大强度运动影响免疫功能的机制初探
关键字： 运动 免疫 情绪
为研究大强度运动抑制免疫功能的机制，采用T淋巴细胞转化法测定运动受试者血中应激免疫抑制蛋白的含量，并以评定量表方法测定受试者的运动心情及主观体力感觉的变化。结果发现：受试者在大强度运动持续7天后血清中应激免疫抑制蛋白的含量明显升高，进一步的分析表明，该抑制物质的产生与受试者的运动心情之间有相关关系。以上结果提示大强度运动可以引起应激免疫抑制蛋白的增多，而且这种增多与运动者的心理情绪有密切关系。
关键词：运动 免疫 情绪
骨骼肌运动可以影响机体的免疫功能，例如运动后机体产生特异或非特异性抗体的能力发生变化；运动可以引起杀伤性细胞的数目及杀伤能力发生变化等。在运动的不同阶段(运动进行时，运动停止即刻，运动停止一段时间后)这些免疫指标的变化不尽相同。关于运动引起这些变化的原因，目前的研究还不深入。
本工作的目的在于探讨大强度长时间的运动对免疫功能的影响及其机制。在以往的研究中，我们发现，大强度长时间的运动可以使人体产生一种血清应激免疫抑制蛋白［1］，具有抑制正常淋巴细胞转化的作用。本工作中，每天2小时的大强度运动持续七天后，运动者的血清能显著抑制淋巴细胞转化。并证明这种抑制作用是由应激免疫抑制蛋白所引起。为了进一步研究运动中哪些因素与应激免疫抑制蛋白的产生有关，我们在整个运动实验过程中，用评定量表和运动测试仪分别测定了：(1)受试者参加该次运动期间的运动心情-主观情绪感觉的变化；(2)受试者所承受的运动强度；(3)工作肌群(小腿部肌肉)在运动前后力量的改变；(4)工作肌群在运动后的疼痛感觉(用于指示肌肉受损伤的程度)。通过分析，发现仅第一项，即受试者运动期间的心理因素(运动心情)变化与血清抑制淋巴细胞转化的程度有正相关关系。提示情绪变化可能是运动影响免疫功能的主要因素。
1 材料与方法
对象与运动方式：普通健康大学生11名：男性；年龄21.32±0.7岁(均值±标准差，下同)；体重64.48±5.79kg；身高174.2±4.08cm。所有受试者均无下肢损伤与疾患，亦无力量性项目的运动训练史。受试者在实验前三天被告知不进行任何运动练习。
受试者共运动7天，第1天10组负荷(一组负荷的运动量包括最大用力的15个蛙跳，30个负重跳，负重量为20kg，下同)，每组负荷间休息3分钟，持续时间约2小时；第2天为5组负荷；第3天为8组负荷；第4天至7天恢复为10组负荷。
取血时间：在运动前安静时，第1天、第4天、第7天运动后即刻，以及第7天运动停止后24小时取肘静脉血。血液置4℃6小时凝固后离心(4℃，200g，30分钟)分离血清，血清于-30℃贮存待用。
血清对淋巴细胞转化的影响：淋巴细胞取自正常BALB/C雄性小鼠(体重20～22g)肠系膜周围淋巴结。细胞浓度为3×106个/ml，培养液为RPMI 1640(GIBCO公司产品)含10%小牛血清，1%青链酶素及谷氨酰胺。诱导淋巴细胞转化的分裂原为刀豆蛋白A(ConA’Sigma公司)，浓度为4μg/ml。不同运动阶段的血清3.125μl与淋巴细胞和ConA共同加入96孔培养板(总体积为200μl/孔)。在含95%空气及5%CO2的孵育箱中培养42小时，每孔加入7.4KBq的3H-胸腺嘧啶核苷(3H-TdR，北京原子能技术研究所生产)，继续培养6小时后，以多头细胞收集器将细胞收获在玻璃纤维滤纸上。用β-液体闪烁仪测定放射活性，以cpm表示(以上每个血清样品设三复孔)。
