甘氨酸对力竭性游泳小鼠抗体形成细胞的影响

樊晓飞，李良菊，马 斌，丁建霞，成 静

●研究报道

甘氨酸对力竭性游泳小鼠抗体形成细胞的影响

樊晓飞1，李良菊2，马 斌2，丁建霞2，成 静2

探讨甘氨酸补充对一次力竭性运动小鼠抗体形成细胞的影响。方法：将小鼠随机分成力竭性游泳运动组（E），甘氨酸补充后力竭性游泳组（Gly+E），甘氨酸补充对照组（Gly），静息正常对照组（S），每组8只。在Gly+E、Gly组补充甘氨酸，其余两组给予生理盐水，处理4周后，E组和Gly+E组均做力竭性游泳运动。实验前5天用SRBC免疫小鼠，采用定量溶血测定法（QHS）测定小鼠脾脏内抗体形成细胞溶解SRBC的能力；用微量凝集法测定小鼠血清中抗SRBC抗体的效价；测定胸腺指数和脾脏指数。结果：与E组比较，Gly+E组的力竭性游泳运动时间显著延长（P＜0.01）。E组和S组血清抗体效价显著低于GLY组和GLY+E组（P＜0.01）。在小鼠脾脏抗体形成细胞测定试验中观察到，E组显著低于其他各组，P＜0.01；Gly+E组显著高于E组和S组，但低于Gly组（P＜0.01）。E组和S组胸腺指数低于其他各组，但P＞0.05；脾脏指数各组间比较有非常显著性差异P＜0.01。结论：甘氨酸预补充可提高力竭性游泳运动的最大操作能力；力竭性游泳运动降低血清中抗体效价，抗体形成细胞亦减少，甘氨酸预补充可对抗这些变化。

甘氨酸；力竭性游泳；抗体；抗体形成细胞

运动可刺激机体的神经内分泌系统及免疫系统的双向调节，使机体产生适应性变化[1]，过度的力竭性运动可引起神经内分泌和免疫功能的改变。研究运动应激反应对机体免疫功能的影响，对于寻找对抗运动应激反应的方法及措施，保持运动员的身心健康具有十分重要意义。甘氨酸（glycine）是化学结构最简单的氨基酸，能为合成其他氨基酸提供氮源。甘氨酸对离体缺血再灌注大鼠心脏[2]对乳鼠心肌细胞缺氧损伤具有保护作用[3]。尽管其保护作用的确切机制尚不明了，大量的实验发现甘氨酸在多种疾病状态下具有抗炎、免疫调节和细胞保护作用，可以作为一种新的抗炎、免疫调节和细胞保护药物[4]。有研究表明，如果给予大鼠高剂量的甘氨酸，可以发现脑内甘氨酸含量升高[5－6]，同时还观察到胶质细胞发生形态学改变。这些观察似乎表明了甘氨酸补充也可表现出生理学或药理学作用。甘氨酸既是体内重要的抗氧化物谷胱甘肽的重要原料，也是作为运动人体重要能源物质——肌酸的重要原料，因此，有人认为，甘氨酸补充有助于提高运动人体的运动能力，但是，迄今为止还未有确切证据支持。甘氨酸在免疫中的调节作用及其在运动中的保护作用研究甚少。本研究以小鼠的力竭性游泳为运动应激反应模型，观察力竭性游泳小鼠的免疫功能以及甘氨酸对力竭性游泳小鼠抗体形成细胞的影响。为进一步探讨甘氨酸对人体运动和免疫功能的影响及可能的作用机制打下基础。

1 研究材料和方法

1.1 动 物

昆明种雄性小鼠，鼠龄6周，体重（20±2）g，由江苏大学实验动物中心提供。将小鼠随机分成单纯力竭性游泳运动组（S组），施甘氨酸力竭性游泳运动组（GLY+E组），静息正常对照组（S组），静息甘氨酸对照组（GLY组）。动物按照国家标准饲料喂养，自由饮食，饮水。施药对照组及运动组以每天10 mg/kg（0.5 mL）甘氨酸灌胃，同时静息对照组及单纯运动组以每天0.5 mL生理盐水灌胃，连续4周后实施力竭性游泳。游泳池长90 cm，宽60 cm，高48 cm，水深35 cm，水温（30±2）℃。力竭性游泳的判断标准，即游泳最后下沉入水中，经10 s后不能自主返回水面为力竭。分别记录各组小鼠游泳时间。

1.2 实验方法

1.2.1 补体溶血活性测定 各组小鼠分别采取摘眼球采血，放室温待血液凝固收缩后，2 000 r/min离心20 min，将血清吸出，立即采用微量CH50溶血法进行补体溶血活性测定，因补体溶血曲线为S型，故以50%溶血作为判断终点最为敏感，具体方法见参考文献[7]。

