張紅紅, 盧 杰, 李忠偉(.蘇州市體育科學(xué)研究所,江蘇 蘇州 533; .蘇州市新誠氏健康管理有限公司,江蘇 蘇州 5000)

富氫水(Hydrogen Water)即氫還原水,與普通水不同,它含有強還原力的氫,可通過其抗氧化還原力清除體內(nèi)過剩的活性氧(氧自由基)。氫離子與活性氧結(jié)合,還原成水,排出體外。 富氫水的研究熱始于國內(nèi)納米氣液混合技術(shù)的發(fā)明,它攻克了氫氣難溶于水的科學(xué)難題,采用物理方法讓水均勻包裹氫分子,促使氫氣和水達成穩(wěn)定結(jié)合,具有氫氣濃度高、穩(wěn)定性能好等特點。氫的主要功效為抗氧化,可選擇性地中和羥基自由基、亞硝酸陰離子等。富氫水自2007年在國際上被首次報道以來,逐漸成為研究熱點,受到廣泛的關(guān)注。

運動領(lǐng)域的一些研究證實,富氫水具有抗氧化、抗疲勞等作用。王磊等[1]實驗發(fā)現(xiàn),離心運動時給予富氫水干預(yù)可顯著上調(diào)Sirtuin-3 (去乙酰化酶Sirt3)表達,提高線粒體膜電位和錳超氧化物歧化酶活性,抑制線粒體活性氧生成和DNA氧化損傷,降低炎性因子NLRP3(NOD樣受體熱蛋白結(jié)構(gòu)域相關(guān)蛋白3)和IL-1β(白細胞介素1β)表達。這表明富氫水可提高線粒體能量代謝和抗氧化能力,抑制運動誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激和繼發(fā)的炎癥反應(yīng),從而實現(xiàn)骨骼肌保護效應(yīng)。李晨等[2]報道:補充富氫水后進行相同的重復(fù)運動(力竭運動),從骨骼肌超微結(jié)構(gòu)變化程度可看出大鼠股四頭肌的微損傷有顯著改善。李晨[3]通過對現(xiàn)役足球裁判員跟蹤監(jiān)測發(fā)現(xiàn),富氫水可以影響重復(fù)力竭運動導(dǎo)致的機體酸化趨勢。李愛春[4]報道:富氫水可顯著延長大鼠運動至力竭的持續(xù)時間;富氫水對骨骼肌運動性氧化應(yīng)激損傷具有顯著保護作用,其作用是通過多靶點進行,基礎(chǔ)在于它的選擇性抗氧化;從細胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)看,可能是通過PKC/NO(蛋白激酶C/一氧化氮)途徑介導(dǎo)。但總體而言,富氫水目前在運動領(lǐng)域的研究和報道還較少,特別是在人體研究方面。

機體的免疫系統(tǒng)一方面具有防御功能,另一方面,與神經(jīng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)構(gòu)成神經(jīng)—內(nèi)分泌—免疫(NEI)網(wǎng)絡(luò),發(fā)揮調(diào)節(jié)作用,維持機體穩(wěn)態(tài)。過度運動可誘發(fā)機體出現(xiàn)運動性免疫抑制,造成運動員對疾病的抵抗力降低,影響運動能力的發(fā)揮。有學(xué)者指出,運動員恢復(fù)期免疫系統(tǒng)功能的變化直接關(guān)系到訓(xùn)練計劃的制訂和實施[5]。運動中產(chǎn)生的自由基通過攻擊免疫細胞膜等途徑造成免疫損傷,是運動性免疫抑制發(fā)生的重要機制之一,而富氫水已被證實可有效抗氧化。那么,它對運動機體免疫機能有無影響？效果如何？本文以青少年女子足球運動員為研究對象,通過分析大負荷訓(xùn)練期白細胞(WBC)、血清免疫球蛋白(IgA、IgG、IgM)、補體(C3、C4)等免疫指標,探討富氫水對運動機體免疫機能的影響及機制,豐富其在運動實踐領(lǐng)域的研究內(nèi)容。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

蘇州市體育運動學(xué)校女子足球運動員38名,年齡11～14歲,均身體健康,且近期未患病或服用任何可能影響到本研究相關(guān)檢測指標的藥物。參照年齡隨機分為實驗組和對照組。

