覃飛 趙杰修 王松濤 郝選明

摘????? 要：探討低強(qiáng)度激光對(duì)運(yùn)動(dòng)性免疫抑制導(dǎo)致的肺組織炎癥的調(diào)理作用。將8周齡雄性SD大鼠104只隨機(jī)分為安靜對(duì)照組、運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練組、小劑量低強(qiáng)度激光+運(yùn)動(dòng)組、大劑量低強(qiáng)度激光+運(yùn)動(dòng)組。運(yùn)動(dòng)各組進(jìn)行跑臺(tái)訓(xùn)練，每次30 min，每天1次，每周6 d，持續(xù)6周。采用遞增負(fù)荷強(qiáng)度（跑臺(tái)速度第1周10 m/min、第2周20 m/min，從第3周開始，每周遞增5 m/min，至第6周達(dá)到40 m/min）。激光干預(yù)采用氦氖激光鼻腔外照射（訓(xùn)練1次/d，2 min/次）。輻射功率小劑量組為1 mW （6.8 J/cm²），大劑量組2 mW （13.6 J/cm²）。分別于訓(xùn)練前及訓(xùn)練的第2、4、6周周末取材，檢測(cè)肺灌洗液中sIgA、CRP、IL-4、IL-10、TNF-α、ICAM-1含量;分析肺組織中CD4⁺和CD8⁺陽性蛋白表達(dá)，并對(duì)肺臟進(jìn)行組織形態(tài)學(xué)觀察。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：1）6周遞增負(fù)荷訓(xùn)練期間，大鼠肺臟中促炎因子（TNF-α和ICAM-1）顯著上升，抗炎因子（IL-4和IL-10）及sIgA、CD4⁺與CD8⁺比值顯著下降。肺組織局部出血、膿液滲出、炎性細(xì)胞浸潤逐漸加重。2）小劑量低強(qiáng)度激光照射可顯著延緩運(yùn)動(dòng)大鼠肺組織上述變化，對(duì)抗炎因子和形態(tài)學(xué)的影響尤為顯著;而大劑量低強(qiáng)度激光的干預(yù)效果隨照射療程的延長呈下降趨勢(shì)。結(jié)果說明：小劑量的低強(qiáng)度激光鼻部照射可顯著促進(jìn)6周遞增負(fù)荷訓(xùn)練大鼠的免疫機(jī)能和肺組織炎癥反應(yīng)的改善，其調(diào)節(jié)過程主要是通過上調(diào)抗炎因子的合成，促使“促炎-抗炎”細(xì)胞因子平衡。

關(guān)? 鍵? 詞：運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué);運(yùn)動(dòng)性免疫抑制;低強(qiáng)度激光;肺臟;細(xì)胞因子;大鼠

中圖分類號(hào)：G804.5??? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A??? 文章編號(hào)：1006-7116（2019）01-0137-08

Effects of low-power laser on the process of lung inflammation reaction of

rats with exercise-induced immunosuppression

QIN Fei^1，2，ZHAO Jie-xiu²，WANG Song-tao³，HAO Xuan-min³

（1.School of Physical Education，Jinan University，Guangzhou 510032，China;2.China Institute of Sport Science，Beijing 100061，China;3.School of Physical Education，South China Normal University，Guangzhou 510006，China）

Abstract： In order to probe into low-power lasers function on regulating lung tissue inflammation caused by exercise-induced immunosuppression， the authors divided 104 8-week old male SD rats randomly into a calm control group， an exercise training group， a small-dose low-power laser + exercise group， and a big-dose low-power laser + exercise group. The rats in the exercise groups carried out treadmill training for 6 weeks continuously， 30min/time， 1 time/day， 6 days/week. The authors used incremental load intensities （treadmill speed： 10m/min in week 1， 20m/min in week 2， then increased incrementally by 5m/min per week， starting from week 3， to 40m/min in week 6）. Laser intervention used was He-Ne laser nasal external irradiation （1 time/day on training days， 2min/time）. The irradiation power was 1mW （6.8 J/cm²） for the small-dose group， 2mW （13.6 J/cm²） for the big-dose group. The authors took samples respectively before training and at the ends of weeks 2， 4 and 6， measured the contents of sIgA， CRP， IL-4， IL-10， TNF-α and ICAM-1 in the bronchoalveolar lavage fluid， analyzed the expressions of positive proteins CD4⁺ and CD8⁺ in the lung tissues， and carried out histomorphological observation on the lungs， and revealed the following findings： 1） during the 6-week incremental load training period， in the rats lungs， pro-inflammation cytokines TNF-α and ICAM-1 increased significantly， anti-inflammation cytokines IL-4 and IL-10 as well as sIgA and the ratio of CD4⁺ to CD8⁺ decreased significantly; the lung tissues showed local breeding， pus exudation， and gradually worsening inflammatory cell infiltration; 2） small-dose low-power laser irradiation can significantly slow the said changes of the exercise rats lung tissues， its effects on anti-inflammation cytokines and morphology were especially significant; while the effect of big-dose low-power laser intervention showed a trend of decreasing as the irradiation process extended. The said findings indicate the followings： small-dose low-power laser nasal irradiation can significantly promote the improvement of immune function and lung tissue inflammation reaction of the rats carrying out 6-week incremental load training， its regulating process is mainly to promote the balance between pro-inflammation cytokines and anti-inflammation cytokines by up-regulating the synthesis of anti-inflammation cytokines.

