倪保锐
运动应激与适应研究进展
倪保锐
(云南师范大学 体育学院,云南 昆明 650500)
应激扰乱内稳态,是机体在运转中所必须经历的一个环节,每个生命体会不断的面对各种应激,运动应激是人为主动的施加运动负荷,刺激机体发生适应性改变。应激已经贯穿于生命体中,如此紧密的运动应激对机体产生了有益和不利的影响,文章综述近期学者对运动应激与适应的研究,得出结论,为后续研究提供参考。
运动应激;应激;适应;应激监测;研究进展
应激是指机体受到各种应激原的刺激,从而出现的以交感神经兴奋、下丘脑-垂体-肾上腺皮质分泌增多为主的一系列神经内分泌反应,以及由此引起的各种功能和代谢变化[1]。应激可从性质上分为3种类型:躯体性应激、心理性应激和混合性应激,适度的应激对机体是有益的,有利于机体调动体内的能量储备,保持内环境的稳定,从而增强机体的防御能力。但应激过强或持续时间过长则对机体产生有害影响,可导致机体神经系统、内分泌系统、免疫系统等功能紊乱。随着社会发展和科技的发达,运动应激与适应理论已经从体育运动训练发展到医学治疗,利用运动应激不仅可以有效的指导运动训练,提高成绩;而且还可以缓解和治疗一些医学无法根治的慢性病、代谢性疾病(如糖尿病、肥胖、心血管疾病),帮助人们减少痛苦,增加人民生活幸福。
运动应激被认为是一种常见的运动性病症,杨晓勇认为,运动应激多发生在训练水平低、经验较少的新手或因为伤病中断训练较长时间后恢复训练的运动员身上,常常发生在训练、比赛结束即刻或短时间内[2]。冯伟等人认为,在长期大强度运动下运动应激多发,并且应激激素明显增加,内分泌系统处于长期的运动应激下,会导致下丘脑-垂体-肾上腺轴的过度活跃,使皮质醇等激素长期处于较高水平,反馈调节出现紊乱,进而出现机体分解代谢旺盛,睾酮等促合成激素分泌减少[3]。李林蔚等人认为,在长期剧烈运动中运动应激强烈,运动应激产生的大量应激激素会导致机体异常分泌,影响小肠周期性移行性复合运动,容易形成运动性肠易激综合征[4]。董云峰等人认为,运动中多发生各种应激,所产生的运动应激会使自由基升高而导致运动性疲劳,特别是大强度运动和力竭性运动机体不能平衡自由基的产生与消除,使骨骼肌和肝脏线粒体中自由基明显增多[5]。
诸多学者研究发现运动应激不仅可以对运动训练提供指导,而且在医学中对帮助患者治疗疾病能起到一定的作用。韦春生认为,长期运动应激能够使肩关节活动范围、灵活性增大,肌力增加,缓解患者疼痛感,改善肩关节僵硬患者的治疗效果[6]。蔡阜生等人认为,运动应激能增强机体自我修复功能来促进运动适应。当机体受到刺激时,如缺血、缺氧、氧化应激等,细胞内稳态失衡,内质网生物功能遭到破坏,大量新生蛋白未能在内质网内得到正确的折叠,累积在内质网内,诱发内质网应激,内质网应激通过激活骨骼肌来自我修复增加运动适应[7]。董云峰等人认为,血红素氧合酶(HO-1)在心血管疾病中具有保护作用,而且这种作用机制主要是通过血红素氧合酶的分解产物来起作用的。运动应激与HO-1及心血管之间相关密切,通过运动应激可以改变心脏或血管当中HO-1的表达进而调节心血管系统。一次低强度、大强度运动或短期运动可诱导骨骼肌HO-1mRNA表达增加,进而起到保护心血管的作用[8]。李林蔚等人认为,运动导致的运动性肠易激综合征可以进行适当的多方面营养补充来影响消化道,缓解、调节机体功能异化程度[9]。文登台等人认为,NAD合成酶基因过表达改变可能会对运动应激敏感性产生影响;造成机体有利的NAD适应的相互结合,增强能量代谢、抗氧化和抗疲劳能力,早期运动干预能更有效降低心脏疾病发生风险,增强心脏功能,提高运动能力[10]。傅涛等人认为,力竭运动应激使小鼠脾脏T淋巴细胞的转化、T淋巴细胞Kv1.3蛋白表达受到明显的抑制,特别是较长期力竭运动应激更为明显,可能会导致细胞免疫紊乱,进而出现早起疲劳,而对B细胞功能影响很小[11]。