急性有氧运动对男大学生系统免疫应答的影响

急性有氧运动对男大学生系统免疫应答的影响

王有为，盛治进

(安徽医科大学 临床医学院体育教研室，安徽 合肥 230032；安徽医科大学体育部)

摘要:目的：研究急性有氧运动对男大学生系统免疫应答的影响.方法：本实验设计选取了12名年轻、健康且未经过专业体育训练的男大学生志愿者.方案确定后一周进行实验记录，志愿者参与了一组时间为45分钟，最大摄氧量(maximal oxygen consumption，VO2max)为50%的急性有氧运动实验.全部的血细胞指数、空腹血糖含量、血清中白细胞介素-6 (interleukin-6, IL-6)、白细胞介素-10 (interleukin10, IL-10)、C反应蛋白(C-reactive protein，CRP)、血浆中的皮质醇，以及肾上腺素含量都被纳入分析.结果：①经过急性有氧运动后，整体和特异性流速白血球指数迅速增长；②血清中IL-6、IL-10和CRP聚集，同时，血浆中肾上腺素和皮质醇水平在经过锻炼之后增加迅速(P<0.05)；③在运动后的整体白血球指数和血清中IL-10水平之间呈显著相关(P=0.021).结论：对于未经专业体育训练的男大学生而言，急性有氧运动能够诱导机体产生免疫应答反应.

关键词:急性有氧运动；免疫应答；男大学生

DOI:10.13877/j.cnki.cn22-1284.2015.10.035

收稿日期：2015-06-10

作者简介：王有为，男，安徽和县人，讲师.

中图分类号：G804.49文献标志码：A

流行病学和实验性研究已经证实，从事适中的健身运动时，免疫功能会得到改善，对感染性疾病的易感率降低，能够有效减少感染和慢性非传染性疾病的发生[1].此外，适度锻炼可以诱导机体产生免疫应答反应，如白细胞增多，抗免疫细胞因子循环水平如白介素-6 (interleukin-6, IL-6)，白介素-10 (interleukin-10, IL-10)增高，系统C反应蛋白(C-reactive protein，CRP)增高等[2].还有研究证明，中等强度有氧锻炼如自行车骑行或跑步能够引起细胞因子和免疫应答明显变化[3].然而也有研究表明某一回合适度运动并不能引起免疫应答反应中各种特征性物质发生可检测性的变化[4].

本研究旨在分析急性有氧运动在一个恒定期内(45min)对特定对象(未经专业训练的男大学生)系统免疫应答的影响，研究项目包含白细胞，血清中IL-6，IL-10和CRP水平，以及它们之间的相关性.

1材料与方法

1.1研究对象

本实验设计选取了12名平均年龄为20周岁、身体健康且未经过专业体育训练的男性大学生志愿者(表1).所有的参与者都被告知这项研究的目的及风险，同时也获得了书面通知认可.

表1　本研究受试者基本情况一览表

1.2实验准备

研究开始前一周对参与者进行健康体检，检查项目包括身高、体重、最大摄氧能力、体重指数(Body Mass Index，BMI)，以及脂肪百分比.体脂含量通过一个测量皮褶厚度的卡尺(Eiken MK-60; Meikosha Co.,日本东京)进行测定.增加的最大氧循环量通过一个周期测力计(Ergo metrics 800S, Sensor Medics,USA)进行测量[5].运动中的主观性工作强度(rating of perceived exertion，RPE)平均值通过测量呼吸困难指数(Borg scale)获得[6].

1.3实验设计和步骤

实验要求参与者在测试前的72小时禁止体育锻炼和服用抗免疫药物.实验开始时，所有志愿者被要求预先进行5分钟热身，然后以50%的VO2max并持续45分钟的有氧自行车骑行，实验环境选择为合肥市某医院的康复实验室(温度22～25°C，湿度50%～55%，时间上午9～10点).

血液样本的采集集中于实验开始之前和结束后30min.所有的血液样本均从肘前静脉抽取7ml.收集完成之后立刻取1ml的血样用Technicon H1血细胞分析仪做CBC-H1(泰克尼康公司，美国纽约)分析，将3ml血样放于试管中，在室温下放置10min使之凝结收集血清.剩下的血样放入含有乙二胺四乙酸(EDTA)的试管中，然后用离心机在3000 × g状态下分离10min收集血浆.血清中的IL-6，IL-10，以及CRP水平均通过固相酶联免疫吸附测定试剂盒(Enzyme-Linked Immunosorbent Assay，ELISA)进行测定分析.血浆中肾上腺素和皮质醇的浓缩测定在高灵敏度的ELISA中进行.酶联免疫吸附测定中的偏差一般为3%～7%.