Key words：sports medicine;exercise-induced immunosuppression;low-power laser;lung;cytokine;rat

一次和（或）長期大負(fù)荷運(yùn)動(dòng)均可導(dǎo)致機(jī)體的免疫機(jī)能下降，感染性疾病的發(fā)生率增大，即產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)性免疫抑制（Exercise-induced immunosuppression，EIS）。近年來，作為機(jī)體第一道防御屏障的“黏膜免疫”在運(yùn)動(dòng)性免疫抑制中的作用逐漸受到重視。大量流行病學(xué)數(shù)據(jù)^[1-3]證實(shí)，上呼吸道感染是運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練和比賽期間發(fā)病率最高的內(nèi)科疾病，提示呼吸道黏膜是運(yùn)動(dòng)機(jī)體最易受外部環(huán)境影響的部位。外部病原微生物不僅可以在呼吸道黏膜受損部位引發(fā)局部炎癥，還可以通過受損部位進(jìn)入血液或沿呼吸道長驅(qū)直入肺內(nèi)，引發(fā)進(jìn)一步的健康問題。大量流行病學(xué)研究和生活經(jīng)驗(yàn)^[3-4]證實(shí)，機(jī)體在慢性疲勞和（或）急性強(qiáng)烈應(yīng)激狀態(tài)下可發(fā)生肺部炎癥，來源于運(yùn)動(dòng)隊(duì)的調(diào)查也指出職業(yè)運(yùn)動(dòng)員是肺部炎癥的易感人群^[1-3]。并且有學(xué)者指出，由于運(yùn)動(dòng)員身處訓(xùn)練比賽期間的特殊環(huán)境，運(yùn)動(dòng)員患肺炎的基本癥狀和體征可能并不明顯，更容易被忽視^[5-6]。

上述研究說明不適宜的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷可通過損傷黏膜免疫功能而影響呼吸系統(tǒng)的健康。但目前尚缺乏長期大負(fù)荷訓(xùn)練與呼吸道黏膜免疫機(jī)能和肺組織炎性反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)性研究。

由于存在誤用興奮劑的風(fēng)險(xiǎn)，運(yùn)動(dòng)員的呼吸系統(tǒng)炎癥不能像普通人群一樣用藥。因此，針對(duì)運(yùn)動(dòng)員黏膜免疫功能受損以及呼吸系統(tǒng)炎癥等健康問題，探討安全有效的非藥物干預(yù)手段尤為重要。既往研究已證實(shí)，低強(qiáng)度激光能夠產(chǎn)生類似超聲波和針灸等物理因子的光生物調(diào)節(jié)作用，可緩解疼痛、消除炎癥、促進(jìn)愈合。目前已被應(yīng)用于急慢性炎癥、運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)損傷、糖尿病、高血壓、冠心病等多種炎癥和慢性疾病的治療^[9-10]。因此我們認(rèn)為，低強(qiáng)度激光有可能成為運(yùn)動(dòng)員或運(yùn)動(dòng)健身人群呼吸道黏膜免疫功能調(diào)理和呼吸系統(tǒng)炎癥干預(yù)的一種潛在有效手段。

基于此，本研究以6周遞增負(fù)荷訓(xùn)練大鼠為動(dòng)物模型，以不同劑量的低強(qiáng)度激光為干預(yù)手段，選取肺臟組織作為觀察的靶器官，通過其形態(tài)結(jié)構(gòu)、體液免疫和細(xì)胞免疫功能、細(xì)胞因子（炎癥因子和抗炎因子）的表達(dá)量在6周遞增負(fù)荷訓(xùn)練過程中的動(dòng)態(tài)變化，分析低強(qiáng)度激光對(duì)大鼠肺組織炎性反應(yīng)進(jìn)程的影響，初步探討低強(qiáng)度激光調(diào)理呼吸系統(tǒng)黏膜免疫功能和炎癥的效果與方法。

