大蒜素对大强度运动后青年女足运动员体液免疫功能的影响

税晓平，李春莹

1.四川中医药高等专科学校,四川 绵阳 621000；2.绵阳市骨科医院，四川 绵阳 621000；3.绵阳市中医医院，四川 绵阳 621000

大蒜素是葱科(Alliaceae)植物大蒜(Allium sativum L.)鳞茎中所含的一种抗癌活性成分，化学名称为二烯丙基三硫化物(DATS)，其分子式为C6H10S3。研究发现大蒜素具有预防心脑血管疾病、提高机体免疫力、抗肿瘤、抗衰老等多种药理作用［1-4］，研究显示大蒜素可以提高大强度运动后机体的抗自由基氧化功能，维护细胞膜结构的完整性，并且有助于减轻离心运动导致的骨骼肌超微结构损伤和DOMS程度［5-8］。近年来大量研究发现大蒜素能够改善肿瘤患者免疫力［9-10］，大蒜素也逐渐被应用到运动免疫研究中。有研究发现，大蒜素对递增负荷训练大鼠的细胞免疫功能无干预作用［11］，但大蒜素在大强度运动后体液免疫中的研究中未见文献报道，本次实验将做初步探讨。

1 对象与方法

1.1 研究对象

国家二级青年女子足球运动员12名，身体健康。运动员随机分为实验组和对照组，每组6例，两组基本情况比较，差异无统计学意义（P＞0.05），见表1。具有可比性。

本实验征得受试者、教练员和相关领导知情同意。在实验前详细询问教练员、随队医务人员和受试者，了解受试者参加专业训练年限、伤病史和生活史。询问结果显示受试者均无重大伤病史及家族遗传病史，所有受试女足运动员在整个试验过程均不在月经期间，均能完成本实验。实验前2周，所有受试者均未服用具有抗疲劳功效或增强运动能力的药品和营养品。

表1 受试者基本情况比较（±s）

表1 受试者基本情况比较（±s）

组别对照组（n=6）实验组（n=6）训练年限（年）4.31±0.46 4.19±0.21身高（cm）160.34±2.57 161.47±1.86体重（kg）50.41±3.81 51.03±2.26年龄（岁）15.71±1.12 15.93±1.35

1.2 研究方法

1.2.1 药品及服药方式：实验组运动前2周每晚定时口服大蒜素肠溶胶丸80 mg；对照组运动前2周每晚定时口服由糊精填入空胶囊制成的安慰剂80 mg，安慰剂无任何增强运动能力或抗疲劳作用。大蒜素肠溶胶丸药品批号为国药准字H65020199，由新疆新北制药有限责任公司提供。整个实验期间由研究人员发放药物并监督受试者的服药过程，确保无漏服和误服情况发生。实验开始前一周和整个实验期间运动员维持正常运动训练，但无大强度运动训练。

1.2.2 运动方案：两组受试者在分别服用大蒜素肠溶胶丸和安慰剂胶囊2周后，进行一次性大强度跑台运动。跑台运动在成都体育学院运动医学与健康研究所（国家体育总局重点研究室）进行。大强度运动方案参考人体延迟性肌肉酸痛模型诱导方法［12］，并结合受试者日常训练内容与本次实验条件和实验目的采用以下运动方案：受试者在运动过程中跑台坡度保持为0°，跑台起始速度设定为5 km/h，受试者先进行5 min适应性跑动，完成适应性跑动后以每3 min增加2 km/h的方法增加跑台速度，当速度增至15 km/h或受试者运动时心率达到170次/分后，不再增加跑台速度并要求受试者维持该速度进行跑动。在受试者跑动过程中由MAX-II运动心肺功能测试系统记录运动时间、跑动距离。由该系统在运动中全程监控受试者心率，每3 min测一次主观体感觉等级评分（RPE评分）。当受试者运动心率持续在180次/分以上，RPE评分达到19～20分，受试者出现大汗，呼吸困难，跑动动作明显不协调，在反复鼓励后仍不能继续跑动时停止。

1.3 观察指标

在实验前早晨7点和运动结束后4小时采集两组受试者空腹肘正中静脉血3 ml。血液指标采集后完成后先静置30 min,再用3000 r/min离心机离心20分钟，采取离心后的血清置于-20°C冰箱保存待测。所有血液指标均在四川大学华西医学中心免疫和生化试验室检测。IgG、IgA和IgM三种指标均采用速率散时比浊分析法测定，结果以g/L表示。测试仪器为Immage 800速率散时比浊分析仪，试剂购买于美国Beckman Coulter公司。

