楊 玲,翁錫全,林文弢,蒙鵬駿 ,丁小歌 ,彭團(tuán)輝
(1.韶關(guān)學(xué)院 體育學(xué)院,廣東 韶關(guān) 512000;2.廣州體育學(xué)院 運(yùn)動(dòng)與健康學(xué)院,廣東 廣州 510500;3.華南師范大學(xué) 體育學(xué)院,廣東 廣州510500)
腎素-血管緊張素-醛固酮(renin-angiotensin-aldosterone system,RAAS)作為激素系統(tǒng),廣泛參與機(jī)體的應(yīng)激反應(yīng),監(jiān)測(cè)運(yùn)動(dòng)過程中腎臟功能的異常,并在腎臟等疾病的發(fā)生、發(fā)展中起到重要的作用[1].RAAS在體液及組織器官中參與了對(duì)靶器官功能的調(diào)節(jié),是體內(nèi)重要的體液調(diào)節(jié)系統(tǒng)[2].RAAS通過血管緊張素II對(duì)腎臟系統(tǒng)的直接作用以及醛固酮對(duì)水-電解質(zhì)穩(wěn)態(tài)的長(zhǎng)期調(diào)節(jié),維持腎臟功能的穩(wěn)定.腎素由腎小球旁器官分泌,它可將血管緊張素原轉(zhuǎn)化為血管緊張素I,血管緊張素I通過轉(zhuǎn)化酶(ACE)轉(zhuǎn)化為血管緊張素II.血管緊張素II是RAAS的主要效應(yīng)物,它刺激腎上腺皮質(zhì)分泌醛固酮[3-4].研究顯示,血管緊張素II有可能引起腎臟形態(tài)及功能變化的非血流動(dòng)力學(xué)效應(yīng)[5].可見,RAAS與腎臟功能的關(guān)系甚密.在體育科學(xué)領(lǐng)域,有關(guān)運(yùn)動(dòng)與RAAS系統(tǒng)的研究已有報(bào)道,但針對(duì)大學(xué)生群體不同強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后RAAS變化與運(yùn)動(dòng)性腎功能異常之間的關(guān)系報(bào)道鮮見[6-8].基于此筆者探究不同強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)對(duì)大學(xué)生RAAS系統(tǒng)的影響及其探討與運(yùn)動(dòng)性腎功能異常之間的關(guān)系.
隨機(jī)選擇廣州體育學(xué)院8名男性大學(xué)生作為研究對(duì)象,8名受試者年齡21.6±2.4歲,身高175.8±4.2 cm,體重64.0±4.2 kg;所有受試者身體健康狀況良好,無心臟、內(nèi)分泌、泌尿系統(tǒng)等方面的疾患.受試者實(shí)驗(yàn)前閱讀知情同意書,且自愿簽署知情同意書.
根據(jù)受試者最大攝氧量的強(qiáng)度,確定出每位受試者55%VO2max,75%VO2max、85%VO2max,95%VO2max相應(yīng)強(qiáng)度的跑臺(tái)速度,4個(gè)強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)方法見表1,測(cè)試時(shí)間采用隨機(jī)交叉測(cè)試,每個(gè)強(qiáng)度測(cè)試至少間隔兩天,測(cè)試期間除正常上課不進(jìn)行其他形式運(yùn)動(dòng).
表1 4種強(qiáng)度的的運(yùn)動(dòng)方案
尿樣采集與保存:用無菌瓶收集晨起、各強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后15 min時(shí)的中段尿,將尿液進(jìn)行分裝部分尿液直接測(cè)試尿總蛋白、尿肌酐的含量,部分尿液分裝于無菌離心管中,3 000 r/min離心15 min,取上清-20℃冰箱保存、待測(cè).
血樣采集與保存:采集晨起、各強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后即刻肘靜脈取血5 mL,3 000 r/min離心 10 min,取血清-20℃冰箱保存、待測(cè)血清腎素、醛固酮、血管緊張素Ⅱ.同時(shí)采集各強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)前后指尖血測(cè)血乳酸.
尿總蛋白(TP)采用雙縮脲化學(xué)法測(cè)定,試劑購于南京建成生物工程有限公司,用分光光度計(jì)檢測(cè);尿白蛋白(ALB)、尿 β2-微球蛋白(β2-MG),血清腎素(RENIN)、血管緊張素Ⅱ(ANGⅡ)、醛固酮(ALD)均采用酶聯(lián)免疫吸附法(ELISA)測(cè)試,儀器使用RT-2100C型多功能酶標(biāo)儀,試劑購于上海BlueGene生物科技有限公司.
