林文弢, 吳慶悅, 楊 玲

(1.珠?？萍紝W(xué)院,廣東 珠海 519041; 2.廣州體育學(xué)院,廣東 廣州 510500; 3.韶關(guān)學(xué)院,廣東 韶關(guān) 512000)

免疫系統(tǒng)是機(jī)體內(nèi)結(jié)構(gòu)復(fù)雜且分工精細(xì)的重要系統(tǒng),參與機(jī)體免疫應(yīng)答及免疫調(diào)節(jié)。免疫系統(tǒng)主要通過清除引起內(nèi)環(huán)境波動(dòng)的因素,包括清除機(jī)體外部入侵的抗原性異物(如病原微生物等)和體內(nèi)的有害細(xì)胞(如衰老、腫瘤、病變細(xì)胞等),維持機(jī)體內(nèi)外環(huán)境穩(wěn)定。大量研究表明,中等強(qiáng)度的規(guī)律性運(yùn)動(dòng)能夠增強(qiáng)機(jī)體免疫力,改善機(jī)體免疫功能。然而,長期處于高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練和緊張比賽條件下的運(yùn)動(dòng)員能源物質(zhì)消耗大,機(jī)體的能源攝入與消耗不平衡,導(dǎo)致機(jī)體的免疫系統(tǒng)功能較為脆弱,甚至出現(xiàn)暫時(shí)性免疫抑制狀態(tài),容易被病毒入侵,影響正常訓(xùn)練與比賽。因此,日常訓(xùn)練和比賽中可通過合理的方法與手段提升運(yùn)動(dòng)員的免疫能力,達(dá)到維持身體機(jī)能、提高運(yùn)動(dòng)能力的效果。

1 機(jī)體免疫力對運(yùn)動(dòng)能力的影響

運(yùn)動(dòng)能力是身體形態(tài)、身體素質(zhì)、身體機(jī)能、技術(shù)技能及心理素質(zhì)的綜合能力。從生物化學(xué)的角度出發(fā),運(yùn)動(dòng)能力的高低取決于運(yùn)動(dòng)時(shí)能量的供給、轉(zhuǎn)化、利用的能力。運(yùn)動(dòng)能力是運(yùn)動(dòng)員取得優(yōu)異競技成績的基礎(chǔ),運(yùn)動(dòng)員的免疫力對身體機(jī)能和運(yùn)動(dòng)能力有顯著影響。樊晉華等[1]在健脾增免中藥對小鼠免疫機(jī)能及力竭性游泳運(yùn)動(dòng)能力的影響中發(fā)現(xiàn),服用健脾增免中藥4周后,小鼠體內(nèi)淋巴細(xì)胞的增殖反應(yīng)能力明顯提高,機(jī)體免疫力增強(qiáng),血清睪酮水平隨之提高,進(jìn)而增強(qiáng)小鼠的抗疲勞能力,延長小鼠力竭性游泳時(shí)間。王曉慧等[2]研究表明,大鼠過度訓(xùn)練導(dǎo)致免疫機(jī)能下降,服用蒺藜能改善其免疫機(jī)能,延長運(yùn)動(dòng)時(shí)間。與過度訓(xùn)練組相比,補(bǔ)充蒺藜組能逆轉(zhuǎn)過度訓(xùn)練所致的CD8+T增加、CD4+/CD8+T降低、NK細(xì)胞減少,以及部分逆轉(zhuǎn)CD3+減少。如果蒺藜配合過度訓(xùn)練,大鼠的外周血睪酮水平顯著增加,一次力竭運(yùn)動(dòng)時(shí)間顯著提高。

