低溫暴露環(huán)境下運(yùn)動(dòng)對殘疾人高山滑雪運(yùn)動(dòng)員免疫力影響的研究

李曉琳，薛政昊，劉宇飛，趙文艷

（1.哈爾濱體育學(xué)院 研究生院，黑龍江 哈爾濱 150008；2. 哈爾濱體育學(xué)院 運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150008）

冬季殘疾人奧林匹克運(yùn)動(dòng)會(huì)的舉辦增加了殘疾人參與體育運(yùn)動(dòng)和提高運(yùn)動(dòng)成績的機(jī)會(huì)，也保障了殘疾人的體育權(quán)益。我國冬殘奧運(yùn)動(dòng)起步較晚、發(fā)展歷程短，與夏季殘疾人運(yùn)動(dòng)相比，參與人數(shù)較少，存在基礎(chǔ)薄弱、后備人才不足等問題。隨著中國成功申辦2022年第13屆冬季殘疾人奧林匹克運(yùn)動(dòng)會(huì)，冬季殘疾人運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目也受到更多的關(guān)注。與夏季項(xiàng)目相比，冬季殘疾人項(xiàng)目的運(yùn)動(dòng)員在訓(xùn)練期和比賽期通常長時(shí)間處于低溫環(huán)境中，因此無論是訓(xùn)練場地、比賽環(huán)境還是項(xiàng)目特點(diǎn)，都有別于夏季項(xiàng)目。加之殘疾人自身身體特點(diǎn)也有別于健全人，且我國在冬季殘疾人項(xiàng)目訓(xùn)練監(jiān)控領(lǐng)域的研究也相對薄弱，尤其是在免疫監(jiān)控方面，多數(shù)研究均是基于常溫環(huán)境下進(jìn)行的，因此對于冬季殘疾人項(xiàng)目的有效性亟待進(jìn)一步論證。

文獻(xiàn)表明，暴露于低溫環(huán)境本身就是一種應(yīng)激，會(huì)導(dǎo)致促甲腎上腺素釋放、血管收縮、淋巴細(xì)胞增多、應(yīng)激激素增加和細(xì)胞因子生成減少。目前關(guān)于運(yùn)動(dòng)對免疫系統(tǒng)的影響也已經(jīng)得到證實(shí)，適度運(yùn)動(dòng)能提高某些免疫功能，而劇烈運(yùn)動(dòng)會(huì)導(dǎo)致部分免疫功能抑制。在冷應(yīng)激的基礎(chǔ)上增加運(yùn)動(dòng)應(yīng)激，盡管會(huì)增加機(jī)體相關(guān)的產(chǎn)熱量，但依然會(huì)使促甲腎上腺素的釋放和應(yīng)激激素的分泌增加，從而對人體免疫系統(tǒng)造成影響。

免疫抑制是造成運(yùn)動(dòng)員疾病和疲勞難以消除的主要原因之一。早期部分學(xué)者研究認(rèn)為，低溫環(huán)境對機(jī)體的冷刺激會(huì)引起血管收縮、血壓升高，從而限制氧的輸送，損害多核白細(xì)胞的殺傷力，導(dǎo)致機(jī)體處于免疫抑制狀態(tài)。而加之大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)，同樣會(huì)造成機(jī)體免疫系統(tǒng)功能的降低，因此推測低溫環(huán)境和高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)兩種因素相疊加，可能會(huì)擴(kuò)大機(jī)體的免疫抑制。然而，仍有一些研究不支持在寒冷條件下鍛煉會(huì)抑制免疫功能這一觀點(diǎn)。與常溫運(yùn)動(dòng)相比，寒冷條件下的運(yùn)動(dòng)的確增加了應(yīng)激激素的產(chǎn)生，以及增大了損害多核白細(xì)胞功能等現(xiàn)象出現(xiàn)的概率。因此，本實(shí)驗(yàn)選取對象為長期處于低溫暴露環(huán)境下進(jìn)行運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的國家殘疾人高山滑雪隊(duì)運(yùn)動(dòng)員，探究長期低溫暴露環(huán)境下運(yùn)動(dòng)對人體免疫系統(tǒng)的影響，為冬季項(xiàng)目尤其是殘奧雪上項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員的免疫監(jiān)控提供理論參考。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

