夏训对优秀皮划艇运动员铁调素等铁营养状况以及IL-6的影响

王力先，赵君军，李捷，3，廖红娟，丘 卫，季健民，张 援

(1.广东省体育科学研究所国家体育总局体能与训练适应控制系统重点实验室，广东广州 510663;2.暨南大学生命科学技术学院组织移植与免疫中心，广东广州 510632;3.广东省体育局科教宣传与交流处，广东广州 510100)

铁在体内参与多种反应，如电子传递、氧化磷酸化、三羧酸循环，以及血红蛋白和肌红蛋白的氧转运等。铁缺乏或铁代谢异常除直接导致血色素降低外，还可能引起神经功能紊乱、机体防御能力降低、含铁氧化酶(细胞色素类、过氧化氢酶、脂质过氧化酶等)功能下降、能量代谢障碍等一系列症状［1］，缺铁导致的低血红蛋白更是对运动员日常训练和比赛成绩具有较大负面影响，成为制约运动成绩的重要因素之一。广东省体育科学研究所国家体育总局体能与训练适应控制系统重点实验室曾采集皮划艇、赛艇、足球、举重、手球等10个项目共525名优秀运动员(男262人，女263人)运动员夏训前后生化指标比对，发现血色素平均降低2.1g/dL，铁蛋白平均降低18ng/mL，低血色素发生率增长了6.1%。

对于运动性低血色素的成因，一直存在着多种解释，如消化道失血、足部冲击、慢性溶血等［2］。近年来随着铁调素被发现，及其充当连接免疫和铁代谢的桥梁作用的逐渐明朗，无疑为阐明运动性低血色素的发病原因、寻求治疗方法提供了新视角和新思路。铁调素(Hepcidin)，或称肝表达抗菌肽 (liverexpressed-antimicrobial peptide，LEAP)于 2000年 9月由Krause等从人血清中首次发现并分离［3］，并于次年从人尿液中分离［4］。随后，Science及多本期刊上均刊登了有关铁调素调控铁吸收的作用机理的研究论文［5，6］，具体为:铁调素通过作用于十二指肠隐窝细胞β2M/HFE/TfR1复合物及使Fe-Tf与RES巨噬细胞β2M/HFE/TfR1复合物结合改变，从而调节小肠铁的吸收以及血清铁浓度［1，5，7］。铁调素的表达受炎症因子IL-6的影响，IL-6对其的表达起正调控［7，8］。当发生炎症或感染时，IL-6、CRP等炎症因子升高从而促进铁调素的表达，进而抑制小肠铁吸收、抑制网状内皮系统铁释放，最终使体内铁稳态被破坏。

铁调素介导的运动性低血色素是近年的研究热点。然而大部分文献的实验对象为动物，以运动员为研究对象的文献在国内鲜见报道。为了更好地探讨运动训练对运动员体内铁调素和炎症因子的影响情况，本研究以优秀皮划艇运动员为研究对象，以夏训研究周期，探讨夏训对运动员铁代谢的影响，旨在探讨运动性低血色素发生机制，并寻找安全、有效、便捷的先验指标，以便对运动性低血色素的发生进行有效防治。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

广东省优秀皮划艇运动员26人(男15人，女11人)，年龄15～23岁，所有研究对象均无肝、肾及内分泌疾病史，调查研究期间未服用铁营养剂或影响红细胞代谢的中西药物。运动员信息见表1。

以夏训8周为研究期间。所有研究对象根据教练员训练安排，参加正常训练，实验室对运动员进行跟踪测试。总共采集2次样本，夏训开始前天采集1次，夏训结束采集1次，测试指标包括血常规、铁调素、白介素6、血清铁、血清铁蛋白、总铁结合力、可溶性转铁蛋白受体。根据血清铁和总铁结合力结果计算转铁蛋白饱和度，根据可溶性转铁蛋白受体和血清铁蛋白结果计算可溶性转铁蛋白受体/log铁蛋白比值。