1.2 研究方法

1.2.1 富氫水直飲機的安裝和使用方法

由蘇州市新誠氏健康管理有限公司負責設(shè)備安裝,并講授使用方法,使隊員迅速熟悉。

本實驗選在女子足球隊冬訓(xùn)期進行,時間為2016年11月1日—2017年1月2日,全程2個月,2組每天分別自由飲用富氫水和日常飲用水(即保持原生活習(xí)慣)。由專人負責監(jiān)督。

1.2.2 樣品采集方法

受試隊員分別于11月、12月、1月的月訓(xùn)練計劃開始各采集血樣一次(晨起安靜空腹狀態(tài)下,采血前一天休息調(diào)整):無菌抽取肘靜脈血2 mL,取少量至抗凝管中作血常規(guī)測試,其余自然凝固后離心取血清。

1.2.3 檢測指標及方法

白細胞(WBC)使用邁瑞B(yǎng)C-2800全自動血液細胞分析儀測定;血清免疫球蛋白A(IgA)、免疫球蛋白G(IgG)、免疫球蛋白M(IgM)、補體C3和C4使用邁瑞B(yǎng)S-480全自動生化分析儀測定。以上試劑盒均由深圳邁瑞生物醫(yī)療電子股份有限公司提供。

1.2.4 數(shù)理統(tǒng)計法

采用Spss Statistics V17.0軟件包完成統(tǒng)計學(xué)處理。各指標的測定值均以“平均值±標準差” 表示,組內(nèi)比較釆用配對t檢驗,組間比較用獨立樣本t檢驗。差異顯著性水平取P<0.05。

2 結(jié)果

運動員白細胞、免疫球蛋白、補體的變化情況如表1所示。

表1 運動員WBC、血清Ig、C3、C4變化比較

2個月期間除IgA外,對照組運動員各免疫指標均持續(xù)性下降。與11月相比,12月的IgG、IgM、C3、C4均出現(xiàn)顯著降低(P<0.05),WBC也有下降趨勢(P>0.05);與12月相比,1月的IgG、IgM、C3、WBC繼續(xù)顯著降低(P<0.05),C4降低不明顯。

實驗組運動員大部分免疫指標在12月變化不大(P>0.05),而在1月出現(xiàn)顯著下降(P<0.05),但幅度不大。與11月相比,12月的IgM顯著下降(P<0.05),C3提高明顯(P<0.05),其余指標均變化不大。與12月相比,1月的IgM、WBC變化不大,其余指標均有明顯下降(P<0.05)。

與其他指標相比,運動員IgA的變化表現(xiàn)出不同的特點:2組運動員12月均顯著提高(P<0.05),而1月轉(zhuǎn)向下降,即先升后降;1月時,對照組IgA顯著降低(P<0.05)至11月水平,而實驗組雖然較12月也有所下降(P>0.05),但仍顯著高于11月水平(P<0.05)。

3 討論與分析

3.1 富氫水對運動員白細胞、血清免疫球蛋白及補體的影響

白細胞、免疫球蛋白和補體均是參與機體免疫應(yīng)答的重要組分。白細胞有吞噬作用,即非特性免疫功能,此外,還有特異免疫功能。測定Ig是檢查體液免疫功能的常用方法,其可特異性結(jié)合或識別病原體,刺激其他免疫細胞的分化、活化。補體既參與非特性防御反應(yīng),也參與特異性免疫應(yīng)答,其功能有兩大方面[6]:第一,在細胞表面激活并形成膜攻擊復(fù)合物,介導(dǎo)溶細胞效應(yīng);第二,補體激活過程中所產(chǎn)生的一系列蛋白水解活性片段能介導(dǎo)諸多生物學(xué)效應(yīng),如調(diào)理作用、炎癥反應(yīng)、清除免疫復(fù)合物、免疫調(diào)節(jié)作用等。運動免疫學(xué)領(lǐng)域?qū)σ陨现笜诉M行了研究。

