疫吸附法測定；血清皮質(zhì)醇（Cortisol，C）以Beckman Coulter Access 2化學(xué)發(fā)光儀測定；白細胞（WBC）及其分類以Beckman COULTER AC T10血球儀測定，試劑由Beckman公司提供；免疫球蛋白（IgG、IgM、IgA）以Binding Site AD200光散射光度計測定，試劑由Binding Site公司提供。

1.2.3 統(tǒng)計學(xué)分析

用統(tǒng)計軟件SPSS17.0進行數(shù)據(jù)處理，采用One-Way ANOVA，結(jié)果以平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，顯著性水平P < 0.05。

2 結(jié)果

如表1所示，與上高原前比較，上高原后第1天WBC下降14.2%，第4天下降幅度與高原第1天接近，第10天回升至接近高原前水平，第25天WBC與高原前、第10天比較顯著下降（P < 0.05），下降幅度為20.0%；在第二階段的第38天和第60天，WBC逐步回升。

LY%與WBC變化趨勢近似。上高原后第4天與高原前、高原第 1天比較均下降，上高原第10天略有回升，但低于高原前水平；第25天與高原前和第10天相比顯著下降（P < 0.05）；在第二階段的第38天和第60天，LY%均顯著低于高原前，第60天為最低值。

上高原第1天血清IgG與高原前比較即顯著升高（P < 0.05），第4天稍回落，第10天又回升至接近第1天的水平，之后，IgG無顯著改變。血清IgM和IgA在整個高原訓(xùn)練階段與高原前比較均無顯著改變。

整個實驗中血清C無顯著改變。血清LP亦無明顯變化，但個體差異較大，變化范圍從6.12 ng/ml至6.56 ng/ml；與高原訓(xùn)練第一階段比較，后3周血清LP有下降趨勢，與LY細胞百分比變化趨勢一致。

表1 長時間高原訓(xùn)練期間賽艇運動員血清免疫指標(biāo)和LP變化

3 討論

3.1 長時間高原訓(xùn)練對賽艇運動員WBC、LY計數(shù)的影響

白細胞是機體免疫細胞的一種，是人體免疫功能主要執(zhí)行者之一。外周血WBC主要包括單核細胞、粒細胞和淋巴細胞。WBC計數(shù)可作為評價機體免疫功能變化的一項基礎(chǔ)指標(biāo)。淋巴細胞（lymphocyte，LY）是白細胞的一種，由淋巴器官產(chǎn)生，是機體執(zhí)行免疫功能的重要細胞成分，淋巴細胞分為T淋巴細胞和B淋巴細胞等多種。正常成人WBC計數(shù)為（4.0～11.0）×109/L，LY計數(shù)為（0.8～4.0）×109/L，LY占WBC計數(shù)百分比約為20～40%。免疫球蛋白（Immunoglobulin，Ig）是由B淋巴細胞分泌的一類具有抗體活性或化學(xué)結(jié)構(gòu)上與抗體相似的球蛋白，是一類重要的免疫效應(yīng)分子，根據(jù)分子重鏈不同可分為IgA、IgD、IgE、IgG、IgM。IgG占免疫球蛋白總量的70～75%，在抵抗感染中起主力軍的作用；IgM是抗原刺激后體液免疫中最先產(chǎn)生的免疫球蛋白，具有較高的結(jié)合價和免疫活性，在人體遭遇感染的早期防御中起著重要作用；正常人血清IgA含量僅次于IgG，占血清免疫球蛋白含量的10～20%，兼具Ig G、IgM的某些功能。

