樊曉飛，李良菊，馬 斌，丁建霞，成 靜

●研究報(bào)道

甘氨酸對(duì)力竭性游泳小鼠抗體形成細(xì)胞的影響

樊曉飛1，李良菊2，馬 斌2，丁建霞2，成 靜2

探討甘氨酸補(bǔ)充對(duì)一次力竭性運(yùn)動(dòng)小鼠抗體形成細(xì)胞的影響。方法：將小鼠隨機(jī)分成力竭性游泳運(yùn)動(dòng)組（E），甘氨酸補(bǔ)充后力竭性游泳組（Gly+E），甘氨酸補(bǔ)充對(duì)照組（Gly），靜息正常對(duì)照組（S），每組8只。在Gly+E、Gly組補(bǔ)充甘氨酸，其余兩組給予生理鹽水，處理4周后，E組和Gly+E組均做力竭性游泳運(yùn)動(dòng)。實(shí)驗(yàn)前5天用SRBC免疫小鼠，采用定量溶血測(cè)定法（QHS）測(cè)定小鼠脾臟內(nèi)抗體形成細(xì)胞溶解SRBC的能力；用微量凝集法測(cè)定小鼠血清中抗SRBC抗體的效價(jià)；測(cè)定胸腺指數(shù)和脾臟指數(shù)。結(jié)果：與E組比較，Gly+E組的力竭性游泳運(yùn)動(dòng)時(shí)間顯著延長(zhǎng)（P＜0.01）。E組和S組血清抗體效價(jià)顯著低于GLY組和GLY+E組（P＜0.01）。在小鼠脾臟抗體形成細(xì)胞測(cè)定試驗(yàn)中觀察到，E組顯著低于其他各組，P＜0.01；Gly+E組顯著高于E組和S組，但低于Gly組（P＜0.01）。E組和S組胸腺指數(shù)低于其他各組，但P＞0.05；脾臟指數(shù)各組間比較有非常顯著性差異P＜0.01。結(jié)論：甘氨酸預(yù)補(bǔ)充可提高力竭性游泳運(yùn)動(dòng)的最大操作能力；力竭性游泳運(yùn)動(dòng)降低血清中抗體效價(jià)，抗體形成細(xì)胞亦減少，甘氨酸預(yù)補(bǔ)充可對(duì)抗這些變化。

甘氨酸；力竭性游泳；抗體；抗體形成細(xì)胞

運(yùn)動(dòng)可刺激機(jī)體的神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)及免疫系統(tǒng)的雙向調(diào)節(jié)，使機(jī)體產(chǎn)生適應(yīng)性變化[1]，過度的力竭性運(yùn)動(dòng)可引起神經(jīng)內(nèi)分泌和免疫功能的改變。研究運(yùn)動(dòng)應(yīng)激反應(yīng)對(duì)機(jī)體免疫功能的影響，對(duì)于尋找對(duì)抗運(yùn)動(dòng)應(yīng)激反應(yīng)的方法及措施，保持運(yùn)動(dòng)員的身心健康具有十分重要意義。甘氨酸（glycine）是化學(xué)結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的氨基酸，能為合成其他氨基酸提供氮源。甘氨酸對(duì)離體缺血再灌注大鼠心臟[2]對(duì)乳鼠心肌細(xì)胞缺氧損傷具有保護(hù)作用[3]。盡管其保護(hù)作用的確切機(jī)制尚不明了，大量的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)甘氨酸在多種疾病狀態(tài)下具有抗炎、免疫調(diào)節(jié)和細(xì)胞保護(hù)作用，可以作為一種新的抗炎、免疫調(diào)節(jié)和細(xì)胞保護(hù)藥物[4]。有研究表明，如果給予大鼠高劑量的甘氨酸，可以發(fā)現(xiàn)腦內(nèi)甘氨酸含量升高[5－6]，同時(shí)還觀察到膠質(zhì)細(xì)胞發(fā)生形態(tài)學(xué)改變。這些觀察似乎表明了甘氨酸補(bǔ)充也可表現(xiàn)出生理學(xué)或藥理學(xué)作用。甘氨酸既是體內(nèi)重要的抗氧化物谷胱甘肽的重要原料，也是作為運(yùn)動(dòng)人體重要能源物質(zhì)——肌酸的重要原料，因此，有人認(rèn)為，甘氨酸補(bǔ)充有助于提高運(yùn)動(dòng)人體的運(yùn)動(dòng)能力，但是，迄今為止還未有確切證據(jù)支持。甘氨酸在免疫中的調(diào)節(jié)作用及其在運(yùn)動(dòng)中的保護(hù)作用研究甚少。本研究以小鼠的力竭性游泳為運(yùn)動(dòng)應(yīng)激反應(yīng)模型，觀察力竭性游泳小鼠的免疫功能以及甘氨酸對(duì)力竭性游泳小鼠抗體形成細(xì)胞的影響。為進(jìn)一步探討甘氨酸對(duì)人體運(yùn)動(dòng)和免疫功能的影響及可能的作用機(jī)制打下基礎(chǔ)。

