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高強(qiáng)度力量訓(xùn)練對青年男性淋巴細(xì)胞凋亡的影響及其機(jī)制研究

2018-03-01 11:25湯靜
山東體育學(xué)院學(xué)報 2018年6期
關(guān)鍵詞:凋亡力量訓(xùn)練淋巴細(xì)胞

摘 要: 目的:觀察高強(qiáng)度力量訓(xùn)練(HST)或中等強(qiáng)度力量訓(xùn)練(MST)對淋巴細(xì)胞凋亡的影響并探討其可能機(jī)制。方法:20名青年男性分別進(jìn)行一次急性HST和MST,分別于訓(xùn)練前、訓(xùn)練后即刻、訓(xùn)練后3 h以及訓(xùn)練后24 h取靜脈血測定淋巴細(xì)胞凋亡率、線粒體膜電位(MMP)、CD95受體、Bcl-2蛋白表達(dá)以及血清腫瘤壞死因子α(TNF-α)、白細(xì)胞介素6(IL-6)、C-反應(yīng)蛋白(CRP)和皮質(zhì)醇含量。將新鮮淋巴細(xì)胞與HST前的血清、HST后3 h的血清、米非司酮(MIF,糖皮質(zhì)激素受體阻斷劑)預(yù)處理的HST后3 h血清以及單獨(dú)加入介質(zhì)(分別為L-乳酸、rIL-6、rCRP和皮質(zhì)醇)的培養(yǎng)基共培養(yǎng)24 h,用流式細(xì)胞儀檢測淋巴細(xì)胞凋亡率。結(jié)果:HST后3 h 淋巴細(xì)胞凋亡率、CD95受體、血清IL-6、CRP和皮質(zhì)醇升高(P<0.05),MMP和Bcl-2蛋白表達(dá)降低(P<0.05),24 h時除Bcl-2蛋白仍低于訓(xùn)練前(P<0.05)外,上述其他各指標(biāo)均恢復(fù)至訓(xùn)練前水平(P>0.05)。HST后3 h血清皮質(zhì)醇含量與淋巴細(xì)胞凋亡率顯著正相關(guān)(r=0.69,P<0.05)。MST后所有指標(biāo)均無顯著性變化(P>0.05)。HST后3 h血清與淋巴細(xì)胞共培養(yǎng)后細(xì)胞凋亡率明顯高于訓(xùn)練前血清(P<0.05)。將淋巴細(xì)胞與單一血清介質(zhì)進(jìn)行共培養(yǎng),其中L-乳酸、rIL-6和rCRP對淋巴細(xì)胞凋亡率均無顯著性影響(P>0.05),皮質(zhì)醇則明顯提高淋巴細(xì)胞凋亡率(P<0.05),在訓(xùn)練后3 h血清中加入MIF則顯著降低淋巴細(xì)胞凋亡率(P<0.05)。結(jié)論:力量訓(xùn)練誘導(dǎo)淋巴細(xì)胞凋亡存在運(yùn)動強(qiáng)度依賴性,皮質(zhì)醇經(jīng)由糖皮質(zhì)激素受體介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路可能參與了高強(qiáng)度力量訓(xùn)練誘導(dǎo)淋巴細(xì)胞凋亡的過程。

關(guān)鍵詞: 力量訓(xùn)練;淋巴細(xì)胞;凋亡;機(jī)制

中圖分類號:G804.2?? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A? 文章編號:1006-2076(2018)06-0091-08

