許毅梟,趙永才,高炳宏
(1. 上海體育學(xué)院 運(yùn)動(dòng)健康學(xué)院,上海 200438;2. 天津體育學(xué)院 社會(huì)體育與健康科學(xué)學(xué)院,天津 301617;3. 上海體育學(xué)院 競(jìng)技運(yùn)動(dòng)學(xué)院,上海 200438)
監(jiān)控運(yùn)動(dòng)員對(duì)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練反應(yīng)的常用指標(biāo)來(lái)自血液和尿液樣本。一些無(wú)創(chuàng)生理指標(biāo)(如心率變異性、體成分、微循環(huán)等)也常被用于訓(xùn)練監(jiān)控。唾液樣本是無(wú)創(chuàng)、容易快速采集的生物樣本,在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練領(lǐng)域具有較大發(fā)展?jié)摿1]。已有國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)報(bào)道了唾液在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練監(jiān)控中的應(yīng)用情況,但其仍未成為運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練監(jiān)控中的常用生物樣本。目前,唾液樣本中哪些生物標(biāo)志物能夠應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練監(jiān)控,唾液生物標(biāo)志物是否能及時(shí)、準(zhǔn)確地反映運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)機(jī)體的影響,不同運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練與唾液生物標(biāo)志物的關(guān)系如何等尚不清楚,這限制了唾液樣本在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練領(lǐng)域的應(yīng)用。本文從唾液成分、唾液采集和檢測(cè)方法、運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)唾液生物標(biāo)志物的影響3個(gè)方面分析限制唾液生物標(biāo)志物在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中研究和應(yīng)用的主要原因,以期為唾液在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中的進(jìn)一步研究和應(yīng)用提供參考,幫助運(yùn)動(dòng)員、教練員、科研人員等更好地利用唾液樣本開展訓(xùn)練監(jiān)控等工作。
唾液是一種無(wú)色液體,密度在1.002~1.012 g/L,pH約為6.64[2]。唾液主要由低相對(duì)分子質(zhì)量有機(jī)物質(zhì)、激素和無(wú)機(jī)物組成。唾液中豐富的有機(jī)化合物主要由蛋白質(zhì)、脂質(zhì)等組成。唾液中的激素種類繁多,血液中的大多數(shù)激素能在唾液中進(jìn)行測(cè)定,包括皮質(zhì)醇、睪酮、脫氫表雄酮、雌激素以及醛固酮等。唾液中的無(wú)機(jī)化合物主要由離子組成,包括 Na+、K+、Ca2+、Cl-和HCO3-等。表1列出了唾液中常用于檢測(cè)的部分有機(jī)化合物、激素和離子。多數(shù)物質(zhì)在唾液中的含量是血液中的1/10~1/1 000,如唾液總蛋白質(zhì)含量是血液中的約1/1 000,唾液睪酮含量是血液中的約1/100,唾液中Na+含量是血液中的約1/10。也有少數(shù)物質(zhì)在唾液中和血液中的含量相似或高于血液中的含量,如唾液葡萄糖、皮質(zhì)醇和血液中的含量相似,α-淀粉酶和K+含量在唾液中高于血液中。盡管大多數(shù)物質(zhì)在唾液中的含量低于血液中,但近年來(lái)研究[3]發(fā)現(xiàn),唾液中部分生物標(biāo)志物及血液中相應(yīng)生物標(biāo)志物與運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的變化高度相關(guān)。
表 1 唾液和血液中部分物質(zhì)正常范圍含量比較[3-5]Table 1 A comparison of the normal range of the content between saliva and blood