線粒體是糖類、脂肪和氨基酸最終氧化釋放能量的場所,是人體各項(xiàng)活動(dòng)的動(dòng)力來源,為運(yùn)動(dòng)員日常訓(xùn)練和比賽提供所需能量。同時(shí),線粒體是先天性免疫的關(guān)鍵調(diào)控者,可通過釋放多種線粒體損傷相關(guān)分子模式(DAMPs)來誘發(fā)先天性免疫應(yīng)答,如線粒體 DNA(mtDNA)、線粒體轉(zhuǎn)錄因子A(TFAM)、線粒體 N-甲酰肽(F-MITs)、ATP等。運(yùn)動(dòng)作為一種獨(dú)特的應(yīng)激方式影響機(jī)體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)。運(yùn)動(dòng)會使機(jī)體氧耗及ATP需求增加,引起自身結(jié)構(gòu)與功能發(fā)生相應(yīng)變化[3],這對細(xì)胞、組織乃至機(jī)體內(nèi)與之相關(guān)的先天性免疫通路起調(diào)控作用。

此外,下丘腦-腎上腺軸(HPA)和sympatheticoadrenal-medullary(SAM)軸與免疫功能高度相關(guān),通過控制腎上腺激素的分泌,調(diào)節(jié)免疫功能。HPA軸通過腎上腺皮質(zhì)調(diào)節(jié)糖皮質(zhì)激素和皮質(zhì)醇的產(chǎn)生,SAM軸通過腎上腺髓質(zhì)調(diào)節(jié)兒茶酚胺(腎上腺素和去甲腎上腺素)的產(chǎn)生[4]。

2 提高運(yùn)動(dòng)員免疫能力的機(jī)制

2.1 肌肉損傷與免疫抑制

長時(shí)間大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)會導(dǎo)致肌肉損傷,其中離心運(yùn)動(dòng)最為顯著。炎癥在骨骼肌內(nèi)穩(wěn)態(tài)中具有廣泛作用。骨骼肌作為運(yùn)動(dòng)器官,是能量代謝中心,作為分泌器官,通過自分泌方式分泌的促炎因子白介素-6(IL-6)、TNF-α、白介素-8(IL-8)在骨骼肌損傷修復(fù)過程中具有重要作用,以旁分泌方式分泌的胰島素生長因子-1(IGF-1)、瘦素(leptin)、內(nèi)源性配體(apelin)等與糖、脂肪、蛋白質(zhì)代謝密切相關(guān)[5]。過度訓(xùn)練后機(jī)體中性粒細(xì)胞功能、自然殺傷細(xì)胞數(shù)量及各免疫細(xì)胞毒性活性降低,促成運(yùn)動(dòng)員體內(nèi)發(fā)生慢性炎癥,增加肌肉損傷風(fēng)險(xiǎn)。Chisari等[6]在免疫系統(tǒng)與肌腱愈合作用的研究中提出,炎癥會抑制肌肉肌腱恢復(fù)過程。免疫細(xì)胞在肌腱穩(wěn)態(tài)和肌腱修復(fù)中具有重要作用,其中,巨噬細(xì)胞是在炎癥和肌肉損傷過程中起主要作用的免疫細(xì)胞。

2.2 與免疫相關(guān)的炎癥因子

免疫系統(tǒng)由免疫器官、免疫細(xì)胞和免疫分子組成。胸腺和脾臟是人體主要的免疫器官,淋巴細(xì)胞和免疫球蛋白對機(jī)體免疫系統(tǒng)功能的發(fā)揮有重要作用。研究[7]表明,急性運(yùn)動(dòng)后機(jī)體的胸腺、脾臟等免疫器官會發(fā)生形態(tài)和功能的改變,脾臟萎縮會損壞骨髓結(jié)構(gòu)的變化,使淋巴細(xì)胞增殖能力降低。運(yùn)動(dòng)后即刻外周淋巴細(xì)胞會升高,如NK細(xì)胞、CD4+細(xì)胞和CD8+細(xì)胞增多等。這主要由細(xì)胞毒性、炎癥等引起。炎癥對機(jī)體免疫功能具有重要的調(diào)節(jié)作用,局部炎癥可能影響效應(yīng) T 細(xì)胞與巨噬細(xì)胞的活化,進(jìn)而影響細(xì)胞免疫與體液免疫的激活[8]。急性大負(fù)荷運(yùn)動(dòng)會下調(diào)淋巴細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)網(wǎng)膜鈣通道基因的表達(dá),從而抑制胞內(nèi)鈣離子釋放及胞內(nèi) Ca2+信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程,降低淋巴細(xì)胞的增殖能力。同時(shí),在恢復(fù)期運(yùn)動(dòng)員機(jī)體內(nèi)會出現(xiàn)淋巴細(xì)胞減少的現(xiàn)象,可能是由淋巴細(xì)胞在淋巴和非淋巴器官之間的重新分布所致[9]。