1 研究材料和方法

1.1 動(dòng) 物

昆明種雄性小鼠，鼠齡6周，體重（20±2）g，由江蘇大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供。將小鼠隨機(jī)分成單純力竭性游泳運(yùn)動(dòng)組（S組），施甘氨酸力竭性游泳運(yùn)動(dòng)組（GLY+E組），靜息正常對(duì)照組（S組），靜息甘氨酸對(duì)照組（GLY組）。動(dòng)物按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)飼料喂養(yǎng)，自由飲食，飲水。施藥對(duì)照組及運(yùn)動(dòng)組以每天10 mg/kg（0.5 mL）甘氨酸灌胃，同時(shí)靜息對(duì)照組及單純運(yùn)動(dòng)組以每天0.5 mL生理鹽水灌胃，連續(xù)4周后實(shí)施力竭性游泳。游泳池長(zhǎng)90 cm，寬60 cm，高48 cm，水深35 cm，水溫（30±2）℃。力竭性游泳的判斷標(biāo)準(zhǔn)，即游泳最后下沉入水中，經(jīng)10 s后不能自主返回水面為力竭。分別記錄各組小鼠游泳時(shí)間。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 補(bǔ)體溶血活性測(cè)定 各組小鼠分別采取摘眼球采血，放室溫待血液凝固收縮后，2 000 r/min離心20 min，將血清吸出，立即采用微量CH50溶血法進(jìn)行補(bǔ)體溶血活性測(cè)定，因補(bǔ)體溶血曲線為S型，故以50%溶血作為判斷終點(diǎn)最為敏感，具體方法見參考文獻(xiàn)[7]。

1.2.2 胸腺指數(shù)及脾臟指數(shù) 分別稱取小鼠體重、脾臟及胸腺重量，脾臟指數(shù)=脾重（mg）/體重（g），胸腺指數(shù)=胸腺重（mg）/體重（g）。

1.2.3 抗體形成細(xì)胞溶血能力的測(cè)定 采用綿羊紅細(xì)胞的定量溶血測(cè)定法，試驗(yàn)前5天用5%SRBC0.5 mL免疫小鼠，5天后取脾臟研碎用200目銅網(wǎng)過濾，取細(xì)胞液PBS洗3次，調(diào)細(xì)胞濃度1×107／mL。取1×107／mL細(xì)胞液、1∶30補(bǔ)體（豚鼠血清）、0.2% SRBC各1 mL，370水浴1 h，1 500 rpm/min離心10 min，取上清413 nm測(cè)OD值。

1.2.4 血清中抗體含量的測(cè)定 采用微量凝集法測(cè)定血清中抗綿羊紅細(xì)胞抗體的效價(jià)。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用M±SD表示，分別采用T檢驗(yàn)及方差分析和Q檢驗(yàn)進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)，P＜0.05為顯著性差異標(biāo)準(zhǔn)。

2結(jié) 果

施藥游泳組小鼠力竭性游泳時(shí)間比單純游泳組明顯延長(zhǎng)，有非常顯著性差異t=4.973，P＜0.01（見表1）。血清總補(bǔ)體溶血活性（CH50）施藥對(duì)照組明顯高于其他各組F=31.50，P＜0.01；單純游泳組明顯低于靜息對(duì)照組P＜0.01，施藥游泳組亦低于靜息對(duì)照組，但P＞0.05（見表1）。

注：力竭游泳時(shí)間GLY+E與E比較P＜0.01；各組血清總補(bǔ)體溶血活性P＜0.01，**二游泳組與GLY比較均P＜0.01；GLY+E組與E組比P＜0.01，與S比較P＞0.05。

甘氨酸對(duì)力竭游泳小鼠胸腺指數(shù)影響無顯著性差異（F= 0.413 7）P＞0.05。甘氨酸對(duì)力竭游泳小鼠脾臟指數(shù)有非常顯著性差異（F=11.20）P＜0.01（見表2）。

注：脾臟指數(shù)＊＊施藥對(duì)照組與其他各組比較P＜0.01；GLY組+E組亦明顯高于E組及S組，P＜0.01；胸腺指數(shù)各組間比較P＞0.05。

甘氨酸對(duì)力竭游泳小鼠抗體形成細(xì)胞溶血活性（F=83.25）及血清抗體含量的影響（F=9.688）有非常顯著性差異P＜0.01（見表3）。

注：抗體形成細(xì)胞溶血活性**GLY組與其他各組比較P＜0.01；GLY組亦明顯高于E組及S組P＜0.01。E組與S組比較無顯著性差異P＞0.05。血清抗體含量**GLY組與E組和S組比較有非常顯著性差異P＜0.01；*GLY+E組與GLY組比P＜0.05.GLY+E組與E組比P＜0.05。

