中國田徑優(yōu)秀運動員IGF-1在訓練、比賽過程中的變化

摘要：（1）目的：IGF-1、HGH在運動過程中的研究已經(jīng)非常深入，但在優(yōu)秀運動員訓練和比賽過程中的變化研究較少?，F(xiàn)選取田徑高水平運動員6人（男3人，女3人）進行為期9個月的訓練、比賽跟蹤，根據(jù)訓練節(jié)奏每月進行一次抽血；（2）方法：IGF-1：電化學發(fā)光免疫分析的夾心法，儀器：羅氏電化學發(fā)光免疫分析儀E601；體成分：生物電抗阻，儀器：INBODY570；（3）結(jié)果：①男子運動員IGF-1水平與HB及肌肉含量呈正相關(guān)；②女子運動員IGF-1水平與HB成負相關(guān)，HGH水平與C呈負相關(guān)；③賽前應激狀態(tài)下與訓練過程中非應激狀態(tài)IGF-1水平未見明顯差異；④男子運動員競技狀態(tài)水平與BUN呈負相關(guān) ；（4）結(jié)論：①IGF-1的促合成效果在男運動員中表現(xiàn)較明顯；② IGF-1在女運動員中的對競技狀態(tài)有一定參考價值。

關(guān)鍵詞：IGF-1 "高水平運動員 "運動訓練 "競技比賽

胰島素樣生長因子（insulin-like growth factors， IGF）由胰島素樣生長因子-1受體（IGF-1R）、胰島素樣生長因子-2受體（IGF-2R）和6個胰島素樣生長因子結(jié)合蛋白（IGFBP）組成，其中胰島素樣生長因子-1（insulin-like growth factor-1， IGF-1）通過內(nèi)分泌的方式來調(diào)節(jié)生長激素以誘導機體合成和分解代謝，或以旁分泌、自分泌的方式在胚胎時期和出生后的發(fā)育過程中發(fā)揮重要的調(diào)節(jié)作用。

IGF-1是結(jié)構(gòu)與胰島素類似的多肽分子，可結(jié)合的受體有 IGF-1R、胰島素受體以及兩者的雜合受體，但其與IGF-1R的親合力較高。IGF-1極少以游離狀態(tài)存在，其在體內(nèi)與IGFBP相結(jié)合，再與IGF受體結(jié)合，改變二聚體受體構(gòu)象以及磷酸化，進而激活IGF-1R的下游信號通路，發(fā)揮多重生物學功能。例如，補充IGF-1，使得融合指數(shù)和肌球蛋白重鏈表達增加，可以緩解由線粒體吞噬缺陷引起的成肌細胞分化受損。IGF-1可以通過激活相關(guān)途徑，提高胰腺β細胞的生存能力，抑制其凋亡，誘導胰島素分泌，減輕氧化損傷，并阻止糖酵解。

雖然IGF-1 具有多重生物學功能，但其使用的安全性仍存在爭議。當人體中缺乏IGF-1可導致缺血性心臟病、代謝綜合征、骨骼肌減少癥等疾病的發(fā)生。研究顯示，外源性IGF-1療法可帶來一系列副作用，通過長期的IGF-1治療可帶來較嚴重的副作用，例如腫瘤的生成、腎肥大等，循環(huán)系統(tǒng)中較高水平的IGF-1與癌癥之間存在潛在關(guān)系，但目前沒有證據(jù)表明IGF-1與正常細胞的惡性轉(zhuǎn)化有關(guān)，仍需更深層次的研究。

運動對骨和骨骼肌、心血管、肝臟等器官與組織的生長發(fā)育意義重大，可防治多種代謝性疾病。研究表明通過運動可促進機體內(nèi)源性分泌IGF-1，而內(nèi)源性IGF-1是防治相關(guān)代謝性疾病更加安全的手段，并且還可改善藥物治療帶來的副作用。有研究表明，運動可影響骨骼肌和循環(huán)系統(tǒng)中的IGF-1水平，它通過調(diào)控機體的IGF-1水平，可以預防和延緩多種代謝性疾病的發(fā)生和發(fā)展。不同類型的運動對IGF-1表達有不同的影響，研究顯示人在高強度有氧運動后，IGFBP和骨骼肌 IGF-1水平顯著上升。持續(xù)有氧運動、間歇有氧運動均可以提高循環(huán)系統(tǒng)中的IGF-1含量，并且抗阻運動也可增加循環(huán)系統(tǒng)中的IGF-1水平。體育鍛煉可能是控制IGF-1代謝和血液濃度變化的替代療法。