2.3 運(yùn)動(dòng)可通過線粒體相關(guān)免疫通路引發(fā)炎癥反應(yīng)

線粒體氧化應(yīng)激反應(yīng)與免疫系統(tǒng)和炎癥密切相關(guān)。李省天等[10]在運(yùn)動(dòng)與線粒體相關(guān)先天性免疫研究中表明,規(guī)律運(yùn)動(dòng)對線粒體具有保護(hù)作用,可降低血液中線粒體DNA(mtDNA)含量,避免游離mtDNA的產(chǎn)生,抑制先天性免疫通路,在抗炎方面起積極作用。急性大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)造成線粒體應(yīng)激或損傷,促使游離mtDNA含量升高,激活先天性免疫通路,引發(fā)炎癥反應(yīng)。因此,當(dāng)機(jī)體損傷或內(nèi)環(huán)境紊亂時(shí),可通過釋放 mtDNA和甲酰肽激活先天性免疫反應(yīng)發(fā)揮促炎效應(yīng)。此外,線粒體基因組與細(xì)菌基因組具有明顯的相似性,如DNA形狀與結(jié)構(gòu),mRNA、rRNA的沉降系數(shù),具有自身的DNA聚合酶及RNA聚合酶等。線粒體分裂方式與細(xì)菌具有相似性。線粒體DNA(mtDNA)可被中性粒細(xì)胞、單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞膜上的TLR9受體識別,進(jìn)而促進(jìn)局部炎癥反應(yīng)的發(fā)生[11]。

總之,線粒體因其特殊的結(jié)構(gòu)和作用在免疫調(diào)控中起重要作用。當(dāng)機(jī)體處于應(yīng)激狀態(tài)時(shí),線粒體受損,游離線粒體DNA(mtDNA)含量增加,進(jìn)而影響體內(nèi)的炎癥狀態(tài),限制運(yùn)動(dòng)員各組織之間的調(diào)動(dòng),降低運(yùn)動(dòng)能力。

