公開級(jí)與輕量級(jí)賽艇運(yùn)動(dòng)員高原訓(xùn)練初期免疫應(yīng)答特征的比較研究

高 歡，王玉新，張昊楠，孟志軍，高炳宏

高原訓(xùn)練在賽艇、自行車、中長(zhǎng)跑、游泳等耐力項(xiàng)目中被廣泛采用。一些運(yùn)動(dòng)員借助高原/ 低氧訓(xùn)練提高了運(yùn)動(dòng)能力，取得了優(yōu)異成績(jī)[1-3]。針對(duì)中長(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)員和教練員的問(wèn)卷調(diào)查表明，四分之三的運(yùn)動(dòng)員認(rèn)為中等海拔高度下的高原/ 低氧訓(xùn)練對(duì)提高運(yùn)動(dòng)成績(jī)有益[4]。目前的研究表明，高原/ 低氧訓(xùn)練改善有氧運(yùn)動(dòng)能力包括血液機(jī)制和非血液機(jī)制兩個(gè)方面，如增加血容量和總血紅蛋白質(zhì)量[5-6]；促進(jìn)骨骼肌線粒體和毛細(xì)血管生物合成，提高骨骼肌乳酸緩沖能力[7-9]。但高原/ 低氧暴露也會(huì)造成氧化損傷和炎癥反應(yīng)加劇[10-12]，引起肺動(dòng)脈高壓及過(guò)度通氣[13]等一系列應(yīng)激性改變。

腎上腺素 （Adrenaline，ADR）、 去甲腎上腺素（Noradrenaline，NA）、多巴胺（Dopamine，DA）均屬于兒茶酚胺類物質(zhì)。血漿、尿液中的ADR、NA 和皮質(zhì)醇（Cortisol，CRT）水平與交感-腎上腺系統(tǒng)的興奮性和應(yīng)激程度有關(guān)[14]。急性低氧暴露后循環(huán)血ADR 升高[15-16]；NA 有報(bào)道升高，也有報(bào)道下降或不變[15,17-18]。高原低氧暴露初期，過(guò)高的動(dòng)脈ADR 和NA 水平可能與急性高山病的發(fā)生有關(guān)[15,19]。研究發(fā)現(xiàn)免疫細(xì)胞內(nèi)有兒茶酚胺受體，自身也能合成兒茶酚胺；外源性的兒茶酚胺可與免疫細(xì)胞內(nèi)相應(yīng)受體結(jié)合，調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞的增殖分化； 內(nèi)源性兒茶酚胺可由中樞傳遞至外周直接調(diào)控免疫細(xì)胞功能[20-21]，中性粒細(xì)胞在其中發(fā)揮著橋梁作用[21-22]。針灸激活迷走神經(jīng)后可調(diào)節(jié)腎上腺皮質(zhì)DA 的分泌，緩解炎癥反應(yīng)[23]。研究顯示規(guī)律性運(yùn)動(dòng)可調(diào)控腦部DA 受體的表達(dá)，從而反向調(diào)控大腦功能[24]。以上分析表明，高原訓(xùn)練期間的免疫應(yīng)答可能與中樞調(diào)節(jié)密切相關(guān)，兒茶酚胺類遞質(zhì)可能在高原低氧適應(yīng)過(guò)程中發(fā)揮著重要作用。初上高原時(shí)的1～2 周是機(jī)體適應(yīng)高原環(huán)境的重要階段。高原訓(xùn)練實(shí)踐中也發(fā)現(xiàn)，部分運(yùn)動(dòng)員初上高原階段不易入睡、睡眠質(zhì)量差，易患感冒、發(fā)燒、上呼吸道感染等易感性疾病。