IGF-1在保持軟骨細胞在正常軟骨中的代謝動態(tài)平衡中起到重要的作用，并能改善體內(nèi)軟骨的愈合、定向誘導脂肪干細胞向軟骨細胞方向分化。它還可以調(diào)節(jié)骨骼細胞的功能，促進成骨細胞增殖、分化、募集，并且抑制細胞凋亡，刺激骨膠原的合成和DNA的轉(zhuǎn)錄，達到抑制膠原的降解，增加骨基質(zhì)沉積的作用。IGF-1可以增加骨骼肌的蛋白合成，減少骨骼肌的蛋白降解。具有促進肌肉組織利用葡萄糖，促進受傷骨骼肌愈合的能力。它通過激活AKT以及激活雷帕霉素復合物1（mTOR）的哺乳動物靶標來提高mRNA翻譯速率，增加細胞蛋白質(zhì)產(chǎn)量，從而對肌肉進行合成代謝。有研究表明IGF-1對骨骼肌的合成代謝作用是由局部機制而非全身機制介導的。并且值得注意的是，訓練降低了基礎循環(huán)和間質(zhì)IGF-1，但沒有改變基礎肌內(nèi)IGF-1蛋白活性。訓練后，急性運動誘導的間質(zhì)IGF-1增加與肌內(nèi)IGF-1表達和信號傳導密切相關(guān)。這些發(fā)現(xiàn)突出了在分析IGF-1時多生物室測量的重要性，并表明IGF-1在肥大適應中的作用是局部介導的。綜上，運動對IGF-1的產(chǎn)生發(fā)揮著積極的作用，因此研究運動如何調(diào)控IGF-1、改善機體代謝性疾病具有重要研究價值。

專業(yè)運動員的肌肉修復合成能力是促進恢復的主要因素之一，本研究旨在研究優(yōu)秀田徑運動員9個月的訓練和比賽過程中IGF-1和HGH變化及與其他生理生化指標的關(guān)系，為高水平訓練監(jiān)控提供更多數(shù)據(jù)支持。

1、研究對象與方法

1.1、研究對象

廣東省田徑優(yōu)秀運動員6名，男運動員3名，主項為100m，女運動員3名，主項為三級跳，等級均為國家健將，基本信息如下表：

1.2、研究方法

觀察法：2021年1月-9月十四屆全運會，觀察記錄每堂訓練課訓練內(nèi)容，并監(jiān)測期間生理生化指標，根據(jù)訓練、比賽節(jié)奏每月1-2次抽血，訓練節(jié)奏為三周大運動量后調(diào)整一周，體成分測試點為第三周大運動量周五早7：00空腹，抽血點為三周大運動量訓練后第四周周一早7：30空腹，比賽抽血點為比賽當周周一早7：30空腹。記錄每周最好專項能力成績。100m參考專項能力測試為60m跑，三級跳為專項成績。

測試方法和儀器：IGF-1：電化學發(fā)光免疫分析的夾心法，儀器：羅氏電化學發(fā)光免疫分析儀E601；體成分：生物電抗阻，儀器：INBODY570。

1.3、統(tǒng)計方法

數(shù)據(jù)采用SPSS進行統(tǒng)計分析，相關(guān)性分析采用Pearson相關(guān)性分析，對每兩個指標之間進行相關(guān)分析， 0.5≤|r|＜0.8為中度相關(guān)，0.3≤|r|＜0.5為輕度相關(guān)，|r|＜0.3為不相關(guān)。

不同應激狀態(tài)下生化指標采取單因素方差分析，顯著性水平取P＜0.05，非常顯著性水平取P＜0.01。

2、研究結(jié)果

從上表可以看出，男性、女性優(yōu)秀運動員的HGH和IGF-1水平個體差異較大，而且從這6名優(yōu)秀運動員的數(shù)據(jù)來看，個人成績越好的運動員IGF-1相對水平越高，IGF-1水平是否與競技水平有一定相關(guān)性還需要做進一步研究。

2.1、IGF-1與肌肉量的關(guān)系

男子運動員IGF-1與肌肉量呈非常顯著中度正相關(guān)（r=0.612，P＜0.01），與脂肪含量呈非常中度負相關(guān)（r=0.540，P＜0.01）。女子運動員未見IGF-1與肌肉量呈顯著相關(guān)（r=-0.304，P＞0.05）。肌肉含量與其他常規(guī)監(jiān)測指標對比后發(fā)現(xiàn)，男子運動員Hb與肌肉量呈非常顯著正相關(guān)（r=0.667，P＜0.01），CK與肌肉量呈非常顯著正相關(guān)（r=0.587，P＜0.01）；女子運動員Hb與肌肉量呈非常顯著正相關(guān)（r=0.523，P＜0.01）。