唾液中多數(shù)成分由唾液腺分泌,健康成年人唾液腺每天分泌750~1 500 mL唾液,其次是由血液中的物質(zhì)轉(zhuǎn)移至口腔[6]。唾液腺分泌受自主神經(jīng)的副交感神經(jīng)和交感神經(jīng)支配,副交感神經(jīng)誘導(dǎo)的唾液腺分泌特征是唾液呈水樣流動(dòng),引起唾液中有機(jī)化合物和無(wú)機(jī)化合物含量降低[2];交感神經(jīng)誘導(dǎo)的唾液腺分泌特征是唾液輸出量較少,導(dǎo)致唾液中總蛋白質(zhì)含量、離子含量等提升。安靜狀態(tài)下唾液腺以0.30~0.65 mL/min的速度分泌唾液到口腔中,而咀嚼或品嘗含檸檬酸食物可以將唾液分泌速度增加到1.5~6.0 mL/min[7]。研究[2]報(bào)道,在超過(guò)乳酸閾值或大于60%最大攝氧量(maximal oxygen uptake,VO2max)的長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)動(dòng)中,唾液流速顯著降低,表明唾液流速可反映運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度。
唾液成分受眾多因素影響,運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練、晝夜節(jié)律、年齡、性別、體質(zhì)量和進(jìn)食等均會(huì)影響唾液的分泌量和成分[4]。標(biāo)準(zhǔn)化唾液采集和檢測(cè)流程是獲得可靠數(shù)據(jù)的前提。
目前唾液采集方法并未標(biāo)準(zhǔn)化,不同采集方法對(duì)結(jié)果的影響較大,各類方法的優(yōu)缺點(diǎn)如表2 所示。研究常用的唾液采集方法是全唾液采樣法,通過(guò)無(wú)刺激被動(dòng)流口水或小刺激吐口水方式直接將唾液采集在小瓶中。拭子采樣、唾液腺采樣器采樣和微萃取采樣的采樣量較少,但會(huì)對(duì)唾液腺造成額外刺激[8]。
表 2 唾液采集方法的優(yōu)缺點(diǎn)比較[9-10]Table 2 Advantages and drawbacks of saliva collected methods
唾液生物標(biāo)志物含量也受晝夜變化影響,如安靜狀態(tài)下唾液睪酮水平存在晝夜節(jié)律,8:00最高、20:00最低[11],因此唾液采樣應(yīng)在每天同一時(shí)間段采集,以控制晝夜節(jié)律的變化。此外,運(yùn)動(dòng)后唾液生物標(biāo)志物峰值出現(xiàn)的時(shí)間點(diǎn)也為唾液樣本采集時(shí)間提供了依據(jù),如唾液皮質(zhì)醇的峰值約在運(yùn)動(dòng)后30 min出現(xiàn)[12],提示可在運(yùn)動(dòng)后20 min左右進(jìn)行采樣以檢測(cè)唾液皮質(zhì)醇含量。
根據(jù)檢測(cè)原理唾液檢測(cè)方法主要分為免疫測(cè)試方法、分離方法和電化學(xué)方法。酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)(Enzyme-Linked Immunosorbent Assay,ELISA)是檢測(cè)運(yùn)動(dòng)員唾液樣本較常用的免疫測(cè)試方法。分離方法主要包括液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜(Liquid Chromatography-Mass Spectrometry,LC-MS)和氣相色譜-質(zhì)譜(Gas Chromatography-Mass Spectrometry,GC-MS)等色譜、質(zhì)譜聯(lián)合分析方法。電化學(xué)方法包括安培法、伏安法和電化學(xué)阻抗譜等。不同唾液檢測(cè)方法的優(yōu)缺點(diǎn)如表3所示。
表 3 唾液檢測(cè)方法的優(yōu)缺點(diǎn)比較[5, 13-14]Table 3 Advantages and drawbacks of saliva detection methods
因易于操作且相對(duì)便宜,多數(shù)研究采用ELISA檢測(cè)唾液樣本中的類固醇激素和蛋白質(zhì)。但ELISA基于抗體和特定分析物之間的化學(xué)結(jié)合反應(yīng)進(jìn)行分析,若抗體與結(jié)構(gòu)相似化合物產(chǎn)生交叉反應(yīng)則可能影響測(cè)試的準(zhǔn)確性,如文獻(xiàn)[15]報(bào)道,唾液中的皮質(zhì)醇和可的松分子結(jié)構(gòu)相似,這會(huì)干擾皮質(zhì)醇的ELISA檢測(cè)結(jié)果。此外,由于不同ELISA的設(shè)計(jì)可能不同,抗體分析物的相互作用也可能發(fā)生變化,影響ELISA檢測(cè)結(jié)果。盡管已經(jīng)開發(fā)了一些轉(zhuǎn)換表用于比較常見的不同ELISA檢測(cè)結(jié)果[16],但Büttler等[17]將不同ELISA試劑盒轉(zhuǎn)換后的結(jié)果和同位素稀釋LC-MS測(cè)試結(jié)果進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)ELISA試劑盒轉(zhuǎn)換后的結(jié)果并不精確。因此,ELISA并不適用于多數(shù)唾液生物標(biāo)志物的檢測(cè),未來(lái)研究應(yīng)嘗試采用靈敏度和準(zhǔn)確度較高的檢測(cè)方法進(jìn)行唾液分析。
