张新辉 熊正英
(1.石河子大学体育学院,新疆 石河子 832003;2.陕西师范大学体育学院暨运动生物学研究所,陕西 西安 710062)
运动引起免疫系统的变化是随着运动形式、运动强度、运动持续时间而变化。高强度长时间运动引起免疫系统功能的暂时性抑制;急性短时间中等强度运动激活免疫系统并提高免疫功能;长时间的耐力运动或长期的强化性训练则抑制免疫功能[1]。运动员营养缺乏对机体免疫功能的影响程度取决于缺乏的时间、运动员的整体状态以及营养缺乏的严重性[2]。如果运动应激和营养缺乏一起作用,则影响免疫功能的程度更大。运动员如何尽可能地在运动训练中平衡摄入膳食,尽可能地将运动引起的免疫抑制的因素减小至最低程度,是运动营养学中需要研究解决的问题,所以寻找有效的可以减弱甚至抵消大强度运动导致的免疫抑制的营养补剂是运动医学领域的一个重要研究方向。
本文从运动、营养与免疫相互关系角度出发,对各种增强运动免疫的营养补剂进行归纳和总结,对近几年来的研究进展情况作一综述,在此基础上,预测今后运动免疫增强营养补剂的发展前景。
研究表明,就像许多营养素参加能量代谢和蛋白质代谢一样,营养素可能影响机体免疫功能的各个方面[3-5]。免疫反应包括细胞增殖和特殊功能蛋白质(细胞因子、抗体和急性反应蛋白)的产生,这种反应的可能机制包括干扰体液的生成和抗体的分泌、改变细胞免疫和巨噬细胞的杀菌能力、抗体的形成和T细胞对丝裂原的增殖反应。但有研究表明,不仅单个营养素的轻度缺乏可能导致机体免疫功能的改变[3],而且过量营养素的摄入也可能对机体的免疫功能发生有害的影响。
2.1补糖与运动免疫
血糖是淋巴细胞、中性粒细胞、巨噬细胞等免疫细胞的重要能源。免疫细胞的代谢速度相当快,因此要求有充足的营养供给以维持免疫监督。糖的供给不仅直接影响白细胞的许多功能,并且通过影响儿茶酚胺、促肾上腺皮质激素释放激素和可的松的循环浓度,间接影响淋巴系统。已有的研究表明,血糖水平的降低会引起下丘脑—垂体一肾上腺轴的激活,促肾上腺皮质激素释放激素、可的松、生长激素、肾上腺素释放增多,胰岛素浓度下降。可的松是强烈的免疫抑制剂,因此推断,和服用安慰剂对比,补糖可维持血糖浓度,减少应急激素的增加,从而消除对免疫机能的负面影响。但最近有研究表明:在每小时连续不断消耗30-60克碳水化合物的超密集性训练会逐渐减弱类固醇糖皮质激素的升高和限制体能发挥引起免疫力的下降。
小剂量长期服用壳聚糖使运动员安静状态的自然杀伤细胞活性缓慢增强,有利于提高运动员肌体的抗病毒感染和防御能力。有研究发现,低糖或高脂饮食运动员其NK细胞活性要低于高糖膳食的运动员。
2.2蛋白质补充与运动免疫
大量营养免疫学的研究资料表明,蛋白质摄入不足会导致T、B细胞以及巨噬细胞数量与功能低下,细胞因子的合成和分泌减少,感染性疾病发生率上升。已有报道,蛋白质限制摄入的运动员,比如运动员减体重时,体重减少4%就可出现吞噬细胞吞噬功能的下降。大多研究者认为蛋白质摄入不足,加之训练又加剧对蛋白质的需求,最终导致免疫系统能量不足,这是运动时蛋白质营养不良影响免疫机能的主要原因。
运动员人体实验证明,大强度训练会造成人体血液淋巴细胞T细胞亚群CD4+/CD8+比值的显著下降(P<0.01),补充谷氨酰胺能改善运动员细胞免疫功能;强化耐力训练期补充牛初乳能有效防止强化耐力训练期后CD4+/CD8+比值的下降、淋巴细胞数量的减少及血清球蛋白含量的降低。通过动物实验结果提示,长期大负荷训练导致机体免疫功能下降可能与血清Gln和L-Arg含量的降低以及外周淋巴细胞凋亡增加有关,在大负荷训练后补充L-Arg可以调节和提高训练机体的免疫功能;力竭运动后一次性补充L-Arg可使训练大鼠总NO合酶活性、NO含量恢复较快,同时骨骼肌肌糖原含量也恢复较快。
2.3脂肪补充与运动免疫
饮食脂成份和含量通过改变细胞膜脂成份直接影响细胞包括免疫细胞的功能,尤其是饮食中多不饱和脂肪酸(PUFA)成份变化可直接影响膜磷脂组成,间接影响免疫细胞的功能。一般来说,当膜磷脂中n-6 PUFA比例升高时,通过增加花生四烯酸合成,提高胞内前列腺素浓度,已知前列腺素可通过提高细胞内cAMP或cGMP水平,介导对机体的细胞免疫抑制,主要表现为T细胞和NK细胞功能的低下。反之,当膜磷脂n-3 PUFA成份提高时,则通过相反机制提高细胞免疫机能。因此膜磷脂中n-3PUFA与n-6 PUFA的比例是影响细胞免疫机能的关键。往往长期摄入高比例的n-3 PUFA饮食者,他们的感染性疾病发生率明显偏少。运动免疫学研究证实,赛前或强化性训练前2个月期间,摄入富含n-3PUFA饮食,可明显减轻运动后的免疫机能抑制,其机制主要是通过干扰前列腺素舟导的免疫抑制。