Abstract: Objective: To observe effects of high-intensity strength training (HST) and moderate-intensity strength training (MST) on lymphocyte apoptosis in jnvenile males and investigate the possible mechanism. Methods: 20 jnvenile males performed a bout of acute HST and MST, apoptotic rate of lymphocytes, mitochondrial membrane potential (MMP), CD95 receptor, Bcl-2 protein as well as serum tumor necrosis factor-α (TNF-α), interleukin-6 (IL-6), C-reaction protein (CRP) [JP+1]and cortisol content were measured in venous blood before training, immediate after training, 3 h?and 24 h after training respectively. Freshly isolated lymphocytes and serum of pre-HST, serum of 3 h after HST, mifepristone (MIF, glucocorticoid receptor blocking pharmacon) preconditioning of 3 h after HST, medium of selected serum parameters (L-lactic acid, rIL-6, rCRP and cortisol) incubated for 24 h and apoptotic rate of lymphocytes was determined by flow cytometer. Results:Apoptotic rate of lymphocytes, CD95 receptor, serum IL-6, CRP and cortisol increased (P<0.05), MMP and Bcl-2 protein expression decreased (P<0.05) 3 h after HST, all indexes above except lowered Bcl-2 protein recovered to pre-training level (P>0.05) 24 h after HST. A significant positive correlation was observed between the increase of apoptosis and cortisol levels (r=0.69, P<0.05) 3 h after HST. There was no significant change of all indicators after MST (P>0.05). Incubation of in serum 3 h after HST indicated an increase apoptotic rate of lymphocytes than serum of pre-training (P<0.05). Selective incubation of lymphocytes in concentrations of selected serum parameters corresponding to levels found post in HST serum demonstrated that L-lactic acid, rIL-6 and rCRP had no effects on apoptotic rate of lymphocytes (P>0.05), while cortisol raised apoptosis (P<0.05). This result was confirmed by attenutation of apoptosis after addition of MIF before incubation in serum 3 h after HST (P<0.05). Conclusion:Strength exercise induced lymphocyte apoptosis in an intensity-dependent way. Cortisol signaling via glucocorticoid receptors might be an important mechanism for lymphocyte apoptosis after strength exercise.

Key words: strength training; lymphocyte; apoptosis; mechanism

力量訓(xùn)練是運(yùn)動員運(yùn)動訓(xùn)練的有機(jī)組成部分,也是提高專項(xiàng)運(yùn)動能力的重要手段[1]。此外,力量訓(xùn)練在大眾健身以及休閑體育中越來越受推崇[2-4]。為刺激機(jī)體產(chǎn)生生理適應(yīng)并提高專項(xiàng)運(yùn)動能力,在力量訓(xùn)練實(shí)踐中常采用一定比例的高強(qiáng)度大負(fù)荷訓(xùn)練內(nèi)容。與有氧運(yùn)動(或耐力訓(xùn)練)相比,力量訓(xùn)練對氧的需求量不高,對心肺刺激較小,其主要靶器官是骨骼肌,運(yùn)動強(qiáng)度由肌肉承載負(fù)重以及最大重復(fù)次數(shù)決定[5]。力量訓(xùn)練常伴隨局部糖原耗竭和乳酸堆積(甚至酸中毒),這是決定運(yùn)動能力的主要生理學(xué)限制因素。高強(qiáng)度力量訓(xùn)練時肌肉承受高張力,加之離心收縮的影響,工作肌的完整性受損并最終導(dǎo)致肌肉損傷以及輕度炎癥反應(yīng)[6]。此外,力量訓(xùn)練還能夠激活下丘腦-垂體-腎上腺皮質(zhì)軸,促進(jìn)腎上腺皮質(zhì)釋放皮質(zhì)醇激素,從而介導(dǎo)應(yīng)激反應(yīng)[7]。因此,高強(qiáng)度力量訓(xùn)練可引發(fā)全身物質(zhì)與能量代謝、炎癥反應(yīng)以及內(nèi)分泌功能的變化。上述因素均可作用于循環(huán)中的淋巴細(xì)胞,誘導(dǎo)其活化甚至凋亡[8]。盡管高強(qiáng)度力量訓(xùn)練廣泛應(yīng)用,然而其對于免疫功能的作用(激活或損害)知之甚少。Yarrow等[9]利用離心收縮誘導(dǎo)肌肉損傷探討神經(jīng)內(nèi)分泌功能的反應(yīng)與適應(yīng),但這一模型與力量訓(xùn)練在實(shí)踐中的應(yīng)用仍存在較大差異。近年來研究者針對不同強(qiáng)度和持續(xù)時間耐力訓(xùn)練(馬拉松跑、劇烈跑臺運(yùn)動或蹬車運(yùn)動等)對淋巴細(xì)胞活化和凋亡的影響進(jìn)行了諸多報道并發(fā)現(xiàn)[10-12],淋巴細(xì)胞凋亡存在運(yùn)動強(qiáng)度依賴性,高強(qiáng)度劇烈運(yùn)動誘導(dǎo)其凋亡,而中等強(qiáng)度運(yùn)動則并無此效應(yīng)。但不同運(yùn)動方式(如力量訓(xùn)練、高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練)等對于淋巴細(xì)胞凋亡的作用和機(jī)制目前尚缺乏研究。