运动心情的评价［2］：让受试者在运动前及每天运动后即刻，用情绪量表(Descriptor Differential Scale’DDS)对运动心情进行自我评价。这一评价方法反映受试者在参与该项运动期间的心理状态。不仅反映出受试者对参与该项大强度运动试验的态度，而且反映大强度运动后生理上不舒服所造成的不良情绪反应。受试者给出的评分越高，表示他在参与该项运动期间的情绪越差。
主观体力感觉评分［3、4］：为了判定受试者进行本次实验时的疲劳状况，以推断运动强度。我们使用了由Borg等人提出的主观感觉疲劳程度评定表(Ratings of Perceined Exertion’RPE)。该评分表分为7个等级20分，让受试者根据主观体力感觉等级表中的各等级对自己在运动前，和运动后即刻自行评分。这一评分能够很好地反映出受试者所承受的运动强度。从过去的研究结果看，当RPE值在12～15的范围，机体的耗氧量达最大耗氧量的56.4～85.9%。
工作肌群疼痛程度评分及收缩力量的测定：该实验所采用的运动方式主要引起小腿部肌肉的离心收缩运动，这种运动极易造成肌肉的损伤。我们利用工作肌群疼痛程度评分及收缩力量的测定，判断出参与该项运动的受试者小腿肌肉的疲劳和损伤状况。
(1)小腿肌肉酸痛程度评分［2］
该评分量表(Sensation Rate’SR)由Richard H在1988年制定，该量表分12个等级，由受试者在运动前和每天运动后即刻按量表评分。该评分越高则提示小腿部肌肉疼痛越重。
(2)小腿肌肉最大及收缩力量的测定
使用Biodex测力仪，测定受试者运动前，第1天、第4天和第7天运动后即刻的肌肉最大收缩力量。用肌肉运动的峰力矩和受试者体重的比值来表示(PT/BW)。该比值降低提示肌肉疲劳加重。
统计学方法：各数据以均值±标准误表示。多组数据间的差异以单因素的ANOVA分析，P＜0.05为差异有显著性。
血清中应激免疫抑制蛋白的含量与各项评判运动质量评分之间的相关性检验：前三项主观感觉和情绪的评分方法为：用第1至7天运动后即刻所测定的评分减去运动前的评分，得该项的绝对变化评分。肌力测定的评分为用第1、第4及第7天运动后即刻小腿肌肉力量测定值(PT/BW)减去运动前PT/BW得肌肉力量下降的绝对值。以每一位受试者上述四项指标不同运动天数变化的绝对值为X，以每一位受试者第七天血清对淋巴细胞转化降低率(第七天血清作用下淋巴细胞转化率减去运动前血清作用下淋巴细胞转化率)为Y作二者的相关分析。
2 结果
大强度运动后血清对正常淋巴细胞转化的影响：我们测定了运动前，第1天、第4天、第7天运动后即刻和第七天运动后24小时所采集的血清对正常小鼠淋巴细胞转化的影响。其cpm值分别是5047±841；4500±812；4315±780；3456±576以及5636±1536。结果表明，第七天运动后即刻组血清具有显著抑制正常淋巴细胞转化的作用(P=0.03’n=11’ANOVA检验)。以上结果提示，大强度的运动持续7天后使人体的血清具有抑制淋巴细胞转化的作用。该抑制作用在24小时后消失。
大强度运动前后主观情绪感觉的变化：结果表明，与运动前相比，每天运动后即刻的主观情绪感觉评分增高，说明受试者在进行该运动后运动心情变坏。
大强度运动后主观疲劳感觉的变化：RPE评分的结果表明，受试者进行该运动后主观感觉疲劳程度的评分上升到15分左右，说明，这次实验中所采用的运动强度达到85%左右，属于大强度运动。(表1)。