动物结果显示,二十八烷醇可增强小鼠的SRBC-DTH水平和使脾指数增高,并可显著刺激实验小鼠脾内 T、B 淋巴细胞的增殖,增强其B淋巴细胞的溶血素抗体的分泌,延长小鼠的游泳时间,该结果表明二十八烷醇可提高实验动物的免疫功能和运动耐力。
2.4微量元素补充与运动免疫
几种微量元素对机体的免疫功能具有重要的调节作用,它们包括锌、铁、硒和铜,然而除了锌和铁外,其他元素的绝对缺乏是相当少的。运动员进行大负荷的运动训练后可能引起锌的缺乏。有研究表明,男女运动员血浆中锌的含量低于无训练的普通人。免疫系统对铁特别敏感,铁的缺乏对免疫功能的影响是双向的。有研究报道,铁缺乏可以预防机体感染,而补铁可以使机体容易发生感染性疾病,这主要是由于铁可以催化羟自由基的生成,并且大量摄入铁可以损害胃肠道对锌的吸收[4]。另一方面,铁缺乏可以降低机体的免疫功能,包括巨噬细胞IL-1的生成、淋巴细胞对丝裂原的增殖反应、NKCA和皮肤的迟发性过敏反应,并影响吞噬细胞的功能。
硒是谷胱甘肽过氧化物酶/还原酶的辅助因子,它对ROS的灭活具有重要的影响,硒的缺乏可以影响免疫系统的各个方面[5]。在日常大强度的运动训练中,机体对硒的需求可能是增加的。但是,补硒必须十分小心。补充RDA的硒似乎是无毒性的,然而,硒的最大安全剂量目前还未确定,如果每天摄入25mg(大约为RDA的40倍)就会引起呕吐、腹痛、脱发和机体疲劳等负作用。动物结果证明,补硒有益于运动机体提高免疫力,硒营养影响抗氧化功能可能是硒影响训练机体免疫功能的主要机理。
2.5运动饮料补充与运动免疫
体内维生素缺乏或饮食维生素摄不足同样可以影响免疫机能。已知VB6和VA缺乏可引起T细胞对ConA反应下降。VE和VC缺乏导致中性粒细胞和巨噬细胞吞噬能力低下。现在研究表明,适量的维生素营养可预防过度训练导致的免疫机能低下。比如赛前VC补充(600 mg/d,3周),运动员赛后上呼吸道感染的发生率比不补充组可减少35%,强化性训练期间膳食中增加VE和VC摄入可明显减轻训练后的急性期反应,比如外周血过度白细胞化,炎症性细胞因子的过量分泌等,间接促进运动后疲劳的消除。果蔬类的运动饮料有增加运动员免疫的功能,主要是因为其含有较丰富的维生素和微量元素等。运动员人体实验证实,补充猕猴桃汁饮料对大强度运动时机体免疫功能有良好的调节作用。
2.6海洋生物提取物补充与运动免疫
王海明等以鱿鱼精巢组织中提取的核蛋白为主要成分制成精核蛋白提取物,利用功能学评价实验方法对提取物进行抗疲劳、抗氧化以及免疫调节实验,其结果表明,该提取物能提高小鼠NK细胞活性、巨噬细胞吞噬百分比和吞噬指数及细胞免疫水平。
增强运动免疫营养补剂的发展动力,来源于体育运动实践,又为运动训练服务。针对运动训练中出现的与营养有关的实际问题,根据运动能力提高过程中身体适应的规律,不同运动项目、不同运动强度、不同运动水平的运动员的代谢过程和机能变化的特点,来确定相应的运动免疫增强营养补剂,减少使用的盲目性,逐步提高运动训练的科学化水平越来越显示其重要性。在免疫增强剂中,中草药具有独特的优势,其卓越的双向调节功能和较小的毒副作用使中草药免疫增强剂将成为新世纪免疫增强剂研究的重点对象,免疫增强剂与现代高新技术的结合将产生巨大的实用价值。随着运动免疫增强营养补剂在运动训练中的地位的提高,它与其他学科联系也逐步加深。同时,当今的基因学说的发展,中药原理在体育中的运用,各种新的仪器设备的出现,相信也会推动运动免疫增强营养补剂的发展,从而更好地为运动训练服务。
[1] 徐勇灵,林建棣.运动影响免疫系统的机制及其研究的展望[J].解放军体育学院学报,2003,22(2):77-79.
[2] 李焕春,肖国强.运动功能与乳铁蛋白特性的关系[J].中国临床康复,2004,24(8):5120-5121.
[3] Chandra RK.Nutrition and the immune system:An introduction[J].Am J Clin Nutr,1997,66:460s-463s.
[4] Kubena KS,McMurray DN.Nutrition and the immune system:a review of nutrient-nutrient interactions[J].J Am Diet Assoc,1996,96:1156-1164.
[5] Scrimashaw Ns,SanGiovanni JP.Synergism of nutrition,infection and immunity:an overview[J].Am J Clin Nutr,1997,66:464s-477s.