業(yè)已證實(shí),多種介質(zhì)參與了運(yùn)動誘導(dǎo)淋巴細(xì)胞凋亡的病理生理過程[13]。研究表明,細(xì)胞內(nèi)外pH值的變化可調(diào)控細(xì)胞凋亡。劇烈運(yùn)動時乳酸大量產(chǎn)生,血液pH下降,繼而導(dǎo)致細(xì)胞凋亡甚至壞死。Samuvel等[14]的研究表明,在巨噬細(xì)胞中,乳酸可作為信號分子導(dǎo)致炎癥因子表達(dá)上調(diào)。而劇烈運(yùn)動亦可誘導(dǎo)全身炎癥反應(yīng),同時伴急性期蛋白和細(xì)胞因子含量升高。多項(xiàng)研究證實(shí),劇烈運(yùn)動上調(diào)腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)、白細(xì)胞介素6(interleukin-6,IL-6)和C-反應(yīng)蛋白(C-reaction protein,CRP)水平,上述介質(zhì)可造成多種類型細(xì)胞發(fā)生凋亡[15]。此外,糖皮質(zhì)激素(glucocorticoids,GC)如皮質(zhì)醇(cortisol)或皮質(zhì)酮(corticosterone)可誘發(fā)淋巴細(xì)胞凋亡[12]。小鼠胸腺細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)中給予與劇烈運(yùn)動時相同濃度的皮質(zhì)酮同樣可誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡[16],提示GC信號途徑在運(yùn)動誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡中起重要作用。此外,運(yùn)動前給予小鼠GC受體拮抗劑——米非司酮(mifepristone,MIF)預(yù)處理可抑制胸腺細(xì)胞DNA碎片化[17]。

本研究的目的旨在觀察高強(qiáng)度力量訓(xùn)練(high-intensity strength training,HST)或中等強(qiáng)度力量訓(xùn)練(moderate-intensity strength training,MST)對淋巴細(xì)胞凋亡的影響并探討其可能機(jī)制。由于力量訓(xùn)練可誘導(dǎo)物質(zhì)代謝、炎癥因子和激素的變化,因此我們將淋巴細(xì)胞進(jìn)行體外培養(yǎng),觀察與HST實(shí)驗(yàn)時相同濃度的乳酸、IL-6、CRP和皮質(zhì)醇是否可誘導(dǎo)其凋亡。我們假設(shè),力量訓(xùn)練誘導(dǎo)淋巴細(xì)胞凋亡存在運(yùn)動強(qiáng)度依賴性,其機(jī)制可能與血清中多種介質(zhì)的變化有關(guān)。

1 對象與方法

1.1 研究對象

20名青年男性,年齡(25.6±2.7)歲,身高(1.78±0.02)m,體重(77.2±8.9)kg,身體質(zhì)量指數(shù)(body mass index,BMI)為(24.3±2.8)kg/m2。告知其實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)意義以及潛在風(fēng)險后,表示自愿參加本試驗(yàn)并簽訂知情同意書。受試者身體健康、無心血管疾病、代謝性疾病、急慢性感染、煙酒嗜好以及服用藥物,未經(jīng)過專業(yè)訓(xùn)練,包括力量訓(xùn)練或耐力訓(xùn)練,即每周規(guī)律運(yùn)動時間低于3 h/周。囑受試者實(shí)驗(yàn)前48 h清淡飲食,禁止劇烈運(yùn)動、飲用咖啡、吸煙以及飲酒。

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計

受試者共進(jìn)行4次實(shí)驗(yàn)室測試,每次間隔7天。第1次:熟悉實(shí)驗(yàn)流程與器械使用方法,測定身體形態(tài)學(xué)參數(shù)(身高、體重、BMI);第2次:利用訓(xùn)練器械測定最大重復(fù)次數(shù)(repetition maximum,RM);第3次:受試者進(jìn)行一次HST并取靜脈血;第4次:進(jìn)行一次MST并取靜脈血。分別于訓(xùn)練前、訓(xùn)練后即刻、訓(xùn)練后3 h以及訓(xùn)練后24 h取靜脈血5 mL,一部分全血用于細(xì)胞計數(shù)和淋巴細(xì)胞分離,另一部分全血離心(4℃,3 000 r/min)后取血清于-20℃冰箱凍存待測炎癥因子和激素水平。

