補充維生素D對減少游泳運動員上呼吸道感染發(fā)病次數(shù)的效果觀察及免疫學檢測

萬月紅，郭建軍

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補充維生素D對減少游泳運動員上呼吸道感染發(fā)病次數(shù)的效果觀察及免疫學檢測

萬月紅1，郭建軍2

目的：研究補充維生素D對于游泳運動員上呼吸道感染發(fā)病次數(shù)的影響并探討其免疫學機制。方法：研究對象：16名專業(yè)游泳運動員，隨機分為兩組：維生素D膠囊補充組和空白對照組，每組8人。在飲食和作息時間基本一致的情況下，補充組口服維生素D膠囊，對照組不補充，觀察兩組運動員生理機能的變化情況。結(jié)果：1)兩組在實驗前血清中25-(OH)D3含量都低于健康標準，補充組口服維生素D膠囊3個月后血清中25-(OH)D3升至正常值，對照組仍偏低；2)補充組外周血淋巴細胞Th/Ts比值和NK細胞數(shù)高于對照組，有顯著性差異(P<0.05)；3)補充組外周血IgA水平高于對照組，有顯著性差異(P<0.05)；4)補充組冬訓期間感冒次數(shù)顯著少于對照組，有顯著性差異(P<0.05)。結(jié)論：補充維生素D對于降低冬訓期間游泳運動員上呼吸道感染發(fā)病次數(shù)有良好的效果，在正常范圍內(nèi)提高Th/Ts比值，NK細胞數(shù)以及IgA水平可能是其作用機理，有待進一步的實驗證明。

維生素D；游泳運動員；免疫功能

游泳運動員冬訓期間上呼吸道感染發(fā)病率總是居高不下，嚴重干擾了正常訓練。游泳運動員的大部分訓練都是在室內(nèi)游泳池完成的。在冬訓期間，由于日照時間短，陽光弱，運動員不愿意室外活動，即使偶爾在室外，也因為穿著多，無法接受日光照射，而人體內(nèi)所需的維生素D大于90%均來源于經(jīng)日光照射后皮膚生成，僅有小部分來源于食物(<10%)[10]。此外，運動員由于訓練強度、訓練量都大，鈣代謝活躍。綜上兩個方面，推測游泳運動員容易出現(xiàn)維生素D的缺乏，認為25羥維生素D3[25-(OH)D3]<75 nmol/L就可以認為是維生素D缺乏[17]。

維生素D是維持人體生命所必須的營養(yǎng)素，攝入體內(nèi)的維生素D最終被轉(zhuǎn)化成有較強活性的1，25(OH)2D3，經(jīng)血液循環(huán)輸送到各個靶器官發(fā)揮作用[9]。1，25(OH)2D3，是體內(nèi)生物活性最強的維生素 D代謝物。維生素D缺乏是個非常普遍的現(xiàn)象[2]。日光照射不足仍是世界各地維生素D缺乏的主要原因[34]。

維生素D缺乏與很多疾病有密切關(guān)系[21,22,25,32]。目前，有關(guān)維生素D新功能的研究在國際上很受重視。維生素D的經(jīng)典生理功能是維持體內(nèi)鈣磷平衡，它也和免疫系統(tǒng)細胞的增殖與分化都有重要的關(guān)系[7,14,34]，對免疫功能有多種且廣泛的調(diào)節(jié)作用[8,13,14,23,26]。維生素D對細胞的增長、分化和免疫功能具有重要作用，且影響神經(jīng)、肌肉、造血、免疫等組織器官功能。研究表明，維生素D缺乏與免疫功能低下、反復上呼吸道感染具有相關(guān)性[12,20]。

維生素D對機體免疫功能的重要影響是維生素D新發(fā)現(xiàn)的功能之一。維生素 D與免疫系統(tǒng)關(guān)系的研究，積累了豐富的文獻，已有許多綜述[24,27,28,36]，美國《時代》雜志2007年底評選出的“2007年世界醫(yī)學研究十大突破性發(fā)現(xiàn)”，其中就包括維生素D新功能的發(fā)現(xiàn)[1,18]。國內(nèi)馮連世、衡德芳等研究學者的報告也顯示，維生素D的營養(yǎng)狀態(tài)直接影響身體的免疫功能，維生素D的缺乏會導致免疫功能的明顯下降[3,5]。這可能是游泳運動員冬訓期間上呼吸道感染發(fā)病率增高的重要原因之一。

