大強度運動(dòng)影響免疫功能的機制初探
關(guān)鍵字：運動(dòng) 免疫 情緒
為研究大強度運動(dòng)抑制免疫功能的機制，采用T淋巴細胞轉化法測定運動(dòng)受試者血中應激免疫抑制蛋白的含量，并以評定量表方法測定受試者的運動(dòng)心情及主觀(guān)體力感覺(jué)的變化。結果發(fā)現：受試者在大強度運動(dòng)持續7天后血清中應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)生與受試者的運動(dòng)心情之間有相關(guān)關(guān)系。以上結果提示大強度運動(dòng)可以引起應激免疫抑制蛋白的增多，而且這種增多與運動(dòng)者的心理情緒有密切關(guān)系。
關(guān)鍵詞：運動(dòng) 免疫 情緒
骨骼肌運動(dòng)可以影響機體的免疫功能，例如運動(dòng)后機體產(chǎn)生特異或非特異性抗體的能力發(fā)生變化；運動(dòng)可以引起殺傷性細胞的數目及殺傷能力發(fā)生變化等。在運動(dòng)的不同階段(運動(dòng)進(jìn)行時(shí)，運動(dòng)停止即刻，運動(dòng)停止一段時(shí)間后)這些免疫指標的變化不盡相同。關(guān)于運動(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度長(cháng)時(shí)間的運動(dòng)對免疫功能的影響及其機制。在以往的研究中，我們發(fā)現，大強度長(cháng)時(shí)間的運動(dòng)可以使人體產(chǎn)生一種血清應激免疫抑制蛋白［1］，具有抑制正常淋巴細胞轉化的作用。本工作中，每天2小時(shí)的大強度運動(dòng)持續七天后，運動(dòng)者的血清能顯著(zhù)抑制淋巴細胞轉化。并證明這種抑制作用是由應激免疫抑制蛋白所引起。為了進(jìn)一步研究運動(dòng)中哪些因素與應激免疫抑制蛋白的產(chǎn)生有關(guān)，我們在整個(gè)運動(dòng)實(shí)驗過(guò)程中，用評定量表和運動(dòng)測試儀分別測定了：(1)受試者參加該次運動(dòng)期間的運動(dòng)心情-主觀(guān)情緒感覺(jué)的變化；(2)受試者所承受的運動(dòng)強度；(3)工作肌群(小腿部肌肉)在運動(dòng)前后力量的改變；(4)工作肌群在運動(dòng)后的疼痛感覺(jué)(用于指示肌肉受損傷的程度)。通過(guò)分析，發(fā)現僅第一項，即受試者運動(dòng)期間的心理因素(運動(dòng)心情)變化與血清抑制淋巴細胞轉化的程度有正相關(guān)關(guān)系。提示情緒變化可能是運動(dòng)影響免疫功能的主要因素。
1 材料與方法
對象與運動(dòng)方式：普通健康大學(xué)生11名：男性；年齡21.32±0.7歲(均值±標準差，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)力量性項目的運動(dòng)訓練史。受試者在實(shí)驗前三天被告知不進(jìn)行任何運動(dòng)練習。
受試者共運動(dòng)7天，第1天10組負荷(一組負荷的運動(dòng)量包括最大用力的15個(gè)蛙跳，30個(gè)負重跳，負重量為20kg，下同)，每組負荷間休息3分鐘，持續時(shí)間約2小時(shí)；第2天為5組負荷；第3天為8組負荷；第4天至7天恢復為10組負荷。
取血時(shí)間：在運動(dòng)前安靜時(shí)，第1天、第4天、第7天運動(dòng)后即刻，以及第7天運動(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。
血清對淋巴細胞轉化的影響：淋巴細胞取自正常BALB/C雄性小鼠(體重20～22g)腸系膜周?chē)馨徒Y。細胞濃度為3×106個(gè)/ml，培養液為RPMI1640(GIBCO公司產(chǎn)品)含10%小牛血清，1%青鏈酶素及谷氨酰胺。誘導淋巴細胞轉化的分裂原為刀豆蛋白A(ConA’Sigma公司)，濃度為4μg/ml。不同運動(dòng)階段的血清3.125μl與淋巴細胞和ConA共同加入96孔培養板(總體積為200μl/孔)。在含95%空氣及5%CO2的孵育箱中培養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))，繼續培養6小時(shí)后，以多頭細胞收集器將細胞收獲在玻璃纖維濾紙上。用β-液體閃爍儀測定放射活性，以cpm表示(以上每個(gè)血清樣品設三復孔)。
運動(dòng)心情的評價(jià)［2］：讓受試者在運動(dòng)前及每天運動(dòng)后即刻，用情緒量表(DescriptorDifferentialScale’DDS)對運動(dòng)心情進(jìn)行自我評價(jià)。這一評價(jià)方法反映受試者在參與該項運動(dòng)期間的心理狀態(tài)。不僅反映出受試者對參與該項大強度運動(dòng)試驗的態(tài)度，而且反映大強度運動(dòng)后生理上不舒服所造成的不良情緒反應。受試者給出的評分越高，表示他在參與該項運動(dòng)期間的情緒越差。
主觀(guān)體力感覺(jué)評分［3、4］：為了判定受試者進(jìn)行本次實(shí)驗時(shí)的疲勞狀況，以推斷運動(dòng)強度。我們使用了由Borg等人提出的主觀(guān)感覺(jué)疲勞程度評定表(RatingsofPerceinedExertion’RPE)。該評分表分為7個(gè)等級20分，讓受試者根據主觀(guān)體力感覺(jué)等級表中的各等級對自己在運動(dòng)前，和運動(dòng)后即刻自行評分。這一評分能夠很好地反映出受試者所承受的運動(dòng)強度。從過(guò)去的研究結果看，當RPE值在12～15的范圍，機體的耗氧量達最大耗氧量的56.4～85.9%。