表1 运动员基本情况

1.2 研究设计1.3 训练计划

夏训训练计划包括基础耐力训练、阻力划练习、纯速度训练、比赛强度训练、速度耐力训练等。进行基础耐力训练时心率154～180次/min，乳酸2.5～7.0mmol/L，桨频66～86(次/min);进行无氧酵解能力和专项耐力训练时心率175～190次/min，乳酸7.0～12.0mmol/L，桨频88～94(次/min);进行磷酸原系统能力训练时心率＞180次/min，乳酸＜5mmol/L;进行乳酸能力训练时达最大心率。夏训结束后男运动员和女运动员的最大吸氧量均有显著提高(见表1)。

1.4 取材方法

晨起安静状态下肘静脉采血，EDTA抗凝管采2ml，血清分离管采5ml。EDTA抗凝全血用于血常规分析。血清分离管静置30min后，以3500 rpm转速离心10min，分离血清，置-80℃保存，用于铁调素、血清铁蛋白、血清铁、总铁结合力、转铁蛋白饱和度、可溶性转铁蛋白受体、白介素6等的检测。

1.5 检测方法

血常规测试采用Bayer ADVIA 120全自动六分类血球分析仪及配套试剂;血清铁蛋白测试采用Bayer Centaur全自动化学发光免疫分析系统及配套试剂;血清铁、总铁结合力测试采用Bayer Dimension全自动生化分析仪及配套试剂;白介素6采用美国R＆D公司人白介素6 ELISA超敏试剂盒;可溶性转铁蛋白受体采用美国R＆D公司人可溶性转铁蛋白受体ELISA试剂盒;铁调素采用德国DRG公司人铁调素ELISA试剂盒。

1.6 数理统计方法

实验数据采用SPSS13.0软件包进行处理。实验数据以平均值±标准差表示，显著性水平为P＜0.05，非常显著性水平为P＜0.01。

2 结果

夏训前后男、女运动员血红蛋白及铁代谢指标变化情况分别见表2、表3。

表2 男皮划艇运动员夏训前后指标对比 (n=15)

从表2中可看出，男运动员夏训后，虽然血红蛋白还没有发生显著降低，但在铁代谢指标方面，铁调素和可溶性转铁蛋白受体极显著上升 (P＜0.01)、血清铁蛋白极显著下降 (P＜0.01);可溶性转铁蛋白受体/log铁蛋白显著上升 (P＜0.05);总铁结合力显著下降(P＜0.05);炎症指标白介素6极显著上升(P＜0.01)，提示体内出现炎症和功能铁缺乏。

表3 女皮划艇运动员夏训前后血液指标对比(n=11)

从表3中可看出，女运动员夏训后，血红蛋白显著降低(P＜0.05)。在铁代谢指标方面，铁调素和可溶性转铁蛋白受体极显著上升 (P＜0.01);血清铁蛋白极显著下降 (P＜0.01);可溶性转铁蛋白受体/log铁蛋白极显著上升 (P＜0.01);炎症指标白介素6极显著上升(P＜0.01)，提示体内出现炎症和功能铁缺乏。

3 讨论

3.1 铁调素与IL-6

多篇文献表明，正常人在安静状态下，体内炎症因子IL-6水平较低，而运动则会诱导IL-6、超敏C反应蛋白等炎症因子上升，且其上升幅度与运动强度、运动时间等呈正相关［12-16］，IL-6等炎症因子的上升又可进一步促使铁调素升高。大强度运动导致的铁调素上升也已被多个实验所证实［16，17］，其中刘玉倩等用大鼠建立运动性低血色素组和对照组模型，发现运动性低血色素组大鼠铁调素mRNA表达量、血清IL-6和炎症蛋白CP含量显著高于对照组，说明长时间大强度运动引起大鼠炎症反应增强，导致肝铁调素表达增加，负反馈调节机体肠铁吸收，是引发运动性低血色素的重要原因［18］。因此，运动训练→炎症因子上升→铁调素上升→抑制小肠铁吸收、抑制网状内皮系统铁释放→铁稳态被破坏→贫血这一途径很可能是运动性低血色素发病原因之一［2，18，19］。本研究采用优秀运动员为研究对象，这在国内鲜见报道。研究发现夏训可引起IL-6、铁调素升高，而铁蛋白和可溶性转铁蛋白受体显著下降，意味着铁代谢紊乱、功能铁缺乏与前人研究基本相符。