運動性免疫功能下降是競技體育中長期困擾教練員、運動員的一個棘手問題，運動員在大強度、大量訓練中以及高度緊張的比賽中，上呼吸道感染發(fā)生率會顯著增加，不但會影響運動能力和訓練效果，甚至會導致訓練終止或退出比賽。因此，運動員早期發(fā)現(xiàn)免疫機能的變化，并針對性采取措施，可以防患于未然。目前，檢測淋巴細胞亞群的變化是評價運動員免疫機能變化的一個重要手段。運動員常用的免疫功能測試指標，還包括白細胞數(shù)的測定和免疫球蛋白的測定[3]。

本研究目的是通過給冬訓期間的游泳運動員補充維生素D，觀察對免疫功能以及上呼吸道感染發(fā)病次數(shù)的影響，初步探索找出一個提高游泳運動員免疫功能、增強冬訓期間免疫力的新方法。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

省級游泳隊16名專業(yè)游泳運動員，年齡：16.6±1.09歲，隨機分為兩組：維生素D口服膠囊補充組和對照組，每組8人，均為男3人，女5人。

要求運動員實驗期間以及實驗前3個月內(nèi)，除正常飲食外沒有特別補充過魚肝油、含維生素D的鈣片、維生素D膠囊、片劑或口服液等制劑。實驗期間，飲食中也沒有維生素D強化食品(包括奶制品)。實驗開始及結(jié)束時，沒有上呼吸道以及其他身體部位的感染和發(fā)熱。

1.2 研究方法

冬訓期間，補充組運動員在正常飲食外進行維生素D口服膠囊的補充，對照組運動員飲食與補充組基本一致，但沒有口服維生素D膠囊。在實驗前、后進行維生素D血液水平、免疫功能和其他生化指標的測試，并進行問卷調(diào)查，了解平時戶外日照時間、上呼吸道感染發(fā)病情況。所有營養(yǎng)品種類均不告知運動員，由教練對運動員單獨發(fā)放，避免營養(yǎng)品種類的不同對運動員產(chǎn)生心理影響。

實驗期間維生素D的補充方法：采用美國puritan’s pride牌的維生素D-400，有效成分是維生素D3，含量是每粒400 IU。每天補充3粒，即每天1 200 IU。連續(xù)補充90天。

實驗采血：實驗前采一次，實驗進行90天后再采一次。采血時距離上一次訓練間隔至少36 h，且在小量周調(diào)整時進行，盡量避免訓練對免疫功能的影響。早晨空腹靜脈采血。

1.3 測試指標

研究采用實驗室測試研究結(jié)合問卷調(diào)查兩種方法進行。

1.3.1 實驗室測試方法

采用美國BECKMAN COULTER公司產(chǎn)EPICS XL流式細胞計數(shù)儀、白細胞分化抗原(CD)鼠抗人單克隆抗體進行淋巴細胞Th/Ts比值、NK細胞總數(shù)測定。血清25-(OH)D3測定采用酶聯(lián)免疫吸附法(英國IDS公司)。其余指標按醫(yī)院臨床檢驗指南進行檢測。

1.3.2 問卷調(diào)查

問卷調(diào)查內(nèi)容包括：每日室外什么時間？活動多長時間？日照時身體暴露面積、冬訓期間上呼吸道感染發(fā)生情況。上呼吸道感染參照臨床診療標準[21]，以臨床醫(yī)生診斷為標準。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

2 研究結(jié)果

2.1 補充維生素D對血液常規(guī)指標的影響

組間以及組內(nèi)對比，P>0.05。由表1可以看出，兩組運動員白細胞總數(shù)和淋巴細胞百分比在實驗前、后無顯著性差異，而且組內(nèi)對比實驗前、后也沒有顯著差別，說明機體沒有感染，血紅蛋白水平實驗前、后也沒有明顯差別。

表 1 本研究補充維生素D對血常規(guī)的影響一覽表

2.2 補充維生素D對血運動生化指標的影響

組間以及組內(nèi)對比，P均>0.05。由表2可以看出，補充組和對照組運動員實驗前、后代表著身體疲勞生化指數(shù)的血運動生化指標BUN和CK都沒有顯著差別。

2.3 補充維生素D對機體維生素D營養(yǎng)水平的影響及其他影響因素

由表3可以看出，實驗前、后運動員陽光暴露時間沒有顯著差別。兩組血清25-(OH)D3水平在實驗前無顯著性差別，都屬于30～50 nmol/L范圍之間的輕度缺乏維生素D癥狀，但口服維生素D膠囊后，補充組運動員血清25-(OH)D3達到了50 nmol/L以上的正常值，顯著高于對照組，說明口服維生素D膠囊達到了提高、改善維生素D營養(yǎng)水平的目的。