1? 材料與方法

1.1? 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物與分組

SPF級(jí)Sprague-Dawley大鼠104只（雄性，8周齡，體重（238±34） g），購自廣州中醫(yī)藥大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心（SCXK（粵）2013-0020），隨機(jī)分為安靜對(duì)照組（Control （C），32只）、運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練組（Exercise （E），24只）、小劑量激光干預(yù)組（Exercise + Low power laser （E+LL），24只）、大劑量激光干預(yù)組 （Exercise+High power laser （E+HL），24只）。E、E+LL和E+HL組進(jìn)行6周遞增負(fù)荷跑臺(tái)訓(xùn)練。訓(xùn)練開始前1 d隨機(jī)抽取C組8只取材測(cè)試，作為各組大鼠正式訓(xùn)練前的基礎(chǔ)對(duì)照值。訓(xùn)練開始后各組分別于2、4、6周周末運(yùn)動(dòng)后48 h取材。

1.2? 干預(yù)方式

1）運(yùn)動(dòng)方案。

6周遞增負(fù)荷訓(xùn)練模型^[9]：跑臺(tái)坡度0°。跑臺(tái)速度第1周10 m/min、第2周20 m/min。從第3周開始，每周遞增5 m/min，直至第6周達(dá)到40 m/min。每次運(yùn)動(dòng)30 min，每天1次，每周6次，周日休息，持續(xù)6周。

2）低強(qiáng)度激光照射方法。

采取鼻腔外激光照射^[10]：氦氖激光（632.8 nm），光斑面積為0.018 cm²。每日訓(xùn)練結(jié)束2 h后，對(duì)大鼠進(jìn)行不同劑量的低強(qiáng)度激光照射。單手固定大鼠，光纖探頭照射鼻甲兩側(cè)，每次2 min，每日1次，每周6次，共6周。小劑量組（E+LL）輻射功率1 mW，能量密度6.8 J/cm²，功率密度0.06 mW/cm²。大劑量組（E+HL）輻射功率2 mW，能量密度13.6 J/cm²，功率密度0.12 mW/cm²。

1.3? 指標(biāo)檢測(cè)

1）取材。

分別于第0和2、4、6周末運(yùn)動(dòng)后48 h進(jìn)行取材。質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的水合氯醛（劑量0.004 mL/g）腹腔注射麻醉，插管收集肺灌洗液后，快速摘取大鼠肺臟，一半放入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的中性甲醛中固定，一半放入液氮速凍。

2）肺灌洗液（BALF）采集。

剪開頸部皮膚，暴露氣管，在第2-3軟骨環(huán)間行一倒T形切口，將一次性采血針剪去針頭后的導(dǎo)管部插入肺部方向的氣管內(nèi)約2 cm，手術(shù)線結(jié)扎固定。采血針管部連接一次性注射器，4 ℃生理鹽水2 mL進(jìn)行左肺反復(fù)灌洗3次（手術(shù)線結(jié)扎右肺肺門處）。每次灌洗時(shí)反復(fù)抽提3次，最后一次回收全部肺灌洗液（保證BALF回收率>80%）。4 ℃和3 000 r/min離心15 min，取上清分裝，-80 ℃保存待測(cè)。

3） sIgA分泌水平及細(xì)胞因子的測(cè)定。

測(cè)試肺灌洗液的蛋白總量后，使用夾心法酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)（ELISA）測(cè)定肺灌洗液中的sIgA、CRP、TNF-α、IL-4、IL-10、ICAM-1含量，檢測(cè)步驟按照試劑盒說明書進(jìn)行。

4）肺組織HE染色。

摘取右側(cè)肺臟，放入冰生理鹽水清洗，切取一半放入質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%中性甲醛固定48 h。肺臟進(jìn)行修塊后，常規(guī)乙醇梯度脫水，石蠟包埋連續(xù)切片，片厚5 ?m，HE染色，中性樹脂封片。運(yùn)用Motic光學(xué)顯微鏡和彩色數(shù)碼CCD攝像頭觀片和攝片，分別在4×10、10×10、40×10倍視野下觀察肺組織的形態(tài)結(jié)構(gòu)變化。

5）CD4⁺和CD8⁺T淋巴細(xì)胞的免疫組化測(cè)試。

采用SP法進(jìn)行肺臟免疫組化染色，DAB顯色。常規(guī)脫水、透明、封固。在10×10、40×10倍的光鏡視野下，分別對(duì)相鄰切片的CD4⁺、CD8⁺ T淋巴細(xì)胞進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。每張切片中采集10個(gè)視野，運(yùn)用ImagePro plus軟件進(jìn)行陽性面積定量分析，得出IOD（積分光密度）、Area（陽性面積），通過Density=IOD/Area計(jì)算出平均光密度。