近年來(lái)研究提出結(jié)合使用液相色譜(Liquid Chromatography,LC)或氣相色譜(Gas Chromatography,GC)與質(zhì)譜(Mass Spectrometry,MS)分析唾液生物標(biāo)志物,可以提高選擇性、靈敏性和準(zhǔn)確性。GC-MS 因其極高的色譜分離能力和額外的質(zhì)量選擇分離能力在類固醇分析中具備良好的潛力[18]。高效液相色譜(High Performance Liquid Chromatography,HPLC)通常與串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用,可以降低樣本檢測(cè)量。高效液 相 色 譜-串 聯(lián) 質(zhì) 譜 分 析(High Performance Liquid Chromatography-Mass Spectrometry,HPLC-MS)具備快速、可靠、高精確度的優(yōu)勢(shì)[19]。但目前僅有少數(shù)研究采用分離方法檢測(cè)唾液樣本,未來(lái)研究可以多嘗試采用分離方法開展唾液樣本研究,加快建立唾液樣本評(píng)價(jià)體系。
在唾液檢測(cè)中免疫測(cè)試方法和電化學(xué)方法可以結(jié)合使用[20]。電化學(xué)方法簡(jiǎn)便、溶劑消耗少,最常見的是伏安法、安培法和電位法等,具有小型化和便攜的優(yōu)勢(shì),為即時(shí)測(cè)量唾液生物標(biāo)志物提供了可能[21]。此外,英國(guó)體育學(xué)院(English Institute of Sport,EIS)于2020年8月發(fā)布的唾液檢測(cè)新技術(shù)Hormonix引起了廣泛關(guān)注[22]。該技術(shù)具備快速、準(zhǔn)確等優(yōu)勢(shì),但測(cè)定的唾液生物標(biāo)志物、檢測(cè)方法和分析應(yīng)用情況等尚不清楚,目前僅小范圍地應(yīng)用于英國(guó)優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員。
唾液采集具備無(wú)創(chuàng)、容易采集和感染風(fēng)險(xiǎn)低等優(yōu)勢(shì)[4],其生物標(biāo)志物可以較及時(shí)地反映運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)運(yùn)動(dòng)員的影響,避免過(guò)度訓(xùn)練,預(yù)防運(yùn)動(dòng)損傷和疾病,還可以縮短訓(xùn)練監(jiān)控的周期,以便更精確地掌握運(yùn)動(dòng)員生理狀態(tài)周期性變化規(guī)律。唾液生物標(biāo)志物可評(píng)估訓(xùn)練強(qiáng)度和訓(xùn)練量,以及監(jiān)控身體壓力反應(yīng)、肌肉損傷程度、免疫和炎癥反應(yīng)、氧化狀態(tài)等(圖1)[14],此外,唾液容易采集和無(wú)創(chuàng)的特點(diǎn)便于興奮劑篩查,但目前世界反興奮劑機(jī)構(gòu)官網(wǎng)上沒(méi)有使用唾液樣本進(jìn)行興奮劑檢測(cè)的程序。近年來(lái)不同運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)唾液生物標(biāo)志物影響的研究如表4所示。
圖 1 唾液生物標(biāo)志物在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練領(lǐng)域的應(yīng)用Figure 1 The applications of saliva biomarkers in sport sciences