表 2 本研究補充維生素D對血運動生化指標的影響一覽表

2.4 補充維生素D對機體細胞免疫功能的影響

由表4可以看出，實驗前Th/Ts值和NK細胞比例兩組間沒有顯著差異，補充維生素D 3個月后，對照組兩個參數(shù)變化不大，而補充組Th/Ts值和NK細胞比例均升高，非常顯著的高于對照組(P<0.01)。

表 3 本研究血清維生素D水平的影響因素分析一覽表

注：**表示補充組與對照組相比有非常顯著性差異，P<0.05。

表 4 本研究補充維生素D對細胞免疫功能的影響一覽表

注：**補充組與對照組相比有非常顯著性差異，P<0.01。

2.5 補充維生素D對機體體液免疫功能的影響

由表5可以看出，實驗前、后兩組間以及兩組內(nèi)免疫球蛋白IgG、IgM水平都沒有顯著差異。補充維生素D 3個月后，補充組IgA水平比實驗前顯著提高，對照組IgA水平下降，補充組顯著的高于對照組(P<0.05)。

表 5 本研究補充維生素D對血液免疫球蛋白水平的影響一覽表

注：*表示補充組與對照組相比有顯著性差異，P<0.05。

2.6 補充維生素D對機體免疫系統(tǒng)補體水平的影響

由表6可以看出，實驗前、后補充組與對照組血液補體水平都沒有顯著性差異(P>0.05)。

2.7 運動員冬訓期間上呼吸道感染發(fā)生頻數(shù)

由表7可以看出，補充維生素D組冬訓期間感冒次數(shù)顯著少于對照組，有非常顯著差異(P<0.01)。

表 6 本研究補充維生素D對血液補體水平的影響一覽表

表 7 本研究運動員冬訓期間人均上呼吸道感染發(fā)生頻數(shù)一覽表

注：**補充組與對照組相比有非常顯著性差異，P<0.01。

3 討論

3.1 維生素D影響免疫功能的機制

維生素D除在鈣內(nèi)穩(wěn)態(tài)及骨新陳代謝中具有重要作用外[19]，也可通過影響多條免疫信號通路來對機體的免疫功能發(fā)揮干預效應。Camargo指出[23]，維生素D可促進粘膜防御的網(wǎng)絡狀效應，并可同步抑制機體內(nèi)的炎癥反應。如前所述，維生素D可通過飲食和皮膚組織合成來獲得，隨后其通過兩步修飾反應生成具有生物活性的維生素D形式：1)在CYP27A1的作用下通過肝源性羥基化修飾轉(zhuǎn)化為25D；2)25D在CYP27B1的作用下轉(zhuǎn)化為具有生物活性維生素D形式1,25D。上述反應生成的具有生物活性的1,25D可與配體激活轉(zhuǎn)錄因子，即維生素D受體結(jié)合，最終發(fā)揮其生物學功能，影響機體的免疫功能，維生素D的大多數(shù)生物學功能均是由維生素D受體來完成，它是一種基因表達的調(diào)節(jié)介導者，維生素D受體激活后通過調(diào)節(jié)基因表達，可對多種蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)錄和翻譯產(chǎn)生影響，鑒于機體內(nèi)多種抗體IgA、IgM、IgG也是一種蛋白質(zhì)。本研究結(jié)果表明，補充維生素D可增加游泳運動員體內(nèi)IgA水平，但對IgM和IgG沒有顯著性影響，這可能是維生素D受體激活后特異性調(diào)節(jié)不同免疫球蛋白的基因表達來實現(xiàn)的。此外，維生素D也可通過增加其他殺菌蛋白質(zhì)的合成來改善機體的免疫功能。Gombart指出[26]，維生素D可增加抗菌肽LL-37的基因轉(zhuǎn)錄和表達，LL-37是一種具有重要殺菌能力的活性蛋白質(zhì)，對包括肺結(jié)核菌和流感病毒在內(nèi)的多種細菌及病毒均具有顯著的殺傷作用[18,31]。由此可見，維生素D與抗菌肽形成的生物學通路在感染的呼吸道組織可能被激活，從而增強宿主的防御性免疫反應，這可能是補充維生素D減少游泳運動員呼吸道感染次數(shù)的重要機制之一。