1.4? 統(tǒng)計(jì)處理

所有數(shù)據(jù)以±s表示，用SPSS 17.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。正態(tài)分布檢驗(yàn)采用Kolmogorov-Smirnov Test;方差齊性檢驗(yàn)采用Homogeneity of Variances。各組間比較采用多因素方差分析。組間兩兩比較：正態(tài)分布資料采用one-way ANOVA（方差齊性，以LSD法進(jìn)行兩兩比較;方差不齊，采用Dennetts T3法）;非正態(tài)分布資料進(jìn)行變量變換，變換后符合正態(tài)分布采用上法，不符合正態(tài)分布應(yīng)用Kruskal-Wallis Test進(jìn)行非參數(shù)檢驗(yàn)。顯著性水平取P<0.05。

2? 結(jié)果與分析

2.1? 肺臟形態(tài)學(xué)變化

圖1-A1、B1、C1所示，大鼠在參與6周遞增負(fù)荷訓(xùn)練前，肺泡和肺動(dòng)脈結(jié)構(gòu)完整清晰，無炎性細(xì)胞浸潤。小支氣管和終末細(xì)支氣管黏膜完整，平滑肌均勻分布，結(jié)構(gòu)完好。訓(xùn)練初期（WK2），E組大鼠肺泡結(jié)構(gòu)清晰，但可見局部出血和少量炎性細(xì)胞浸潤（圖1-A2）。E+HL組（圖1-B2）和E+LL組（圖1-C2）肺泡清晰，出血程度略輕于E組，炎性細(xì)胞零散分布于肺泡中。訓(xùn)練中期，隨著訓(xùn)練的持續(xù)和運(yùn)動(dòng)負(fù)荷的增大，E組（圖1-A3）肺部炎性變化加重，血管周圍的炎性細(xì)胞聚集增多。紅細(xì)胞、膿液、炎性細(xì)胞和巨噬細(xì)胞游離在肺泡內(nèi)，肺泡空腔變小。E+HL組（圖1-C3）大量炎性細(xì)胞成群聚集在肺部血管周圍，呈環(huán)形分布，較之E組更為嚴(yán)重，但肺泡結(jié)構(gòu)較之E組清晰，雖仍有膿液，但出血減輕。而E+LL組（圖1-B3）僅在肺泡內(nèi)可見少量的炎性細(xì)胞、紅細(xì)胞和膿液，血管與支氣管周圍無炎性細(xì)胞聚集成群。訓(xùn)練后期（6周），E組（圖1-A4）肺臟組織結(jié)構(gòu)的損傷進(jìn)一步加重，大量炎性細(xì)胞成群聚集在肺動(dòng)脈、支氣管、終末細(xì)支氣管管壁外側(cè)，部分支氣管黏膜脫落，大量肺泡被膿血、炎性細(xì)胞填充，可見局部肺組織纖維化。E+HL組（圖1-C4）炎癥反應(yīng)加重，血管周圍成群聚集的炎性細(xì)胞向肺泡空腔游離，填充肺泡。E+LL組（圖1-B4）雖仍可見肺泡內(nèi)有膿液、炎性細(xì)胞、漿細(xì)胞和巨噬細(xì)胞填充，且較之4周末時(shí)略有增加，但可觀察到較為清晰的肺泡結(jié)構(gòu)，且血管和支氣管外壁未見大量成群的炎性細(xì)胞聚集。

2.2? 肺灌洗液sIgA變化

圖2為肺灌洗液中sIgA的變化。訓(xùn)練初期（2周），運(yùn)動(dòng)各組大鼠肺灌洗液sIgA均呈下降趨勢(shì)，E組下降極顯著（↓37%，P<0.01），而E+LL組和E+HL組下降幅度較?。?em>P>0.05）。訓(xùn)練中期（4周）E+HL組肺泡sIgA分泌水平繼續(xù)下降（P<0.01），E組有所回升（P<0.05），E+LL組保持不變。訓(xùn)練后期（6周），E組肺灌洗液sIgA顯著下降，E+LL和E+HL組呈上升趨勢(shì)，且6周末時(shí)E+LL組顯著高于E組（↑66%，P<0.01）和E+HL組（↑61%，P<0.01）。

2.3? 肺臟CD4⁺和CD8⁺陽性T淋巴細(xì)胞的表達(dá)變化

圖3和圖4所示，CD4⁺陽性和CD8⁺陽性表達(dá)均呈棕黃色顆粒狀，主要分布于淋巴細(xì)胞的胞漿。0周時(shí)兩者的陽性表達(dá)均勻分布于肺泡、支氣管和肺動(dòng)脈周圍（CD8⁺陽性表達(dá)量少）。訓(xùn)練2周后，CD4⁺和CD8⁺ T淋巴細(xì)胞陽性表達(dá)逐漸聚集成團(tuán)，分布不均勻。

