高水平女子運動員大負荷訓練期間免疫機能的變化

蘇玉鳳,劉曉丹

運動與免疫相互關(guān)系的研究最早始于19世紀，但直至20世紀80年代運動訓練對免疫機能的影響才為多數(shù)研究者所重視，現(xiàn)已成為體育科學研究的重要領(lǐng)域之一。許多學者對運動與免疫的關(guān)系進行了研究報道，不過多數(shù)研究集中在一次急性負荷運動后或長期運動負荷后機體免疫機能的變化方面，而對大負荷訓練期間機體免疫機能變化跟蹤研究較少。本研究以南京中醫(yī)藥大學八名高水平女子武術(shù)運動員為研究對象，連續(xù)觀察四周的大負荷訓練期間其免疫功能的變化，并對其免疫調(diào)節(jié)機制進行探討。

1 研究對象和方法

1.1 研究對象

以南京中醫(yī)藥大學八名高水平女子武術(shù)運動員為主要研究對象，年齡19.2±2.3歲，體重61.3±2.7kg，身高164.6±3.1cm，從事武術(shù)專業(yè)訓練4.4±3.5年。

1.2 研究方法

1.2.1訓練負荷安排進行為期四周的大負荷訓練，訓練負荷強度分別安排為個人的75%、80%、80%和85%最大攝氧量，每周訓練六天，周二下午和周五上午主要進行專項身體素質(zhì)訓練，其余時段進行技術(shù)動作訓練，周日休息；整個運動訓練過程在南京中醫(yī)藥大學武術(shù)教練員及本人協(xié)助下進行操作。

1.2.2血樣采集與處理大負荷訓練前一天、第二周、第三周的周日和訓練結(jié)束后的次日上午9:00，取受試者晨起空腹時肘靜脈血5mL。其中2mL血樣經(jīng)肝素抗凝后，用美國COULTER公司生產(chǎn)的流式細胞分析儀測試T淋巴細胞亞群CD4和CD8的百分比表達，3mL血樣3000r/min離心取血清，用美國BECKMAN公司生產(chǎn)的Array 360 system全自動分析儀測定血清免疫球蛋白G(immunoglobulin G,IgG) ，免疫球蛋白M(immunoglobulin M,IgM)和免疫球蛋白A(immunoglobulin A,IgA)濃度。

2 結(jié)果

2.1 大負荷訓練期間CD4、CD8、CD4/CD8比值的變化(見表1)

從表1可出，大負荷訓練期間，第二周CD4、CD4/CD8水平比訓練前明顯升高(P<0.05)，第二周CD4、CD4/CD8水平比第二周明顯下降(P<0.05)，訓練后的CD4、CD4/CD8水平比訓練前明顯下降(P<0.05)，比第二周顯著下降(P<0.01)，CD8水平在整個訓練期間出現(xiàn)一些變化，但未見顯著性差異(P>0.05)。

表1 大負荷訓練期間CD4、CD8、CD4/CD8比值比較

注：與訓練前比較，*P< 0.05, **P< 0.01；與第2周比較，#P< 0.05，##P< 0.01；與第3周比較，△P< 0.05，△△P< 0.01。

2.2 大負荷訓練期間IgG、IgA和IgM的變化(見表2)

從表2可出，大負荷訓練期間，IgG、IgA和IgM均呈一個下降趨勢，其中，IgG水平訓練后比訓練前顯著性下降(P<0.01)，比第二周明顯下降(P<0.05)；IgA水平訓練后比訓練前明顯下降(P<0.05)；IgM水平在整個大負荷訓練期間未見顯著性差異(P>0.05)。

表2 大負荷訓練期間IgG、IgA和IgM比較

注：與訓練前比較，*P< 0.05, **P< 0.01；與第2周比較，#P< 0.05，##P< 0.01；與第3周比較，△P< 0.05，△△P< 0.01。