維生素D可控制T細胞抗原受體信號及人類T細胞的激活，先天性人類T細胞可表達少量的維生素D受體。當具有生物活性的維生素D與其結(jié)合后可導致其核移位，促進PLC-γ1蛋白基因表達，翻譯后聚集于致敏T細胞的胞質(zhì)，PLC-γ1蛋白進而可誘導T細胞激活。在體外1,25D3可誘導激活的T細胞表達CCR10[33]，而CCR10可介導淋巴細胞由真皮向表皮發(fā)生遷移。這表明，維生素D對淋巴細胞的遷移過程中具有重要作用，但維生素D似乎對機體免疫功能也具有一定的消極影響，維生素D受體在大多數(shù)適應性免疫系統(tǒng)的大多數(shù)細胞中均有所表達。1,25D3在體外可直接抑制T淋巴細胞增殖、細胞因子分泌并影響細胞周期的進程，1,25D3可降低T淋巴細胞γ型干擾素及白細胞介素2的分泌，同時，可增加白細胞介素4的分泌，這表明，1,25D3可促進T淋巴細胞由Th1型向Th2型轉(zhuǎn)換，1,25D3也能夠抑制單核細胞向樹突細胞的分化，并阻礙樹突細胞轉(zhuǎn)化為抗原呈遞細胞[20]。

總之，盡管維生素D可能在機體免疫功能局部信號具有一定的消極作用，但無可否認的是，其仍然是增強機體免疫功能的有效化合物，一定程度上可降低游泳運動員呼吸道感染的頻率。

3.2 補充維生素D對游泳運動員免疫功能下降誘導的呼吸道感染的干預效應

根據(jù)相關(guān)文獻，評價機體維生素D營養(yǎng)水平，應該監(jiān)測血25(OH)D3水平[6]。本研究采用空腹靜脈采血，酶聯(lián)免疫吸附法(英國IDS公司)測試血清25-(OH)D3含量。在實驗前測試的結(jié)果顯示，兩組運動員血清25-(OH)D3含量都低于50 nmol/L，屬于輕度缺乏維生素D,這與預先的推測十分一致。冬季氣溫較冷，運動員長期在室內(nèi)訓練，很少在室外運動，冬季日照時間也有所縮短，食物中吸收的營養(yǎng)不經(jīng)過足夠的紫外線照射，難以轉(zhuǎn)化為維生素D,從而導致運動員維生素D缺乏。

維生素D的推薦量：美國國家科學院(1997年)制定≤50歲為日200 IU。我國營養(yǎng)學會的推薦量為≤50歲和>50歲者分別為日200 IU和600 IU。美國學者已對1997年制定的推薦量提出質(zhì)疑，認為隨著對維生素D缺少的普遍性和嚴重性及對維生素D功能認識的不斷加深，應該再考慮推薦量。研究顯示，維生素D的適宜補充量遠遠大于官方推薦的RDA值[30,31]?？紤]到維生素D對身體的多種益處，很快會有新的維生素D的補充建議量。補充實驗有的補充到每天4 000 IU，大部分建議每天1 300 IU[29]。本次實驗采用美國puritan's pride牌的維生素D-400，有效成分是維生素D3，含量是每粒400 IU。每天補充3粒，即每天1 200 IU，屬于合理范圍。

維生素D能否改善游泳運動員上呼吸道感染的狀況，如何改善，這是本課題的研究目的。根據(jù)相關(guān)文獻，了解維生素D缺乏能夠?qū)е旅庖呷毕?，那么，需要觀測到補充維生素D是否可以改善運動員的免疫機能。目前，檢測淋巴細胞亞群的變化是評價運動員免疫機能變化的一個重要手段[3,11,15,35]。運動員常用的免疫功能測試指標，還包括白細胞數(shù)的測定和免疫球蛋白的測定[3,11]。大負荷訓練會導致淋巴細胞CD4/CD8比值的下降與自然殺傷細胞數(shù)量的下降，表明運動員免疫功能發(fā)生紊亂[3,15]。T淋巴細胞亞群指標用于評價運動員免疫功能的變化適用于所有競技項目[3]。本研究測試了各個免疫功能指標。

本次實驗兩次采血時間，都安排在訓練調(diào)整時期，且距離上一次訓練的時間都在36 h以上，從而排除大強度、大運動量訓練對免疫功能的即時效應影響。從測試結(jié)果來看，兩次測試反映訓練強度的血清肌酸激酶水平和反映訓練疲勞積累的血尿素氮水平?jīng)]有顯著差異，處于比較低的水平，也證實確實基本排除了訓練對免疫功能指標的影響。