3 運(yùn)動(dòng)員免疫能力下降的原因

免疫力對運(yùn)動(dòng)員的健康和運(yùn)動(dòng)成績的提高具有至關(guān)重要的作用。很多人認(rèn)為運(yùn)動(dòng)員具有強(qiáng)健的體魄,免疫系統(tǒng)功能比普通人好,實(shí)際并非如此。運(yùn)動(dòng)員常年進(jìn)行高強(qiáng)度訓(xùn)練、參加激烈的比賽,身體處于高負(fù)荷狀態(tài),若不及時(shí)進(jìn)行恢復(fù),大部分運(yùn)動(dòng)員會出現(xiàn)免疫抑制現(xiàn)象,增加上呼吸道感染、組織損傷的風(fēng)險(xiǎn)。面對激烈的訓(xùn)練比賽,運(yùn)動(dòng)員通過激活下丘腦-垂體-腎上腺軸和交感神經(jīng)系統(tǒng)以及由此產(chǎn)生的免疫調(diào)節(jié)激素,影響免疫功能。先天性免疫和后天性免疫在劇烈運(yùn)動(dòng)后會出現(xiàn)暫時(shí)性下降,尤其是在運(yùn)動(dòng)員加大訓(xùn)練量的增量期、恢復(fù)訓(xùn)練的早期均會出現(xiàn)。2021年突如其來的新型冠狀病毒席卷全球,有許多運(yùn)動(dòng)員感染,包括東京奧運(yùn)會參賽運(yùn)動(dòng)員。其原因:一方面是運(yùn)動(dòng)員流動(dòng)大,四處比賽增加了感染風(fēng)險(xiǎn);另一方面是運(yùn)動(dòng)員長期參加高強(qiáng)度、高密度的訓(xùn)練和比賽,身體因過度消耗而處于一種不平衡狀態(tài),若不及時(shí)恢復(fù)將導(dǎo)致免疫力下降。運(yùn)動(dòng)員免疫力下降主要表現(xiàn)為機(jī)能下降、無法迅速動(dòng)員、機(jī)體無法達(dá)到最佳競技狀態(tài),更嚴(yán)重的是運(yùn)動(dòng)員無法繼續(xù)參加訓(xùn)練和比賽,大大縮短了運(yùn)動(dòng)壽命。

4 運(yùn)動(dòng)員易出現(xiàn)的免疫性疾病

4.1 心律失常

心律失常是運(yùn)動(dòng)員的一種常見癥狀。長期進(jìn)行高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng),使心臟出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性變化,導(dǎo)致心臟肥厚、變大,心臟肥厚會影響傳導(dǎo)系統(tǒng)和供血系統(tǒng)進(jìn)而造成心肌缺血,嚴(yán)重者會出現(xiàn)暈厥甚至猝死。運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行大強(qiáng)度訓(xùn)練會導(dǎo)致機(jī)體免疫力下降并引發(fā)體內(nèi)炎癥,這是心律失常的機(jī)制之一。

4.2 呼吸道感染

運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度與上呼吸道感染率之間存在J 型曲線關(guān)系[12],說明適當(dāng)強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)可以增強(qiáng)機(jī)體的抗感染能力,而大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)會使免疫系統(tǒng)功能遭到破壞。長時(shí)間高強(qiáng)度耐力訓(xùn)練會導(dǎo)致上皮損傷和呼吸道炎癥反應(yīng),優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員在夏季和冬季訓(xùn)練期哮喘等呼吸道疾病的易感性增大[13]。

4.3 肌肉肌腱損傷

肌纖維損傷與線粒體氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng)密切相關(guān)。訓(xùn)練后機(jī)體出現(xiàn)的延遲性肌肉酸痛是炎癥的一種表現(xiàn),骨骼肌結(jié)構(gòu)和功能異常是運(yùn)動(dòng)員競技能力降低、運(yùn)動(dòng)壽命縮短的重要原因之一。運(yùn)動(dòng)會造成骨骼肌損傷,損傷的肌細(xì)胞釋放線粒體相關(guān)DAMPs,包括甲酰肽和線粒體DNA(mtDNA)。甲酰肽被中性粒細(xì)胞膜上的甲酰肽相關(guān)受體識別,而mtDNA可被中性粒細(xì)胞、單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞膜上的TLR9受體識別,進(jìn)而促進(jìn)局部炎癥反應(yīng)的發(fā)生[11]。同時(shí),免疫系統(tǒng)在肌腱受傷后的愈合中也扮演主要角色。免疫細(xì)胞分泌的細(xì)胞因子包括促炎因子和抗炎因子,影響傷口愈合及炎癥反應(yīng)[6]。

5 提高運(yùn)動(dòng)員免疫能力的方法

5.1 做好訓(xùn)練負(fù)荷監(jiān)控,及時(shí)促進(jìn)機(jī)體恢復(fù)