WBC一般處于臨床正常范圍,但在高強度、大運動量訓(xùn)練期可出現(xiàn)明顯下降[7]。本文的研究結(jié)果與之一致:隨著冬訓(xùn)的進行,對照組運動員WBC在12月時變化不大(P>0.05),但已有下降趨勢,1月時出現(xiàn)顯著降低(P<0.05);而實驗組WBC無明顯變化(P>0.05)。這表明富氫水可有效預(yù)防冬訓(xùn)期運動員WBC的下降,改善運動機體的非特異性免疫功能。

Ig受運動強度的影響較大,中小強度運動一般對其影響不大;長期大強度運動可導(dǎo)致其明顯降低[7]。本實驗結(jié)果顯示,冬訓(xùn)期青少年女子足球運動員Ig發(fā)生了明顯變化。對照組12月、1月的IgG、IgM連續(xù)下降(P<0.05),IgA先升(P<0.05)后降(降至11月水平)。而實驗組IgG在12月變化不大(P>0.05),1月顯著下降(P<0.05);雖然IgM在12月也有下降(P<0.05),但幅度低于對照組,且1月與12月無顯著性差異(P>0.05)。同為先升(P<0.05)后降,但實驗組IgA與對照組表現(xiàn)不同,1月雖然較12月也有所下降(P>0.05),但仍顯著高于11月水平(P<0.05)。這表明富氫水可有效預(yù)防大負荷訓(xùn)練期運動員免疫球蛋白的下降,提高運動機體體液的免疫功能。

關(guān)于補體系統(tǒng),目前運動免疫學(xué)領(lǐng)域的報道還不豐富。本研究發(fā)現(xiàn),對照組運動員12月、1月的C3、C4均持續(xù)下降;而實驗組運動員的C3在12月顯著升高(P<0.05),1月下降,C4值12月、1月與11月均無顯著差異(P>0.05)。實驗結(jié)果表明,富氫水可顯著預(yù)防冬訓(xùn)期運動員C3、C4的下降,加強運動機體補體系統(tǒng)的功能。

3.2 富氫水改善運動員免疫功能的可能機制

運動產(chǎn)生的過多自由基可通過攻擊機體免疫細胞膜等途徑造成免疫損傷,而富氫水有顯著的抗氧化作用,這對運動性免疫抑制有重要的預(yù)防作用。

另外,富氫水對消除運動性疲勞,改善和提高運動員機能狀態(tài)與自身調(diào)節(jié)能力均有積極意義。李晨[3]實驗發(fā)現(xiàn),富氫水既可提高足球裁判員血液基礎(chǔ)pH,也可明顯提高其力竭運動后的pH。李愛春[4]報道富氫水可顯著延長運動至力竭的持續(xù)時間,對骨骼肌運動性氧化應(yīng)激損傷具有顯著保護作用。過量的自由基會引起體內(nèi)脂質(zhì)過氧化水平升高,造成細胞膜、線粒體膜損傷,影響氧運轉(zhuǎn)和微循環(huán)的灌注,阻礙ATP的產(chǎn)生過程,進而導(dǎo)致肌纖維收縮的能量供應(yīng)受阻,產(chǎn)生疲勞。富氫水對運動機體所產(chǎn)生的一系列效應(yīng)和作用可能影響到神經(jīng)—內(nèi)分泌—免疫(NEI)網(wǎng)絡(luò),延緩或避免過度運動引起的機體NEI網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)功能紊亂。

運動性免疫抑制的發(fā)生還與細胞凋亡、免疫抑制因子和免疫抑制細胞的激活等有關(guān)[8],富氫水在這些方面是否也有影響和調(diào)節(jié)作用,有待進一步研究。

4 小結(jié)

富氫水可有效預(yù)防大負荷訓(xùn)練期青少年女子足球運動員白細胞(WBC)、血清免疫球蛋白(IgA、IgG、IgM)、補體(C3、C4)等免疫指標的下降,改善運動機體的非特異性免疫、體液免疫和補體系統(tǒng)的功能。其機制可能與富氫水有效的抗氧化性減輕了自由基對免疫細胞的損傷及其所產(chǎn)生的一系列效應(yīng)和作用對機體神經(jīng)—內(nèi)分泌—免疫(NEI)網(wǎng)絡(luò)的影響有關(guān)。