1.2.2 胸腺指数及脾脏指数 分别称取小鼠体重、脾脏及胸腺重量，脾脏指数=脾重（mg）/体重（g），胸腺指数=胸腺重（mg）/体重（g）。

1.2.3 抗体形成细胞溶血能力的测定 采用绵羊红细胞的定量溶血测定法，试验前5天用5%SRBC0.5 mL免疫小鼠，5天后取脾脏研碎用200目铜网过滤，取细胞液PBS洗3次，调细胞浓度1×107／mL。取1×107／mL细胞液、1∶30补体（豚鼠血清）、0.2% SRBC各1 mL，370水浴1 h，1 500 rpm/min离心10 min，取上清413 nm测OD值。

1.2.4 血清中抗体含量的测定 采用微量凝集法测定血清中抗绵羊红细胞抗体的效价。

1.3 统计学处理

实验数据用M±SD表示，分别采用T检验及方差分析和Q检验进行显著性检验，P＜0.05为显著性差异标准。

2结 果

施药游泳组小鼠力竭性游泳时间比单纯游泳组明显延长，有非常显著性差异t=4.973，P＜0.01（见表1）。血清总补体溶血活性（CH50）施药对照组明显高于其他各组F=31.50，P＜0.01；单纯游泳组明显低于静息对照组P＜0.01，施药游泳组亦低于静息对照组，但P＞0.05（见表1）。

注：力竭游泳时间GLY+E与E比较P＜0.01；各组血清总补体溶血活性P＜0.01，**二游泳组与GLY比较均P＜0.01；GLY+E组与E组比P＜0.01，与S比较P＞0.05。

甘氨酸对力竭游泳小鼠胸腺指数影响无显著性差异（F= 0.413 7）P＞0.05。甘氨酸对力竭游泳小鼠脾脏指数有非常显著性差异（F=11.20）P＜0.01（见表2）。

注：脾脏指数＊＊施药对照组与其他各组比较P＜0.01；GLY组+E组亦明显高于E组及S组，P＜0.01；胸腺指数各组间比较P＞0.05。

甘氨酸对力竭游泳小鼠抗体形成细胞溶血活性（F=83.25）及血清抗体含量的影响（F=9.688）有非常显著性差异P＜0.01（见表3）。

注：抗体形成细胞溶血活性**GLY组与其他各组比较P＜0.01；GLY组亦明显高于E组及S组P＜0.01。E组与S组比较无显著性差异P＞0.05。血清抗体含量**GLY组与E组和S组比较有非常显著性差异P＜0.01；*GLY+E组与GLY组比P＜0.05.GLY+E组与E组比P＜0.05。

3 讨 论

补体具有多种生物学作用，不仅参与非特异性免疫反应，也参与特异性免疫应答。我们认为，本次研究仅探讨补充甘氨酸对力竭运动的改善作用，采用单因素方差分析及两两比较就能说明甘氨酸处理的实验效应，可以达到预期研究目的。本研究中施药游泳组及单纯游泳组均显著低于静息对照组P＜0.01。可能是因为力竭性游泳运动造成神经内分泌系统、免疫系统处于应激状态，引起激素分泌增加，使体内内环境的破坏及各种细胞损伤，在此种应激反应情况下，机体必然会动员免疫系统来进行免疫防御。作为机体免疫反应的重要角色，补体系统也必然高度激活，导致消耗大量补体成分，这种连续的坚持运动，加重了补体系统的负担，导致补体成分消耗增加，从而造成总补体含量及溶血活性减低。再有可能小鼠力竭游泳后立即处死，体内由于力竭运动消耗大量的氧气与能量物质，产生了大量的代谢产物，加速了补体的消耗，使补体含量减低；力竭性游泳后血清中改变的理化因素在补体测定时亦有可能影响补体的激活速率，使补体溶血活性减低；再有力竭性运动使得血流量的重新分布亦可引起血清补体含量相对降低[8]。然而补体系统和有氧运动的关系还涉及到很多方面，尚待继续进一步研究[9]。施药游泳组小鼠的补体溶血活性明显高于单纯游泳组P＜0.01，该结果说明补充甘氨酸是能够提高机体的补体溶血活性P＜0.01。甘氨酸能明显延长小鼠力竭性游泳的时间P＜0.01。

