楊碩

(武漢體育學(xué)院 湖北武漢 430079)

機(jī)體受到運(yùn)動(dòng)的應(yīng)激會(huì)產(chǎn)生炎癥反應(yīng)，應(yīng)激促使在機(jī)體免疫應(yīng)答中起重要功能的B和T淋巴細(xì)胞增殖和分化?；罨募?xì)胞因子會(huì)同時(shí)分化出促炎性細(xì)胞因子和抗炎細(xì)胞因子，促炎性細(xì)胞因子主導(dǎo)炎癥的早期階段，抗炎性因子主導(dǎo)炎癥的晚期階段，二者均是免疫系統(tǒng)的調(diào)控者，并且受到運(yùn)動(dòng)的影響，運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間都是促使炎性細(xì)胞因子水平升高的主要影響因素。然而，不同的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度和運(yùn)動(dòng)方式誘發(fā)的炎癥反應(yīng)各不相同。一次急性大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)和長(zhǎng)期大強(qiáng)度的訓(xùn)練之后會(huì)導(dǎo)致機(jī)體免疫功能下降。中等強(qiáng)度的訓(xùn)練能提高機(jī)體免疫功能水平。因此，通過(guò)了解不同運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度和運(yùn)動(dòng)方式對(duì)機(jī)體免疫功能的影響和可能機(jī)制，有助于各類人群科學(xué)參加體育運(yùn)動(dòng)，為運(yùn)動(dòng)處方提供優(yōu)化依據(jù)。

1 運(yùn)動(dòng)對(duì)系統(tǒng)性炎癥反應(yīng)的影響規(guī)律

機(jī)體在時(shí)間長(zhǎng)或強(qiáng)度大的訓(xùn)練期間、比賽期間及運(yùn)動(dòng)后，會(huì)出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)性免疫抑制，增加感染性疾病的患病率。關(guān)于各大賽事期間的流行病學(xué)調(diào)查研究中發(fā)現(xiàn)，在大型賽事期間，患病運(yùn)動(dòng)員中上呼吸道感染、消化道疾病發(fā)生率最高。也有大量的運(yùn)動(dòng)員流行病學(xué)研究說(shuō)明，訓(xùn)練或比賽的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度與感染性疾病的發(fā)生率相關(guān)。一項(xiàng)研究測(cè)量了102名健康男性完成馬拉松賽前后的血清炎癥標(biāo)志物水平，結(jié)果表明促炎性標(biāo)志物IL-6和hs-CRP水平在比賽后即刻顯著增強(qiáng)[1]。另一項(xiàng)關(guān)于馬拉松賽的研究得出了同樣的結(jié)論，45名運(yùn)動(dòng)員在馬拉松賽后血清促炎癥標(biāo)志物IL-6和TNF-α、hsCRP顯著增加[2]。Andre等[3]通過(guò)對(duì)40名高水平耐力項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行急性耐力運(yùn)動(dòng)前后的血清樣本分析后結(jié)果表明，運(yùn)動(dòng)后即刻促炎細(xì)胞因子IL-6、IL-8和抗炎細(xì)胞因子IL-10水平較安靜時(shí)分別提高了8.5、2.9和7.1倍。但在運(yùn)動(dòng)后恢復(fù)期間，淋巴細(xì)胞及其亞群含量均明顯低于運(yùn)動(dòng)前安靜水平，此時(shí)由于淋巴細(xì)胞減少，固有免疫和細(xì)胞免疫下能力降。這符合運(yùn)動(dòng)性免疫抑制的“open windows”理論，即大強(qiáng)度急性運(yùn)動(dòng)后，機(jī)體免疫水平在一定時(shí)間內(nèi)處于低下?tīng)顟B(tài)。前人研究證明，大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后的免疫抑制產(chǎn)生的原因可能與免疫器官的變化有關(guān)[4]。在大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后的免疫細(xì)胞如淋巴細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞、單核巨噬細(xì)胞的數(shù)量、密度及活性出現(xiàn)明顯下降，中性粒細(xì)胞功能減退。有研究證明，在大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后大鼠的脾指數(shù)和胸腺指數(shù)明顯下降，觀察到免疫器官的萎縮和結(jié)構(gòu)改變，這也是導(dǎo)致機(jī)體在大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后發(fā)生免疫抑制的原因之一[5]。針對(duì)運(yùn)動(dòng)員來(lái)說(shuō)，大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)的應(yīng)激作用于機(jī)體會(huì)影響?zhàn)つっ庖吖δ芊€(wěn)態(tài)，導(dǎo)致與黏膜免疫功能有關(guān)的感染性疾病發(fā)生率升高。其中，分泌性免疫球蛋白A在黏膜免疫的調(diào)控中起到主效應(yīng)。高水平的唾液分泌性免疫球蛋白A分泌量與呼吸道感染的低發(fā)病率相關(guān)[5]。