1.3 RM測試

利用8種不同的訓(xùn)練器械測試肌肉的最大力量,即1 RM,測試動作與動員主要肌群分別為:1)臥推(bench press)——胸大肌;2)背闊肌下拉(latissimus pull-downs)——背闊肌;3)坐姿拉力器劃船(seated rows)——斜方肌和背闊肌;4)肩部推舉(shoulder press)——三角肌;5)腿屈伸(leg press)——股四頭肌;6)肩部下拉(shoulder pull-downs)——肱三頭肌;7)前臂彎舉(biceps curls)——肱二頭肌;8)腿彎舉(leg curls)——腘繩肌。先進(jìn)行充分的準(zhǔn)備活動(慢跑和拉伸),然后通過增減配重找出只能重復(fù)10次(10 RM)對應(yīng)的負(fù)荷重量,此重量除以0.75,即為1 RM[18]。測試1 RM的目的在于進(jìn)行力量訓(xùn)練時控制每名受試者的負(fù)荷保持在同一相對運(yùn)動強(qiáng)度上。

1.4 力量訓(xùn)練方案

力量訓(xùn)練于清晨8[KG-*3]∶[KG-*3]00開始。一般性準(zhǔn)備活動(慢跑和拉伸)后進(jìn)行專項(xiàng)準(zhǔn)備活動,即以30%1 RM強(qiáng)度練習(xí)1.3中的8個動作,每個動作重復(fù)15次,共1組。休息10 min后進(jìn)行一次HST,強(qiáng)度為75%1 RM,完成上述8個動作。間隔7天后,受試者于同一時間、相同動作模式完成一次MST,強(qiáng)度為60%1 RM。為保證兩次測試只存在運(yùn)動強(qiáng)度差異,MST時每組完成8次,HST時每組完成10次(HST完成次數(shù)是MST的75%/60%=1.25倍),共3組,每個動作完成后間歇2 min,組間(8個動作為1組)間歇3 min,持續(xù)時間約90 min。訓(xùn)練前、每組訓(xùn)練后測定心率(heart rate,HR)和乳酸(lactic acid,La),儀器分別為Polar S810型遙測心率表(芬蘭)和YSI-1500型血乳酸分析儀(美國)。

1.5 白細(xì)胞計數(shù)

取EDTA抗凝血300 μL,利用五分類血細(xì)胞分析儀(LH750,美國貝克曼庫爾特公司)測定白細(xì)胞計數(shù)、淋巴細(xì)胞計數(shù)和粒細(xì)胞計數(shù)。

1.6 淋巴細(xì)胞分離

利用密度梯度離心法分離淋巴細(xì)胞。取抗凝血2 mL,用Hanks液等倍稀釋后加入等體積淋巴細(xì)胞分離液,2 000 r/min離心30 min,棄上清并收集淋巴細(xì)胞層。

1.7 細(xì)胞表面凋亡、壞死標(biāo)志物,細(xì)胞活化以及線粒體膜電位檢測

用Annexin-V FITC和碘化丙啶(propidium iodide,PI)標(biāo)記淋巴細(xì)胞分別測定凋亡和壞死。線粒體膜電位(mitochondrial membrane potential,MMP)用DiOC6熒光染色法測定,即取105細(xì)胞以40 nm DiOC6染色30 min。為進(jìn)一步檢測淋巴細(xì)胞表型和功能,用CD95受體(Fas受體)、CD95配體(Fas配體)和CD69(細(xì)胞激活表面標(biāo)志物)抗體標(biāo)記細(xì)胞,用流式細(xì)胞儀(Beckman,德國)檢測分析。

1.8 Bcl-2蛋白檢測

利用Western immunoblotting法檢測Bcl-2蛋白含量。裂解液裂解淋巴細(xì)胞后測定總蛋白含量,取20 μg蛋白樣品經(jīng)15% SDS-PAGE分離轉(zhuǎn)移于PVDF膜。一抗孵育過夜,二抗孵育1 h,ECL顯影。采用凝膠系統(tǒng)分析系統(tǒng)掃描各條帶灰度值,以甘油醛-3-磷酸脫氫酶(glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase,GAPDH)為內(nèi)參蛋白,計算各組條帶的相對表達(dá)量。