胸腺是T淋巴细胞分化和成熟的场所，脾脏是免疫细胞定居和发生免疫应答的场所。实验结果表明：甘氨酸能使力竭游泳小鼠免疫器官的有关指标，如脾脏指数明显升高P＜0.01，胸腺指数亦升高但P＞0.05。提示甘氨酸能促进脾脏细胞中蛋白质和核酸的合成，增强细胞活性，从而使抗体形成细胞的溶血活性有所提高，P＜0.01。赵稳兴采用稳定同位素15N-Gly（15N-甘氨酸）示踪技术观察了支链氨基酸（BCAA）和运动对心肌和骨骼肌蛋白质的合成作用[10]。注射15N-Gly后，正常对照组心肌蛋白质15N-Gly浓度逐渐增加，第4 h达到最大值，而骨骼肌中15N-Gly浓度的峰值出现在第2 h。这表明骨骼肌和心肌从循环中摄取15N-Gly用于合成蛋白质。甘氨酸虽然是非必须氨基酸，但在运动状态下起到重要的补充作用。白小明认为，甘氨酸在对ATP耗竭的犬近曲小管上皮细胞具有保护作用，可增加复能后细胞存活的机会，防止细胞通透性增加，提高受损细胞的增殖活性和代谢潜能[11]。贺洪利用15N-甘氨酸稳定同位素作为示踪剂，观察动物在游泳运动条件下的氮平衡、氨基氮流率、蛋白质合成率和分解率，以及心肌、肝脏、股四头肌的蛋白质代谢状况。结果发现补充BCAA，使整体氨基氮流率、蛋白质合成率、更新率有不同程度增高[12]。马正伟认为甘氨酸是最简单的氨基酸，由于其分子量小，所以易于在蛋白中作为灵活的连接区，参与形成螺旋、胞外的信号分子、细胞膜或酶的识别位点[13]。甘氨酸的补充亦有可能有利于抗体蛋白的合成，该试验施药对照组及施药游泳组的抗体溶血活性及血清抗体含量均比其他两组明显增高P＜0.01。其增高的机理与途经还需进一步的研究。刘宏雁的研究亦表明：随着动物对低氧耐受性的增高，其全脑、间脑，特别是海马、脑干中的甘氨酸含量升高[5]。张东民等的研究表明，急性力竭运动大鼠下丘脑氨基酸神经递质有明显的改变，在运动后72 h抑制性神经递质氨基酸r-氨基丁酸、甘氨酸（GABA，Gly）的浓度仍然比运动前高，提示下丘脑中仍然以抑制状态占优势，这些结果也支持中枢疲劳的“保护性抑制”学说[6]。甘氨酸在运动中作为蛋白和能量合成的原料及其作为抑制性神经递质实行“保护性抑制”的机理和途径还需进一步研究。

甘氨酸能提高小鼠血清中补体含量，明显延长力竭游泳的时间，提高抗体形成细胞产生抗体的能力。甘氨酸对体育运动的影响，对机体免疫力的影响，值得进一步研究。

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Influence of Glycine on Antibody Cells Forming of Exhaustive Mice

FAN Xiaofei1，LI Liangju2，MA Bin2，DING Jianxia2，CHENG Jing2
（1.Dept.of PE，Jiangsu University，Zhenjiang 212013，China；2.School of Medical and Laboratory Medicine，Jiangsu University，Zhenjiang 212013，China）

Objective：This study was to explore the influence of glycine supplementation on antibody forming cells for exhaustive physical exertion in mice.Methods：The mice were randomly divided into four groups：an exhaustive swimming group（E），a group of exhaustive swimming after glycine supplementation（Gly+E），and a sedentary group（S），a glycine supplementation and sedentary group（Gly），8 animals each group.Glycine and saline were supplemented respectively into the mice in the Gly+E and E groups，or the mice in the others，after four weeks by intragastric intubation.Both the mice of the E and the Gly+E were subjected to a bout of exhaustive swimming exercise.The contents antibody in the serum of mice was analyzed using microagglutination test.The contents antibody forming cells in the spleen of mice were analyzed using quantitative hematolytic spectrophotometric determination（QHS）.Thymus index and spleen index of mice were determined.Results：The Gly+E group had a significantly longer time of exhaustive swimming than the E.The contents antibody in the serum were decreased in the E and S groups compared to the Gly+E and GLY groups（P＜0.01）.In the experiment of determined antibody forming cell，the contents was lowered in the E as compared to the others（P＜0.01）；and enhanced in the Gly+E compared to the E and S，but lower in the Gly+E than the Gly group（P＜0.01）.The level of thymus index were lower in the S and E than the others，but P＞0.05；the level of spleen index was lower in the E and S than the others（P＜0.01）.Conclusion：Glycine supplementation before exercise can improve the maximal physical performance in the exhaustive exercise；a bout of exhaustive exercise can inhibit the content of antibody in the serum and the content of antibody forming cells in the spleen，which can be in part reversed by pre－treatment with glycine supplementation.

glycine；exhaustive swimming；antibody；antibody forming cells

G 804.23

A

1005-0000（2010）06-0526-03

2010-07-24；

2010-10-19；录用日期：2010-10-25

樊晓飞（1972-），男，江苏射阳人，讲师，研究方向为体育教育与训练学、运动生理学。

1.江苏大学体育部，江苏镇江 212013；2.江苏大学基础医学及医学技术学院，江苏镇江212013。