近年來(lái)研究[23]證明,唾液和血液中部分生物標(biāo)志物與運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的反應(yīng)有較強(qiáng)相關(guān)性,唾液樣本能夠用于運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練監(jiān)控[23]。Ngamchuea等[3]的研究報(bào)道了唾液中睪酮(r>0.7)、皮質(zhì)醇(r>0.8)、醛固酮和胰島素含量與血液中含量高度相關(guān)。類似研究[2]也表明,安靜狀態(tài)下唾液中睪酮(r=0.7~0.97)、皮質(zhì)醇(r=0.89)與血液中含量高度相關(guān),運(yùn)動(dòng)中和運(yùn)動(dòng)后的唾液皮質(zhì)醇和血液皮質(zhì)醇含量高度相關(guān)??梢?,靜息狀態(tài)下唾液睪酮和皮質(zhì)醇能代替血液反映機(jī)體的合成代謝狀態(tài),用于監(jiān)控運(yùn)動(dòng)員的機(jī)能狀態(tài)。近期還有研究[24-25]報(bào)道,唾液脫氫表雄酮、孕酮、α-淀粉酶、免疫球蛋白A、谷胱甘肽、尿酸等多種物質(zhì)也與血液中含量有較強(qiáng)相關(guān)性。這些研究表明,唾液與血液中部分激素類物質(zhì)和有機(jī)化合物含量有較強(qiáng)相關(guān)性,為唾液樣本應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練提供了有利證據(jù)。
表 4 運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)唾液生物標(biāo)志物的影響Table 4 Effects of exercise and training on saliva biomarkers
訓(xùn)練和比賽會(huì)影響運(yùn)動(dòng)員的心理和生理壓力反應(yīng)[26]。心理壓力是情緒的緊張水平[27]。生理壓力來(lái)源于自主神經(jīng)系統(tǒng)的激活以及下丘腦-垂體-腎上腺軸的激活[28],唾液睪酮、皮質(zhì)醇和α-淀粉酶是反映運(yùn)動(dòng)員生理壓力的常用唾液生物標(biāo)志物。睪酮是雄激素的一種,屬于類固醇激素,能促進(jìn)合成代謝,可反映運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)機(jī)體合成代謝的影響。皮質(zhì)醇是腎上腺皮質(zhì)分泌的一種糖皮質(zhì)激素,能促進(jìn)分解代謝,可反映運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)機(jī)體分解代謝的影響。睪酮與皮質(zhì)醇的比值能反映運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)機(jī)體整體恢復(fù)情況的影響[29]。不同強(qiáng)度、持續(xù)時(shí)間的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練和唾液采樣時(shí)間點(diǎn)會(huì)影響唾液睪酮、皮質(zhì)醇和α-淀粉酶的檢測(cè)結(jié)果。唾液睪酮、皮質(zhì)醇適用于評(píng)估高強(qiáng)度訓(xùn)練后運(yùn)動(dòng)員生理壓力的變化,而唾液α-淀粉酶更適合評(píng)估有氧運(yùn)動(dòng)后運(yùn)動(dòng)員生理壓力的變化。
短時(shí)間高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后唾液皮質(zhì)醇明顯增加,運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度越大,運(yùn)動(dòng)后唾液皮質(zhì)醇含量越高。長(zhǎng)時(shí)間高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后唾液皮質(zhì)醇增加,睪酮下降。Monje等[30]的研究報(bào)道了20名優(yōu)秀長(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)員單次高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練后(以90% V ˙O2peak的強(qiáng)度完成10個(gè)4 min間歇跑)唾液皮質(zhì)醇增加,睪酮水平保持穩(wěn)定。Crewther等[31]研究發(fā)現(xiàn),9名健康男性完成30 s Wingate 自行車測(cè)試后唾液睪酮和皮質(zhì)醇顯著升高,唾液皮質(zhì)醇在運(yùn)動(dòng)后20 min達(dá)到峰值,唾液睪酮在運(yùn)動(dòng)后10 min達(dá)到峰值。此外,Leicht等[32]研究發(fā)現(xiàn),運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度越大,運(yùn)動(dòng)后唾液皮質(zhì)醇含量越高。Pe?ailillo等[33]研究發(fā)現(xiàn),足球比賽后9名足球運(yùn)動(dòng)員唾液皮質(zhì)醇無(wú)明顯變化,唾液睪酮含量下降30.6%,睪酮與皮質(zhì)醇的比值下降64.2%。足球比賽時(shí)長(zhǎng)通常為90 min,且運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度較大,提示長(zhǎng)時(shí)間高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)能降低唾液睪酮含量和睪酮與皮質(zhì)醇的比值。