1.9 炎癥因子和激素水平測定

血清TNF-α、IL-6和CRP用高敏酶聯(lián)免疫吸附(Enzyme-Linked Immunosorbent Assay,ELISA)法測定,儀器為BIO-RAD Model 680型酶標(biāo)儀(美國);皮質(zhì)醇用電化學(xué)發(fā)光免疫法測定,儀器為FMQ-9013C型γ放免分析儀。

1.10 淋巴細(xì)胞培養(yǎng)

為檢測上述血清各參數(shù)對于淋巴細(xì)胞凋亡的影響,取健康、無運(yùn)動經(jīng)歷的青年男性受試者的全血5 mL并分離淋巴細(xì)胞。將淋巴細(xì)胞與受試者HST訓(xùn)練前的血清以及訓(xùn)練后3 h的血清共培養(yǎng)24 h,血清濃度均為50%。為檢驗(yàn)不同血清介質(zhì)對淋巴細(xì)胞凋亡的作用,將細(xì)胞在加入介質(zhì)的培養(yǎng)基(RPMI 1640)中培養(yǎng)24 h,介質(zhì)分別為L-乳酸(16 mmol/L)、重組IL-6(recombinant IL-6,rIL-6)(25 pg/mL)、rCRP(4 μg/mL)以及皮質(zhì)醇(30 μg/mL),相應(yīng)濃度為HST后3 h的最高值。為探討皮質(zhì)醇的作用,將淋巴細(xì)胞與加入MIF(GC受體阻斷劑)的HST血清共孵育。用流式細(xì)胞儀(Beckman,德國)檢測淋巴細(xì)胞凋亡率。

1.11 統(tǒng)計學(xué)處理

所有數(shù)據(jù)均用SPSS 20.0統(tǒng)計軟件進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析處理,結(jié)果用“平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差”表示。同一時間點(diǎn)不同強(qiáng)度訓(xùn)練(HST vs. MST)比較使用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn);同一強(qiáng)度訓(xùn)練不同時間點(diǎn)(訓(xùn)練前、訓(xùn)練后3 h和訓(xùn)練后24 h)比較使用重復(fù)測量方差分析,多重比較使用LSD檢驗(yàn);使用Pearson相關(guān)對變量之間的關(guān)聯(lián)性進(jìn)行分析。P<0.05為具有統(tǒng)計學(xué)差異。

2 結(jié)果

2.1 1 RM測試結(jié)果以及不同強(qiáng)度力量訓(xùn)練的生理反應(yīng)

1 RM測試結(jié)果與HST每組訓(xùn)練重復(fù)次數(shù)見表1。1 RM測試結(jié)果與肌肉體積密切相關(guān),肱三頭?。绮肯吕┝α孔钚?,而股四頭?。ㄍ惹欤┝α孔畲?。HST時每組訓(xùn)練重復(fù)次數(shù)從8.2(肩部推舉,三角?。?5.2(腿屈伸,股四頭?。?。

HST和MST后HR和La均較訓(xùn)練前明顯升高(P<0.05),HST訓(xùn)練后HR和La均高于MST(P<0.05)(見表2)。

HST和MST后3 h白細(xì)胞和粒細(xì)胞計數(shù)顯著增多(P<0.05),HST白細(xì)胞計數(shù)和粒細(xì)胞高于MST(P<0.05),訓(xùn)練后24 h均恢復(fù)至訓(xùn)練前水平(P>0.05),因此白細(xì)胞增多主要是粒細(xì)胞增加造成的。HST后3 h淋巴細(xì)胞減少(P<0.05),訓(xùn)練后24 h恢復(fù)(P>0.05);MST后淋巴細(xì)胞無顯著性變化(P>0.05)(見表3)。

2.2 淋巴細(xì)胞凋亡及相關(guān)標(biāo)志物的變化

HST后3 h 淋巴細(xì)胞凋亡率(Annexin-V陽性)顯著升高(P<0.05),24 h恢復(fù)至訓(xùn)練前水平(P>0.05);HST后3 h MMP顯著降低,(P<0.05),24 h恢復(fù)(P>0.05)。MST后淋巴細(xì)胞凋亡率和MMP均無顯著性變化(P>0.05)。淋巴細(xì)胞壞死率(PI陽性)在HST和MST后均無顯著性變化(P>0.05)(見圖1~圖3)。

