运动性免疫抑制产生原因和干预措施的研究综述

孟隽卿

（太原理工大学体育学院，山西 太原 030024）

在运动实践中，不同的运动强度和运动时间对训练效果有不同的影响，过度或长时间的大强度训练会使机体出现运动性免疫抑制，进而影响训练或比赛成绩，这是教练员、运动员和医务人员面临的亟待解决的实际问题。本文运用文献资料法，分别以“运动性免疫抑制”和“Exercise-induced immunosuppression”为关键词在中文学术期刊数据库和PubMed、Cellular ＆Molecular Immunology、Elsevier Science Direct等外文期刊数据库里对2000-2018年近20年间国内外相关文献进行检索，共查阅中文文献30篇和外文文献21篇，拟对运动性免疫抑制产生的原因和国内外最新防治方法的研究进展做综述，旨在为运动实践提供最简单有效的防治运动性免疫抑制的方法，以期能切实解决运动训练中存在的问题。

1 运动性免疫抑制的形成过程

1.1 上呼吸道感染（URTI）的关注 20世纪初，Larrabee就曾报道，4名马拉松运动员的中性粒细胞数明显增加，体内出现明显的炎症反应[1]。到80、90年代，大量流行病学资料表明：运动员在大强度训练期间或赛前强化性训练结束后，各种感染性疾病，尤其是流行性感冒和URTI的发生率激增。自此，大强度运动后机体出现的免疫反应才引起人们的广泛关注。2005年Tiollier等[2]在法国突击队3wk训练+5d实战课程的试验中也发现：突击队员的URTI发生率呈增加趋势。

1.2 “开窗（Open Window）”期理论的提出 大量的实验研究得出结论：大强度运动训练导致机体免疫系统的各指标发生显著变化，尤以淋巴细胞、中性粒细胞等的反应最为明显，从而使机体在大强度训练期间、比赛期间及运动结束后的几天内出现免疫抑制现象[1]。产生原因：一次大强度训练后，机体的免疫功能在尚未完全恢复的情况下就进行下一轮大强度训练，如此往复，导致免疫功能逐步达到深度抑制[1]。Pedersen等[3]将这段免疫低下期称为“开窗（Open Window）”期，认为：在此期间，各种致病因子，尤其是病毒极易侵入体内并获得“插足”的机会，表现为对疾病的易感率升高。“开窗”期理论主要与大强度运动训练引起的免疫抑制有关。

1.3 “J”型模型的提出 Nieman研究发现：与对照组相比，中等强度运动组URTI的发生时间减少50%。经过大量深入研究后，Nieman提出了描述运动量和URTI发生率关系的“J”型模型，即：中等强度训练的运动员URTI发生率低于不运动的人，大强度训练的运动员感染率明显增加，训练强度一旦达到某阈值后，强度越大，感染风险越大[3-4]。“J”型模型反映了不同运动强度对免疫功能的影响。

1.4 运动性免疫抑制（Exercise-induced Immunosuppression）的提出 在经历上述3个阶段的过程中，人们发现,不同强度的运动对机体免疫功能的影响不同，即：中等强度运动提高机体免疫功能，降低感染疾病的风险；大强度运动对免疫功能有抑制作用，使机体患上呼吸道等疾病的机率明显升高，导致运动性免疫抑制发生。因此，提出运动性免疫抑制的概念，是指大负荷运动后，由于过度负荷导致机体免疫机能下降的现象。

2 运动性免疫抑制的产生原因

2.1 大强度运动后免疫分子的变化 据研究发现：在高强度训练、比赛时及赛后，篮球和越野滑雪运动员的sIgA分泌率和绝对浓度显著下降[5]；法国突击队员在3wk训练+5d实战课程后，sIgA浓度也下降[2]。Kimura等[6]和金其贯等[7]研究得出相同结论：大强度运动后，大鼠sIgA浓度显著下降。有研究报道，大强度训练后，武术运动员和大鼠的IL-2含量均显著低于对照组，sIL-2R含量均显著高于对照组[8-13]；大鼠IFN-γmRNA和IL-4 mRNA的表达均显著降低[14][15]，IFN-γ/IL-4比值显著低于对照组[16-18]，上述结果表明：大强度运动后免疫分子水平的负性变化，促使运动性免疫抑制的发生。