過度訓(xùn)練主要出現(xiàn)在高水平運(yùn)動(dòng)員密集訓(xùn)練過程中,會導(dǎo)致過度訓(xùn)練綜合征,主要體現(xiàn)為機(jī)體神經(jīng)內(nèi)分泌紊亂,比賽表現(xiàn)不佳,無法維持訓(xùn)練負(fù)荷,持續(xù)疲勞,兒茶酚胺排泄減少,經(jīng)常生病,睡眠紊亂和情緒狀態(tài)改變等[14]。訓(xùn)練監(jiān)控對運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)能力的提升及身體機(jī)能的評定有著不可忽視的作用。做好訓(xùn)練負(fù)荷監(jiān)控,避免過度訓(xùn)練,及時(shí)促進(jìn)機(jī)體恢復(fù)及運(yùn)動(dòng)疲勞的消除。訓(xùn)練中和恢復(fù)期可通過生理生化指標(biāo)對負(fù)荷進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)控,如血乳酸、血尿素、血清睪酮/皮質(zhì)醇比值(T/C)、尿蛋白等。

運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練和比賽后,機(jī)體長期處于高壓狀態(tài)且能量消耗較大,會產(chǎn)生疲勞。疲勞未及時(shí)消除會對運(yùn)動(dòng)員的免疫系統(tǒng)造成威脅。消除疲勞的方式多種多樣,包括積極性恢復(fù)、整理活動(dòng)、睡眠、物理學(xué)手段、營養(yǎng)學(xué)手段等。加快機(jī)體代謝產(chǎn)物的清除,減少堆積,可改善肌肉血液循環(huán)[15]。

5.2 注意營養(yǎng)均衡及能量攝入

免疫系統(tǒng)清除病毒、細(xì)菌及其他病原體的能力主要依賴于充足的能量供應(yīng),這些能量物質(zhì)包括葡萄糖、氨基酸和脂肪酸等。除此之外,還需核苷酸來合成DNA、RNA及氨基酸蛋白質(zhì)。氨基酸的充足供應(yīng)也需要蛋白質(zhì),如免疫球蛋白、細(xì)胞因子和急性期蛋白[16]。同時(shí),微量營養(yǎng)元素在核苷酸與核酸合成(如鐵、鋅和鎂)、限制組織損傷的抗氧化防御(如維生素C和E)中發(fā)揮重要作用。當(dāng)氧化應(yīng)激增加時(shí),維生素C等具有抗氧化作用的微量元素在劇烈運(yùn)動(dòng)和感染期具有特別作用。維生素D等微量營養(yǎng)素可通過調(diào)節(jié)基因表達(dá)直接影響免疫細(xì)胞功能。此外,有許多中藥對脾臟具有較好的保護(hù)作用,可提高免疫能力。

6 小 結(jié)

長期處于高強(qiáng)度訓(xùn)練下的運(yùn)動(dòng)員會出現(xiàn)免疫力低下的情況,增加運(yùn)動(dòng)員組織損傷和呼吸道感染的概率,對運(yùn)動(dòng)員的身體機(jī)能和運(yùn)動(dòng)能力的影響較大,教練員應(yīng)重視運(yùn)動(dòng)員免疫力的提升,為取得良好的運(yùn)動(dòng)成績奠定基礎(chǔ)。在日常訓(xùn)練中,可通過生理生化指標(biāo)監(jiān)控運(yùn)動(dòng)員的訓(xùn)練強(qiáng)度及恢復(fù)情況,根據(jù)運(yùn)動(dòng)員的身體情況及時(shí)調(diào)整訓(xùn)練計(jì)劃。運(yùn)動(dòng)員比普通人消耗更多的能量,應(yīng)科學(xué)飲食,注意大強(qiáng)度訓(xùn)練期間的膳食營養(yǎng)搭配,特別是增加蛋白質(zhì)及各種微量元素的攝入?？傊?提高運(yùn)動(dòng)員的免疫力是發(fā)揮良好競技狀態(tài)、取得優(yōu)異運(yùn)動(dòng)成績的重要前提條件之一。