大強(qiáng)度訓(xùn)練會(huì)導(dǎo)致上呼吸道感染發(fā)生率顯著增高，并且強(qiáng)度過(guò)大，會(huì)讓機(jī)體免疫機(jī)能下降，但極低水平體力活動(dòng)也會(huì)降低機(jī)體免疫功能。Nieman等[6]的研究提出了運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度與上呼吸道感染發(fā)生率關(guān)系的經(jīng)典“J”型模型。中等強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練會(huì)提高機(jī)體免疫功能水平，降低上呼吸道感染等疾病的發(fā)生率，堅(jiān)持每天進(jìn)行中等強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)12～15周較靜坐少動(dòng)的人群患上呼吸道感染的概率會(huì)降低25%～50%。研究證明，長(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)員的安靜狀態(tài)下的血清CRP水平較超重或靜坐少動(dòng)的人群的平均值更低，因此其患疾病風(fēng)險(xiǎn)較超重或靜坐少動(dòng)人群也更少[7]。長(zhǎng)期堅(jiān)持規(guī)律體力活動(dòng)具有誘發(fā)機(jī)體抗炎反應(yīng)的效果，包括降低CRP、IL-6以及其他炎癥因子水平。一些慢性疾病如心血管疾病、腫瘤、糖尿病等發(fā)展與機(jī)體慢性低度炎癥狀態(tài)相關(guān)，對(duì)于這類慢性疾病，堅(jiān)持長(zhǎng)期規(guī)律體力活動(dòng)對(duì)于降低老年人慢性疾病的患病風(fēng)險(xiǎn)以及促進(jìn)康復(fù)起到關(guān)鍵作用。

2 運(yùn)動(dòng)模式對(duì)炎癥反應(yīng)的影響

高強(qiáng)度間歇運(yùn)動(dòng)（high-intensity interval training，HIIT）因其在改善VO2max、心肺適能、氧氣運(yùn)輸效率、肌肉氧化能力使肌肉產(chǎn)生有益的代謝適應(yīng)、提高運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)等方面效果更顯著[8]，并且相較于中等強(qiáng)度持續(xù)運(yùn)動(dòng)（moderate continuous training,MCT）更加高效，目前成為運(yùn)動(dòng)員、健身愛(ài)好者在訓(xùn)練過(guò)程中使用較多的一種運(yùn)動(dòng)方式，并且也成為部分慢性疾病人群或居家健身人群促進(jìn)康復(fù)的運(yùn)動(dòng)方式。但HIIT的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度可能會(huì)導(dǎo)致白細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、促炎細(xì)胞因子水平上升等免疫系統(tǒng)平衡狀態(tài)改變，有研究發(fā)現(xiàn)，即使HIIT屬于大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)，然而急性HIIT能夠暫時(shí)性擾動(dòng)內(nèi)分泌-免疫系統(tǒng)，在運(yùn)動(dòng)后的恢復(fù)期通過(guò)抑制T淋巴細(xì)胞分化可以更快地使免疫系統(tǒng)恢復(fù)穩(wěn)態(tài)并且沒(méi)有造成運(yùn)動(dòng)性免疫抑制[9]。一項(xiàng)研究對(duì)比了5km跑等運(yùn)動(dòng)量的急性HIIT和MCT后的炎癥反應(yīng)，參與實(shí)驗(yàn)方案的受試者均為男性且日?；顒?dòng)體力水平較高，數(shù)據(jù)結(jié)果證明，兩種不同運(yùn)動(dòng)形式產(chǎn)生的炎癥反應(yīng)無(wú)顯著差別，均導(dǎo)致抗炎狀態(tài)[10]。另一項(xiàng)關(guān)于總能量和運(yùn)動(dòng)時(shí)間相匹配的MCT和HIIT后T細(xì)胞及其各亞群表達(dá)變化的研究得到了相似的結(jié)果，MCT和HIIT均會(huì)引起總淋巴細(xì)胞以及T細(xì)胞亞群濃度的增加，且組間無(wú)顯著差異[11]。