3.2 可溶性转铁蛋白受体、血清铁蛋白和可溶性转铁蛋白受体/log铁蛋白

可溶性转铁蛋白受体(sTfR)是细胞膜上转铁蛋白受体的一个片段，通过细胞表面受体的蛋白水解作用衍生过来的。当红细胞生成活性增加特别是铁缺乏时会引起血清sTfR浓度升高。可溶性转铁蛋白受体基本不受急、慢性疾病等炎症因素干扰，是临床诊断缺铁性贫血和研究机体铁代谢的一项可靠指标，也是功能性缺铁的判断标志物。本研究通过对皮划艇运动员sTfR测试结果可以看出:夏训结束后，男女运动员sTfR均显著上升，且女运动员sTfR升高幅度比男运动员的大，这也从侧面反映了训练一段时间后女运动员功能性缺铁的情况比男运动员严重，与夏训结束后男运动员血红蛋白无明显变化而女运动员血红蛋白显著降低的现象相一致。

血清铁蛋白(SF)是一种含铁的复合蛋白分子，主要在肝脏合成，以肝、脾、骨髓中含量最高，是体内含铁量最丰富的蛋白质之一，也是机体铁储备的重要形式。血清铁蛋白是反映体内储存铁最敏感的指标，对诊断缺铁性贫血有较重要意义。然而，由于血清铁蛋白是急时相反应蛋白，易受炎症、酒精、肝功、肾功或其他恶性疾病影响，在以上情况下，即使缺铁，铁蛋白水平也会表现为正常，甚至稍高于正常，因而往往不能正确反映急、慢性病患者中机体铁储存情况，而运动员属于较为特殊人群，身体整体情况属于健康，但在大强度训练中白介素、炎症蛋白等会升高，因此关于血清铁蛋白这一指标在运动员中是否适用存在着争议［20，21］。根据本实验室既往研究发现，在大多数情况下，血清铁蛋白能够较有效反映运动员体内铁营养情况，并且先于血红蛋白下降，可作为监控运动性低血色素的先验指标;而对于个别运动员，其炎症因子IL-6高于参考范围几十倍，可溶性转铁蛋白受体和可溶性转铁蛋白受体/log铁蛋白升高提示发生功能性缺铁，然而血清铁蛋白并未显示铁不足，这种情况下，考虑可能为复合型低血色素，在进行调控时应与单纯型缺铁性低血色素区别对待。

可溶性转铁蛋白受体/log铁蛋白(STfR/log SF)是根据可溶性转铁蛋白受体和血清铁蛋白的检测值计算出来的，诊断缺铁性低血色素的准确度高达98%。可溶性转铁蛋白受体/log铁蛋白只在缺铁的时候会增高，其他情况下都保持正常，因此可进一步确定运动员真的存在功能铁缺乏。

3.3 血清铁、总铁结合力与转铁蛋白饱和度

血清铁、总铁结合力、转铁蛋白饱和度均与机体铁代谢密切相关，然而，这些参数有一些局限性:如在紧张状态或受感染的情况下，血清中铁的水平就会降低;加上血清铁、总铁结合力和转铁蛋白饱和度本身生理波动非常大，在日间，甚至日内的差别都可能很大。此外，以上3项指标均不能)区分缺铁性贫血和其他慢性疾病引起的贫血。因此，血清铁、总铁结合力与转铁蛋白饱和度适用于研究铁代谢的辅助参考指标，不宜作为监控或诊断是否发生铁缺乏的指标。

4 结论

综上所述，夏训可引起运动员炎症因子升高、铁调素升高、功能铁不足;铁调素介导的铁代谢紊乱可能是运动性低血色素发生的重要原因。

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