一些研究報(bào)道了高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目備賽期間唾液睪酮和皮質(zhì)醇的變化。Pritchard等[28]在賽季備賽前、比賽開始前、比賽結(jié)束后分別對(duì)46名足球運(yùn)動(dòng)員采集唾液樣本,發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)員不同賽季階段的訓(xùn)練安排、生活節(jié)律是影響唾液免疫球蛋白和皮質(zhì)醇含量的主要因素。Guilhem等[34]在24名高水平田徑運(yùn)動(dòng)員為期20周的備賽過(guò)程中,每周一同一時(shí)間點(diǎn)采集唾液樣本,檢測(cè)壓力生物標(biāo)志物如皮質(zhì)醇、睪酮、α-淀粉酶和嗜鉻粒蛋白A,發(fā)現(xiàn)唾液壓力生物標(biāo)志物對(duì)備賽期間的訓(xùn)練內(nèi)容敏感。這些研究表明,已有運(yùn)動(dòng)隊(duì)將唾液作為日常訓(xùn)練監(jiān)控和長(zhǎng)期跟蹤測(cè)試的樣本,這能為其日常的訓(xùn)練和備賽提供有用信息。
Thorpe等[35]發(fā)現(xiàn),足球比賽后即刻唾液睪酮、皮質(zhì)醇未顯著變化。Crewther等[36]發(fā)現(xiàn),71名舉重運(yùn)動(dòng)員在模擬奧運(yùn)會(huì)舉重比賽后即刻的唾液皮質(zhì)醇和睪酮未出現(xiàn)顯著變化,而血液中皮質(zhì)醇和睪酮有顯著變化。這2項(xiàng)研究與類似研究結(jié)果不同,其原因可以通過(guò)激素動(dòng)力學(xué)解釋。唾液睪酮和皮質(zhì)醇主要由血液轉(zhuǎn)運(yùn)至唾液,激素從血液轉(zhuǎn)運(yùn)至唾液需要一定時(shí)間。Thorpe等[35]和Crewther等[36]均是在比賽后即刻進(jìn)行唾液采樣,而Monje等[30]在運(yùn)動(dòng)后20 min進(jìn)行唾液采樣,Crewther等[31]更是在30 s Wingate自行車測(cè)試后多個(gè)時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行采樣。由于睪酮和皮質(zhì)醇從血液轉(zhuǎn)運(yùn)至唾液需要一定時(shí)間,唾液采樣時(shí)間點(diǎn)會(huì)影響短時(shí)間高強(qiáng)度訓(xùn)練后唾液睪酮和皮質(zhì)醇含量檢測(cè)的結(jié)果,因此建議短時(shí)間高強(qiáng)度訓(xùn)練后間歇約20 min再進(jìn)行唾液采樣。此外,唾液脫氫表雄酮評(píng)價(jià)女性合成代謝水平比唾液睪酮更精確。Granger等[41]發(fā)現(xiàn),血清與唾液中脫氫表雄酮水平之間存在很強(qiáng)的線性關(guān)系。由于女性唾液睪酮含量非常低, Filaire等[42]提議使用唾液脫氫表雄酮代替唾液睪酮,評(píng)估女性運(yùn)動(dòng)員的合成代謝水平。
有氧運(yùn)動(dòng)后唾液α-淀粉酶明顯增加。作為交感神經(jīng)活性增加的標(biāo)志物,唾液α-淀粉酶可用作運(yùn)動(dòng)員壓力反應(yīng)的唾液生物標(biāo)志物[43]。Ali等[44]發(fā)現(xiàn),有氧運(yùn)動(dòng)后唾液α-淀粉酶含量明顯增加。Capranica等[45]發(fā)現(xiàn),長(zhǎng)時(shí)間有氧訓(xùn)練結(jié)束后唾液α-淀粉酶的變化比唾液皮質(zhì)醇更明顯。類似研究[27]也得出同樣的結(jié)果。唾液α-淀粉酶對(duì)有氧運(yùn)動(dòng)更敏感,可能是因?yàn)槠溆勺灾魃窠?jīng)系統(tǒng)控制的唾液腺產(chǎn)生,而皮質(zhì)醇等激素是從血液轉(zhuǎn)運(yùn)到唾液的。唾液α-淀粉酶是有氧運(yùn)動(dòng)后評(píng)估運(yùn)動(dòng)員生理壓力變化的主要唾液生物標(biāo)志物。