3 討論

3.1 大負荷訓練對CD4、CD8、CD4/CD8比值的影響

有關(guān)運動與T淋巴細胞的研究可見諸多報道，目前多數(shù)研究集中在觀察運動引起CD4、CD8和CD4/CD8比值變化等方面。CD4細胞和CD8細胞在免疫應(yīng)答中分別發(fā)揮正、負調(diào)節(jié)作用，形成T細胞網(wǎng)絡(luò)，機體的相對免疫平衡狀態(tài)主要由CD4細胞和CD8細胞相互之間的影響來維持，兩亞群比例的失調(diào)就會產(chǎn)生免疫功能失常，因此，CD4/CD8比值變化可以反映機體的免疫平衡狀態(tài)變化。

運動訓練對CD4、CD8、CD4/CD8比值影響的研究，與運動負荷的性質(zhì)(長期運動訓練、一次急性運動)、強度(適宜強度、大強度)及研究對象的運動能力(運動員、普通人)等因素有關(guān)。有研究報道認為運動訓練導致CD4、CD4/CD8比值下降。陳佩杰等[1]報道,七名中長跑運動員四周大強度訓練后，經(jīng)過36小時休息，安靜狀態(tài)下外周血CD4百分比下降, CD8百分比升高, CD4/CD8比值下降。Nieman等[2]觀察七名中長跑運動員四周大強度訓練，經(jīng)36小時的休息后，CD4T細胞有減少趨勢，CD8T細胞百分比明顯升高, CD4/CD8比值下降。錢風雷等[3]觀察自行車運動員經(jīng)過四周大強度訓練后，外周血CD8T細胞比例明顯升高，CD4/CD8比值明顯下降。也有研究報道認為運動訓練對CD4、CD4/CD8比值沒有顯著性影響。有學者研究發(fā)現(xiàn)小鼠經(jīng)過1～3周游泳訓練后，與對照組相比CD4細胞比例沒有明顯減少，CD4/CD8比值沒有明顯下降[4]。目前研究普遍認為，適宜的運動訓練則使CD4/CD8比值明顯升高，提高機體的免疫水平，而大強度訓練后運動員出現(xiàn)CD4/CD8比值倒置，說明了長期大強度運動訓練可能影響機體的免疫水平，導致免疫功能的紊亂。 本實驗研究發(fā)現(xiàn)，大負荷訓練期間，第二周CD4、CD4/CD8比值水平比訓練前明顯升高，第三周CD4、CD4/CD8比值水平比第二周明顯下降，訓練后的CD4、CD4/CD8水平比訓練前明顯下降、比第二周顯著下降。其原因可能與連續(xù)的大負荷的訓練因素有關(guān)。在第一周、第二周的75%和80%的最大攝氧量負荷強度訓練中，機體的免疫機能得到了加強，但隨著訓練負荷強度繼續(xù)的加大和訓練負荷時間的繼續(xù)加長，使機體進一步應(yīng)激來適應(yīng)這種大負荷的要求，并通過一系列的神經(jīng)內(nèi)分泌調(diào)節(jié)使得機體免疫機能的暫時下降，從而使得機體的CD4、CD4/CD8比值水平在第二周上升后第三周迅速下降，特別是四周訓練后下降更加明顯，與訓練前相比具有顯著性差異。浦鈞宗等[4]觀察游泳訓練對雄性BalB/c小鼠T細胞亞群的變化，三周運動適度的游泳訓練后，與對照組相比CD4T細胞呈上升趨勢, CD8T細胞下降, CD4/CD8比值明顯升高，而五周強度較大的游泳訓練后，與對照組相比CD4/CD8比值明顯下降，其實驗結(jié)果也基本上證實了本文的觀點。