1.4 统计学方法

数据使用SPSS 17.0软件进行统计分析，所有数据均以均数±标准差（s）表示。组内及组间的两两比较采用双因素方差分析，方差齐性时用LSD法进行后效检验，方差不齐时用Tamhane’s T2方法进行后效检验。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 受试者运动时间、运动时最大心率和运动距离比较

随着跑台运动的持续进行，受试者运动能力逐渐下降，可见受试者动作协调性和稳定性逐渐下降,出现动作明显变形；受试者出现大汗、呼吸急促等典型的疲劳症状；受试者逐渐接近或达到力竭状态；在停止跑动后即刻受试者站立和行走困难，需人搀扶方能走下跑台。两组受试者运动过程中的表现和运动持续时间、运动时最大心率、运动距离共同表明本次运动强度符合一次性大强度力竭运动的特点。各组受试者的运动强度相同，两组相比较，差异无统计学意义（P＞0.05），见表2。

表2 受试者运动时间、运动时最大心率和运动距离比较

2.2 受试者实验前后血清IgG、IgM和IgA水平变化

运动后4小时，两组血清IgG均较实验前显著增高，且实验组显著高于对照组。两组血清IgM均升高，实验组血清IgM水平显著升高，差异有统计学意义（P＜0.05）。两组IgA水平均下降，对照组显著下降，差异有统计学意义（P＜0.05），见表3。

表3 两组不同时相血清IgG、IGM和IGA水平比较（±s） g/L

表3 两组不同时相血清IgG、IGM和IGA水平比较（±s） g/L

注：与实验前比较，a P＜0.05；与实验后比较，b P＜0.01

测试指标IgG IgM IgA时间实验前试验后实验前试验后实验前试验后对照组（n=6）9.91±1.73 10.92±1.80a 1.45±0.54 1.48±0.56 1.95±0.11 1.81±0.11a实验组（n=6）9.55±1.09 11.12±1.72b 1.68±0.77 1.79±0.54a 1.47±0.59 1.41±0.72

3 讨论

3.1 运动对免疫球蛋白的影响

人体免疫包括非特异性免疫和特异性免疫，其中特异性免疫可分为细胞免疫和体液免疫。体液免疫效应出现时间快，几分钟至数小时即可出现，参与体液免疫的免疫活性细胞主要是B细胞。抗体是介导体液免疫的重要效应分子，普遍存在于血清中，也存在于组织液、外分泌液和某些细胞膜表面，抗体共有IgG、IgM、IgA、IgE、IgD五种类型。免疫球蛋白的生物学功能包括能识别并特异性与抗原分子结合，在人体内表现出抗菌、抗病毒、抗毒素等多种生理效应；能结合Fc受体，发挥调理吞噬、黏附、介导细胞毒性及超敏反应的作用；能激活补体；能穿过胎盘和黏膜；能对免疫应答进行调节。在运动免疫学研究中主要选取IgG、IgM、IgA三种血清免疫球蛋白作为观察体液免疫功能的代表性指标。

运动对人体免疫功能的影响主要表现在长期有规律地中等强度运动使人体血清免疫球蛋白IgG、IgM、IgA的含量增加,提高人体的免疫功能；长期过度训练和反复力竭运动将导致人体血清免疫球蛋白IgG、IgM、IgA含量降低,引起机体免疫抑制；而急性短时间中等强度运动也可短暂激活人体免疫系统并暂时提高机体免疫功能，但三种免疫球蛋白的变化比较复杂。任保莲的研究发现400 m模拟比赛后，女子田径受试者IgM和IgA水平非常显著增高，IgG水平显著降低［13］。任保莲的另一次研究发现在大运动量训练课结束充分休息70小时后再模拟400 m比赛，女子田径受试者的三种免疫球蛋白均显著升高,其中IgG显著升高［14］。本次实验结果显示，一次性大强度运动后，两组IgG均显著升高；两组IgM均升高，其中实验组IgM显著升高；两组IgA均下降，其中对照组IgA显著下降。一次性大强度运动后，体内的变化对3种免疫球蛋白产生了不同的影响，导致免疫球蛋白指标出现不同的变化，一方面可能与运动的强度、持续时间、运动项目、运动者的年龄、性别、受试者的心理应急等方面有关系［15］；另一方面不同的免疫球蛋白的合成时间和部位、生物学功能及血清含量分布等均有所差别，也可能导致一次性大强度运动后3种免疫球蛋白出现不同变化。

运动免疫学的“开窗”理论认为在一次持续时间长、运动强度大的急性运动后的短暂时间内机体免疫功能可被激活，人体免疫力在一定程度上得到提升，但在机体免疫功能短暂激活之后将是长时间（3～72 h）的免疫功能下降的“开窗”期，此时运动员免疫力降低［16-17］。大量流行病学资料证明运动员在大强度运动训练后，各种感染性疾病如上呼吸道感染、流行性感冒等发生率急剧增高。结合体液免疫可在几分钟或者几小时内快速出现和运动免疫学中的“开窗”期理论，本实验选择运动后4小时进行指标检测，以观察大蒜素对一次性大强度运动后的“开窗”期受试者体液免疫功能的影响。

