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大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)影響免疫功能的機(jī)制初探
關(guān)鍵字：運(yùn)動(dòng) 免疫 情緒
為研究大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)抑制免疫功能的機(jī)制，采用T淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化法測(cè)定運(yùn)動(dòng)受試者血中應(yīng)激免疫抑制蛋白的含量，并以評(píng)定量表方法測(cè)定受試者的運(yùn)動(dòng)心情及主觀體力感覺的變化。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：受試者在大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)持續(xù)7天后血清中應(yīng)激免疫抑制蛋白的含量明顯升高，進(jìn)一步的分析表明，該抑制物質(zhì)的產(chǎn)生與受試者的運(yùn)動(dòng)心情之間有相關(guān)關(guān)系。以上結(jié)果提示大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)可以引起應(yīng)激免疫抑制蛋白的增多，而且這種增多與運(yùn)動(dòng)者的心理情緒有密切關(guān)系。
關(guān)鍵詞：運(yùn)動(dòng) 免疫 情緒
骨骼肌運(yùn)動(dòng)可以影響機(jī)體的免疫功能，例如運(yùn)動(dòng)后機(jī)體產(chǎn)生特異或非特異性抗體的能力發(fā)生變化；運(yùn)動(dòng)可以引起殺傷性細(xì)胞的數(shù)目及殺傷能力發(fā)生變化等。在運(yùn)動(dòng)的不同階段(運(yùn)動(dòng)進(jìn)行時(shí)，運(yùn)動(dòng)停止即刻，運(yùn)動(dòng)停止一段時(shí)間后)這些免疫指標(biāo)的變化不盡相同。關(guān)于運(yùn)動(dòng)引起這些變化的原因，目前的研究還不深入。
本工作的目的在于探討大強(qiáng)度長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)動(dòng)對(duì)免疫功能的影響及其機(jī)制。在以往的研究中，我們發(fā)現(xiàn)，大強(qiáng)度長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)動(dòng)可以使人體產(chǎn)生一種血清應(yīng)激免疫抑制蛋白［1］，具有抑制正常淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化的作用。本工作中，每天2小時(shí)的大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)持續(xù)七天后，運(yùn)動(dòng)者的血清能顯著抑制淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化。并證明這種抑制作用是由應(yīng)激免疫抑制蛋白所引起。為了進(jìn)一步研究運(yùn)動(dòng)中哪些因素與應(yīng)激免疫抑制蛋白的產(chǎn)生有關(guān)，我們?cè)谡麄�(gè)運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)過程中，用評(píng)定量表和運(yùn)動(dòng)測(cè)試儀分別測(cè)定了：(1)受試者參加該次運(yùn)動(dòng)期間的運(yùn)動(dòng)心情-主觀情緒感覺的變化；(2)受試者所承受的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度；(3)工作肌群(小腿部肌肉)在運(yùn)動(dòng)前后力量的改變；(4)工作肌群在運(yùn)動(dòng)后的疼痛感覺(用于指示肌肉受損傷的程度)。通過分析，發(fā)現(xiàn)僅第一項(xiàng)，即受試者運(yùn)動(dòng)期間的心理因素(運(yùn)動(dòng)心情)變化與血清抑制淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化的程度有正相關(guān)關(guān)系。提示情緒變化可能是運(yùn)動(dòng)影響免疫功能的主要因素。
1 材料與方法
對(duì)象與運(yùn)動(dòng)方式：普通健康大學(xué)生11名：男性；年齡21.32±0.7歲(均值±標(biāo)準(zhǔn)差，下同)；體重64.48±5.79kg；身高174.2±4.08cm。所有受試者均無(wú)下肢損傷與疾患，亦無(wú)力量性項(xiàng)目的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練史。受試者在實(shí)驗(yàn)前三天被告知不進(jìn)行任何運(yùn)動(dòng)練習(xí)。
受試者共運(yùn)動(dòng)7天，第1天10組負(fù)荷(一組負(fù)荷的運(yùn)動(dòng)量包括最大用力的15個(gè)蛙跳，30個(gè)負(fù)重跳，負(fù)重量為20kg，下同)，每組負(fù)荷間休息3分鐘，持續(xù)時(shí)間約2小時(shí)；第2天為5組負(fù)荷；第3天為8組負(fù)荷；第4天至7天恢復(fù)為10組負(fù)荷。
取血時(shí)間：在運(yùn)動(dòng)前安靜時(shí)，第1天、第4天、第7天運(yùn)動(dòng)后即刻，以及第7天運(yùn)動(dòng)停止后24小時(shí)取肘靜脈血。血液置4℃6小時(shí)凝固后離心(4℃，200g，30分鐘)分離血清，血清于-30℃貯存待用。