圖5（a）為肺臟CD4⁺ T淋巴細(xì)胞陽性表達(dá)的定量統(tǒng)計(jì)結(jié)果。E+HL組肺臟CD4⁺ T淋巴細(xì)胞陽性表達(dá)在整個(gè)訓(xùn)練過程中無顯著性變化，E組在訓(xùn)練中期顯著增加（P<0.05），訓(xùn)練后期逐漸下降，而E+LL組在訓(xùn)練中后期（2～6周）持續(xù)顯著升高。圖5（b）為肺組織CD8⁺ T淋巴細(xì)胞陽性表達(dá)的定量統(tǒng)計(jì)結(jié)果。E組在訓(xùn)練全程肺臟CD8⁺ T淋巴細(xì)胞表達(dá)呈顯著上升趨勢(shì)，E+LL組運(yùn)動(dòng)初期（0～2周）顯著上升，隨后呈現(xiàn)下調(diào)趨勢(shì)。E+HL組在運(yùn)動(dòng)初期上升，中期（2～4周）下調(diào)，隨后急劇上升。E+HL和E+LL組分別在4周末和6周末時(shí)顯著低于E組（P<0.05）。

圖5（c）為肺組織CD4⁺和CD8⁺ T淋巴細(xì)胞比值（CD4⁺/CD8⁺）的定量分析結(jié)果。訓(xùn)練各組肺臟CD4⁺/CD8⁺ 值隨運(yùn)動(dòng)負(fù)荷的增加均呈先下降后上升再下降的趨勢(shì)，其中E+LL組變化幅度最小，且在6周末顯著高于E組（↑45%，P<0.05）和E+HL組（↑59%，P<0.01）。

2.4? 肺臟細(xì)胞因子的變化

圖6（a）、（b）、（c）為6周遞增負(fù)荷訓(xùn)練過程中各組大鼠肺灌洗液中CRP、TNF-α和ICAM-1的變化。C組上述細(xì)胞因子在整個(gè)訓(xùn)練周期均無顯著性變化。E組的CRP、TNF-α和ICAM-1在6周遞增負(fù)荷訓(xùn)練過程中隨著運(yùn)動(dòng)負(fù)荷的增加整體呈上升趨勢(shì)，至6周末時(shí)與訓(xùn)練前基礎(chǔ)值相比分別上升230%、390%和59%。E+HL組CRP、TNF-α和ICAM-1的改善不顯著，其中CRP在2周末時(shí)高于E組，TNF-α在2周末時(shí)低于E組而4周末時(shí)超過E組，ICAM-1在2周末時(shí)低于E組，但是到6周末時(shí)三者與E組相比均沒有顯著性差異。E+LL組的CRP、TNF-α和ICAM-1較E組上升趨勢(shì)顯著減弱，其中ICAM-1在訓(xùn)練后期呈下降趨勢(shì)。CRP在6周末（↓23%，P<0.01）、TNF-α在2周末（↓27%，P<0.05）、ICAM-1在整個(gè)訓(xùn)練周期內(nèi)均低于E組。

圖6（d）、（e）為6周遞增負(fù)荷訓(xùn)練過程中各組大鼠肺灌洗液IL-4和IL-10的變化。C組上述細(xì)胞因子在整個(gè)訓(xùn)練周期均無顯著性變化。E組IL-4和IL-10在六周遞增負(fù)荷訓(xùn)練過程中圍繞基線水平小幅波動(dòng)，IL-4和IL-10分別在第6周末和第4周末時(shí)明顯低于C組（均P<0.01）。E+HL組和E+LL組IL-4在整個(gè)訓(xùn)練周期內(nèi)總體呈上升趨勢(shì)，E+HL組在整個(gè)訓(xùn)練周期內(nèi)均顯著高于E組，E+LL組在訓(xùn)練中期和后期顯著高于E組，且在訓(xùn)練后期顯著高于E+HL組。與E組相比，E+LL組在整個(gè)訓(xùn)練周期內(nèi)均可有效上調(diào)肺臟IL-10水平，但E+HL組僅在運(yùn)動(dòng)前期和中期產(chǎn)生良好的上調(diào)效果。訓(xùn)練結(jié)束后，E+LL組肺臟IL-10水平顯著高于E組（↑184%，P<0.01）和E+HL組（↑208%，P<0.01）。