賽艇男子輕量級(jí) （體重＜72.5 kg） 比賽項(xiàng)目于1974年世錦賽首次正式設(shè)項(xiàng)，1996年正式進(jìn)入奧運(yùn)會(huì)。公開級(jí)運(yùn)動(dòng)員對(duì)體重沒(méi)有限制，優(yōu)秀男子輕量級(jí)賽艇運(yùn)動(dòng)員體脂含量約10%[25]。控制體重是輕量級(jí)賽艇運(yùn)動(dòng)員日常訓(xùn)練和生活中不可回避的話題。急性減重多是通過(guò)節(jié)食、脫水實(shí)現(xiàn)，容易導(dǎo)致低血糖、血漿量減少和血液濃縮，有損身體健康和運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)。國(guó)際賽艇聯(lián)合會(huì)從保護(hù)運(yùn)動(dòng)員健康角度建議： 男子輕量級(jí)賽艇運(yùn)動(dòng)員在賽前5～6 個(gè)月時(shí)體重不應(yīng)高于規(guī)定體重5 kg，賽前2～3 個(gè)月不高于規(guī)定體重3 kg，比賽前24 h 不應(yīng)高于規(guī)定體重1 kg[26]。但調(diào)查顯示，與賽季準(zhǔn)備期相比，輕量級(jí)賽艇運(yùn)動(dòng)員賽前階段體重可減少約8%，其中，至少一半的減重是在賽前最后一周[25]。輕量級(jí)賽艇運(yùn)動(dòng)員在多年系統(tǒng)訓(xùn)練和比賽過(guò)程中，歷經(jīng)多次減重-復(fù)重循環(huán)，理論上機(jī)體應(yīng)激調(diào)節(jié)和適應(yīng)能力更強(qiáng)，這可能對(duì)高原訓(xùn)練初期的免疫應(yīng)答造成影響，這一應(yīng)答差異可能與兒茶酚胺有關(guān)。

1 對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

公開級(jí)和輕量級(jí)男子賽艇運(yùn)動(dòng)員各8 名，身體健康，無(wú)心腦血管病史。運(yùn)動(dòng)員基本信息如表1 所示。

表1 研究對(duì)象基本信息Table1 Basic Information of the Subjects

1.2 研究方法

1.2.1 主要訓(xùn)練內(nèi)容

本次高原訓(xùn)練（海拔2280 m）是年度冬訓(xùn)的重要組成部分。抵達(dá)高原后的第1 周進(jìn)行以低強(qiáng)度有氧訓(xùn)練為主的適應(yīng)性訓(xùn)練，目的是讓運(yùn)動(dòng)員盡快適應(yīng)高原環(huán)境。

1.2.2 測(cè)試指標(biāo)與方法

上高原前1 周及抵達(dá)高原第1 周調(diào)整1 天后次日晨空腹肘靜脈采血，其中，2 mL 以乙二胺四乙酸二 鉀 抗 凝，測(cè) 量T 淋 巴 細(xì) 胞 （T%）、B 淋 巴 細(xì) 胞（B%）、NK 細(xì)胞百分比 （NK%） 及CD4+T 淋巴細(xì)胞（CD4+%）、CD8+T 淋巴細(xì)胞百分比（CD8+）（流式細(xì)胞術(shù)，BD FACSCalibur）和兒茶酚胺類指標(biāo)（高效液相色譜法，Waters2695）；5 mL 以肝素鈉抗凝，3500 r/min 離心15 min 后，分離血漿，-80℃凍存，測(cè)量肌紅蛋白（Myoglobin，MYO） 和CRT （化學(xué)發(fā)光法，Beckman AccessⅡ）。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

公開級(jí)和輕量級(jí)兩組運(yùn)動(dòng)員間各指標(biāo)不同時(shí)間點(diǎn)的差異以重復(fù)測(cè)量方差分析進(jìn)行比較 （2×2）；組內(nèi)各指標(biāo)差異以配對(duì)T 檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì) （雙尾）。以雙側(cè)Person 相關(guān)性檢驗(yàn)探討兒茶酚胺與淋巴細(xì)胞亞群的關(guān)系。所有結(jié)果以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，顯著性水平為P＜0.05，0.05＜P＜0.1 為存在顯著差異的趨勢(shì)。

2 研究結(jié)果

高原適應(yīng)性訓(xùn)練1 周后，公開級(jí)（Heavyweight，HW）和輕量級(jí)（Lightweight，LW）賽艇 運(yùn)動(dòng)員血漿MYO 和CRT 略有升高，但與上高原前相比無(wú)顯著差異；兩體重級(jí)別的運(yùn)動(dòng)員間MYO、CRT 均無(wú)顯著交互效應(yīng)（圖1）。

圖1 高原適應(yīng)性訓(xùn)練1 周后血漿MYO 和CRT 的變化Figure1 Changes of Plasma MYO and CRT after One-Week Altitude Adaptation Training

如表2 所示，公開級(jí)和輕量級(jí)運(yùn)動(dòng)員，T%和CD4+%顯著降低，CD8+%和CD4+/CD8+無(wú)顯著變化；B%均下降，僅公開級(jí)運(yùn)動(dòng)員表現(xiàn)出統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上的顯著降低；NK%均顯著升高。兩體重級(jí)別運(yùn)動(dòng)員間T%、B%、NK%及CD4+%、CD8+%、CD4+/CD8+的變化均無(wú)顯著交互效應(yīng)；但輕量級(jí)運(yùn)動(dòng)員B%和NK%的變化幅度均大幅低于公開級(jí)運(yùn)動(dòng)員。