所有數(shù)據(jù)利用SPSS 17.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì),數(shù)據(jù)以均值±標(biāo)準(zhǔn)差(xˉ±SD)表示.采用獨(dú)立樣本配對(duì)T檢驗(yàn)進(jìn)行分析,P<0.05為顯著性水平,P<0.01為非常顯著性水平.
由表2可知,4種強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后較運(yùn)動(dòng)前血乳酸均出現(xiàn)顯著性變化,55%VO2max強(qiáng)度組血乳酸運(yùn)動(dòng)前后出現(xiàn)顯著性增加(P<0.05),其他3種強(qiáng)度則出現(xiàn)非常顯著性增加(P<0.01).
表2 不同負(fù)荷強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)前后血乳酸的變化(xˉ±S,N=8)
由表3可知,運(yùn)動(dòng)前后尿總蛋白(TP)、肌酐(CR)及其比值除CR在85%VO2max組表達(dá)以外其余各組各指標(biāo)均出現(xiàn)顯著性增加(P<0.05),且于 85%VO2max組、95%VO2max組出現(xiàn)非常顯著性增加(P<0.01),而 CR 僅在 95%VO2max組出現(xiàn)非常顯著性增加(P<0.01);尿白蛋白(ALB)和尿 β2微球蛋白(β2-MG)在 55%VO2max組和75%VO2max組表達(dá)增加,但無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,而ALB在85%VO2max組、95%VO2max組出現(xiàn)顯著性增加(P<0.05);β2-MG則出現(xiàn)非常顯著性增加(P<0.01)
表3 不同負(fù)荷強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)前后尿蛋白及其組分的變化(xˉ±S,N=8)
由表4可知,各強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后與安靜值相比,腎素(REN)在各強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后均有升高,但55%VO2max強(qiáng)度組無統(tǒng)計(jì)學(xué)差距,其余3種強(qiáng)度出現(xiàn)顯著性升高(P<0.05);血管緊張素Ⅱ(ANGⅡ)各強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后也出現(xiàn)升高,只有85%VO2max強(qiáng)度組和95%VO2max強(qiáng)度組出現(xiàn)顯著性升高 (P<0.05),其余兩中強(qiáng)度無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異;醛固酮(ALD)僅在95%VO2max強(qiáng)度組出現(xiàn)非常顯著性升高(P<0.01),其他三種強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后雖有升高但無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異.
表4 不同負(fù)荷強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)前后血清腎素-血管緊張素Ⅱ-醛固酮的變化(xˉ±S,N=8)
運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練或競(jìng)技體育活動(dòng)可以改變?nèi)梭w中營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)、pH、離子的種類與濃度、代謝產(chǎn)物的堆積、激素濃度方面的生理、生化指標(biāo)改變,引起體內(nèi)信號(hào)功能發(fā)生適應(yīng)性調(diào)整,來反映運(yùn)動(dòng)對(duì)機(jī)體的刺激效果[9].尿液的便捷、無創(chuàng)傷性被人們用來監(jiān)測(cè)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練機(jī)體的刺激,尿TP、ALB的含量可以反映腎臟的異常,特別是腎小球?yàn)V過膜通透性的改變[10-11].正常人尿蛋白含量極少(2 mg/dL),尿白蛋白大于400 mg/24 h則認(rèn)為有糖尿病腎病,尿β2-MG含量約為0.3 mg/L,當(dāng)腎小管受到損害,重吸收功能下降,可使尿中β2-MG明顯升高[12].
目前,有關(guān)運(yùn)動(dòng)與TP、ALB、β2-MG的研究很多,主要結(jié)論:尿蛋白產(chǎn)生的影響因素主要是運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度;劇烈運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)性蛋白尿和運(yùn)動(dòng)性血尿的發(fā)生[13].尿蛋白以 ALB、β2-MG增加為主,主要為腎小球-腎小管混合型,中小強(qiáng)度或長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)運(yùn)動(dòng)后尿蛋白以ALB增加為主,主要是腎小球型;Robertshaw等也指出大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)會(huì)誘發(fā)蛋白尿,它的產(chǎn)生與運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度而不是運(yùn)動(dòng)時(shí)間有關(guān)[14].