Pyne等［6］比較了10名澳大利亞國家隊備戰(zhàn)奧運的游泳運動員賽前21天高原訓(xùn)練（海拔2102 m）對血清干擾素、細胞因子和淋巴細胞分化的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)高原訓(xùn)練結(jié)束時對照組（不運動）和游泳運動員組淋巴細胞數(shù)量均顯著下降，游泳運動員組下降38%，下降幅度更大；僅游泳運動員組CD4+表達顯著降低（下降16%），研究人員認為高原訓(xùn)練導(dǎo)致了免疫機能抑制，高原環(huán)境也是影響免疫機能的重要因素。陶曉黎［7］對國家游泳隊4周高原冬訓(xùn)期間生理生化指標(biāo)變化特點分析后指出，隨著訓(xùn)練強度的增加，在高原第2、3周WBC計數(shù)升高；高原第4周為調(diào)整周，但WBC計數(shù)持續(xù)升高。趙鵬等［8］對國家舉重隊4周亞高原訓(xùn)練（847 m）過程中免疫變化特點分析后指出，亞高原訓(xùn)練1周后WBC計數(shù)明顯下降，直至第2周開始逐漸回升，但在下高原1周后WBC計數(shù)仍未能恢復(fù)到高原前水平；亞高原訓(xùn)練組WBC計數(shù)低于平原訓(xùn)練對照組，并認為亞高原訓(xùn)練對優(yōu)秀舉重運動員免疫能力有一定抑制作用。樊蓉蕓［9］報道28名世居平原游泳運動員在多巴（海拔2366 m）進行25天高原訓(xùn)練過程中，高原第4天WBC計數(shù)較高原第1天顯著升高24%，第25天較第1天升高17%。陶小平等［10］研究發(fā)現(xiàn)國家皮劃艇隊在以能力主導(dǎo)（陸上力量課次較多）的4周高原訓(xùn)練（海拔2060 m）過程中，WBC計數(shù)處于正常值較低水平，4周過程中無顯著性改變；但隨著訓(xùn)練量的增加WBC計數(shù)有下降趨勢，高原第4周較高原前下降12.81%，下高原后1周仍低于高原前水平。鄒飛等［11］報道優(yōu)秀自行車運動員5周強度較大的賽前高原訓(xùn)練（海拔1917 m）過程中WBC計數(shù)在進入高原后第1周末開始下降，連續(xù)下降3周，至第4周末（高原第23天）為最低值，且與高原訓(xùn)練前有顯著性差異；高原訓(xùn)練第5周（高原第33天）回升，下高原后第4天WBC計數(shù)顯著升高。高歡等［12］報道2周低氧預(yù)適應(yīng)后4周賽前高原訓(xùn)練過程中，低氧第1周WBC計數(shù)升高，低氧第2周至高原第2周持續(xù)下降，高原第3、4周均有所回升；高原訓(xùn)練第1周LYMF、MID減少，GRAD增加；高原訓(xùn)練第2、3、4周LYMF、GRAD逐漸回升，而MID波動不大，三個白細胞亞群對低氧及高原訓(xùn)練的反應(yīng)并不同步。劉海平報道［13］，8天青藏高原自行車?yán)惼陂g，多巴－格爾木（海拔2807 m）－拉薩（海拔3780 m）途中隨著海拔高度的增加，6名山西省男子自行車運動員WBC無顯著性變化，但分析數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)隨著海拔高度的增加WBC計數(shù)有下降趨勢。