血清對(duì)淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化的影響：淋巴細(xì)胞取自正常BALB/C雄性小鼠(體重20～22g)腸系膜周圍淋巴結(jié)。細(xì)胞濃度為3×106個(gè)/ml，培養(yǎng)液為RPMI1640(GIBCO公司產(chǎn)品)含10%小牛血清，1%青鏈酶素及谷氨酰胺。誘導(dǎo)淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化的分裂原為刀豆蛋白A(ConA’Sigma公司)，濃度為4μg/ml。不同運(yùn)動(dòng)階段的血清3.125μl與淋巴細(xì)胞和ConA共同加入96孔培養(yǎng)板(總體積為200μl/孔)。在含95%空氣及5%CO2的孵育箱中培養(yǎng)42小時(shí)，每孔加入7.4KBq的3H-胸腺嘧啶核苷(3H-TdR，北京原子能技術(shù)研究所生產(chǎn))，繼續(xù)培養(yǎng)6小時(shí)后，以多頭細(xì)胞收集器將細(xì)胞收獲在玻璃纖維濾紙上。用β-液體閃爍儀測(cè)定放射活性，以cpm表示(以上每個(gè)血清樣品設(shè)三復(fù)孔)。
運(yùn)動(dòng)心情的評(píng)價(jià)［2］：讓受試者在運(yùn)動(dòng)前及每天運(yùn)動(dòng)后即刻，用情緒量表(DescriptorDifferentialScale’DDS)對(duì)運(yùn)動(dòng)心情進(jìn)行自我評(píng)價(jià)。這一評(píng)價(jià)方法反映受試者在參與該項(xiàng)運(yùn)動(dòng)期間的心理狀態(tài)。不僅反映出受試者對(duì)參與該項(xiàng)大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)的態(tài)度，而且反映大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后生理上不舒服所造成的不良情緒反應(yīng)。受試者給出的評(píng)分越高，表示他在參與該項(xiàng)運(yùn)動(dòng)期間的情緒越差。
主觀體力感覺評(píng)分［3、4］：為了判定受試者進(jìn)行本次實(shí)驗(yàn)時(shí)的疲勞狀況，以推斷運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度。我們使用了由Borg等人提出的主觀感覺疲勞程度評(píng)定表(RatingsofPerceinedExertion’RPE)。該評(píng)分表分為7個(gè)等級(jí)20分，讓受試者根據(jù)主觀體力感覺等級(jí)表中的各等級(jí)對(duì)自己在運(yùn)動(dòng)前，和運(yùn)動(dòng)后即刻自行評(píng)分。這一評(píng)分能夠很好地反映出受試者所承受的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度。從過去的研究結(jié)果看，當(dāng)RPE值在12～15的范圍，機(jī)體的耗氧量達(dá)最大耗氧量的56.4～85.9%。
工作肌群疼痛程度評(píng)分及收縮力量的測(cè)定：該實(shí)驗(yàn)所采用的運(yùn)動(dòng)方式主要引起小腿部肌肉的離心收縮運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)極易造成肌肉的損傷。我們利用工作肌群疼痛程度評(píng)分及收縮力量的測(cè)定，判斷出參與該項(xiàng)運(yùn)動(dòng)的受試者小腿肌肉的疲勞和損傷狀況。
(1)小腿肌肉酸痛程度評(píng)分［2］
該評(píng)分量表(SensationRate’SR)由RichardH在1988年制定，該量表分12個(gè)等級(jí)，由受試者在運(yùn)動(dòng)前和每天運(yùn)動(dòng)后即刻按量表評(píng)分。該評(píng)分越高則提示小腿部肌肉疼痛越重。
(2)小腿肌肉最大及收縮力量的測(cè)定
使用Biodex測(cè)力儀，測(cè)定受試者運(yùn)動(dòng)前，第1天、第4天和第7天運(yùn)動(dòng)后即刻的肌肉最大收縮力量。用肌肉運(yùn)動(dòng)的峰力矩和受試者體重的比值來(lái)表示(PT/BW)。該比值降低提示肌肉疲勞加重。統(tǒng)計(jì)學(xué)方法：各數(shù)據(jù)以均值±標(biāo)準(zhǔn)誤表示。多組數(shù)據(jù)間的差異以單因素的ANOVA分析，P＜0.05為差異有顯著性。
血清中應(yīng)激免疫抑制蛋白的含量與各項(xiàng)評(píng)判運(yùn)動(dòng)質(zhì)量評(píng)分之間的相關(guān)性檢驗(yàn)：前三項(xiàng)主觀感覺和情緒的評(píng)分方法為：用第1至7天運(yùn)動(dòng)后即刻所測(cè)定的評(píng)分減去運(yùn)動(dòng)前的評(píng)分，得該項(xiàng)的絕對(duì)變化評(píng)分。肌力測(cè)定的評(píng)分為用第1、第4及第7天運(yùn)動(dòng)后即刻小腿肌肉力量測(cè)定值(PT/BW)減去運(yùn)動(dòng)前PT/BW得肌肉力量下降的絕對(duì)值。以每一位受試者上述四項(xiàng)指標(biāo)不同運(yùn)動(dòng)天數(shù)變化的絕對(duì)值為X，以每一位受試者第七天血清對(duì)淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化降低率(第七天血清作用下淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化率減去運(yùn)動(dòng)前血清作用下淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化率)為Y作二者的相關(guān)分析。
2 結(jié)果