3 討 論

補(bǔ)體具有多種生物學(xué)作用，不僅參與非特異性免疫反應(yīng)，也參與特異性免疫應(yīng)答。我們認(rèn)為，本次研究?jī)H探討補(bǔ)充甘氨酸對(duì)力竭運(yùn)動(dòng)的改善作用，采用單因素方差分析及兩兩比較就能說明甘氨酸處理的實(shí)驗(yàn)效應(yīng)，可以達(dá)到預(yù)期研究目的。本研究中施藥游泳組及單純游泳組均顯著低于靜息對(duì)照組P＜0.01。可能是因?yàn)榱咝杂斡具\(yùn)動(dòng)造成神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)處于應(yīng)激狀態(tài)，引起激素分泌增加，使體內(nèi)內(nèi)環(huán)境的破壞及各種細(xì)胞損傷，在此種應(yīng)激反應(yīng)情況下，機(jī)體必然會(huì)動(dòng)員免疫系統(tǒng)來進(jìn)行免疫防御。作為機(jī)體免疫反應(yīng)的重要角色，補(bǔ)體系統(tǒng)也必然高度激活，導(dǎo)致消耗大量補(bǔ)體成分，這種連續(xù)的堅(jiān)持運(yùn)動(dòng)，加重了補(bǔ)體系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，導(dǎo)致補(bǔ)體成分消耗增加，從而造成總補(bǔ)體含量及溶血活性減低。再有可能小鼠力竭游泳后立即處死，體內(nèi)由于力竭運(yùn)動(dòng)消耗大量的氧氣與能量物質(zhì)，產(chǎn)生了大量的代謝產(chǎn)物，加速了補(bǔ)體的消耗，使補(bǔ)體含量減低；力竭性游泳后血清中改變的理化因素在補(bǔ)體測(cè)定時(shí)亦有可能影響補(bǔ)體的激活速率，使補(bǔ)體溶血活性減低；再有力竭性運(yùn)動(dòng)使得血流量的重新分布亦可引起血清補(bǔ)體含量相對(duì)降低[8]。然而補(bǔ)體系統(tǒng)和有氧運(yùn)動(dòng)的關(guān)系還涉及到很多方面，尚待繼續(xù)進(jìn)一步研究[9]。施藥游泳組小鼠的補(bǔ)體溶血活性明顯高于單純游泳組P＜0.01，該結(jié)果說明補(bǔ)充甘氨酸是能夠提高機(jī)體的補(bǔ)體溶血活性P＜0.01。甘氨酸能明顯延長(zhǎng)小鼠力竭性游泳的時(shí)間P＜0.01。

胸腺是T淋巴細(xì)胞分化和成熟的場(chǎng)所，脾臟是免疫細(xì)胞定居和發(fā)生免疫應(yīng)答的場(chǎng)所。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：甘氨酸能使力竭游泳小鼠免疫器官的有關(guān)指標(biāo)，如脾臟指數(shù)明顯升高P＜0.01，胸腺指數(shù)亦升高但P＞0.05。提示甘氨酸能促進(jìn)脾臟細(xì)胞中蛋白質(zhì)和核酸的合成，增強(qiáng)細(xì)胞活性，從而使抗體形成細(xì)胞的溶血活性有所提高，P＜0.01。趙穩(wěn)興采用穩(wěn)定同位素15N-Gly（15N-甘氨酸）示蹤技術(shù)觀察了支鏈氨基酸（BCAA）和運(yùn)動(dòng)對(duì)心肌和骨骼肌蛋白質(zhì)的合成作用[10]。注射15N-Gly后，正常對(duì)照組心肌蛋白質(zhì)15N-Gly濃度逐漸增加，第4 h達(dá)到最大值，而骨骼肌中15N-Gly濃度的峰值出現(xiàn)在第2 h。這表明骨骼肌和心肌從循環(huán)中攝取15N-Gly用于合成蛋白質(zhì)。甘氨酸雖然是非必須氨基酸，但在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下起到重要的補(bǔ)充作用。白小明認(rèn)為，甘氨酸在對(duì)ATP耗竭的犬近曲小管上皮細(xì)胞具有保護(hù)作用，可增加復(fù)能后細(xì)胞存活的機(jī)會(huì)，防止細(xì)胞通透性增加，提高受損細(xì)胞的增殖活性和代謝潛能[11]。賀洪利用15N-甘氨酸穩(wěn)定同位素作為示蹤劑，觀察動(dòng)物在游泳運(yùn)動(dòng)條件下的氮平衡、氨基氮流率、蛋白質(zhì)合成率和分解率，以及心肌、肝臟、股四頭肌的蛋白質(zhì)代謝狀況。結(jié)果發(fā)現(xiàn)補(bǔ)充BCAA，使整體氨基氮流率、蛋白質(zhì)合成率、更新率有不同程度增高[12]。馬正偉認(rèn)為甘氨酸是最簡(jiǎn)單的氨基酸，由于其分子量小，所以易于在蛋白中作為靈活的連接區(qū)，參與形成螺旋、胞外的信號(hào)分子、細(xì)胞膜或酶的識(shí)別位點(diǎn)[13]。甘氨酸的補(bǔ)充亦有可能有利于抗體蛋白的合成，該試驗(yàn)施藥對(duì)照組及施藥游泳組的抗體溶血活性及血清抗體含量均比其他兩組明顯增高P＜0.01。其增高的機(jī)理與途經(jīng)還需進(jìn)一步的研究。劉宏雁的研究亦表明：隨著動(dòng)物對(duì)低氧耐受性的增高，其全腦、間腦，特別是海馬、腦干中的甘氨酸含量升高[5]。張東民等的研究表明，急性力竭運(yùn)動(dòng)大鼠下丘腦氨基酸神經(jīng)遞質(zhì)有明顯的改變，在運(yùn)動(dòng)后72 h抑制性神經(jīng)遞質(zhì)氨基酸r-氨基丁酸、甘氨酸（GABA，Gly）的濃度仍然比運(yùn)動(dòng)前高，提示下丘腦中仍然以抑制狀態(tài)占優(yōu)勢(shì)，這些結(jié)果也支持中樞疲勞的“保護(hù)性抑制”學(xué)說[6]。甘氨酸在運(yùn)動(dòng)中作為蛋白和能量合成的原料及其作為抑制性神經(jīng)遞質(zhì)實(shí)行“保護(hù)性抑制”的機(jī)理和途徑還需進(jìn)一步研究。