唾液中含有較多免疫標(biāo)志物,唾液免疫球蛋白A(Salivary Immunoglobulins A,SIgA)是唾液分泌物中含量較多的免疫球蛋白,SIgA阻止病毒病原體通過(guò)黏膜進(jìn)入人體,是上呼吸道的第一道防線和黏膜免疫的最佳指標(biāo)[46]。監(jiān)控SIgA水平能夠預(yù)防上呼吸道感染,降低感冒發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn),并為訓(xùn)練負(fù)荷的管理提供參考。口腔黏膜中的其他免疫球蛋白包括唾液免疫球蛋白M(Salivary Immunoglobulin M,SIgM)和唾液免疫球蛋白G(Salivary Immunoglobulin G,SIgG)。與SIgA相比,報(bào)道運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)SIgM 和 SIgG影響的研究較少。
運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度影響SIgA含量,高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后SIgA明顯下降。在日常足球訓(xùn)練課[35]、網(wǎng)球訓(xùn)練課[47]或一般力量訓(xùn)練[48]后,SIgA沒(méi)有顯著變化;而在70%VO2max下長(zhǎng)時(shí)間騎自行車[49]、50 km越野滑雪比賽[50]和三項(xiàng)全能比賽[51]后,SIgA顯著下降,表明長(zhǎng)時(shí)間高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后SIgA顯著下降,而中低強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)SIgA影響較小。此外,急性高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后,SIgA顯著下降,但在運(yùn)動(dòng)后24 h內(nèi)恢復(fù)正常水平[52]。SIgA含量也受到唾液流速的影響,唾液流速越大,稀釋作用越明顯;反之,唾液流速降低導(dǎo)致SIgA含量明顯增加[2],在分析SIgA時(shí)應(yīng)控制好每次采集唾液的流速以控制變量。SIgA對(duì)運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度較為敏感,急性高強(qiáng)度訓(xùn)練和長(zhǎng)時(shí)間高強(qiáng)度訓(xùn)練后運(yùn)動(dòng)員的SIgA含量明顯下降,而長(zhǎng)時(shí)間中低強(qiáng)度訓(xùn)練后SIgA含量的變化較小。研究[6]發(fā)現(xiàn),短時(shí)間高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后運(yùn)動(dòng)員SIgG和SIgM水平?jīng)]有明顯變化,而 SIgA 水平下降,表明SIgG和SIgM對(duì)短時(shí)間高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)的敏感程度不如SIgA。2 h自行車騎行訓(xùn)練或曲棍球比賽后SIgG和SIgM 含量明顯下降[2],提示SIgM和SIgG可用于評(píng)估長(zhǎng)時(shí)間訓(xùn)練后機(jī)體的免疫變化。
運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致肌肉損傷的主要機(jī)制包括肌纖維損傷、鈣穩(wěn)態(tài)變化和炎癥過(guò)程,肌酸激酶(Creatine Kinase,CK)、乳酸脫氫酶(Lactate Dehydrogenase,LDH)和天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶(Aspartate Aminotransferase,AST)是肌肉組織損傷的生物標(biāo)志物[53]。肌肉損傷后CK、LDH和AST會(huì)從肌細(xì)胞中泄露至血液。這3種酶能在血液和唾液樣本中進(jìn)行測(cè)定[37]。CK是肌肉損傷的重要特異性標(biāo)志物,但唾液CK的含量較低,可能是由于CK從血液傳遞到唾液限制了唾液中CK的含量[54]。Barranco等[37]報(bào)道了1場(chǎng)5人制足球比賽后11名足球運(yùn)動(dòng)員唾液和血液中CK的變化,發(fā)現(xiàn)賽后12 h唾液和血液CK達(dá)到峰值,唾液CK含量為50.9 U/L,血液CK含量為290 U/L,前者約為后者的1/6。González Fernández等[38]報(bào)道了3場(chǎng)7人制橄欖球比賽后27名運(yùn)動(dòng)員CK、LDH和AST含量的變化,發(fā)現(xiàn)比賽后三者在唾液中的含量發(fā)生不同程度的變化,其中AST變化最顯著,在橄欖球比賽后男性和女性的AST含量都明顯增加,且男性AST比女性增加幅度更大。此外,唾液AST含量與血液中相似,長(zhǎng)時(shí)間高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后的變化幅度甚至高于血液[37-38]。