大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后血清對(duì)正常淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化的影響：我們測(cè)定了運(yùn)動(dòng)前，第1天、第4天、第7天運(yùn)動(dòng)后即刻和第七天運(yùn)動(dòng)后24小時(shí)所采集的血清對(duì)正常小鼠淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化的影響。其cpm值分別是5047±841；4500±812；4315±780；3456±576以及5636±1536。結(jié)果表明，第七天運(yùn)動(dòng)后即刻組血清具有顯著抑制正常淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化的作用(P=0.03’n=11’ANOVA檢驗(yàn))。以上結(jié)果提示，大強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)持續(xù)7天后使人體的血清具有抑制淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化的作用。該抑制作用在24小時(shí)后消失。
大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)前后主觀情緒感覺的變化：結(jié)果表明，與運(yùn)動(dòng)前相比，每天運(yùn)動(dòng)后即刻的主觀情緒感覺評(píng)分增高，說(shuō)明受試者在進(jìn)行該運(yùn)動(dòng)后運(yùn)動(dòng)心情變壞。
大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后主觀疲勞感覺的變化：RPE評(píng)分的結(jié)果表明，受試者進(jìn)行該運(yùn)動(dòng)后主觀感覺疲勞程度的評(píng)分上升到15分左右，說(shuō)明，這次實(shí)驗(yàn)中所采用的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度達(dá)到85%左右，屬于大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)。(表1)。
運(yùn)動(dòng)后小腿肌肉力量的變化：本次采用的運(yùn)動(dòng)方式主要引起小腿肌群的離心收縮，這種運(yùn)動(dòng)方式極易造成肌肉損傷，引起延遲性肌肉疼痛。我們的實(shí)驗(yàn)顯示，受試者進(jìn)行該項(xiàng)運(yùn)動(dòng)后，疼痛感覺評(píng)分顯著提高，說(shuō)明受試者的小腿部肌肉受到損傷，產(chǎn)生了延遲性肌肉酸痛的癥狀，除此以外，用Biodex儀測(cè)定肌肉最大收縮力量的結(jié)果表明，受試者進(jìn)行該項(xiàng)運(yùn)動(dòng)后，肌肉力量顯著下降。
3 討論
文獻(xiàn)已有報(bào)道，骨骼肌運(yùn)動(dòng)能夠引起機(jī)體免疫功能發(fā)生改變，長(zhǎng)時(shí)間大強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)(指耗氧量超過機(jī)體最大耗氧量的75%)，會(huì)降低人體外周血中免疫細(xì)胞的數(shù)目及免疫細(xì)胞的免疫活性。從而降低機(jī)體的抗病能力。有人認(rèn)為，大強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)對(duì)機(jī)體是一種應(yīng)激刺激。體內(nèi)的某些“應(yīng)激性物質(zhì)”，如腎上腺皮質(zhì)激素，交感神經(jīng)遞質(zhì)等升高。這些物質(zhì)均會(huì)影響到免疫系統(tǒng)的功能。也有人認(rèn)為，大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)時(shí)，體內(nèi)能量物質(zhì)缺乏，影響了免疫細(xì)胞的質(zhì)和量，從而降低了機(jī)體的免疫功能［5-8］。究竟運(yùn)動(dòng)如何影響免疫功能，一直不十分清楚。在我們以往的工作中證明，應(yīng)激后在血清中出現(xiàn)一種大分子蛋白質(zhì)，能夠抑制免疫細(xì)胞的功能［9］。
這種蛋白的產(chǎn)生與中樞神經(jīng)系統(tǒng)的活動(dòng)密切相關(guān)［10］。我們近期的研究表明，在運(yùn)動(dòng)員劇烈運(yùn)動(dòng)和小鼠耗竭性游泳后的血清中也存在有這種免疫抑制蛋白［1，11］。本工作則發(fā)現(xiàn)，大強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)，受試者血清能抑制正常淋巴細(xì)胞的轉(zhuǎn)化，其抑制成份的分子量大小與我們以往報(bào)道的相同。為分析該抑制蛋白產(chǎn)生與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，我們將同時(shí)測(cè)定的受試者主觀情緒感覺的變化；運(yùn)動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)量；運(yùn)動(dòng)后小腿肌肉受損傷程度的指標(biāo)與血清的抑制作用進(jìn)行相關(guān)分析。結(jié)果表明，受試者主觀情緒感覺評(píng)分越高，血清的抑制作用越強(qiáng)(即免疫抑制蛋白產(chǎn)生的量越多)，說(shuō)明運(yùn)動(dòng)期間不愉快的情緒可能是大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致機(jī)體產(chǎn)生免疫抑制的原因，而與運(yùn)動(dòng)量的大小及肌肉的損傷程度沒有關(guān)系。
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