运动后小腿肌肉力量的变化：本次采用的运动方式主要引起小腿肌群的离心收缩，这种运动方式极易造成肌肉损伤，引起延迟性肌肉疼痛。我们的实验显示，受试者进行该项运动后，疼痛感觉评分显著提高，说明受试者的小腿部肌肉受到损伤，产生了延迟性肌肉酸痛的症状，除此以外，用Biodex仪测定肌肉最大收缩力量的结果表明，受试者进行该项运动后，肌肉力量显著下降。
3 讨论
文献已有报道，骨骼肌运动能够引起机体免疫功能发生改变，长时间大强度的运动(指耗氧量超过机体最大耗氧量的75%)，会降低人体外周血中免疫细胞的数目及免疫细胞的免疫活性。从而降低机体的抗病能力。有人认为，大强度的运动对机体是一种应激刺激。体内的某些“应激性物质”，如肾上腺皮质激素，交感神经递质，阿片肽等升高。这些物质均会影响到免疫系统的功能。也有人认为，大强度运动时，体内能量物质缺乏，影响了免疫细胞的质和量，从而降低了机体的免疫功能［5-8］。究竟运动如何影响免疫功能，一直不十分清楚。在我们以往的工作中证明，应激后在血清中出现一种大分子蛋白质，能够抑制免疫细胞的功能［9］。这种蛋白的产生与中枢神经系统的活动密切相关［10］。我们近期的研究表明，在运动员剧烈运动和小鼠耗竭性游泳后的血清中也存在有这种免疫抑制蛋白［1，11］。本工作则发现，大强度的运动，受试者血清能抑制正常淋巴细胞的转化，其抑制成份的分子量大小与我们以往报道的相同。为分析该抑制蛋白产生与运动的关系，我们将同时测定的受试者主观情绪感觉的变化；运动时的运动量；运动后小腿肌肉受损伤程度的指标与血清的抑制作用进行相关分析。结果表明，受试者主观情绪感觉评分越高，血清的抑制作用越强(即免疫抑制蛋白产生的量越多)，说明运动期间不愉快的情绪可能是大强度运动导致机体产生免疫抑制的原因，而与运动量的大小及肌肉的损伤程度没有关系。
为研究大强度运动抑制免疫功能的机制，采用T淋巴细胞转化法测定运动受试者血中应激免疫抑制蛋白的含量，并以评定量表方法测定受试者的运动心情及主观体力感觉的变化。结果发现：受试者在大强度运动持续7天后血清中应激免疫抑制蛋白的含量明显升高，进一步的分析表明，该抑制物质的产生与受试者的运动心情之间有相关关系。以上结果提示大强度运动可以引起应激免疫抑制蛋白的增多，而且这种增多与运动者的心理情绪有密切关系。
关键词：运动 免疫 情绪
骨骼肌运动可以影响机体的免疫功能，例如运动后机体产生特异或非特异性抗体的能力发生变化；运动可以引起杀伤性细胞的数目及杀伤能力发生变化等。在运动的不同阶段(运动进行时，运动停止即刻，运动停止一段时间后)这些免疫指标的变化不尽相同。关于运动引起这些变化的原因，目前的研究还不深入。
本工作的目的在于探讨大强度长时间的运动对免疫功能的影响及其机制。在以往的研究中，我们发现，大强度长时间的运动可以使人体产生一种血清应激免疫抑制蛋白［1］，具有抑制正常淋巴细胞转化的作用。本工作中，每天2小时的大强度运动持续七天后，运动者的血清能显著抑制淋巴细胞转化。并证明这种抑制作用是由应激免疫抑制蛋白所引起。为了进一步研究运动中哪些因素与应激免疫抑制蛋白的产生有关，我们在整个运动实验过程中，用评定量表和运动测试仪分别测定了：(1)受试者参加该次运动期间的运动心情-主观情绪感觉的变化；(2)受试者所承受的运动强度；(3)工作肌群(小腿部肌肉)在运动前后力量的改变；(4)工作肌群在运动后的疼痛感觉(用于指示肌肉受损伤的程度)。通过分析，发现仅第一项，即受试者运动期间的心理因素(运动心情)变化与血清抑制淋巴细胞转化的程度有正相关关系。提示情绪变化可能是运动影响免疫功能的主要因素。