2.2、IGF-1與專項能力成績的關(guān)系

男子運動員IGF-1與專項能力成績未見顯著相關(guān)（r=0.316，P＞0.05）沒有作圖，女子運動員IGF-1與專項成績呈輕度顯著正相關(guān)（r=0.379，P＜0.05）。男子專項能力成績與其他常規(guī)監(jiān)測指標對比后發(fā)現(xiàn)，男子運動員專項能力成績與BUN呈輕度顯著負相關(guān)（r=-0.466，P＜0.05）。

2.3、IGF-1與應激狀態(tài)的關(guān)系

男子和女子運動員在賽前IGF-1水平與訓練期間IGF-1水平采用單因素方差分析未見顯著性差異（P＞0.05）。

2.4、IGF-1與常規(guī)監(jiān)測指標之間的關(guān)系

在IGF-1與常規(guī)血液監(jiān)控指標：CK、Bun、T、C、Hb進行相關(guān)性分析后發(fā)現(xiàn)，男子運動員IGF-1與Hb呈中度非常顯著正相關(guān)（r=0.682，P＜0.01），女子運動員IGF-1與Hb呈非常顯著輕度負相關(guān)（r=-0.431，P＜0.01）。

3、討論

（1）眾多研究已經(jīng)證實，IGF-1是肌肉質(zhì)量和功能的重要調(diào)控因子，大強度運動刺激GH的分泌，但GH需要通過IGF-1發(fā)揮其生理作用，IGF-1激活PI3K-Akt-mTOR信號通路促進蛋白質(zhì)合成。因此IGF-1在促進肌肉蛋白合成，增大肌肉體積，提高肌肉力量，提高運動表現(xiàn)方面具有積極作用。IGF-1在骨骼肌干細胞的增殖、肌細胞的分化以及融合成肌管過程中發(fā)揮著積極作用。陳彩珍等人研究發(fā)現(xiàn)，8周的跑臺訓練和尾巴負重爬樓梯訓練均可以使腓腸肌中IGF-1mRNA的表達增加，并有顯著性效果。本實驗結(jié)果表明：在男子運動員中，IGF-1與肌肉量呈非常顯著中度正相關(guān)，說明IGF-1在肌肉合成方面起到了非常重要的作用，但女子運動員由于雄性激素相對較低，促合成能力不如男子運動員，所以在女子運動員未見IGF-1與肌肉量呈顯著相關(guān)。雖然GH通過IGF-1發(fā)揮其生理作用，但GH與IGF-1的相關(guān)性未見統(tǒng)計學意義；（2）IGF-1與專項能力之間也出現(xiàn)男女差異，女運動員IGF-1水平與轉(zhuǎn)向能力指標呈輕度顯著正相關(guān)，提示IGF-1在一定程度上可以激發(fā)女性運動員競技狀態(tài)，目前還沒有發(fā)現(xiàn)有研究表明IGF-1與運動狀態(tài)相關(guān)的報道；男運動員競技狀態(tài)水平與BUN呈輕度顯著負相關(guān)，而BUN則是間接反應訓練量的敏感指標，這表明男運動員的競技狀態(tài)可能與訓練節(jié)奏相關(guān)性更大，需更加注重賽前減量訓練的節(jié)奏把控，使運動員狀態(tài)調(diào)整到最佳；

（3）IGF-1與常規(guī)運動訓練血液監(jiān)測指標BUN、CK、T、C、Hb等的相關(guān)性結(jié)果顯示，IGF-1與Hb呈非常顯著性相關(guān)，但是根據(jù)性別不同表現(xiàn)不同，男性運動員呈正相關(guān)，女性運動員呈負相關(guān)，有研究顯示Hb水平受多種因素影響，如鐵的儲備情況、維生素A水平、運動訓練、女性月經(jīng)等，而男性運動員鐵儲備及VA、蛋白質(zhì)水平等都優(yōu)于女性運動員，故IGF-1與Hb呈現(xiàn)出中度非常顯著性正相關(guān)；而女性運動員Hb受影響因素較多，單一IGF-1因素影響不占主要地位，Hb與IGF-1出現(xiàn)了輕度的負相關(guān)。

4、結(jié)論

（1）用IGF-1作為促合成監(jiān)控指標對于優(yōu)秀男性運動員參考價值更大，Bun一定程度上反映出男性運動員競技狀態(tài)；

（2）IGF-1作為促合成監(jiān)控指標對于女性優(yōu)秀運動員參考價值不大，但是可以作為評判競技狀態(tài)作為參考。

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