3.2 大負荷訓練對IgG、IgA和IgM的影響

有關(guān)運動對免疫球蛋白的影響，已有大量的文獻報道。一般認為長期適度運動能提高血清免疫球蛋白水平，增加抵抗力。Nieman等[5]報道受試者進行連續(xù)15周的適度運動后，體內(nèi)血清免疫球蛋白的含量增多，抗病能力增強。與之相反，長期大強度訓練將引起運動員免疫抑制，血清免疫球蛋白含量明顯下降。有研究發(fā)現(xiàn)，持續(xù)的大運動量訓練可使運動員血清出現(xiàn)免疫抑制蛋白[6～8]。

有關(guān)急性運動對免疫球蛋白的影響尚存在分歧。多數(shù)人認為急性運動后血清免疫球蛋白濃度稍有升高，但變化幅度不大。Stephson[9]報道自行車運動后IgG、 IgA和IgM分別升高了6%、3%和11 %。Nieman[10]觀察馬拉松運動員運動前、運動中和運動后45min IgG、IgA和IgM的變化，發(fā)現(xiàn)僅運動中各指標稍有升高，運動后45min基本恢復(fù)。也有人認為急性運動后盡管B細胞的變化不大，但B細胞合成和分泌免疫球蛋白的能力改變，以75%最大吸氧量強度運動1小時，IgG、IgA、IgM在運動后兩小時明顯減少[11]。上述學者研究結(jié)果的不同可能與受試者的訓練水平和運動的負荷有關(guān)，也可能與不同的運動條件引起的相應(yīng)神經(jīng)內(nèi)分泌調(diào)節(jié)有關(guān)。本研究以女子武術(shù)運動員四周的大負荷訓練為對象，實驗結(jié)果為大負荷訓練期間IgG、IgA和IgM均呈一個下降趨勢，其中IgG水平訓練后比訓練前顯著性下降，比第二周明顯下降，IgA水平訓練后比訓練前明顯下降，IgM水平在整個大負荷訓練期間未見顯著性差異。浦鈞宗等[5]研究不同訓練量對動物免疫指標的影響指出，五周游泳訓練后小鼠TD抗原引起的抗體應(yīng)答受到抑制，抗體產(chǎn)生水平較對照組明顯降低。還有研究指出在劇烈運動或幾星期的強度運動后，抗體產(chǎn)生改變，運動員以高強度跑45km或75km時，血清免疫球蛋白減少10%～28%達兩天之久[12]，這些結(jié)果也基本上證實了本文的觀點。

關(guān)于運動對機體免疫功能的調(diào)節(jié)機制，研究最多的就是神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)對免疫的調(diào)節(jié)，且又多集中在它們間相互作用的物質(zhì)基礎(chǔ)上，包括神經(jīng)遞質(zhì)兒茶酚胺、膽堿、多巴胺，以及激素糖皮質(zhì)激素、生長激素、內(nèi)啡肽等。研究表明，兒茶酚胺、糖皮質(zhì)激素、前列腺對免疫應(yīng)答有抑制作用；而生長激素、甲狀腺素、胰島素和雌激素能促進免疫應(yīng)答。一般情況，這兩類調(diào)節(jié)物質(zhì)在體內(nèi)相互作用，維持機體正常的免疫應(yīng)答與免疫適應(yīng)。有關(guān)運動對兒茶酚胺的影響，研究發(fā)現(xiàn)兒茶酚胺的反應(yīng)與運動時間和強度是呈正相關(guān)，它可以引起激素的分泌、心血管反應(yīng)、機體代謝變化，但持續(xù)性的兒茶酚胺分泌過多可導致機體免疫功能的抑制[13,14]。生長激素對許多免疫細胞具有促進分化和加強免疫功能的作用，長時間運動或短時間高強度都可使生長激素釋放，其中運動強度的變化對生長激素釋放更明顯[15]。運動對糖皮質(zhì)激素的影響，已見許多研究報道，一般認為血漿糖皮質(zhì)激素濃度的變化主要與運動時間有關(guān)，長時間大強度運動后會導致血漿糖皮質(zhì)激素升高，從而抑制機體免疫功能[16]。其實免疫功能在運動中除了受神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)調(diào)節(jié)外，還要受到其它多種機制的調(diào)節(jié)和影響，如免疫白細胞間的相互作用、補體系統(tǒng)、谷氨酰胺和營養(yǎng)補劑等方面的影響。由于受試者情況，運動形式及其他因素的不同，運動導致免疫功能變化的調(diào)節(jié)機制還不十分清楚，因此有關(guān)大負荷訓練對運動員免疫功能的調(diào)節(jié)機制還有待進一步深入研究。