以上研究中高原訓(xùn)練持續(xù)時間一般為3～6周。國內(nèi)學(xué)者研究WBC計數(shù)較多，報道WBC分類計數(shù)較少，且研究結(jié)論不一致。分析發(fā)現(xiàn)，在持續(xù)3～6周、強度較大的賽前高原訓(xùn)練中，或者高原環(huán)境比賽，一般高原訓(xùn)練1周后WBC計數(shù)即開始下降，淋巴細胞計數(shù)也隨之下降，并持續(xù)2～3周不能恢復(fù)；而強度稍低的高原訓(xùn)練中，WBC計數(shù)基本穩(wěn)定或在訓(xùn)練初期下降，隨著訓(xùn)練的持續(xù)又逐漸回升。這也從側(cè)面提示高原訓(xùn)練對運動員免疫機能的影響較復(fù)雜，訓(xùn)練負荷強度是重要因素。本研究中，高原訓(xùn)練第一階段，WBC計數(shù)和LY%的變化特點與后一種情況相似。此次高原訓(xùn)練主要以中低強度有氧訓(xùn)練為主，WBC計數(shù)、LY%在上高原后第25天顯著下降，提示此時運動員免疫機能可能出現(xiàn)改變，易感性增加。但經(jīng)近一周的調(diào)整訓(xùn)練，第38天WBC回升，免疫機能逐漸恢復(fù)；LY%在第38和60天下降，此時WBC計數(shù)卻升高，提示運動員淋巴細胞免疫機能可能下降；白細胞的其他亞群增殖分化有所增加，抵消了LY的下降，由于儀器設(shè)備所限，本次研究未測試其它白細胞亞群計數(shù)。高炳宏等［14］對模擬低氧訓(xùn)練過程中免疫機能變化進行研究后也發(fā)現(xiàn)類似現(xiàn)象。

3.2 長時間高原訓(xùn)練對賽艇運動員血清免疫球蛋白的影響

有關(guān)高原訓(xùn)練對體液免疫及免疫球蛋白影響的報道較少。石泉貴等［15］報道40名健康成人由平原急速進入海拔3600m地區(qū)第2天，IgG及反應(yīng)蛋白顯著高于平原值，進入高原后15天IgG開始下降，但至高原第30天仍高于平原值。馬恩龍等［16］研究指出健康成人由海拔2260 m進入海拔4800 m高原后15天內(nèi)血清IgG、IgA、IgM無顯著變化，均略升高，體液免疫功能未受顯著影響。崔健華等［17］指出進駐海拔3700 m和5380 m高原后的第7天免疫球蛋白顯著高于進駐第56天。張勇等［18］研究了3周訓(xùn)練強度逐步增加的“低住高練”中自行車運動員的免疫機能變化，發(fā)現(xiàn)第1周各指標(biāo)無顯著變化，第2周IgG、IgA顯著高于實驗前，之后穩(wěn)定；第2周WBC計數(shù)和LY也顯著增高，而后回落；研究者認為Ig對訓(xùn)練不敏感。

本研究結(jié)果顯示，與高原前比較，上高原后第1天IgG顯著升高，之后無顯著改變；IgM、IgA在8周高原訓(xùn)練中基本穩(wěn)定，無顯著變化。IgG、IgM、IgA變化趨勢與WBC、LY%近似。結(jié)果表明，與高原前比較，初上高原時IgG出現(xiàn)應(yīng)激性升高；IgG和IgM、IgA對高原訓(xùn)練的適應(yīng)可能較快，之后基本保持穩(wěn)定。我們認為在以中低強度有氧能力訓(xùn)練為主要內(nèi)容的長時間（60天）高原訓(xùn)練過程中，運動員體液免疫機能變化不顯著；初上高原時可監(jiān)測免疫球蛋白G變化，作為分析運動員對高原適應(yīng)情況的依據(jù)之一。

3.3 長時間高原訓(xùn)練過程中血清LP與免疫機能的關(guān)系

LP主要通過作用于中樞神經(jīng)系統(tǒng)而調(diào)節(jié)能量平衡。人體大多數(shù)組織器官均存在LP受體。而Lord［2］、Martin-Romero［3］、Zhao［4］等 研 究 發(fā) 現(xiàn)大多數(shù)淋巴細胞中也均存在瘦素受體表達，瘦素與其受體結(jié)合進而調(diào)控淋巴細胞免疫功能。在淋巴細胞，瘦素調(diào)節(jié)各免疫細胞免疫功能可能發(fā)生在與瘦素受體結(jié)合后，像其他Ⅰ型細胞因子家族如IL-3、IL-11、IL-12一樣，通過激活Janus激酶（Janus Kinases，JAK）信號通路，信號轉(zhuǎn)導(dǎo)與轉(zhuǎn)錄激活因子（signal transducers and activators of transcription，STAT）信號通路發(fā)揮其調(diào)控作用［19］。