冯伟等人认为,长期大强度运动会引起应激激素的分泌增加,进而诱发小肠组织免疫应答被激活,炎症反应增强;长期运动应激造成的内分泌及肠道机能下降在只进行鼠李糖乳杆菌补充情况下未能得到有效改善,进而得出益生菌营养需要从菌群平衡的角度来综合考虑[3]。曹艳霞等人认为,长期大强度运动后导致胃黏膜上皮细胞凋亡,诱发运动应激性溃疡,而白术多糖对运动应激性溃疡(SU)能起到抑制作用,其可能机制在于白术多糖能使胃黏膜抗氧化能力提高,Bcl-2蛋白表达增强,Bax蛋白表达减少,增加Bcl-2/Bax比值的作用[12]。金海秀等人认为,运动应激不仅可以激发内质网非折叠蛋白反应,还可以影响线粒体生物的发生,是治疗2型糖尿病的有效手段,主要是通过影响胰岛素分泌和胰岛素抵抗来介导2型糖尿病的发生与发展[13]。郭艳花等人认为,不同运动应激能预防或消减骨骼肌萎缩,骨骼肌具有控制身体活动和维持身体姿势的功能,在运动中运动应激激活自噬,自噬维持骨骼肌稳态,自噬抑制还可以抵抗高脂诱导的肥胖及胰岛素抵抗,使其发生良性代谢变化,进而达到预防如肥胖、糖尿病等代谢性疾病的效果[14]。王志峰等人认为,运动应激可以对心脏功能产生广泛的影响,运动应激时身体物质和能力代谢加快,长期超负荷运动对心血管功能产生明显的抑制作用,甚至导致损伤。1次力竭性运动后,心率和心输出量同步升高,其升高程度与运动负荷相关,并伴有不同程度的组织损伤。长期有氧运动可以使心肌收缩力增强,后负荷降低,每搏输出量增大,耗氧量降低,出现功能节省化,安静时心率降低,心率储备增高,在完成相同运动负荷后心率升高幅度较小,身体对运动应激的反应程度也降低[15]。
适应是一种生物活动的基本规律,也是生命体生存和发展的基础,应激打破内环境稳定,机体必将重新寻求内环境平衡。从范意上看,适应意味着机体对新环境作出调整,以适应生存[16]。孙易等人认为,诸多生命体依赖于线粒体和内质网的协作,而MAMs存在两者之间,且MAMs在ROS、内质网应激、细胞凋亡、细胞自噬、线粒体动态变化及流动性和炎症等过程中扮演的重要角色,探索运动应激对MAMs的调节机制及MAMs相关分子介导运动适应的新途径,为未来运动适应机制提供指导[17]。蔡阜生等人认为,耐力训练可增加骨骼肌内质网对运动应激的适应性。长期耐力训练可修复骨骼肌损伤,增加骨骼肌运动适应性,抗阻训练可通过增加蛋白质合成使骨骼肌肥大,内质网应激可通过控制蛋白质合成速率增加运动适应性[7]。
应激作为机体日常发生的刺激方式,运动应激给机体带来的不同程度的影响。现今学者对运动应激的研究领域颇为广泛,研究内容可概括为:辅助治疗,缓解疼痛、预防心血管疾病、指导运动训练,预防早起疲劳的发生、增强免疫功能、如何进行有效的营养补充等。对运动应激的监测主要有骨骼肌、内质网、内分泌系统、心血管系统、免疫系统、消化系统等几个重要方面。在运动应激与适应中认为运动应激在指导运动训练预防早起疲劳、预防心血管疾病以及防治代谢性疾病等方面起到显著的作用,如现今多发的肥胖、糖尿病等代谢性疾病。运动应激已经成为影响运动员正常训练、比赛以及影响人们机体健康和康复的重要手段,深入研究运动应激对机体不同器官的影响,有助于提升人民身体健康程度,对国家的发展具有重要意义。尽管学者们对运动应激的研究已经颇为丰富,但还需要进行更深层次的研究,在运动应激应用方面还有必要近一步研究。
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Research Progress of Sports Stress and Adaptation
NI Baorui
(Yunnan Normal University, Kunming 650500, Yunnan, China)
倪保锐(1994—),硕士生,研究方向:体育教育训练学。