選取國家殘疾人高山滑雪隊(duì)運(yùn)動(dòng)員26名作為研究對象，運(yùn)動(dòng)員年齡19～31歲，訓(xùn)練年限4～9年，每天低溫暴露時(shí)長3～5 h，平均處于低溫暴露環(huán)境下的訓(xùn)練時(shí)長超過12 h/周。所有受試者均無呼吸系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)等疾病。受試者基本情況，見表1。

表1 受試者基本情況Table 1 Basic condition of subjects

1.2 研究方法

1.2.1 實(shí)驗(yàn)法

1.2.1.1 測試要求

測試前24 h內(nèi)避免大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)，避免攝入酒精、咖啡和藥物。每次測試選擇在晨起后進(jìn)行，測試前12 h內(nèi)不允許補(bǔ)液以及進(jìn)食。平均測試室溫控制在20±5℃。

1.2.1.2 測試流程

采用交叉自身對照的實(shí)驗(yàn)方案。由專業(yè)護(hù)士進(jìn)行靜脈血采集，血液樣本的制備使用含有促血塊凝結(jié)催化劑的真空無菌管；取全血10 ml，送往專業(yè)醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)進(jìn)行常溫下3 000轉(zhuǎn)/min、離心15 min的分離血清后，進(jìn)行生化指標(biāo)測試。

1.2.1.3 測試指標(biāo)

1）血細(xì)胞的常規(guī)

使用Mindray BC-5800型全自動(dòng)血細(xì)胞分析儀，采用比色法以及半導(dǎo)體激光流式技術(shù)測量白細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、單核細(xì)胞、嗜酸性粒細(xì)胞、嗜堿性粒細(xì)胞計(jì)數(shù)。

2）體液免疫水平

使用羅氏Modular P-800生化分析儀，采用免疫比濁法測定免疫球蛋白IgG、IgA、IgM數(shù)值。

3）血清皮質(zhì)醇濃度

采用羅氏COBASE-411電化學(xué)發(fā)光免疫分析系統(tǒng)，測定血清皮質(zhì)醇濃度。

1.2.2 數(shù)理統(tǒng)計(jì)法

所有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel建立數(shù)據(jù)庫，之后采用SPSS26.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理。白細(xì)胞、血清皮質(zhì)醇前后對比采用單因素方差分析；免疫球蛋白采用配對檢驗(yàn)分析，＜0.05時(shí)被認(rèn)為有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，所有數(shù)值均以X±S表示。

2 研究結(jié)果

2.1 低溫暴露環(huán)境下長期運(yùn)動(dòng)免疫球蛋白水平

長期處于低溫暴露環(huán)境下運(yùn)動(dòng)，男性運(yùn)動(dòng)員的IgA水平顯著下降（＜0.05），IgG、IgM無顯著性變化（＞0.05），見表2。

表2 男性運(yùn)動(dòng)員細(xì)胞免疫指標(biāo)（g/L）Table 2 Cellular immune index of male athletes(g/L)

長期處于低溫暴露環(huán)境下運(yùn)動(dòng)，女性運(yùn)動(dòng)員的IgA、IgM水平出現(xiàn)顯著性下降（＜0.01），IgG無顯著性變化（＞0.05），見表3。

表3 女性運(yùn)動(dòng)員細(xì)胞免疫指標(biāo)（g/L）Table 3 Cellular immune index of female athletes(g/L)

2.2 低溫暴露環(huán)境下長期運(yùn)動(dòng)白細(xì)胞水平

與2019年相比，2020年男女運(yùn)動(dòng)員指標(biāo)水平變化不顯著（＞0.05）；與2020年相比，2021年男女運(yùn)動(dòng)員指標(biāo)水平變化不顯著（＞0.05）；與2019年相比，2021年男女運(yùn)動(dòng)員指標(biāo)水平變化不顯著（＞0.05），見表4、表5。