以下兩例研究則提供了瘦素參與免疫機能調(diào)節(jié)更為直接的證據(jù)。Howard［20］等研究指出，在饑餓和營養(yǎng)不良情況下，瘦素濃度下降，胸腺淋巴組織萎縮，T淋巴細胞數(shù)量減少，小鼠免疫機能下降，免疫和炎癥反應(yīng)減弱；而注射外源性瘦素后，胸腺重量和T淋巴細胞數(shù)均增加，免疫和炎癥反應(yīng)增強，免疫抑制現(xiàn)象得到緩解。Faggioni［5］等發(fā)現(xiàn)在機體被感染或有炎癥發(fā)生時，血清LP濃度升高；同樣，當(dāng)LP濃度降低時，機體被感染概率增加，同時細胞因子分泌失調(diào)。這些研究表明能量代謝負平衡狀態(tài)可引起瘦素分泌下降，瘦素濃度的下降削弱了機體的炎癥反應(yīng)，影響細胞因子分泌，引起機體免疫機能抑制；這一調(diào)節(jié)功能的實現(xiàn)可能與機體營養(yǎng)水平和能量平衡狀態(tài)有關(guān)。

本次8周多的高原訓(xùn)練過程中，運動員血清LP值從6.12 ng/ml至6.56 ng/ml，無顯著改變；與高原訓(xùn)練前半階段比較，后半階段血清LP較低，與LY%變化趨勢一致。這提示，此次高原訓(xùn)練過程中運動員有能量代謝平衡可能無顯著改變，僅在第38和60天有向負平衡發(fā)展的趨勢。我們將血清LP與各項免疫指標(biāo)作Pearson相關(guān)檢驗分析，發(fā)現(xiàn)血清LP與WBC、LY%、IgG、IgA呈顯著正相關(guān)（r值分別為0.282、0.301、0.430、0.464，P值均小于0.01），與 IgM呈顯著負相關(guān)（r = ? 0.236，P < 0.05）。這提示：長時間高原訓(xùn)練中，血清LP變化與免疫機能變化的關(guān)系比較復(fù)雜，需要更多更深入的研究予以證實。

此次高原訓(xùn)練持續(xù)時間長，期間運動員無明顯傷病出現(xiàn)，通過分析高原訓(xùn)練前后運動能力相關(guān)數(shù)據(jù)（略），認為本次高原訓(xùn)練效果較好。從運動員免疫機能情況看，長時間高原訓(xùn)練應(yīng)以中低強度有氧訓(xùn)練為主，訓(xùn)練強度不應(yīng)過大；上高原后第25天左右，應(yīng)考慮安排一個較長時間（10天左右）的調(diào)整期，期間訓(xùn)練強度和訓(xùn)練量應(yīng)大幅降低，并加強監(jiān)測運動員機能狀態(tài)和訓(xùn)練后的恢復(fù)；上高原后第38～60天，應(yīng)加強膳食營養(yǎng)攝入和使用相關(guān)運動營養(yǎng)品，緩解機體能量負平衡趨勢，防止疲勞積累和免疫機能大幅下降。

4 總結(jié)

本次長時間高原訓(xùn)練第25天左右，賽艇運動員WBC計數(shù)、LY%顯著降低，免疫機能可能下降；經(jīng)一段時間（10天左右）調(diào)整訓(xùn)練后有所恢復(fù)，至上高原第60天仍低于高原前；高原訓(xùn)練中運動員免疫球蛋白基本穩(wěn)定。長時間高原訓(xùn)練過程中血清LP與免疫機能變化之間的關(guān)系仍需進一步研究。

［1］ 馮連世. 高原訓(xùn)練及其研究現(xiàn)狀.體育科學(xué)，1999，19（6）：66-71.