IL-6具有功能多樣性，是炎癥反應(yīng)急性期節(jié)段的主要誘導(dǎo)性蛋白質(zhì)，它既具有促炎癥反應(yīng)的特性又有抗炎癥反應(yīng)的特性。由于其代謝通路和抗炎機(jī)制，IL-6的急性升高可能對(duì)健康有益。有研究證實(shí)，機(jī)體在HIIT與MCT后即刻IL-6均會(huì)顯著上升并且達(dá)到峰值，但是HIIT比MCT使IL-6水平的上升更為顯著，其機(jī)制仍需要進(jìn)一步研究，但可能是由于HIIT過(guò)程中增加了糖原的消耗，而當(dāng)肌糖原水平低于正常水平時(shí)會(huì)使外周循環(huán)IL-6增加的程度更大[12]。研究發(fā)現(xiàn)，急性HIIT后可以誘導(dǎo)抑制炎癥反應(yīng)的細(xì)胞因子IL-10水平升高，可能與機(jī)體持續(xù)存在的某種炎癥狀態(tài)有關(guān)或者抑制分解代謝的加速有關(guān)[13]。

對(duì)男性和女性的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn)，男性在運(yùn)動(dòng)前安靜狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)后IL-1β和TNF-α的濃度均高于女性[14]。雖然急性大強(qiáng)度HIIT會(huì)使機(jī)體的免疫系統(tǒng)產(chǎn)生應(yīng)激，但有研究證明，長(zhǎng)期HIIE訓(xùn)練會(huì)使免疫系統(tǒng)逐漸適應(yīng)，因此減弱機(jī)體對(duì)急性大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)的免疫反應(yīng)，長(zhǎng)時(shí)間的訓(xùn)練累積效應(yīng)可以讓機(jī)體免疫系統(tǒng)對(duì)高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)的應(yīng)答水平全面降低。對(duì)運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行4個(gè)月的HIIT，研究證明，在機(jī)體經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的訓(xùn)練周期后，應(yīng)對(duì)急性大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后即刻機(jī)體內(nèi)白細(xì)胞和中性粒細(xì)胞水平升高的程度顯著減弱，總淋巴細(xì)胞和B細(xì)胞恢復(fù)時(shí)間延長(zhǎng)[15]。