表4 男性運(yùn)動(dòng)員白細(xì)胞相關(guān)指標(biāo)（×109個(gè)/L）Table 4 Leukocyte-related index of male athletes(×109 pieces/L)

表5 女性運(yùn)動(dòng)員白細(xì)胞相關(guān)指標(biāo)（×109個(gè)/L）Table 5 Leukocyte-related index of female athletes(×109 pieces/L)

2.3 低溫暴露環(huán)境下長期運(yùn)動(dòng)血清皮質(zhì)醇水平

通過對長期處于低溫暴露環(huán)境下運(yùn)動(dòng)的男女運(yùn)動(dòng)員血清皮質(zhì)醇指標(biāo)的監(jiān)測，結(jié)果表明：與2019年相比，2020年男女運(yùn)動(dòng)員血清皮質(zhì)醇水平變化不顯著（＞0.05）；與2020年相比，2021年男女運(yùn)動(dòng)員血清皮質(zhì)醇水平變化不顯著（＞0.05）；與2019年相比，2021年男女運(yùn)動(dòng)員血清皮質(zhì)醇水平變化呈現(xiàn)出顯著性上升（＜0.05），見表6、表7。

表6 男性運(yùn)動(dòng)員血清皮質(zhì)醇指標(biāo)（ug/dl）Table 6 Serum cortisol index of male athletes(ug/dl)

表7 女性運(yùn)動(dòng)員血清皮質(zhì)醇指標(biāo)（ug/dl）Table 7 Serum cortisol index of female athletes(ug/dl)

33 討論

3.1 低溫暴露環(huán)境下長期運(yùn)動(dòng)對免疫球蛋白的影響

免疫球蛋白是由淋巴B細(xì)胞活化、增殖并分化為成熟的漿細(xì)胞所分泌的具有抗體活性的糖蛋白分子，也是免疫分子中最重要的組成成分。在人體內(nèi)主要作用是幫助機(jī)體對抗相應(yīng)病原微生物和毒素，以及具有誘發(fā)補(bǔ)體活化、吞噬等其他各種功能，其中IgA、IgM、IgG對人體免疫能力具有重要作用。血清免疫球蛋白的主要成分是IgG，包括大多數(shù)抗毒性、抗菌性和抗病毒體，是抗感染過程中的主要因素。其中55%分布在血管外體液，45%存在于血管內(nèi)，血管內(nèi)外兩部分保持動(dòng)態(tài)平衡。IgG類抗體包含了大多數(shù)的抗病毒、抗菌、抗毒素抗體。IgA的主要作用是防御機(jī)體黏膜感染，占血清免疫蛋白總量的10%～15%，黏膜免疫系統(tǒng)是阻擋病原體入侵人體的第一道防線。IgM為初次體液免疫反應(yīng)早期階段的主要免疫球單白，重要作用是在防菌血癥方面。因此，通過免疫球蛋白的變化可以在一定程度上判斷人體免疫功能的變化。

通過對運(yùn)動(dòng)員免疫球蛋白水平的變化進(jìn)行研究得出，長期處于低溫暴露下的運(yùn)動(dòng)并不會(huì)對IgG水平產(chǎn)生影響，對于運(yùn)動(dòng)員機(jī)體的抗毒性、抗病原體的能力沒有顯著影響。這與在常溫下進(jìn)行運(yùn)動(dòng)所得出的IgG水平呈現(xiàn)出不同的結(jié)果。Keyvan等人在研究中發(fā)現(xiàn)，一些在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中扮演重要角色的激素，如兒茶酚胺類激素、神經(jīng)肽和皮質(zhì)醇分泌的增加都會(huì)導(dǎo)致免疫球蛋白的增加，特別是IgG分泌的增加。因此通過本文研究結(jié)果加之與前人研究相比較得出：低溫暴露環(huán)境下IgG水平變化與常溫下運(yùn)動(dòng)并不一致，進(jìn)一步證實(shí)冬季運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)與夏季運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目不盡相同。

