趙永才,高炳宏,丁樹哲

高住低練對(duì)游泳運(yùn)動(dòng)員紅細(xì)胞免疫分子表達(dá)及功能的影響

趙永才1,高炳宏2,丁樹哲3

目的:研究高住低練(HiLo)及恢復(fù)期女游泳運(yùn)動(dòng)員紅細(xì)胞免疫功能的變化;方法:2周HiLo開始前、訓(xùn)練中及恢復(fù)1周后檢測(cè)6名運(yùn)動(dòng)員紅細(xì)胞免疫功能的變化,研究?jī)?nèi)容涉及紅細(xì)胞CR1黏附功能和CR1、CD55、CD59分子表達(dá);結(jié)果:2周HiLo期間RBC-C3bRR明顯下降,RBC-ICR升高(P<0.05),恢復(fù)1周后,兩個(gè)指標(biāo)已恢復(fù)到訓(xùn)練前水平,紅細(xì)胞CR1數(shù)量無明顯降低,但恢復(fù)1周后CR1數(shù)量顯著性升高(P<0.05);HiLo期間紅細(xì)胞CD55、CD59數(shù)量相比訓(xùn)練前明顯增加(P<0.05),而恢復(fù)1周后CD55、CD59表達(dá)繼續(xù)增加并明顯高于訓(xùn)練前和訓(xùn)練期間的水平(P<0.05);結(jié)論:2周HiLo明顯抑制了運(yùn)動(dòng)員紅細(xì)胞CR1免疫黏附功能,恢復(fù)1周后CR1黏附功能及數(shù)量已經(jīng)恢復(fù),CD55、CD59高表達(dá)有利于紅細(xì)胞抵御補(bǔ)體的攻擊,防止溶血。

游泳;女子;優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員;紅細(xì)胞CR1;高住低練;紅細(xì)胞C3b受體花環(huán)率;紅細(xì)胞免疫復(fù)合物花環(huán)率

紅細(xì)胞不僅具有攜帶和運(yùn)輸O2和CO2的功能,在天然免疫系統(tǒng)與一些特異性免疫反應(yīng)中發(fā)揮重要作用。紅細(xì)胞免疫在運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域也受到廣泛關(guān)注,研究認(rèn)為,適量的運(yùn)動(dòng)能夠促進(jìn)個(gè)體的紅細(xì)胞免疫功能;過于強(qiáng)烈的應(yīng)激則可抑制個(gè)體紅細(xì)胞免疫功能[3]。

低氧訓(xùn)練是目前體育研究的熱點(diǎn),由于低氧加上訓(xùn)練所形成的雙重刺激對(duì)運(yùn)動(dòng)員是一種較大的負(fù)荷,因此,這種刺激可能對(duì)紅細(xì)胞免疫功能產(chǎn)生影響,針對(duì)高水平運(yùn)動(dòng)員低氧訓(xùn)練下紅細(xì)胞免疫機(jī)能有何變化未見報(bào)道。運(yùn)動(dòng)員由于常年訓(xùn)練和參加比賽,各種應(yīng)激刺激較多,在多重心理和生理的應(yīng)激影響下,個(gè)體免疫系統(tǒng)就可能出現(xiàn)紊亂,因此,研究運(yùn)動(dòng)員的紅細(xì)胞非特異性免疫功能有重要現(xiàn)實(shí)意義。本文以專業(yè)游泳運(yùn)動(dòng)員為研究對(duì)象,考察高住低練對(duì)紅細(xì)胞免疫分子及其功能的影響,從紅細(xì)胞免疫角度觀察運(yùn)動(dòng)員對(duì)2周高住低練的適應(yīng)情況,為運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練提供信息。

1 研究對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

上海市游泳隊(duì)高水平女運(yùn)動(dòng)員6名,運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練年限3～4年,均出生于華東地區(qū),身體健康并且無世居高原經(jīng)歷(表1)。

表1 研究對(duì)象基本情況一覽表Table 1 Characteristics of Research Subjects

1.2 研究方法

1.2.1 實(shí)驗(yàn)安排

低氧環(huán)境采用上海體育科學(xué)研究所低氧訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)室,可模擬出海平面到海拔6 000 m高度的大氣氧分壓。6名受試者進(jìn)行連續(xù)2周的高住低練(HiLo),下午6:30進(jìn)入低氧實(shí)驗(yàn)室,晚間8點(diǎn)低氧區(qū)開始達(dá)到預(yù)定模擬高度,早上6點(diǎn)起床,每天晚上低氧睡眠區(qū)暴露10 h,模擬高度為海拔2 500 m,白天在正常氧濃度下訓(xùn)練。