3? 討論

3.1? 六周遞增負(fù)荷訓(xùn)練對(duì)大鼠肺組織免疫機(jī)能的影響

在形態(tài)學(xué)方面，本研究發(fā)現(xiàn)：運(yùn)動(dòng)組大鼠肺臟組織呈現(xiàn)局部出血、膿液滲出、炎性細(xì)胞浸潤和纖維化等現(xiàn)象，并隨訓(xùn)練周數(shù)的增加而加重，提示6周遞增負(fù)荷訓(xùn)練可導(dǎo)致大鼠肺臟發(fā)生進(jìn)行性炎癥反應(yīng)。

在體液免疫方面，本研究發(fā)現(xiàn)：在6周遞增負(fù)荷訓(xùn)練進(jìn)程中，肺灌洗液sIgA呈現(xiàn)先下降后上升再下降的變化過程。在本研究中表現(xiàn)為運(yùn)動(dòng)后期肺灌洗液中sIgA分泌量顯著下降。由于sIgA是黏膜免疫中體液免疫功能的重要效應(yīng)分子^[11]，肺灌洗液sIgA分泌量的顯著下降，提示機(jī)體呼吸系統(tǒng)的黏膜免疫功能大幅度降低。

在細(xì)胞免疫方面，本研究發(fā)現(xiàn)：6周遞增負(fù)荷訓(xùn)練可導(dǎo)致大鼠肺臟CD8⁺ T淋巴細(xì)胞持續(xù)大幅度上升，而CD4⁺ T淋巴細(xì)胞僅在訓(xùn)練中期顯著上升，致使CD4⁺/CD8⁺波動(dòng)變化但整體呈下降趨勢(shì)，至6周末時(shí)顯著低于對(duì)照組，說明長期大負(fù)荷訓(xùn)練可導(dǎo)致肺臟的細(xì)胞免疫機(jī)能下降。這與既往研究的結(jié)果相一致，一次性力竭運(yùn)動(dòng)和或長期大強(qiáng)度訓(xùn)練均可導(dǎo)致一定程度的CD4⁺ T淋巴細(xì)胞數(shù)目下降，CD8⁺ T淋巴細(xì)胞數(shù)目上升，CD4⁺與CD8⁺平衡失調(diào)^[12-13]。

炎癥的發(fā)生和發(fā)展是一個(gè)復(fù)雜的過程，其中細(xì)胞因子之間的網(wǎng)絡(luò)調(diào)控對(duì)于平衡炎癥的過程和控制炎癥的發(fā)展具有重要的作用^[14]。本研究基于促炎和抗炎因子的平衡，來進(jìn)一步闡述長期大負(fù)荷運(yùn)動(dòng)對(duì)肺臟組織炎性反應(yīng)的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：在訓(xùn)練初期，E組大鼠就表現(xiàn)為暫時(shí)性的“促炎-抗炎”平衡失調(diào)（促炎癥因子增高和抗炎癥因子降低），訓(xùn)練中期有一定的改善，但在訓(xùn)練后期，促炎因子TNF-α、黏附因子ICAM-1的表達(dá)不斷增多，而抗炎因子的表達(dá)受阻，尤其是IL-10呈下降趨勢(shì)，導(dǎo)致機(jī)體“促炎-抗炎”因子的平衡被破壞，炎癥反應(yīng)蔓延（如本研究中的肺臟形態(tài)結(jié)構(gòu)結(jié)果所示），造成肺組織損傷，導(dǎo)致防御能力下降，反復(fù)感染機(jī)率增加，進(jìn)一步加重肺組織損傷，形成惡性循環(huán)。

3.2? 低強(qiáng)度激光對(duì)6周遞增負(fù)荷運(yùn)動(dòng)大鼠肺組織炎癥的調(diào)節(jié)作用

本研究發(fā)現(xiàn)，小劑量激光干預(yù)對(duì)于6周遞增負(fù)荷訓(xùn)練導(dǎo)致的大鼠肺組織炎癥反應(yīng)具有良好的調(diào)節(jié)作用。與單純訓(xùn)練組相比，表現(xiàn)為：肺組織局部出血減少，肺泡內(nèi)和血管周圍炎性細(xì)胞聚集程度降低，肺組織免疫組化檢測(cè)所示CD4⁺與CD8⁺比值上調(diào)，肺灌洗液sIgA含量上升，尤其在訓(xùn)練的中后期表現(xiàn)更為顯著，提示小劑量低強(qiáng)度激光可有效改善6周遞增負(fù)荷訓(xùn)練過程中淋巴細(xì)胞亞群的數(shù)量和平衡紊亂，增強(qiáng)細(xì)胞免疫功能，同時(shí)肺臟黏膜組織的體液免疫機(jī)能亦得到改善。Mafra de Lima F^[15]應(yīng)用低強(qiáng)度激光對(duì)肺炎的研究結(jié)果可為本研究的發(fā)現(xiàn)提供支持。