研究結(jié)果顯示：男性運(yùn)動(dòng)員和女性運(yùn)動(dòng)員的IgA水平均呈現(xiàn)出顯著下降，提示運(yùn)動(dòng)員黏膜系統(tǒng)的免疫力可能存在下降情況。這也和前人的研究結(jié)果保持一致。Walsh研究顯示，冷暴露會(huì)造成唾液IgA水平下降。同時(shí)Tomasi等人也證實(shí)，優(yōu)秀越野滑雪運(yùn)動(dòng)員的IgA水平明顯低于健康人所組成的對照組，并且這些運(yùn)動(dòng)員的IgA水平在進(jìn)行長距離越野滑雪比賽后進(jìn)一步下降。這也證實(shí)了長期低溫環(huán)境暴露會(huì)使得黏膜表面干燥、氣管纖毛脆弱以及皮膚正常屏障功能惡化等情況發(fā)生。提示低溫暴露環(huán)境下運(yùn)動(dòng)會(huì)導(dǎo)致機(jī)體IgA水平出現(xiàn)一定程度的波動(dòng)，可適用于冬季項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員的免疫系統(tǒng)指標(biāo)監(jiān)控。

關(guān)于IgM的計(jì)數(shù)結(jié)果顯示：女性運(yùn)動(dòng)員的IgM計(jì)數(shù)出現(xiàn)明顯下降，而男性運(yùn)動(dòng)員的IgM計(jì)數(shù)卻沒有發(fā)生變化。推測出現(xiàn)這種情況的原因，可能是由于女性運(yùn)動(dòng)員身體機(jī)能普遍略低于男性運(yùn)動(dòng)員，而IgM作為抗原刺激下誘導(dǎo)體液免疫中最早產(chǎn)生免疫應(yīng)答的免疫球蛋白，女性相較于男性表現(xiàn)得更加敏感。此外也有研究統(tǒng)計(jì)表明，所有年齡段的女性和男性IgG在統(tǒng)計(jì)學(xué)上相似（P＝0.97），但女性的IgM信號水平相較于男性呈現(xiàn)出略高的情況（P＝0.13）。盡管沒有達(dá)到統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但觀察到的多數(shù)報(bào)告均顯示出女性總的IgM水平較高，這也與本文研究結(jié)果呈現(xiàn)出一致性。

孫景海等人通過對40名年輕官兵進(jìn)行30 min低溫暴露環(huán)境下運(yùn)動(dòng)結(jié)果顯示，在經(jīng)過低溫暴露環(huán)境運(yùn)動(dòng)后，血液中IgM、IgA的濃度變化不顯著，沒有對機(jī)體體液免疫功能產(chǎn)生顯著的抑制。本文研究結(jié)果表明，長期處于低溫環(huán)境暴露運(yùn)動(dòng)除了會(huì)對代表黏膜系統(tǒng)的IgA產(chǎn)生出抑制外，并沒有造成其他體液免疫功能的抑制?？傮w而言，國內(nèi)外關(guān)于低溫與運(yùn)動(dòng)結(jié)合對免疫球蛋白的影響研究相對較少，且多數(shù)研究結(jié)果并未達(dá)成一致。

3.2 低溫暴露環(huán)境下長期運(yùn)動(dòng)對白細(xì)胞相關(guān)計(jì)數(shù)的影響

白細(xì)胞是一種含有多種免疫功能活性的細(xì)胞，除了存在于血液外，還存在于淋巴系統(tǒng)、脾以及身體的其他組織中，以保護(hù)機(jī)體免受病原微生物的侵害，是機(jī)體實(shí)施免疫功能的重要成分，常被作為觀察運(yùn)動(dòng)員免疫功能的有效指標(biāo)。白細(xì)胞又可分為5類，各分類之間有自己相應(yīng)的作用，但可以肯定的是，白細(xì)胞的升高是炎癥反應(yīng)過程的標(biāo)志，而病毒感染、肝硬化、自身免疫疾病則會(huì)引起白細(xì)胞計(jì)數(shù)的病理性減少。