1 材料与方法
对象与运动方式：普通健康大学生11名：男性；年龄21.32±0.7岁(均值±标准差，下同)；体重64.48±5.79kg；身高174.2±4.08cm。所有受试者均无下肢损伤与疾患，亦无力量性项目的运动训练史。受试者在实验前三天被告知不进行任何运动练习。
受试者共运动7天，第1天10组负荷(一组负荷的运动量包括最大用力的15个蛙跳，30个负重跳，负重量为20kg，下同)，每组负荷间休息3分钟，持续时间约2小时；第2天为5组负荷；第3天为8组负荷；第4天至7天恢复为10组负荷。
取血时间：在运动前安静时，第1天、第4天、第7天运动后即刻，以及第7天运动停止后24小时取肘静脉血。血液置4℃6小时凝固后离心(4℃，200g，30分钟)分离血清，血清于-30℃贮存待用。
血清对淋巴细胞转化的影响：淋巴细胞取自正常BALB/C雄性小鼠(体重20～22g)肠系膜周围淋巴结。细胞浓度为3×106个/ml，培养液为RPMI 1640(GIBCO公司产品)含10%小牛血清，1%青链酶素及谷氨酰胺。诱导淋巴细胞转化的分裂原为刀豆蛋白A(ConA’Sigma公司)，浓度为4μg/ml。不同运动阶段的血清3.125μl与淋巴细胞和ConA共同加入96孔培养板(总体积为200μl/孔)。在含95%空气及5%CO2的孵育箱中培养42小时，每孔加入7.4KBq的3H-胸腺嘧啶核苷(3H-TdR，北京原子能技术研究所生产)，继续培养6小时后，以多头细胞收集器将细胞收获在玻璃纤维滤纸上。用β-液体闪烁仪测定放射活性，以cpm表示(以上每个血清样品设三复孔)。
运动心情的评价［2］：让受试者在运动前及每天运动后即刻，用情绪量表(Descriptor Differential Scale’DDS)对运动心情进行自我评价。这一评价方法反映受试者在参与该项运动期间的心理状态。不仅反映出受试者对参与该项大强度运动试验的态度，而且反映大强度运动后生理上不舒服所造成的不良情绪反应。受试者给出的评分越高，表示他在参与该项运动期间的情绪越差。
主观体力感觉评分［3、4］：为了判定受试者进行本次实验时的疲劳状况，以推断运动强度。我们使用了由Borg等人提出的主观感觉疲劳程度评定表(Ratings of Perceined Exertion’RPE)。该评分表分为7个等级20分，让受试者根据主观体力感觉等级表中的各等级对自己在运动前，和运动后即刻自行评分。这一评分能够很好地反映出受试者所承受的运动强度。从过去的研究结果看，当RPE值在12～15的范围，机体的耗氧量达最大耗氧量的56.4～85.9%。
工作肌群疼痛程度评分及收缩力量的测定：该实验所采用的运动方式主要引起小腿部肌肉的离心收缩运动，这种运动极易造成肌肉的损伤。我们利用工作肌群疼痛程度评分及收缩力量的测定，判断出参与该项运动的受试者小腿肌肉的疲劳和损伤状况。
(1)小腿肌肉酸痛程度评分［2］
该评分量表(Sensation Rate’SR)由Richard H在1988年制定，该量表分12个等级，由受试者在运动前和每天运动后即刻按量表评分。该评分越高则提示小腿部肌肉疼痛越重。
(2)小腿肌肉最大及收缩力量的测定
使用Biodex测力仪，测定受试者运动前，第1天、第4天和第7天运动后即刻的肌肉最大收缩力量。用肌肉运动的峰力矩和受试者体重的比值来表示(PT/BW)。该比值降低提示肌肉疲劳加重。