但是本研究也發(fā)現(xiàn)，大劑量的低強(qiáng)度激光對(duì)長期大負(fù)荷訓(xùn)練導(dǎo)致的肺組織炎癥的調(diào)理效果隨著照射療程的延長而減弱，本研究中的測(cè)試指標(biāo)（體液和細(xì)胞免疫學(xué)指標(biāo)、細(xì)胞因子）與形態(tài)結(jié)構(gòu)的變化結(jié)果相互支持，均證明這一現(xiàn)象，這可能是激光干預(yù)存在療效的拋物線效應(yīng)，超過一定的累積劑量或療程，調(diào)理效果將減弱^[9]。因此應(yīng)合理控制照射劑量和療程，使其達(dá)到最佳照射效果。

低強(qiáng)度激光可通過調(diào)節(jié)“促炎-抗炎”細(xì)胞因子的平衡，來調(diào)理6周遞增負(fù)荷訓(xùn)練大鼠的呼吸系統(tǒng)免疫機(jī)能。本研究發(fā)現(xiàn)，在訓(xùn)練初期兩個(gè)激光組的促炎癥因子TNF-α和ICAM-1均低于E組（且E+HL組最低），而抗炎癥因子IL-4、IL-10均高于E組（且E+HL組最高），提示低強(qiáng)度激光對(duì)“促炎-抗炎”因子失衡具有良好的調(diào)節(jié)作用，可緩解訓(xùn)練初期（0～2周）的暫時(shí)性免疫機(jī)能下降，且大劑量的低強(qiáng)度激光干預(yù)效果更佳。在訓(xùn)練的后期，由于訓(xùn)練負(fù)荷的不斷加大，機(jī)體進(jìn)入累積性免疫抑制狀態(tài)。低強(qiáng)度激光的干預(yù)效果表現(xiàn)為，小劑量激光可有效下調(diào)運(yùn)動(dòng)機(jī)體增高的促炎因子，上調(diào)下降的抗炎因子，而大劑量激光對(duì)促炎和抗炎因子的調(diào)控效果在訓(xùn)練后期均不顯著，甚至向負(fù)性方向發(fā)展。提示小劑量的低強(qiáng)度激光對(duì)“促炎-抗炎”因子失衡具有良好的調(diào)節(jié)作用，進(jìn)而改善長期大負(fù)荷訓(xùn)練機(jī)體的免疫抑制狀態(tài)，而大劑量低強(qiáng)度激光在訓(xùn)練初期出現(xiàn)較好的調(diào)理效果，但隨著訓(xùn)練周期的繼續(xù)以及照射療程的延長，調(diào)理效果消失或產(chǎn)生一定的不良影響。

此外，為綜合評(píng)價(jià)低強(qiáng)度激光對(duì)長期大負(fù)荷訓(xùn)練機(jī)體免疫機(jī)能的調(diào)理效果，本研究測(cè)定了肺灌洗液中的C-反應(yīng)蛋白（CRP）的濃度。CRP是機(jī)體組織損傷或受到微生物入侵等炎性刺激時(shí)機(jī)體合成的急性蛋白，常用于反映炎癥、組織損傷程度以及評(píng)價(jià)治療反應(yīng)的一種非特異性敏感指標(biāo)^[16]。本研究發(fā)現(xiàn)，參與訓(xùn)練的各組大鼠在6周遞增負(fù)荷訓(xùn)練過程中CRP均呈持續(xù)上升趨勢(shì)，其中E+LL組在訓(xùn)練初期有較大幅度上升后，增加趨勢(shì)逐步放緩。且各組大鼠的CRP水平在整個(gè)訓(xùn)練周期中，E+HL始終高于E組，而E+LL組最低。這些研究結(jié)果說明，6周遞增負(fù)荷訓(xùn)練過程中大鼠肺臟的炎癥反應(yīng)或組織損傷是進(jìn)行性的，這與本研究中的肺組織形態(tài)學(xué)觀察結(jié)果相一致（圖1）。小劑量激光組在訓(xùn)練末期可顯著下調(diào)肺灌洗液中CRP，6周訓(xùn)練結(jié)束時(shí)與單純訓(xùn)練組相比下調(diào)23%，間接說明肺部炎癥或損傷有所改善。而大劑量激光在訓(xùn)練刺激的基礎(chǔ)上導(dǎo)致額外的CRP增多，提示CRP水平可作為控制激光照射劑量的一個(gè)敏感指標(biāo)。