［2］Lord G.M，Matarese G，Howard JK，et al. Leptin modulates the T-cell immune reponse and reverses starvation-induced immunosuppression. Nature，1998，394（6696）：897-901.

［3］Martin-Romero C，Santos-Alvarez J，Goberna R，et al. Human leptin enchances activation and proliferation of human circulating T lymphocytes. Cell Immunol，2000，199（1）：15-24.

［4］Zhao Y，Sun R，You L，et al. Expression of leptin receptors and response to leptin stimulation of human natural killer cell lines. Biochem Biophys Res Commun，2003，300（2）：247-252.

［5］Faggioni R，F(xiàn)eingold KR，Grunfeld C. Leptin regulation of the immune response and the immunodeficiency of malnutrition. FASEB J，2001，15（14）：2565-2571.

［6］Pyne DV，McDonald WA，Morton DS，et al. Inhibition of interferon，cytokine，and lymphocyte prolifera-tive responses in elite swimmers with altitude exposure. J Interferon Cytokine Res，2000，20（4）：411-418.

［7］ 陶曉黎. 游泳運動員高原訓(xùn)練某些生理生化指標(biāo)的訓(xùn)練監(jiān)控研究. 體育科學(xué)研究，2005，9（1）： 80-84.

［8］ 趙鵬，李清正，路瑛麗. 備戰(zhàn)2008年奧運會國家男子舉重隊運動員亞高原訓(xùn)練效果評價. 體育科研，2008，29（6）：52-55.

［9］ 樊蓉蕓. 游泳項目青海高原訓(xùn)練期間血象指標(biāo)的分析.青海體育科技，2008，42（2）：7-10.

［10］陶小平，陶新連. 我國優(yōu)秀男子皮劃艇運動員“能力主導(dǎo)型”高原訓(xùn)練期間機能指標(biāo)變化. 天津體育學(xué)院學(xué)報，2010，25（2）：130-133.

［11］鄒飛，劉振宇，康凱，等. 5周高原訓(xùn)練對優(yōu)秀自行車運動員WBC、RBC、HGB和HCT影響的研究.山東體育學(xué)院學(xué)報，2009，25（9）：38-44.

［12］高歡，高炳宏. 低氧預(yù)適應(yīng)結(jié)合高原訓(xùn)練對游泳運動員身體機能的影響. 中國體育科技，2009，45（6）：62-65.

［13］劉海平. 1999青藏高原自行車?yán)惼陂g運動員生理機能研究報告. 北京體育大學(xué)學(xué)報，2000，24（2）：186-188.

［14］高炳宏，高歡，陳堅，等. 不同低氧訓(xùn)練模式對女子賽艇運動員外周血白細胞計數(shù)的影響. 天津體育學(xué)院學(xué)報，2006，21（1）：27-30.

［15］石泉貴，滿玉生，許清安，等. 急速進入高原人員紅細胞免疫粘附功能的動態(tài)變化研究. 西藏醫(yī)藥雜志，1996，17（3）：17-19.

［16］馬恩龍，曲立文，孟憲法. 進入高原后人體體液免疫功能狀態(tài)的觀測. 醫(yī)學(xué)理論與實踐，2000，13（2）：709-710.

［17］崔健華，張西洲，何富文，等. 進駐高原不同海拔高度不同居住實踐健康青年體液免疫反應(yīng)的變化. 高原醫(yī)學(xué)雜志，1999，9（1）：29-31.

［18］張勇，李之俊. 模擬低住高練（LoHi）對自行車運動員免疫功能的影響. 體育科學(xué)，2005，25，（11） ：26-32.

［19］Banks AS，Davis SM，Bates SH，et al. Activation of downstream signals by the long form of the leptin receptor. J Biol Chem，2000，275（19）：14563-14572.

［20］Howard JK，Lord GM，Matarese G，et al. Leptin protects mice from starvation-induced lymphoid atrophy and increase thymic cellularity in ob/ob mice. J Clin Invest，1999，104（8）：1051-1059.