唾液AST、CK和LDH能夠用于評(píng)估長(zhǎng)時(shí)間高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后運(yùn)動(dòng)員的肌肉損傷程度,唾液AST是更為敏感的唾液肌肉損傷標(biāo)志物。盡管如此,不同運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度和類型對(duì)唾液肌肉損傷生物標(biāo)志物影響的研究仍相對(duì)匱乏,需要更多研究探討唾液中CK、LDH和AST能否用于評(píng)估不同運(yùn)動(dòng)后的肌肉損傷情況。
細(xì)胞代謝過(guò)程中會(huì)不斷產(chǎn)生自由基,氧化應(yīng)激是氧化還原能力和自由基產(chǎn)生之間的不平衡導(dǎo)致的生理反應(yīng)[55]。Biagini等[39]對(duì)10名游泳運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行自行車遞增負(fù)荷最大攝氧量測(cè)試,分析其對(duì)唾液樣本中氧化應(yīng)激標(biāo)志物的影響。該研究采用超高效液相色譜-電噴霧串聯(lián)質(zhì)譜法測(cè)定丙酮、2-丁酮、2-戊酮、丙醛、丁醛、己醛、丙烯醛等唾液氧化應(yīng)激標(biāo)志物,發(fā)現(xiàn)遞增負(fù)荷運(yùn)動(dòng)期間唾液氧化應(yīng)激副產(chǎn)物明顯增加,運(yùn)動(dòng)后恢復(fù)階段唾液氧化應(yīng)激標(biāo)志物急劇減少。氧化還原物質(zhì)根據(jù)物質(zhì)成分分為兩類:一類是超氧化物歧化酶、過(guò)氧化氫酶和谷胱甘肽預(yù)氧化酶等酶類物質(zhì);另一類是膽紅素、尿酸、氧化還原谷胱甘肽、硫醇、白蛋白等非酶類物質(zhì)[56]。Rodrigues De Araujo等[40]對(duì)32名足球運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練(7次40 m短跑變向沖刺,每次間歇25 s),分析其對(duì)唾液氧化還原生物標(biāo)志物的影響。該研究采用分光光度法和ELISA分析總膽汁酸、丙二醛、谷胱甘肽、過(guò)氧化氫酶、超氧化物歧化酶和尿酸的變化,發(fā)現(xiàn)高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練后僅有唾液尿酸水平顯著下降,而其他標(biāo)志物變化并不明顯,表明短時(shí)間高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練可短暫抑制氧化還原能力,唾液尿酸水平是對(duì)短時(shí)間高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練更敏感的唾液氧化狀態(tài)生物標(biāo)志物。另一項(xiàng)研究[57]也發(fā)現(xiàn),在后檢測(cè)唾液中,尿酸是唯一變化顯著的唾液氧化還原生物標(biāo)志物,唾液尿酸約占唾液總氧化還原能力的60%~70%。因此,唾液尿酸是唾液樣本中評(píng)估氧化還原能力的重要生物標(biāo)志物之一[58]。
目前,不同運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間對(duì)唾液氧化狀態(tài)影響的研究相對(duì)匱乏,唾液氧化應(yīng)激標(biāo)志物對(duì)不同運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的敏感程度還有待進(jìn)一步證實(shí),且運(yùn)動(dòng)員唾液中氧化狀態(tài)生物標(biāo)志物的正常閾值尚不清楚,還需大量研究建立唾液氧化狀態(tài)生物標(biāo)志物的評(píng)價(jià)體系,從而進(jìn)一步探究不同運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)各項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員氧化狀態(tài)的影響,獲取更多運(yùn)動(dòng)員對(duì)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練適應(yīng)情況的信息。