1.4数据分析

数据表达用中值和四分位距(interquartile range, IQR).运动前后的参数差异检验采用维尔克松两样本检验法.参数之间的关系通过斯皮尔曼等级相关测试(Spearman's rank correlation test，rs)进行检验.所有的数据分析均使用数据分析软件SPSS19.0，显著性水平设定为P≤0.05.

2结果

锻炼之后血浆中的肾上腺素和皮质醇水平分别为49.22%和36.47%，都比运动前的水平高(P < 0.01).图1和图2分别反应了运动前和运动后血浆中的肾上腺素和皮质醇水平变化对比.除此之外，有关免疫标志物，整体和局部外周血液中白细胞计数，血清中的CRP，IL-6，IL-10，经过运动周期之后都有迅速而明显地增加(P < 0.01)(表2).

图1　急性中度氧循环前后皮质醇水平对比

图2　急性中度氧循环前后肾上腺素水平对比

其中外周血中白血球上升最明显的主要集中于嗜中性粒细胞(中性白细胞增多至21.26%).运动前后血浆中CRP浓度均在参考值范围之内(≤3.0mg/L).

表2　急性中度氧循环前后免疫标志物变量对比

rs检验还进一步证明了VO2max、运动后血清中肾上腺素、IL-10浓度有显著性相关(p<0.05，检测数据分别为rs=-0.727，P=0.017；rs=0.760，P=0.011).运动后整体外周血中白血球指数同血清中IL-10(抗免疫因子)之间呈显著相关(p<0.05，rs=0.511，P=0.021).

3讨论

本研究结果同已有部分研究成果所证明的事实基本一致，即运动可以诱导体内某些免疫标记物水平产生改变[2].然而，与某些研究结论也有不同之处，本研究发现适度运动可以导致免疫标记物如肾上腺素水平上升.同时，发现皮质醇浓度较别的研究成果[7]发生了更大改变.Giraldo等人已经讨论过儿茶酚胺和皮质醇在伴随着不同运动强度所发生的免疫改变之间可能存在的关联，本研究结果在本质上与他们的结论基本一致[8].此外，Ortega等人强调在运动性免疫抑制的压力之下，血浆中儿茶酚胺水平可以作为判断免疫系统功能的初始“危险信号”[9].同他们研究所不同的是，本研究所发现的皮质醇和肾上腺素经过适度的运动之后均呈现明显上升.

Natale等人证明经过剧烈持久性的运动(如跑步和骑车)可以使外周血中白血球指数马上增加，而且经过延长运动可以在几个小时之内保持升高的趋势[10].短期的强化训练会影响静息中的免疫机能和耐力训练中的免疫应答[11].本研究进一步证实，白血球指数的增加最主要是由于适度运动之后嗜中性粒细胞数量的增加，同时也伴随着少数程度上单核细胞和淋巴细胞的增加所导致(见表2).

关于IL-6升高，如血糖含量的减少、肌糖原的损耗、钙信号的增加都会导致骨骼肌中IL-6的释放.运动确实能增加血浆中IL-6浓度，是由于肌肉纤维收缩导致细胞因子释放[12]，肌源性IL-6含量还可能部分是由于皮质醇对延长性运动的反应.

有研究认为，CRP浓度在运动之后的16～24h会增加到3.5～4.5倍[13]，还有研究发现血清中的CRP浓度在运动后的24h有小幅下降，与此形成对比的是，本实验发现血清中CRP在运动之后的浓度仅有小幅且不明显地增高.出现这些差异的可能原因是不同的采样周期，以及运动强度的差异所造成.此外，测量方法的不同也有可能造成结果的差异，如有的研究采用流式细胞分析或流式细胞珠阵列方法测量血清细胞因子浓度[14]，而本研究采用了更为敏感的ELISA检测方法测量急性有氧循环后人体血清细胞因子所发生的微小变化.

鉴于在这一领域发生的争论，今后的关注点会日益集中于对免疫标记物水平的测量时间和方法的选择上，在实验方案的设定上是注重短暂还是持续观察.这也是本研究在设定实验方案时严格确定了运动强度为急性有氧运动，测量时间为运动前后的30min的原因.今后的研究应进一步通过观察不同强度和持续时间对于免疫应答反应的即刻影响，此类研究将会很有意义.

4结论

综上所述，对于未经专业体育训练的男大学生群体而言，急性有氧运动在一定程度上能够使机体诱导免疫应答反应.

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(责任编辑:王前)