通過對比運(yùn)動(dòng)員白細(xì)胞相關(guān)計(jì)數(shù)表明，長期處于低溫暴露環(huán)境下運(yùn)動(dòng)，并未引起白細(xì)胞計(jì)數(shù)、中性粒細(xì)胞計(jì)數(shù)、淋巴細(xì)胞計(jì)數(shù)、單核細(xì)胞計(jì)數(shù)、嗜酸性粒細(xì)胞計(jì)數(shù)以及嗜堿性粒細(xì)胞計(jì)數(shù)出現(xiàn)顯著性的差異變化，從而證實(shí)長期低溫暴露環(huán)境下運(yùn)動(dòng)并未對殘疾運(yùn)動(dòng)員機(jī)體抵抗自身或外界感染的能力造成影響。

3.3 低溫暴露環(huán)境下長期運(yùn)動(dòng)對血清皮質(zhì)醇的影響

許多研究表明運(yùn)動(dòng)會(huì)引起各種激素的變化，其中對運(yùn)動(dòng)有顯著反應(yīng)的激素之一是腎上腺皮質(zhì)釋放的皮質(zhì)醇。有研究提示，運(yùn)動(dòng)員血清皮質(zhì)醇的波動(dòng)在一定程度上可能與應(yīng)激、自身免疫等因素相關(guān)，但其機(jī)制尚無定論。雖然目前研究已經(jīng)證實(shí)，運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間會(huì)影響皮質(zhì)醇的分泌，但人們對于低溫暴露環(huán)境下運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)的血清皮質(zhì)醇濃度變化尚不明確。本研究中，通過對比長期處于低溫暴露環(huán)境下運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)員血清皮質(zhì)醇結(jié)果顯示：以1年為單位時(shí)長，血清皮質(zhì)醇變化并未呈現(xiàn)出顯著性差異，但處于低溫暴露環(huán)境下運(yùn)動(dòng)2年后，血清皮質(zhì)醇變化與早期皮質(zhì)醇水平相比，呈現(xiàn)顯著性上升趨勢。這也與前人研究結(jié)果相對應(yīng)。Shuhei博士通過對短道速滑運(yùn)動(dòng)員以及速度滑冰運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行低溫環(huán)境下訓(xùn)練，結(jié)果顯示運(yùn)動(dòng)員皮質(zhì)醇指標(biāo)明顯上升。血清皮質(zhì)醇作為運(yùn)動(dòng)員常見生化監(jiān)測指標(biāo)之一，提示其可以間接作為日常監(jiān)控冬季項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員免疫系統(tǒng)機(jī)能狀態(tài)的指標(biāo)之一。

4 結(jié)語

長期處于低溫暴露環(huán)境下，殘疾人高山滑雪運(yùn)動(dòng)員整體的IgA水平以及女性殘疾人單板滑雪運(yùn)動(dòng)員的IgM水平略有下降，提示長期低溫暴露環(huán)境可能會(huì)對殘疾人單板滑雪運(yùn)動(dòng)員體液免疫能力，尤其是黏膜免疫方面產(chǎn)生一定影響；并未影響殘疾人高山滑雪運(yùn)動(dòng)員的IgG水平、白細(xì)胞相關(guān)計(jì)數(shù)；但血清皮質(zhì)醇濃度上升。除此之外，殘疾人運(yùn)動(dòng)員由于身體的缺陷，是否會(huì)對其免疫力產(chǎn)生影響，并且這種影響是否會(huì)與低溫及運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生疊加效應(yīng)，以及其影響與健全人的結(jié)果是否一致，需要更多的縱向追蹤研究和進(jìn)一步論證。