凋亡相關(guān)表面標(biāo)志物中,CD95陽性細(xì)胞(Fas受體)在HST后3 h顯著升高(P<0.05),而CD95配體(Fas配體)無顯著性變化(P>0.05)。MST后死亡受體(CD95和CD95配體)的表達(dá)均無顯著性變化(P>0.05)。淋巴細(xì)胞激活標(biāo)志物CD69在HST和MST后均無顯著性變化(P>0.05)(見圖4~圖6)。

HST后3 h淋巴細(xì)胞Bcl-2蛋白含量顯著降低(P<0.05)并一直持續(xù)至訓(xùn)練后24 h(P<0.05)。MST后Bcl-2蛋白含量無顯著性變化(P>0.05)(見圖7)。

2.3 炎癥因子和激素的變化

HST后3 h IL-6、CRP和皮質(zhì)醇顯著性增高(P<0.05),TNF-α無顯著性變化(P>0.05);MST后各指標(biāo)均無顯著性變化(P>0.05)。HST后3 h血清皮質(zhì)醇含量與淋巴細(xì)胞凋亡率顯著正相關(guān)(r=0.69,P<0.05)(見表4)。

2.4 體外淋巴細(xì)胞與血清介質(zhì)共培養(yǎng)后淋巴細(xì)胞凋亡率的變化

HST后3 h血清與淋巴細(xì)胞共培養(yǎng)后淋巴細(xì)胞凋亡率明顯高于訓(xùn)練前血清(P<0.05)。將淋巴細(xì)胞與單一血清介質(zhì)進(jìn)行共培養(yǎng),其中L-乳酸、rIL-6和rCRP對淋巴細(xì)胞凋亡率均無顯著性影響(P>0.05),皮質(zhì)醇則明顯提高淋巴細(xì)胞凋亡率(P<0.05),在訓(xùn)練后3 h血清中加入MIF則顯著降低淋巴細(xì)胞凋亡率(P<0.05)(見圖8)。

3 討論

本研究發(fā)現(xiàn),高強(qiáng)度力量訓(xùn)練后淋巴細(xì)胞凋亡明顯增加,同時伴MMP降低,Bcl-2表達(dá)下調(diào),CD95(Fas受體)表達(dá)上調(diào)。盡管HST后乳酸明顯升高并出現(xiàn)輕度炎癥反應(yīng),[JP+1]但血清皮質(zhì)醇可能是誘導(dǎo)淋巴細(xì)胞凋亡的主要介質(zhì)(因子)。這一推論在離體實(shí)驗(yàn)中得到證實(shí),即淋巴細(xì)胞與皮質(zhì)醇共培養(yǎng)可造成細(xì)胞凋亡率增加,而HST后血清用GC受體拮抗劑MIF預(yù)處理后再與淋巴細(xì)胞共培養(yǎng)可減少細(xì)胞凋亡。此外,相關(guān)分析進(jìn)一步證實(shí)皮質(zhì)醇的效應(yīng),即HST后3 h血清皮質(zhì)醇含量與淋巴細(xì)胞凋亡率顯著正相關(guān)(r=0.69)。

本研究證實(shí)了先前的假設(shè),即中等強(qiáng)度力量訓(xùn)練并未誘導(dǎo)淋巴細(xì)胞凋亡,而高強(qiáng)度力量訓(xùn)練后淋巴細(xì)胞凋亡率明顯增加,同時伴MMP降低以及CD95表達(dá)上調(diào),提示力量訓(xùn)練誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡存在運(yùn)動強(qiáng)度依賴性,這與前人針對耐力訓(xùn)練的研究結(jié)果一致[19] ADDINKYMRREF{A1B87CEC-871D-4DCF-ADCA-37F27FFA21B1}225 。Mooren等[20] ADDINKYMRREF{A1B87CEC-871D-4DCF-ADCA-37F27FFA21B1}230 的研究同樣證實(shí),馬拉松跑后CD69和CD95表達(dá)增加,提示劇烈運(yùn)動產(chǎn)生激活誘導(dǎo)性細(xì)胞死亡(activation-induced cell death)效應(yīng)。但由于CD69表達(dá)無顯著性變化,因此本研究并未觀察到淋巴細(xì)胞激活,可能與受試對象、運(yùn)動方式、運(yùn)動時間、運(yùn)動強(qiáng)度以及取血時機(jī)等因素有關(guān)。