本研究采用的激光照射方法為氦氖激光鼻腔外照射，具有高波長（632.8 nm）和低強(qiáng)度（能量密度為6.8和13.6 J/cm²）的特性。這種高波長的紅光，具有較好的組織穿透性能。鼻部皮膚薄，血供旺盛，鼻黏膜固有層和黏膜下層有很多與免疫機(jī)能關(guān)系密切的細(xì)胞^[14]，因此鼻部是調(diào)控機(jī)體免疫機(jī)能的血液輻射方法的首選部位。激光具有熱效應(yīng)、壓強(qiáng)效應(yīng)、電磁場(chǎng)效應(yīng)、光化學(xué)效應(yīng)和生物刺激等生物學(xué)效應(yīng)。這些效應(yīng)都可能對(duì)6周遞增負(fù)荷訓(xùn)練大鼠的免疫機(jī)能產(chǎn)生影響。但目前，低強(qiáng)度激光的抗炎作用機(jī)制，尚無明確定論，本研究發(fā)現(xiàn)低強(qiáng)度激光可改善長期大負(fù)荷訓(xùn)練機(jī)體的“促炎-抗炎”細(xì)胞因子失衡，但其深入機(jī)制仍有待進(jìn)一步研究。

參考文獻(xiàn)：

[1] SOLIGARD T，STEFFEN K，PALMER D，et al. Sports injury and illness incidence in the Rio de Janeiro 2016 Olympic Summer Games：A prospective study of 11 274 athletes from 207 countries[J]. Br J Sports Med，2017，51（17）：1265-1271.

[2] DREW M，VLAHOVICH N，HUGHES D，et al. Prevalence of illness，poor mental health and sleep quality and low energy availability prior to the 2016 Summer Olympic Games[J]. Br J Sports Med，2018，52（1）：47-53.

[3] EDOUARD P，DEPIESSE F，BRANCO P，et al. Analyses of helsinki 2012 european athletics championships injury and illness surveillance to discuss elite athletes risk factors[J]. Clin J Sport Med，2014，24（5）：409.

[4] SEMINOG O O，GOLDACRE M J. Risk of pneumonia and pneumococcal disease in people with severe mental illness：English record linkage studies[J]. Thorax，2013，68（2）：171-176.

[5] DIJKSTRA H P，POLLOCK N，CHAKRAVERTY R，et al. Managing the health of the elite athlete： a new integrated performance health management and coaching model[J]. Br J Sports Med，2014，48：523–531.

[6] KIRILL M S，DANICA B S，SHEHHI M A，et al. Completing an Ironman Triathlon with Pneumonia：a Case Report[J]. Asian J Sports Med，2010，1（4）：223-227.

[7] 朱平. 低強(qiáng)度激光臨床應(yīng)用手冊(cè)[M]. 北京：人民軍醫(yī)出版社，2014：22-32.

[8] VANIN A A，VERHAGEN E，BARBOZA S D，et al. Photobiomodulation therapy for the improvement of muscular performance and reduction of muscular fatigue associated with exercise in healthy people：a systematic review and meta-analysis[J]. Lasers Med Sci，2018，33（1）：181-214.

[9] 張琳，郝選明. 運(yùn)動(dòng)性免疫抑制中胸腺IL-7和TGF-β1應(yīng)答性特征[J]. 體育學(xué)刊，2011，18（4）：137-140.

[10] 麻曉鴿，王松濤，覃飛. 不同強(qiáng)度激光對(duì)遞增負(fù)荷運(yùn)動(dòng)大鼠心臟炎性損傷和CD8⁺ T淋巴細(xì)胞表達(dá)的影響[J]. 體育學(xué)刊，2016，23（3）：137-144.

[11] 何維. 醫(yī)學(xué)免疫學(xué)[M]. 北京：人民衛(wèi)生出版社，2005：170-174.

[12] GLEESON M. Immune function in sport and exercise[J]. Immunology and Cell Biology，2007，103：693-699.

[13] MORGADO J P，MONTEIRO C P，TELES J，et al. Immune cell changes in response to a swimming training session during a 24-h recovery period[J]. Appl Physiol Nutr Metab，2016，41（5）：476-483.

[14] 王建枝. 病理生理學(xué)[M]. 3版. 北京：人民衛(wèi)生出版社，2015：209-221.

[15] MAFRA F，VILLAVERDE A B，SALGADO M A，et al. Low intensity laser therapy （LILT） in vivo acts on the neutrophils recruitment and chemokines/cytokines levels in a model of acute pulmonary inflammation induced by aerosol of lipopolysaccharide from Escherichia coli in rat [J]. J Photochem Photobiol B，2010，2;101（3）：271-278.

[16] SERBAN C，SAHEBKAR A，ANTAL D，et al. Effects of supplementation with green tea catechins on plasma C-reactive protein concentrations：a systematic review and meta-analysis of randomized controlled trials [J]. Nutrition，2015，31（9）：1061-1071.