3 運(yùn)動(dòng)影響系統(tǒng)性炎癥反應(yīng)的可能機(jī)制

急性大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后的系統(tǒng)性炎癥反應(yīng)可能與延遲性肌肉酸痛、急性腎損傷、氧化應(yīng)激、性別等原因有關(guān)。對(duì)高水平運(yùn)動(dòng)員在鐵人三項(xiàng)比賽前后取樣發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)性炎癥反應(yīng)與氧化應(yīng)激、急性腎損傷之間存在顯著相關(guān)[16]。急性大強(qiáng)度或長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)動(dòng)后可以觀察到顯著的系統(tǒng)性炎癥反應(yīng)，其中釋放的一些細(xì)胞因子主要來(lái)源于骨骼肌。長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)動(dòng)后機(jī)體血清各炎性標(biāo)志物水平升高，并且與運(yùn)動(dòng)負(fù)荷、肌肉收縮方式有關(guān)。因此，運(yùn)動(dòng)后的炎癥反應(yīng)可能是運(yùn)動(dòng)中肌肉組織損傷所導(dǎo)致的。其中，急性運(yùn)動(dòng)后引起的促炎性細(xì)胞因子血清IL-6升高則主要來(lái)源于骨骼肌收縮[17]，IL-6反應(yīng)較快，在骨骼肌炎癥反應(yīng)的早期就有顯著上升，主要由運(yùn)動(dòng)中骨骼肌收縮引發(fā)組織損傷導(dǎo)致，并且受運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的影響。由于肌肉收縮過(guò)程是血清IL-6的主要來(lái)源，擁有更高肌肉質(zhì)量的男性可能會(huì)引起更高的IL-6水平，因此運(yùn)動(dòng)引起的細(xì)胞因子水平的改變可能會(huì)受到性別影響。經(jīng)典理論認(rèn)為，由運(yùn)動(dòng)誘發(fā)的急性IL-6升高由于其的抗炎作用可以起到促進(jìn)健康的作用。對(duì)12名健康男性受試者使用等速肌力測(cè)試儀進(jìn)行重復(fù)300次的右側(cè)股四頭肌離心收縮后發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動(dòng)后即刻血清IL-6濃度便出現(xiàn)顯著上升，在運(yùn)動(dòng)后6h達(dá)到峰值，調(diào)查發(fā)現(xiàn)，受試者DOMS出現(xiàn)的狀態(tài)與運(yùn)動(dòng)后血清IL-6水平之間存在顯著相關(guān)，間接證明骨骼肌收縮蛋白的損傷與系統(tǒng)性炎癥反應(yīng)之間存在關(guān)系，并且DOMS與炎癥相關(guān)[18]。

大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)會(huì)引起血液中淋巴細(xì)胞水平的升高，急性大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)會(huì)引起較大的血液動(dòng)力學(xué)、應(yīng)激激素包括血漿兒茶酚胺、皮質(zhì)醇的作用以及β2-腎上腺素受體介導(dǎo)的變化，從而促進(jìn)淋巴細(xì)胞入血[19]。體力活動(dòng)水平提高會(huì)增加血液流速和白細(xì)胞募集，通過(guò)觀察完成超長(zhǎng)大強(qiáng)度馬拉松比賽后運(yùn)動(dòng)員的血管內(nèi)皮功能障礙指標(biāo)和系統(tǒng)性炎癥標(biāo)志物結(jié)果發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動(dòng)后內(nèi)皮功能障礙標(biāo)志物與系統(tǒng)性炎癥反應(yīng)密切相關(guān)，并且受運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的影響[20]。

4 結(jié)語(yǔ)

急性運(yùn)動(dòng)對(duì)機(jī)體系統(tǒng)性炎癥的影響存在個(gè)體差異。極低水平的日常體力活動(dòng)水平有降低機(jī)體免疫功能的可能，急性大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)或超長(zhǎng)時(shí)間耐力運(yùn)動(dòng)有誘發(fā)免疫抑制的可能，使機(jī)體免疫機(jī)能下降，SIgA分泌減少進(jìn)而提高上呼吸道感染的發(fā)病率。HIIT作為一種更加高效且能夠讓人獲得更多各種生理益處的運(yùn)動(dòng)方法，其可以作為減脂、改善身體機(jī)能、促進(jìn)健康的一種體力活動(dòng)模式。大部分將HIIT應(yīng)用于特殊人群包括糖尿病、肥胖或者居家鍛煉的人群，作為促進(jìn)康復(fù)和健康的手段的研究都得到積極的結(jié)論。長(zhǎng)期進(jìn)行MCT或HIIT都可以減弱機(jī)體免疫系統(tǒng)對(duì)急性運(yùn)動(dòng)應(yīng)激后的反應(yīng)。有研究證明，急性HIIT和MCT對(duì)機(jī)體部分免疫細(xì)胞影響無(wú)顯著區(qū)別，但目前關(guān)于運(yùn)動(dòng)模式與不同炎癥因子之間的關(guān)系說(shuō)法不一，未來(lái)研究需要繼續(xù)探究其與炎癥反應(yīng)的影響因素及因果關(guān)系。另外，觀察運(yùn)動(dòng)前后血液中炎性因子的濃度水平變化以及其與運(yùn)動(dòng)量的劑量-效應(yīng)關(guān)系對(duì)運(yùn)動(dòng)員身體機(jī)能監(jiān)控也十分有意義。