興奮劑檢測(cè)主要使用尿液和血液樣本,世界反興奮劑機(jī)構(gòu)制定了標(biāo)準(zhǔn)的血液和尿液樣本采集、轉(zhuǎn)移和檢測(cè)程序,而唾液樣本未被納入興奮劑檢測(cè)的可用樣本[59]。其首要原因是目標(biāo)分析物在唾液中的含量較低,限制了唾液樣本在興奮劑檢測(cè)中的應(yīng)用。例如,內(nèi)源性同化雄激素(endogenous anabolic androgenic steroids,AAS)在唾液中的含量單位為pg/mL,而在尿液中的含量單位為ng/mL,唾液中AAS的含量是尿液中的約1/1 000,對(duì)儀器的精確度和檢測(cè)技術(shù)的要求非常高[60]。但隨著分析檢測(cè)儀器的發(fā)展,質(zhì)譜色譜分析方法檢測(cè)底物含量的極限已達(dá)到pg/mL單位,能夠檢測(cè)到唾液樣本中興奮劑的含量,未來(lái)可采用質(zhì)譜和色譜分析儀檢測(cè)唾液生物標(biāo)志物的含量,為運(yùn)動(dòng)員唾液生物標(biāo)志物含量的正常參考閾值提供數(shù)據(jù)支撐。
近年來(lái)研究表明,唾液樣本能夠應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練領(lǐng)域,可能也能應(yīng)用于興奮劑檢測(cè)領(lǐng)域。但由于研究較為匱乏,多數(shù)唾液生物標(biāo)志物含量的正常閾值還有待闡明。未來(lái)需要進(jìn)一步探究運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練與唾液生物標(biāo)志物的關(guān)系,建立運(yùn)動(dòng)員唾液生物標(biāo)志物的評(píng)價(jià)體系。
唾液樣本含有豐富的生物標(biāo)志物,無(wú)創(chuàng)的優(yōu)勢(shì)使其在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中有廣闊的應(yīng)用前景。大多數(shù)物質(zhì)在唾液中的含量是血液中的1/10~1/1 000,較低的底物含量對(duì)唾液檢測(cè)方法的精確度要求較高。全唾液被動(dòng)流口水是常用的唾液樣本采樣方法,唾液樣本采樣時(shí)間點(diǎn)和測(cè)試分析方法尚未標(biāo)準(zhǔn)化。唾液睪酮、皮質(zhì)醇、α-淀粉酶、免疫球蛋白A、天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶、谷胱甘肽、尿酸等多種唾液生物標(biāo)志物含量與血液相應(yīng)生物標(biāo)志物含量有較高的相關(guān)性,為唾液壓力、免疫、肌肉損傷和氧化狀態(tài)生物標(biāo)志物在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中的應(yīng)用提供了有力證據(jù)。短時(shí)間高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后唾液皮質(zhì)醇明顯增加,運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度越大,運(yùn)動(dòng)后唾液皮質(zhì)醇含量越高。激素從血液轉(zhuǎn)運(yùn)至唾液需要一定時(shí)間,建議短時(shí)間高強(qiáng)度訓(xùn)練后間歇10~20 min進(jìn)行唾液采樣以檢測(cè)唾液睪酮和皮質(zhì)醇含量。長(zhǎng)時(shí)間高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后唾液皮質(zhì)醇增加,睪酮下降。唾液α-淀粉酶對(duì)有氧運(yùn)動(dòng)更敏感,有氧運(yùn)動(dòng)后唾液α-淀粉酶明顯增加。未來(lái)仍需大量研究探討不同運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練與唾液壓力、免疫、肌肉損傷、氧化狀態(tài)生物標(biāo)志物的關(guān)系,建立唾液樣本監(jiān)控運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的采集、檢測(cè)、分析和評(píng)價(jià)體系。
作者貢獻(xiàn)聲明:
許毅梟:設(shè)計(jì)論文框架,搜集、整理文獻(xiàn)資料,撰寫、修改論文;
趙永才:梳理論文,提出修改意見,指導(dǎo)修改論文;
高炳宏:提出論文選題,審核、指導(dǎo)修改論文。
上海體育學(xué)院學(xué)報(bào)2022年10期