工作肌群疼痛程度評分及收縮力量的測定：該實(shí)驗所采用的運動(dòng)方式主要引起小腿部肌肉的離心收縮運動(dòng)，這種運動(dòng)極易造成肌肉的損傷。我們利用工作肌群疼痛程度評分及收縮力量的測定，判斷出參與該項運動(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分［2］
該評分量表(SensationRate’SR)由RichardH在1988年制定，該量表分12個(gè)等級，由受試者在運動(dòng)前和每天運動(dòng)后即刻按量表評分。該評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定
使用Biodex測力儀，測定受試者運動(dòng)前，第1天、第4天和第7天運動(dòng)后即刻的肌肉最大收縮力量。用肌肉運動(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。統計學(xué)方法：各數據以均值±標準誤表示。多組數據間的差異以單因素的ANOVA分析，P＜0.05為差異有顯著(zhù)性。
血清中應激免疫抑制蛋白的含量與各項評判運動(dòng)質(zhì)量評分之間的相關(guān)性檢驗：前三項主觀(guān)感覺(jué)和情緒的評分方法為：用第1至7天運動(dòng)后即刻所測定的評分減去運動(dòng)前的評分，得該項的絕對變化評分。肌力測定的評分為用第1、第4及第7天運動(dòng)后即刻小腿肌肉力量測定值(PT/BW)減去運動(dòng)前PT/BW得肌肉力量下降的絕對值。以每一位受試者上述四項指標不同運動(dòng)天數變化的絕對值為X，以每一位受試者第七天血清對淋巴細胞轉化降低率(第七天血清作用下淋巴細胞轉化率減去運動(dòng)前血清作用下淋巴細胞轉化率)為Y作二者的相關(guān)分析。
2 結果
大強度運動(dòng)后血清對正常淋巴細胞轉化的影響：我們測定了運動(dòng)前，第1天、第4天、第7天運動(dòng)后即刻和第七天運動(dòng)后24小時(shí)所采集的血清對正常小鼠淋巴細胞轉化的影響。其cpm值分別是5047±841；4500±812；4315±780；3456±576以及5636±1536。結果表明，第七天運動(dòng)后即刻組血清具有顯著(zhù)抑制正常淋巴細胞轉化的作用(P=0.03’n=11’ANOVA檢驗)。以上結果提示，大強度的運動(dòng)持續7天后使人體的血清具有抑制淋巴細胞轉化的作用。該抑制作用在24小時(shí)后消失。
大強度運動(dòng)前后主觀(guān)情緒感覺(jué)的變化：結果表明，與運動(dòng)前相比，每天運動(dòng)后即刻的主觀(guān)情緒感覺(jué)評分增高，說(shuō)明受試者在進(jìn)行該運動(dòng)后運動(dòng)心情變壞。
大強度運動(dòng)后主觀(guān)疲勞感覺(jué)的變化：RPE評分的結果表明，受試者進(jìn)行該運動(dòng)后主觀(guān)感覺(jué)疲勞程度的評分上升到15分左右，說(shuō)明，這次實(shí)驗中所采用的運動(dòng)強度達到85%左右，屬于大強度運動(dòng)。(表1)。
運動(dòng)后小腿肌肉力量的變化：本次采用的運動(dòng)方式主要引起小腿肌群的離心收縮，這種運動(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)驗顯示，受試者進(jìn)行該項運動(dòng)后，疼痛感覺(jué)評分顯著(zhù)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儀測定肌肉最大收縮力量的結果表明，受試者進(jìn)行該項運動(dòng)后，肌肉力量顯著(zhù)下降。
3 討論
文獻已有報道，骨骼肌運動(dòng)能夠引起機體免疫功能發(fā)生改變，長(cháng)時(shí)間大強度的運動(dòng)(指耗氧量超過(guò)機體最大耗氧量的75%)，會(huì )降低人體外周血中免疫細胞的數目及免疫細胞的免疫活性。從而降低機體的抗病能力。有人認為，大強度的運動(dòng)對機體是一種應激刺激。體內的某些“應激性物質(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 )影響到免疫系統的功能。也有人認為，大強度運動(dòng)時(shí)，體內能量物質(zhì)缺乏，影響了免疫細胞的質(zhì)和量，從而降低了機體的免疫功能［5-8］。究竟運動(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，應激后在血清中出現一種大分子蛋白質(zhì)，能夠抑制免疫細胞的功能［9］。
這種蛋白的產(chǎn)生與中樞神經(jīng)系統的活動(dòng)密切相關(guān)［10］。我們近期的研究表明，在運動(dòng)員劇烈運動(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，大強度的運動(dòng)，受試者血清能抑制正常淋巴細胞的轉化，其抑制成份的分子量大小與我們以往報道的相同。為分析該抑制蛋白產(chǎn)生與運動(dòng)的關(guān)系，我們將同時(shí)測定的受試者主觀(guān)情緒感覺(jué)的變化；運動(dòng)時(shí)的運動(dòng)量；運動(dòng)后小腿肌肉受損傷程度的指標與血清的抑制作用進(jìn)行相關(guān)分析。結果表明，受試者主觀(guān)情緒感覺(jué)評分越高，血清的抑制作用越強(即免疫抑制蛋白產(chǎn)生的量越多)，說(shuō)明運動(dòng)期間不愉快的情緒可能是大強度運動(dòng)導致機體產(chǎn)生免疫抑制的原因，而與運動(dòng)量的大小及肌肉的損傷程度沒(méi)有關(guān)系。
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