另外，兩次血常規(guī)白細胞總數(shù)和淋巴細胞百分比檢測都沒有顯著差異，排除了機體感染對免疫功能指標的影響。血色素兩次沒有顯著性差異，推測排除了營養(yǎng)對免疫功能的影響。控制維生素D強化食品、營養(yǎng)補劑的攝入，排除了食物對機體維生素D營養(yǎng)水平的影響。兩組運動員室外活動時間沒有顯著性差異，排除了日光照射對機體維生素D水平的影響。

整個冬訓期間，補充維生素D組運動員上呼吸道感染發(fā)病次數(shù)顯著少于對照組，證實了補充維生素D可以顯著減少上呼吸道感染發(fā)病次數(shù)。衡德芳等人的報道指出，補充維生素D預防治療兒童上呼吸道感染有效率在75%以上[5]。維生素 D缺乏性佝僂病患兒存在細胞免疫及體液免疫功能低下 ，表現(xiàn)為T淋巴細胞亞群減少及免疫球蛋白G、免疫球蛋白A降低 ，容易導致呼吸道感染性疾病[4]。楊月亮等人[16]檢測了33例反復呼吸道感染患兒 ，血Ca2+、P3-、堿性磷酸酶較正常兒童無明顯差異，其血25-(OH)D3及T淋巴細胞亞群和免疫球蛋白G顯著降低 ，表明維生素D在反復呼吸道感染發(fā)生機制中有重要意義。本研究結(jié)果與文獻報道一致。維生素D改善上呼吸道感染的作用機制，可能是提高機體免疫功能水平，在本次實驗已排除運動身體感染的情況下，3個月連續(xù)補充維生素D組的運動員機體自然殺傷細胞總數(shù)，免疫調(diào)節(jié)指標Th/Ts比值以及機體血清IgA水平都在正常范圍內(nèi)有所升高，并且都高于對照組，且有顯著性差異。根據(jù)本研究結(jié)果，初步推論補充維生素D對于改善冬訓期間室內(nèi)訓練運動員免疫功能水平有良好的效果。

4 結(jié)論

通過本研究，初步推測補充維生素D有助于改善冬訓期間室內(nèi)訓練運動員免疫功能狀態(tài)，對于降低上呼吸道感染發(fā)病率有良好的效果，為下一步制定運動員維生素D營養(yǎng)推薦攝入量提供實驗依據(jù)。

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Effect Observation and Immunology Test of Vitamin D Supplements on Reducing the Number of Swimmers Upper Respiratory Tract Infection

WAN Yue-hong1,GUO Jian-jun2

Objective:To study the effect of Vtiamin D supplements on number of swimmers upper respiratory tract infection and discuss its immunological mechanism.Methods:16 professional swimmers were randomly divided into two groups:Vitamin D capsules supplement group and control group,each group of 8 people.In the case of diet and daily routine are basically the same,supplement group took Vitamin D capsules,control groups did’t add,observing two groups of athletes’ physiological function change.Results:1) the 25-(OH) D3content in serum of two groups is below health standard before experiment,the 25-(OH) D3in serum for supplement Vitamin D capsule group increases to normal level after three months,while the the 25-(OH) D3in serum of control group is still lower.2) The ratio of Th/Ts and NK lymphocytes in peripheral blood cell number for supplement group is higher than control group,there is significant difference (P<0.05).3) The level of IgA in peripheral blood cell for supplement group is higher than that of control group, there was significant difference (P<0.05); 4) The frequency of catching cold for supplement group during the winter training is significantly less than that in the control group.There is a significant difference (P<0.05).Conclusion:There is good effect to supple Vitamin D for reducing the number of swimmers upper respiratory tract infection during winter training.The mechanism is to increase the ratio of Th/Ts,NK cell and IgA level in the normal range,but needs further tested.

VitaminD;swimmer;immunefunction

1002-9826(2015)02-0084-05

2013-07-24；

2015-01-28

國家體育總局體育科學研究所基本科研業(yè)務費資助項目(基本06-23)。

萬月紅(1983-)，女，江西人，研究方向為運動訓練，Tel：(0791)88120400，E-mail：wanyuehong2013@163.com；郭建軍(1968-)，男，副研究員，博士，E-mail：guojianjun@ciss.cn。

1.江西師范大學，江西 南昌 330022；2.國家體育總局體育科學研究所，北京 100061 1.Jiangxi Normal University,Nanchang 330022,China;2.China Institute of Sport Science,Beijing 100061,China.

G861.104.5

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