4 小結(jié)

四周大負荷訓練期間，運動員第二周CD4、CD4/CD8比值水平明顯上升，四周訓練后運動員CD4、CD4/CD8比值、IgG、IgA水平明顯下降，表現(xiàn)為對運動負荷的不適應(yīng)。研究表明，長時間的運動訓練或長期的強化性訓練可以抑制機體的免疫功能。在運動員大負荷訓練期間，可綜合使用CD4/CD8比值，來對運動員機能變化進行監(jiān)控，對診斷和預(yù)防運動員過度疲勞具有重要的意義。

[1] 陳佩杰.運動免疫學研究進展[J].體育科學,2000,20(6):41～46.

[2] Nienan DC. Exercise and immune function: Recent developments[J]. Int J Sports Med, 2004,30(2):73～80.

[3] 錢風雷.大強度訓練對自行車運動員淋巴細胞亞群和NK細胞活性的影響[J].體育科研，1996,12(3):18～20.

[4] 浦鈞宗,唐培,馮建英,等.不同訓練量對動物免疫指標影響的研究[J].中國運動醫(yī)學雜志,1996,15(3):170～173.

[5] Nienan DC, Nehlsen SL. The effect of acute and chronic exercise on immunoglobulin[J]. Sports Medicine,2005,39(1l):183～201.

[6] Venjatraman JT, Fernandes G. Exercise, Immunity and aging.[J]. Aging (Milano), 1997,9(1～2):42～56.

[7] MacNeil B, Hoffman L, Kendall A, et al. Lymphocyte proliferation responses after exercise in man: fitness, intensity and duration effects [J]. J Appl physical, 2006,85(1):179～185.

[8] Cannon JG, Evans WJ, Hughes VA, et al. Physiological mechanisms contributing to increased interleukin-1 secretions [J]. J Appl Physiol, 2006,81(5):1869～1874.

[9] Stephenson LA. Effect of exercise and passive heat exposure on immunoglobulin and leukocyte concentrations, Exercise Physiology: current selected Research[]. New York, AMS Press.Inc.2005, 145～147.

[10] Nieman DC. Complement and Immunoglobulin levels in Athletes and Sedentary Controls [J]. Int J Sports Med, 1999,20(2): 124～128.

[11] Nieman DC, Henson DA, Gojanovich G, et al. Influence of carbohydrate on immune function following 2h cycling[J]. Res Sports Med,2006,14(3):225～231.

[12] Bente KP, Anders DT. Effects of exercise on lymphocytes and cytokines[J]. Br J Sports Med,2008,112(34):246～251.

[13] Roberson QJ. The effect of strenuous physical exercise on circulating blood lymphocytes and serum cortisol levels[J]. Clin lab Immunol, 2001,134 (5):53～61.

[14] Steel CM. Physiological variation in circulating B cell ratio in man[J]. Nature, 2004, 257 (440): 387～396.

[15] Lewicki R, Tchorzewski H, Majewska E, et al. Effect of maximal physical exercise on T-lymphocyte subpopulations and IL-1 and IL-2 production in vitro [J]. Int J Sports Med, 2004,25(2):114～117.

[16] Maresh CM, Whittlesey MJ, Armstrong LE, et al. Effect of hydration state on testosterone and cortisol responses to training-intensity exercise in collegiate runners [J]. Int J Sports Med, 2006,27(10):765～770.