表2 高原訓(xùn)練初期淋巴細(xì)胞亞群的變化Table2 Changes of Lymphocyte Subsets at the Initial Stage of Altitude Training

如表3 所示，高原適應(yīng)性訓(xùn)練1 周后，公開級(jí)和輕量級(jí)運(yùn)動(dòng)員ADR、NA 無(wú)顯著性改變，無(wú)顯著交互效應(yīng)；僅DA 顯著下降，兩體重級(jí)別運(yùn)動(dòng)員間DA 雖無(wú)組間交互效應(yīng)，但公開級(jí)與輕量級(jí)間下降幅度相差較大（-18.66%vs. -9.88%，P=0.23）。DA 僅與B%呈中度正相關(guān)（P=0.01，r=0.43），與淋巴細(xì)胞其他亞群均無(wú)顯著相關(guān)性。

表3 高原訓(xùn)練初期血漿腎上腺素、去甲腎上腺素和多巴胺的變化Table3 Changes of Plasma Epinephrine, Norepinephrine and Dopamine at the Initial Stage of Altitude Training

3 分析與討論

本研究發(fā)現(xiàn)，以低強(qiáng)度有氧適應(yīng)性訓(xùn)練為主的高原訓(xùn)練初期，公開級(jí)和輕量級(jí)賽艇運(yùn)動(dòng)員T%、CD4+%均顯著下降，NK%顯著升高，表現(xiàn)出一定程度的免疫應(yīng)激現(xiàn)象，但兩體重級(jí)別運(yùn)動(dòng)員間的應(yīng)答無(wú)顯著不同。公開級(jí)和輕量級(jí)運(yùn)動(dòng)員循環(huán)血ADR、NA未發(fā)生顯著改變，DA 均顯著下降（-18.66%、-9.88%），且DA 與B%呈中等正相關(guān)，提示DA 可能在高原訓(xùn)練初期B 細(xì)胞的應(yīng)答調(diào)節(jié)中發(fā)揮重要作用。

運(yùn)動(dòng)和低氧環(huán)境是兩個(gè)獨(dú)立應(yīng)激源。一般來(lái)說(shuō)，每周中等負(fù)荷下的規(guī)律有氧運(yùn)動(dòng)，對(duì)免疫系統(tǒng)和機(jī)體抗炎能力的改善有益； 急性運(yùn)動(dòng)或大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)則會(huì)造成一定損害[27-28]。耐力項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員淋巴細(xì)胞抗凋亡能力顯著強(qiáng)于普通人[29],而低氧暴露不但可快速激活交感-腎上腺系統(tǒng)調(diào)節(jié)免疫機(jī)能，也可經(jīng)低氧誘導(dǎo)因子信號(hào)途徑調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞活性和炎癥因子的分泌[30-32]。高海拔的急性低氧暴露可抑制T 淋巴細(xì)胞增殖[33-34],運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行高原/ 低氧訓(xùn)練時(shí)受低氧環(huán)境和運(yùn)動(dòng)缺氧的雙重作用，缺氧程度加劇，理論上免疫應(yīng)激會(huì)更為劇烈。高原訓(xùn)練實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，強(qiáng)度較低的高原冬訓(xùn)初期白細(xì)胞計(jì)數(shù)下降，隨著對(duì)高原訓(xùn)練的持續(xù)又逐漸回升[35-36]。強(qiáng)度較大的高原環(huán)境下的比賽或訓(xùn)練，淋巴細(xì)胞計(jì)數(shù)在高原訓(xùn)練1 周后即開始下降，甚至持續(xù)2～3 周不能恢復(fù)[37-39]。NK 細(xì)胞對(duì)低氧暴露較為敏感，急性和慢性高原暴露后循環(huán)血中NK 顯著增多[40-41]。本研究發(fā)現(xiàn)高原適應(yīng)訓(xùn)練1 周后，兩體重級(jí)別運(yùn)動(dòng)員骨骼肌損傷程度相近，總T%和CD4+%顯著下降，NK%顯著升高，呈現(xiàn)出一定程度的免疫應(yīng)激現(xiàn)象，與上述報(bào)道結(jié)果相似；兩體重級(jí)別運(yùn)動(dòng)員雖未表現(xiàn)出統(tǒng)計(jì)學(xué)上顯著的免疫應(yīng)答差異，但公開級(jí)運(yùn)動(dòng)員NK%升高幅度是輕量級(jí)運(yùn)動(dòng)員的1.6 倍，B%和CD8+%下降幅度是輕量級(jí)運(yùn)動(dòng)員的1.8 倍、17.1 倍，而CD4+/CD8+輕量級(jí)運(yùn)動(dòng)員下降幅度是公開級(jí)運(yùn)動(dòng)員的2.3 倍，以上分析提示，高原適應(yīng)訓(xùn)練1 周后兩體重級(jí)別運(yùn)動(dòng)員在免疫應(yīng)答方面可能仍有所差別，需今后加大樣本量進(jìn)一步深入研究。