统计学方法：各数据以均值±标准误表示。多组数据间的差异以单因素的ANOVA分析，P＜0.05为差异有显著性。
血清中应激免疫抑制蛋白的含量与各项评判运动质量评分之间的相关性检验：前三项主观感觉和情绪的评分方法为：用第1至7天运动后即刻所测定的评分减去运动前的评分，得该项的绝对变化评分。肌力测定的评分为用第1、第4及第7天运动后即刻小腿肌肉力量测定值(PT/BW)减去运动前PT/BW得肌肉力量下降的绝对值。以每一位受试者上述四项指标不同运动天数变化的绝对值为X，以每一位受试者第七天血清对淋巴细胞转化降低率(第七天血清作用下淋巴细胞转化率减去运动前血清作用下淋巴细胞转化率)为Y作二者的相关分析。
2 结果
大强度运动后血清对正常淋巴细胞转化的影响：我们测定了运动前，第1天、第4天、第7天运动后即刻和第七天运动后24小时所采集的血清对正常小鼠淋巴细胞转化的影响。其cpm值分别是5047±841；4500±812；4315±780；3456±576以及5636±1536。结果表明，第七天运动后即刻组血清具有显著抑制正常淋巴细胞转化的作用(P=0.03’n=11’ANOVA检验)。以上结果提示，大强度的运动持续7天后使人体的血清具有抑制淋巴细胞转化的作用。该抑制作用在24小时后消失。
大强度运动前后主观情绪感觉的变化：结果表明，与运动前相比，每天运动后即刻的主观情绪感觉评分增高，说明受试者在进行该运动后运动心情变坏。
大强度运动后主观疲劳感觉的变化：RPE评分的结果表明，受试者进行该运动后主观感觉疲劳程度的评分上升到15分左右，说明，这次实验中所采用的运动强度达到85%左右，属于大强度运动。(表1)。
运动后小腿肌肉力量的变化：本次采用的运动方式主要引起小腿肌群的离心收缩，这种运动方式极易造成肌肉损伤，引起延迟性肌肉疼痛。我们的实验显示，受试者进行该项运动后，疼痛感觉评分显著提高，说明受试者的小腿部肌肉受到损伤，产生了延迟性肌肉酸痛的症状，除此以外，用Biodex仪测定肌肉最大收缩力量的结果表明，受试者进行该项运动后，肌肉力量显著下降。
3 讨论
文献已有报道，骨骼肌运动能够引起机体免疫功能发生改变，长时间大强度的运动(指耗氧量超过机体最大耗氧量的75%)，会降低人体外周血中免疫细胞的数目及免疫细胞的免疫活性。从而降低机体的抗病能力。有人认为，大强度的运动对机体是一种应激刺激。体内的某些“应激性物质”，如肾上腺皮质激素，交感神经递质，阿片肽等升高。这些物质均会影响到免疫系统的功能。也有人认为，大强度运动时，体内能量物质缺乏，影响了免疫细胞的质和量，从而降低了机体的免疫功能［5-8］。究竟运动如何影响免疫功能，一直不十分清楚。在我们以往的工作中证明，应激后在血清中出现一种大分子蛋白质，能够抑制免疫细胞的功能［9］。这种蛋白的产生与中枢神经系统的活动密切相关［10］。我们近期的研究表明，在运动员剧烈运动和小鼠耗竭性游泳后的血清中也存在有这种免疫抑制蛋白［1，11］。本工作则发现，大强度的运动，受试者血清能抑制正常淋巴细胞的转化，其抑制成份的分子量大小与我们以往报道的相同。为分析该抑制蛋白产生与运动的关系，我们将同时测定的受试者主观情绪感觉的变化；运动时的运动量；运动后小腿肌肉受损伤程度的指标与血清的抑制作用进行相关分析。结果表明，受试者主观情绪感觉评分越高，血清的抑制作用越强(即免疫抑制蛋白产生的量越多)，说明运动期间不愉快的情绪可能是大强度运动导致机体产生免疫抑制的原因，而与运动量的大小及肌肉的损伤程度没有关系。