3.2 大蒜素对一次性大强度运动后受试者体液免疫指标IgG、IgM和IgA的影响

IgG和IgM是全身体液免疫反应的主要效应分子，两者以高浓度遍布全身。IgG主要是脾淋巴细胞结中的浆细胞合成和分泌,约占血清总免疫球蛋白的75%～80%,是再次免疫应答产生的主要抗体，其亲和力高，在人体内广泛分布，被称为机体抗感染的“主力军”。IgM在脾脏和淋巴结中产生，约占血清总免疫球蛋白的10%左右，主要分布于血清中，是抗原刺激诱导体液免疫应答中最先产生的免疫球蛋白，在初次体液免疫应答中最早出现。IgM是人体抗菌和抗感染的高效抗体，在机体的早期防御中起着重要作用，被称为机体抗感染的“先头部队”。本次实验中，一次性大强度运动导致两组IgG和IgM增多，其可能机制是剧烈运动导致机体出现细胞变性和组织损伤等机能变化，这些变化作为来自机体自身的抗原性刺激首先作用于机体抗感染的“先头部队”IgM和在体液免疫的“主力军”IgG，并最终出现一次性大强度后短暂的IgG和IgM升高，即应激以及应激源之间交互作用造成机体体液免疫应答增强［18-20］。根据“开窗”期理论，短暂的IgG和IgM升高可暂时提高机体免疫能力。

实验后发现两组IgG均显著性增高，组间比较发现大蒜素组虽较安慰剂组升高明显但差异无统计学意义。体液免疫应答包括初次应答和再次应答，再次免疫应答以IgG为主，运动后4小时大蒜素组IgG有明显升高趋势，推测大蒜素具有激发机体再次免疫应答能力，提高机体免疫力的作用。实验后比较发现大蒜素组的IgM显著增高而安慰剂组虽增高但无显著性差异，表明大蒜素能够提高机体体液免疫能力。早期研究发现大蒜素能够提高肿瘤患者血清IgG、IgM和IgA水平，近期研究也发现大蒜素能够提高B淋巴细胞生长因子IL-4和IgG水平，对白色念珠菌感染的免疫抑制小鼠有良好的治疗作用,提示大蒜素可增强体液免疫功能［21］。大蒜素具有以上作用的机制一方面是大蒜属于免疫激发性中草药，可直接作用于B细胞，提高B细胞的活化、增殖和分化［22］。另一方面,大蒜素具有激活T细胞的作用，提高机体细胞免疫功能［23］。活化的T细胞可提供使B细胞活化的第二信号，同时T细胞分泌的细胞因子可促进B细胞的活化、增殖和分化，B细胞活化可以导致免疫球蛋白的分泌增加。在大蒜素的以上两种机制共同作用下B细胞被活化并导致抗感染的“先头军”IgM分泌增加。以上实验结果提示大蒜素能够提高一次性大强度运动后机体免疫球蛋白的含量，增强体液免疫应答能力,提高体液免疫能力。

IgA是黏膜相关淋巴样组织产生,主要是由肠系膜淋巴B细胞在Th细胞的辅助下分化增殖成为浆细胞后产生。血清型IgA为单体，主要存在血清中，约占血清总免疫球蛋白的10%～15%左右，可介导调理吞噬ADCC作用。IgA的作用效应持续时间较长是参与机体特异性体液免疫的重要因素之一。在“开窗”期内，IgA在膜免疫机制中起着举足轻重的作用，IgA的降低将减少膜免疫机制，增加受试者亚临床和临床感染的危险。研究发现一次性大强度运动将导致IgA显著下降，并在运动后3小时开始回升［24］，本次实验结果发现运动4小时对照组IgA显著下降，实验组IgA略下降但接近实验前水平，推测大蒜素组IgA恢复更快，在运动后4小时已经恢复到接近实验前水平，其机制也可能是大蒜素直接或间接促进了B细胞的活化并导致IgA分泌增加，可促进大强度运动后IgA水平的快速恢复，增强体液免疫应答能力，降低受试者在“开窗”期内由于膜免疫机制下降的所导致的亚临床和临床感染的风险。

4 小结

一次性大强度运动后，实验组IgM较对照组显著增加，实验组IgA较对照组能更迅速恢复到实验前水平，推测大蒜素能提高受试者在“开窗”期内的体液免疫应答能力，降低受试者在“开窗”期内亚临床和临床感染的风险。