無(wú)高原或低氧暴露經(jīng)歷的普通人急性低氧暴露后，交感神經(jīng)活性增強(qiáng)，多項(xiàng)研究報(bào)道ADR 和NA顯著升高[15-16]。但與運(yùn)動(dòng)員高原訓(xùn)練或低氧訓(xùn)練相關(guān)的研究仍不多見。與平原訓(xùn)練比較，在中等海拔高度（1800～3000 m）的高原環(huán)境中大強(qiáng)度間歇訓(xùn)練后血漿ADR、NA 及中性粒細(xì)胞升高幅度更大[42]。3375 m真實(shí)高原、 模擬常壓低氧和模擬低壓環(huán)境下中低強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)2 h 后血漿ADR、NA 均顯著升高；不同低氧模式下ADR 的應(yīng)答存在顯著差異[43]。血漿ADR 和NA 可反映交感腎上腺的興奮性[14]，CRT 與腎上腺皮質(zhì)的生理應(yīng)激程度有關(guān)。有研究表明與有多次高原訓(xùn)練經(jīng)驗(yàn)運(yùn)動(dòng)員相比，初次參加高原訓(xùn)練的運(yùn)動(dòng)員對(duì)高原環(huán)境更敏感[44]。本研究中，兩個(gè)體重級(jí)別運(yùn)動(dòng)員ADR、NA 及CRT 較高原前小幅升高，但無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上的顯著改變，這可能與運(yùn)動(dòng)員歷經(jīng)多年系統(tǒng)訓(xùn)練，并經(jīng)常性地開展高原訓(xùn)練，對(duì)高原低氧環(huán)境能夠較好地適應(yīng)有關(guān)。

DA 是聯(lián)系中樞神經(jīng)系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)的重要遞質(zhì)。除D1 型受體外，5 種DA 受體中的D2～D5 型受體在T 淋巴細(xì)胞、 單核細(xì)胞低表達(dá)，中性粒細(xì)胞和嗜酸性粒細(xì)胞為中度表達(dá)，B 細(xì)胞和NK 細(xì)胞呈高表達(dá)[45]。DA 可通過(guò)上調(diào)D5 受體的表達(dá)，抑制已激活的NK 細(xì)胞[46]。電刺激坐骨神經(jīng)和迷走神經(jīng)后腎上腺DA 分泌增多，并與D1 型受體結(jié)合后可抑制炎性因子分泌[23]。外源性DA 可緩解腦部因低氧所致的細(xì)胞凋亡、氧化應(yīng)激和神經(jīng)炎癥反應(yīng)的增加[47]。內(nèi)源DA 增多可抑制低氧通氣反應(yīng)[48]。抑制DA 重吸收有助于緩解長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)動(dòng)所致的中樞疲勞[49]。本研究觀察到高原訓(xùn)練1 周后DA 顯著降低，同時(shí)B%下降，DA 與B%呈中等正相關(guān)，提示高原訓(xùn)練初期可能發(fā)生了迷走神經(jīng)興奮性降低，炎癥反應(yīng)增強(qiáng)的情況；NK%的顯著升高可能與DA 降低所致的NK抑制減弱有關(guān)。DA 在高原訓(xùn)練初期的應(yīng)激與適應(yīng)中可能發(fā)揮著重要作用，其機(jī)制值得深入研究。

4 結(jié)論

以低強(qiáng)度適應(yīng)性訓(xùn)練為主的高原訓(xùn)練初期呈現(xiàn)出一定程度的免疫應(yīng)激，表現(xiàn)為循環(huán)血T%、CD4+%顯著下降，NK%顯著升高，DA 顯著降低； 公開級(jí)與輕量級(jí)賽艇運(yùn)動(dòng)員間無(wú)顯著應(yīng)答差異；DA 可能與高原訓(xùn)練初期B 細(xì)胞的應(yīng)答調(diào)節(jié)密切相關(guān)。