2.2 大强度运动后免疫细胞的变化 有报道指出，大强度训练后，自行车运动员中性粒细胞数持续增加9h，自行车和长跑运动员分别于运动后6h和24h，中性粒细胞活性下降[19][20]，自行车运动员巨噬细胞的吞噬功能下降[21]。健美运动员和大鼠的自然杀伤（NK）细胞的数量[15,16,22]和活性均显著下降[23]。其机制是：大强度运动后，机体儿茶酚胺类物质浓度降低，边缘池内皮细胞膜上ICAM表达上调，使更多的NK细胞回到边缘池，退出了血液循环，导致血浆中NK细胞数量锐减至安静时的1/3，并持续几小时，同时其功能也出现减退，极大地削弱了免疫系统的防御能力。还有研究发现：大强度训练后，运动组小鼠外周血CD4+细胞百分比、CD4+/CD8+比值均明显降低[24]；大鼠CD3+细胞数量和淋巴细胞转化率均显著低于对照组[16]，淋巴细胞凋亡率显著高于对照组[10-13]，随着训练时间的延长，淋巴细胞密度减小[25]。

大强度运动后免疫细胞的变化：淋巴细胞、单核巨噬细胞和NK细胞的数量迅速减少，中性粒细胞的数量几小时内仍保持较高水平，但其功能减退。中性粒细胞数增加引起炎症，炎症通过促炎性细胞因子和应激激素使淋巴细胞数量减少，进而引起运动性免疫抑制的发生。

2.3 大强度运动后免疫器官的变化 据报道，大强度运动后，大鼠的脾脏体表投影长度和超声面积明显缩小[26]，脾指数[24,27]和胸腺指数明显下降[8,14,24,25]；胸腺结构呈显著负性改变，皮质区变薄，皮髓界线模糊不清，出现少量血细胞，断裂带、空泡及空腔明显增多[25]。

综上所述，大强度运动训练使得免疫分子水平呈负性变化，免疫细胞数量减少和/或功能减退，免疫器官萎缩和结构改变，免疫分子、免疫细胞和免疫器官这3个网络层面的负性共振变化，导致机体产生运动性免疫抑制[28]。

3 运动性免疫抑制的干预措施

3.1 谷氨酰胺（Gln）对运动性免疫抑制的干预作用 有研究报道，补充Gln可使大鼠血清Gln含量、小肠组织Gln含量和肠道sIgA含量均显著升高；外周血中淋巴细胞的凋亡率显著降低[7,11,12]，对大鼠免疫功能有明显的干预作用[29-30]。还有研究报道，补充Gln可改善运动员Gln水平和淋巴细胞数量的减少以及URTI的风险[31]，使CD4+/CD8+比值升高[32]，外周血抑制性T淋巴细胞亚群减少，提高优秀赛艇运动员安静状态血清IgM含量[33]和细胞免疫功能[34]，表明：补充Gln不仅能维持运动后Gln水平，而且可以减少大强度训练对机体免疫平衡的影响，减轻运动性免疫抑制的程度，有助于机体维持正常的免疫平衡。

3.2 中医药对运动性免疫抑制的干预作用

3.2.1 中医疗法对运动性免疫抑制的干预作用 陆咏梅[8,9,22]等采用电针、电针+针灸、艾灸对运动性免疫抑制进行干预，结果发现：电针组大鼠IL-2、IFN-γ和胸腺指数虽呈下降趋势，但与对照组均无统计学差异；胸腺指数、IFN-γ较大强度训练组显著升高；电针+针灸组IL-2和NK细胞水平均出现下降，但与对照组均无统计学差异，sIL-2R水平显著降低；艾灸组IFN-γ水平显著升高，sIL-2R水平显著降低，表明：电针、针灸和艾灸干预可在一定程度上对免疫功能降低起保护作用。有研究报道，针刺使大强度训练后运动员的免疫力明显升高[35]；针灸足三里能明显改善运动员在大强度训练期间出现的免疫功能的下降。针灸的作用途径有以下2种：1）通过穴位刺激将针灸信息经外周神经传至中枢系统整合，使垂体释放激素，从而调控内分泌系统功能，进而调节免疫功能；2）通过中枢下行传导通路引起自主神经释放乙酰胆碱，进而通过免疫器官或淋巴细胞表面受体发挥免疫调节作用[36]。