Bcl-2作為抗凋亡蛋白分布于細(xì)胞內(nèi)膜,其主要作用在于通過抑制凋亡前體蛋白如細(xì)胞色素C等釋放入胞漿,繼而維持線粒體的完整性[21] ADDINKYMRREF{A1B87CEC-871D-4DCF-ADCA-37F27FFA21B1}231 。在本研究中,HST后3 h Bcl-2表達(dá)量顯著下降并持續(xù)至HST后24 h,而此時淋巴細(xì)胞凋亡率和MMP均恢復(fù)至安靜時水平,因此我們推測,Bcl-2下調(diào)在時序上應(yīng)早于MMP降低,即Bcl-2下調(diào)是MMP降低的原因。研究也證實(shí),Bcl-2下調(diào)增加細(xì)胞凋亡敏感性,然而Bcl-2本身并不能誘導(dǎo)凋亡,需要其他因子參與。運(yùn)動對淋巴細(xì)胞Bcl-2表達(dá)量的調(diào)節(jié)在Ferrer等[21] ADDINKYMRREF{A1B87CEC-871D-4DCF-ADCA-37F27FFA21B1}231 的研究中亦得到證實(shí),但具體機(jī)制尚未明確。已證實(shí),運(yùn)動誘導(dǎo)自由基增多導(dǎo)致的氧化應(yīng)激狀態(tài)可下調(diào)Bcl-2表達(dá)[21] ADDINKYMRREF{A1B87CEC-871D-4DCF-ADCA-37F27FFA21B1}231 。由于高強(qiáng)度力量訓(xùn)練同樣可誘導(dǎo)自由基增加,因此氧化應(yīng)激可能是本研究中HST后3 h和24 h Bcl-2表達(dá)持續(xù)下降的主要原因。

為驗(yàn)證HST后的血清介質(zhì)是否可誘導(dǎo)淋巴細(xì)胞凋亡,本研究進(jìn)一步進(jìn)行體外實(shí)驗(yàn),結(jié)果發(fā)現(xiàn),HST后3 h血清與淋巴細(xì)胞共培養(yǎng)后淋巴細(xì)胞凋亡率明顯高于訓(xùn)練前血清與淋巴細(xì)胞共培養(yǎng),提示血清中某些介質(zhì)可誘導(dǎo)淋巴細(xì)胞凋亡。為探尋誘導(dǎo)淋巴細(xì)胞凋亡的確切血清介質(zhì),將淋巴細(xì)胞與單一血清介質(zhì)(分別為L-乳酸、rIL-6、rCRP和皮質(zhì)醇)進(jìn)行共培養(yǎng)。由于乳酸可作為信號分子誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞中炎癥因子表達(dá)上調(diào),而且酸中毒也是淋巴細(xì)胞凋亡的誘因之一,因此本研究利用L-乳酸與淋巴細(xì)胞共培養(yǎng),結(jié)果卻未發(fā)現(xiàn)細(xì)胞凋亡增加。這一結(jié)果在Mooren等[22] ADDINKYMRREF{A1B87CEC-871D-4DCF-ADCA-37F27FFA21B1}232 的研究中也得到了證實(shí),即馬拉松跑后乳酸輕度增加而淋巴細(xì)胞凋亡率卻未明顯升高。此外,本研究還發(fā)現(xiàn),體外炎癥因子rIL-6和rCRP對淋巴細(xì)胞凋亡率均無顯著性影響。在Neubauer等[23] ADDINKYMRREF{A1B87CEC-871D-4DCF-ADCA-37F27FFA21B1}233 和Reichhold等[24] ADDINKYMRREF{A1B87CEC-871D-4DCF-ADCA-37F27FFA21B1}234 的研究中,CRP和IL-6與淋巴細(xì)胞凋亡率并無顯著性關(guān)聯(lián)。僅有一項(xiàng)研究報道[23] ADDINKYMRREF{A1B87CEC-871D-4DCF-ADCA-37F27FFA21B1}233 ,鐵人三項(xiàng)運(yùn)動員運(yùn)動后即刻IL-6含量與壞死細(xì)胞數(shù)量顯著正相關(guān)。本研究中,PI標(biāo)記的淋巴細(xì)胞壞死率在不同強(qiáng)度力量訓(xùn)練后均無顯著性變化,由此推測,在Neubauer等[23] ADDINKYMRREF{A1B87CEC-871D-4DCF-ADCA-37F27FFA21B1}233 的實(shí)驗(yàn)中,由于運(yùn)動后IL-6升高了50倍(本研究約升高7倍),淋巴細(xì)胞不僅發(fā)生凋亡且部分細(xì)胞可能發(fā)生壞死。