甘氨酸能提高小鼠血清中補(bǔ)體含量，明顯延長(zhǎng)力竭游泳的時(shí)間，提高抗體形成細(xì)胞產(chǎn)生抗體的能力。甘氨酸對(duì)體育運(yùn)動(dòng)的影響，對(duì)機(jī)體免疫力的影響，值得進(jìn)一步研究。

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Influence of Glycine on Antibody Cells Forming of Exhaustive Mice

FAN Xiaofei1，LI Liangju2，MA Bin2，DING Jianxia2，CHENG Jing2
（1.Dept.of PE，Jiangsu University，Zhenjiang 212013，China；2.School of Medical and Laboratory Medicine，Jiangsu University，Zhenjiang 212013，China）

Objective：This study was to explore the influence of glycine supplementation on antibody forming cells for exhaustive physical exertion in mice.Methods：The mice were randomly divided into four groups：an exhaustive swimming group（E），a group of exhaustive swimming after glycine supplementation（Gly+E），and a sedentary group（S），a glycine supplementation and sedentary group（Gly），8 animals each group.Glycine and saline were supplemented respectively into the mice in the Gly+E and E groups，or the mice in the others，after four weeks by intragastric intubation.Both the mice of the E and the Gly+E were subjected to a bout of exhaustive swimming exercise.The contents antibody in the serum of mice was analyzed using microagglutination test.The contents antibody forming cells in the spleen of mice were analyzed using quantitative hematolytic spectrophotometric determination（QHS）.Thymus index and spleen index of mice were determined.Results：The Gly+E group had a significantly longer time of exhaustive swimming than the E.The contents antibody in the serum were decreased in the E and S groups compared to the Gly+E and GLY groups（P＜0.01）.In the experiment of determined antibody forming cell，the contents was lowered in the E as compared to the others（P＜0.01）；and enhanced in the Gly+E compared to the E and S，but lower in the Gly+E than the Gly group（P＜0.01）.The level of thymus index were lower in the S and E than the others，but P＞0.05；the level of spleen index was lower in the E and S than the others（P＜0.01）.Conclusion：Glycine supplementation before exercise can improve the maximal physical performance in the exhaustive exercise；a bout of exhaustive exercise can inhibit the content of antibody in the serum and the content of antibody forming cells in the spleen，which can be in part reversed by pre－treatment with glycine supplementation.

glycine；exhaustive swimming；antibody；antibody forming cells

G 804.23

A

1005-0000（2010）06-0526-03

2010-07-24；

2010-10-19；錄用日期：2010-10-25

樊曉飛（1972-），男，江蘇射陽人，講師，研究方向?yàn)轶w育教育與訓(xùn)練學(xué)、運(yùn)動(dòng)生理學(xué)。

1.江蘇大學(xué)體育部，江蘇鎮(zhèn)江 212013；2.江蘇大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)及醫(yī)學(xué)技術(shù)學(xué)院，江蘇鎮(zhèn)江212013。