針對(duì)不同強(qiáng)度急性運(yùn)動(dòng)對(duì)尿蛋白及其組分的研究發(fā)現(xiàn),隨著負(fù)荷強(qiáng)度的增加尿液中TP、ALB和β2-MG在55%VO2max組和75%VO2max組表達(dá)增加,但無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,而在85%VO2max組、95%VO2max組ALB出現(xiàn)顯著性增加;β2-MG則出現(xiàn)非常顯著性增加,表示大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后腎小球、腎小管暫時(shí)性功能異常,說明大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)出現(xiàn)腎臟暫時(shí)性功能改變,引起運(yùn)動(dòng)性腎功能異常.由表3可知,隨著強(qiáng)度的增加β2-MG的排泄量要比ALB的排泄量差異顯著,表明大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)對(duì)腎小球功能的影響程度大于對(duì)腎小管的影響,運(yùn)動(dòng)性蛋白尿主要是腎小球型,與前期研究結(jié)果較為一致[15].對(duì)于運(yùn)動(dòng)性蛋白尿的生成機(jī)制眾說紛紜,認(rèn)為造成運(yùn)動(dòng)性蛋白尿的直接原因可能是機(jī)械損傷和腎小球?yàn)V過膜通透性增加及腎小管重吸收功能改變[16-18].隨著運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的不斷增加,運(yùn)動(dòng)刺激對(duì)機(jī)體的應(yīng)激加強(qiáng),對(duì)腎臟造成的損傷會(huì)隨著強(qiáng)度的升高而增加,尿蛋白的排泄也會(huì)增多.研究認(rèn)為運(yùn)動(dòng)性蛋白尿的形成與機(jī)體脫水、腎小球毛細(xì)血管滲透壓增加、腎小管重吸收功能減弱、RAAS活性增加等有關(guān)[19].大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后可引起腎功能的改變,這可能與RAAS系統(tǒng)活性的改變相關(guān),其具體作用機(jī)制有待深入探討.
腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)在生理功能上相互協(xié)同對(duì)心血管系統(tǒng)、機(jī)體Na+、K+、水等電解質(zhì)具有重要調(diào)節(jié)作用,維持機(jī)體電解質(zhì)平衡和內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定[20].不同運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度、時(shí)間、環(huán)境、年齡、姿勢(shì)均可引起RAAS變化.
早期研究顯示,低中強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后腎素和血管緊張素Ⅱ增加程度基本一致,大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后血管緊張素Ⅱ的增加最明顯[21].過度的訓(xùn)練會(huì)使血漿腎素和血管緊張素Ⅱ大幅度升高,腎組織發(fā)生的脂質(zhì)過氧化損傷可能與腎臟的血流量降低有關(guān)[22].長(zhǎng)期的耐力運(yùn)動(dòng),雖然身體活動(dòng)能力顯著增強(qiáng),但RAAS系統(tǒng)表達(dá)有所下降,且身體活動(dòng)能力與RAAS成負(fù)相關(guān)(r=-0.49,P<0.01)[14].規(guī)律的耐力運(yùn)動(dòng)可降低體內(nèi)醛固酮、血管緊張素Ⅱ分泌,可抑制腎素-血管緊張素Ⅱ-醛固酮分泌,減輕心臟負(fù)荷降低心衰死亡率[23].研究發(fā)現(xiàn)RAAS在增齡引起血管老化過程中起到重要的作用[24].
通過比較不同強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)對(duì)RAAS系統(tǒng)的影響,發(fā)現(xiàn)各強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后能引起RAAS活動(dòng)增強(qiáng),但是在不同運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度時(shí)3種激素的增加并不完全一致.各強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后3種激素均有升高,但腎素表達(dá)在55%VO2max強(qiáng)度組升高無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義;血管緊張素Ⅱ只有85%VO2max強(qiáng)度組和95%VO2max強(qiáng)度組出現(xiàn)顯著性升高;醛固酮僅在95%VO2max強(qiáng)度組出現(xiàn)非常顯著性升高,其他3種強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后雖有升高但無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異.這可能是因?yàn)?,運(yùn)動(dòng)使交感神經(jīng)興奮,使腎上腺髓質(zhì)分泌大量的腎上腺素和去甲腎上腺素刺激球旁細(xì)胞分泌更多的腎素,進(jìn)而促進(jìn)血管緊張素Ⅱ的活性大大增加;同時(shí),運(yùn)動(dòng)時(shí)骨骼肌血管擴(kuò)張,使血壓下降,減少了對(duì)腎素、ANGⅠ、ANGⅡ的消除,這些都會(huì)導(dǎo)致腎素、血管緊張素Ⅱ的增加來進(jìn)一步激發(fā)醛固酮升高,在運(yùn)動(dòng)過程中醛固酮濃度增加,不完全是由于腎素水平的升高而影響,還會(huì)受Na+、K+等電解質(zhì)變化的影響[19]328.
隨著強(qiáng)度的不斷增加尿蛋白、β2-MG蛋白、白蛋白顯著增多,形成運(yùn)動(dòng)性蛋白尿,腎功能出現(xiàn)暫時(shí)性異常,建議在日常運(yùn)動(dòng)中要注意運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的控制;隨著運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的增加血清RAAS應(yīng)激活性顯著升高,與運(yùn)動(dòng)性蛋白尿的生成有一定程度的聯(lián)系,但對(duì)腎臟功能的影響機(jī)制需進(jìn)一步探討.