3.2.2 中药对运动性免疫抑制的干预作用 各类补益健脾中药(含肉苁蓉、人参、黄芪、白术、熟地、沙参等多味中药)可使大强度运动后运动员IL-2水平显著升高，并能保持运动员补体系统的稳定[37]；使耐力运动员的NK细胞活性、免疫球蛋白IgG、IgA、Th1/Th2均明显提高[38]；使优秀赛艇运动员的白细胞总数、中性粒细胞、淋巴细胞均显著上升；IgA、IgG、C3亦明显改善[39]；也可显著改善大强度训练后大鼠脾淋巴细胞增殖能力和CD4+/CD8+比值[40]；亦可使小鼠的训练时间延长，脾指数和胸腺指数明显上升，CD4+细胞百分率和CD4+/CD8+比值显著上升[24]。也有学者用单味中药进行干预，发现：蒺藜干预过度训练大鼠，可使IL-4水平显著降低，IFN-γ、IFN-γ/IL-4比值、CD4+/CD8+比值和NK细胞均显著增加[15]；黄芪多糖（APS）能拮抗大强度训练大鼠的胸腺萎缩，显著提高脾脏淋巴细胞活性，防止血清IL-2下降和sIL-2R升高[41-42]。黄芪可提高耐力运动大鼠CD4+/CD8+比值，增加T淋巴细胞的免疫功能[43]；蛹虫草可使大鼠IFN-γmRNA和蛋白以及IL-4 mRNA和蛋白表达均显著降低，但IFN-γ/IL-4比值基本维持平衡，表明：蛹虫草能提高免疫力，维持过度运动后免疫处于平衡状态[17]；维药阿里红多糖（FoP）低、中、高各剂量组IFN-γmRNA和IL-4 mRNA表达均显著高于对照组；其中中、高剂量组比对照组极显著上升，各剂量组INF-γmRNA/IL-4mRNA比值基本处于平衡状态[18]。

3.3 益生菌产品对运动性免疫抑制的干预作用 Nichols[44]报道，益生菌能通过阻止长期剧烈运动引起的免疫抑制，提高运动成绩，降低运动员对疾病的易感性，尤其是URTI。益生菌奶酪能提高免疫力[45]，加强胃肠道免疫和健康[46]。Lollo等[47]采用益生菌奶酪干预发现：力竭组大鼠的单核细胞数量与对照组没有统计学差异；与普通奶酪干预组相比，中性粒细胞基础水平和力竭后水平明显降低，淋巴细胞稍有降低，中性粒细胞/淋巴细胞比值降低（二者比值是炎症状态和感染出现的指标），表明：益生菌奶酪干预能减弱运动性免疫抑制。之后，Lollo等[48]又采用益生菌发酵乳，通过100Mpa和200Mpa动态高压处理的益生菌发酵乳进行干预，结果发现：力竭组大鼠的淋巴细胞数量稍有增加，单核细胞、中性粒细胞/淋巴细胞比值均无变化，表明：3个益生菌模型均使免疫抑制参数减弱，有效减小免疫抑制对运动的影响。

3.4 胱氨酸和茶氨酸对运动性免疫抑制的干预作用Murakami等[49]用胱氨酸和茶氨酸（CT）对长跑运动员进行干预，结果显示：训练结束后，CT组中性粒细胞和淋巴细胞数没有显著变化，NK细胞活性没有降低[23]。Murakami等[50]又用CT对实施不同运动方案的男子长跑运动员进行干预，结果显示：CT组和安慰组（P组）中性粒细胞数均显著增加，但CT组比P组更低；两组淋巴细胞数均显著减少，但CT组比P组显著更高。表明：CT干预可抑制剧烈运动引起的炎症反应，降低免疫抑制。提示：CT干预的时间至少在训练前7d开始。CT干预的机制：CT的摄入加强了抗体的生成能力，控制过度的炎症反应，从而降低了运动性免疫抑制的发生率[51]。

4 结 语

1）运动性免疫抑制的产生是免疫分子、免疫细胞和免疫器官3个网络层面负性共振变化的结果，其研究集中于分子层面：IL-2和sIL-2R、IFN-γ、IL-4和二者比值；细胞层面：T淋巴细胞的CD4+和CD4+/CD8+比值；器官层面：胸腺指数，而细胞层面研究最多。应从多指标、多层面进行全面系统的研究，更准确地把握运动性免疫抑制产生后机体的外在表现，为运动实践提供最简单、直观的判断依据。

2）中药在改善运动性免疫抑制方面疗效独特，但在实际运用中有兴奋剂检测隐患。针灸、艾灸等中医疗法疗效好、无副作用、无兴奋剂检测顾虑，再联合使用药理清楚的中草药，将会极大地提高干预效果。将益生菌产品、胱氨酸和茶氨酸制成运动饮料或方便食品，便于服用和携带，根据不同运动项目特点，制订有效的服用剂量和最佳的服用时间，为防治运动性免疫抑制提供最有效、便捷的方法。

3）国内运动性免疫抑制的研究多采用不同的运动训练方案对几个典型的免疫指标进行分析，得出基本一致的结论。金其贯教授已经用自建的运动性免疫抑制的动物模型进行了诸多研究，且已有学者复制该模型进行研究，得出与其一致的结果，可以认定该模型是成功和有效的。在统一模型下进行研究，将节省的人力物力财力和时间投入到更深层、更系统的研究中去，可加快解决运动实践中存在的问题。