Kraemer等[25] ADDINKYMRREF{A1B87CEC-871D-4DCF-ADCA-37F27FFA21B1}235 發(fā)現(xiàn),高強(qiáng)度力量訓(xùn)練后皮質(zhì)醇含量顯著增加。研究認(rèn)為,皮質(zhì)醇增加通過影響淋巴細(xì)胞遷移方式或誘導(dǎo)其凋亡從而導(dǎo)致運(yùn)動后淋巴細(xì)胞數(shù)量減少(即淋巴細(xì)胞減少癥)[26] ADDINKYMRREF{A1B87CEC-871D-4DCF-ADCA-37F27FFA21B1}240 。本研究證實(shí),皮質(zhì)醇在誘導(dǎo)淋巴細(xì)胞凋亡中起主要作用。將HST后3 h濃度相當(dāng)?shù)钠べ|(zhì)醇單獨(dú)與健康淋巴細(xì)胞共培養(yǎng)后細(xì)胞凋亡率明顯增加,而在HST后3 h血清中加入MIF則顯著降低淋巴細(xì)胞凋亡,提示GC受體可能是細(xì)胞凋亡通路中的重要信號分子,皮質(zhì)醇誘導(dǎo)淋巴細(xì)胞凋亡是通過GC受體介導(dǎo)和實(shí)現(xiàn)的。GC受體激活前與熱休克蛋白90(heat shock protein 90,HSP90)相連接,當(dāng)與其配體結(jié)合時,HSP90與GC受體分離,受體-激素復(fù)合物轉(zhuǎn)移進(jìn)入細(xì)胞核并反式激活包括凋亡基因在內(nèi)的多種基因,進(jìn)而促進(jìn)其表達(dá)(轉(zhuǎn)錄和翻譯)[27] ADDINKYMRREF{A1B87CEC-871D-4DCF-ADCA-37F27FFA21B1}239 。因此,GC誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡并非直接通過經(jīng)典的外源性或內(nèi)源性凋亡途徑介導(dǎo)。然而,CD95表達(dá)上調(diào)同時細(xì)胞凋亡增加,提示外源性細(xì)胞凋亡途徑被激活。Schmidt等[28] ADDINKYMRREF{A1B87CEC-871D-4DCF-ADCA-37F27FFA21B1}236 證實(shí)在單核細(xì)胞中存在GC誘導(dǎo)的CD95依賴性凋亡途徑。然而運(yùn)動中上述信號途徑的相互作用尚不清楚。本研究結(jié)果顯示,Bcl-2下調(diào)與皮質(zhì)醇誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡存在關(guān)聯(lián)。有研究證實(shí)[29-30] ADDINKYMRREF{A1B87CEC-871D-4DCF-ADCA-37F27FFA21B1}237,{A1B87CEC-871D-4DCF-ADCA-37F27FFA21B1}238 ,Bcl-2過表達(dá)能夠抑制GC誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡作用,Bcl-2缺失小鼠出現(xiàn)暴發(fā)性淋巴細(xì)胞凋亡,用GC處理后則加速細(xì)胞死亡。結(jié)合本研究結(jié)果我們認(rèn)為,高強(qiáng)度運(yùn)動時,Bcl-2水平?jīng)Q定了GC誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的敏感性。

4 結(jié)論

力量訓(xùn)練誘導(dǎo)淋巴細(xì)胞凋亡存在運(yùn)動強(qiáng)度依賴性,皮質(zhì)醇經(jīng)由糖皮質(zhì)激素受體介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路可能參與了高強(qiáng)度力量訓(xùn)練誘導(dǎo)淋巴細(xì)胞凋亡的病理生理過程。

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