周一到周六訓(xùn)練,周日休息,白天訓(xùn)練按照計(jì)劃進(jìn)行,運(yùn)動(dòng)員作為一個(gè)游泳組在相同環(huán)境下進(jìn)行訓(xùn)練,訓(xùn)練負(fù)荷相同,每天上午和下午分別進(jìn)行1次訓(xùn)練,每次訓(xùn)練時(shí)間大約為2.5 h左右,以有氧訓(xùn)練強(qiáng)度為主。第1周每次訓(xùn)練完成5～6 km的運(yùn)動(dòng)量,第2周每次訓(xùn)練運(yùn)動(dòng)量調(diào)整為4～5 km,每周三、周五下午訓(xùn)練前進(jìn)行大約1 h的瑞士球練習(xí)。游泳方式根據(jù)訓(xùn)練計(jì)劃調(diào)整安排,以自由泳、蝶泳為主。

1.2.2 測(cè)試指標(biāo)

前后總共取血4次,分別是HiLo前1次,HiLo每周結(jié)束后共2次,HiLo結(jié)束1周后1次。每次抽取2 ml血樣并分為兩部分,1 ml血液用于檢測(cè)紅細(xì)胞CR1(CD35)、CD55、CD59,另1ml血液用于檢測(cè)紅細(xì)胞C3b受體花環(huán)率(RBC-C3bRR)以及紅細(xì)胞免疫復(fù)合物花環(huán)率(RBC-ICR)。

1.2.3 測(cè)試方法

RBC-C3bRR和RBC-ICR的檢測(cè)參考郭峰[3]等人建立的方法,酵母菌等試劑由上海長(zhǎng)海醫(yī)院輸血科提供。

紅細(xì)胞CR1數(shù)量測(cè)試采用間接免疫熒光染色法流式細(xì)胞儀測(cè)定技術(shù),用鼠抗人紅細(xì)胞CR1單抗與一定量待測(cè)紅細(xì)胞反應(yīng)并洗滌,加入羊抗鼠熒光標(biāo)記二抗后上流式細(xì)胞儀測(cè)定,計(jì)算出紅細(xì)胞熒光染色平均強(qiáng)度,鼠抗人紅細(xì)胞CR1 (CD35)單克隆抗體由丹麥DAKO公司提供,FITC標(biāo)記羊抗鼠IgG熒光二抗由上海華美生物公司提供。

采用直接熒光標(biāo)記流式細(xì)胞儀技術(shù)測(cè)定紅細(xì)胞CD55、CD59數(shù)量,不同試管中分別加入鼠抗人CD55-FITC單克隆抗體和CD59-PE單克隆抗體,各管再加入PBS液,肝素抗凝新鮮血,充分混勻洗滌后,上機(jī)檢測(cè)。每份標(biāo)本檢測(cè)至少10 000個(gè)紅細(xì)胞,分析CD55、CD59在紅細(xì)胞表面的相對(duì)表達(dá)量。

1.2.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

所有數(shù)據(jù)均輸入SPSS 11.0統(tǒng)計(jì)軟件,采用方差分析統(tǒng)計(jì)方法分析數(shù)據(jù),所有數(shù)據(jù)以平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示,P< 0.05表示有顯著性差異,P<0.01表示有非常顯著性差異。

2 結(jié)果

2.1 HiLo不同時(shí)期運(yùn)動(dòng)員紅細(xì)胞免疫黏附功能的變化

研究發(fā)現(xiàn),HiLo對(duì)運(yùn)動(dòng)員紅細(xì)胞CR1免疫黏附功能產(chǎn)生了明顯影響,HiLo影響最大的是RBC-C3bRR,即CR1黏附免疫復(fù)合物的活性。

HiLo 1周后RBC-C3bRR從12.13%下降到7.84%,與訓(xùn)練前比較具有非常顯著性差異(P<0.01);HiLo 2周后RBC-C3bRR依然處于比較低水平,與訓(xùn)練前相比較具有顯著性差異(P<0.05),但與HiLo 1周后比較已經(jīng)有了開始恢復(fù)的趨勢(shì);HiLo結(jié)束后1周RBC-C3bRR已經(jīng)回升到11.22%,與訓(xùn)練前比較無顯著性差異(P>0.05),與HiLo 1周后比較有顯著性差異,這表明經(jīng)過1周的恢復(fù),運(yùn)動(dòng)員紅細(xì)胞CR1黏附能力已經(jīng)得到恢復(fù)。

與RBC-C3bRR不同,反映紅細(xì)胞黏附免疫復(fù)合物狀態(tài)的RBC-ICR呈現(xiàn)相反的變化規(guī)律,HiLo 1周后就開始升高,但還無顯著性差異;HiLo 2周后RBC-ICR已經(jīng)進(jìn)一步升高到10.99%,與訓(xùn)練前比較具有顯著性差異(P< 0.05);恢復(fù)期1周后RBC-ICR已經(jīng)下降到8.09%,雖然還是高于訓(xùn)練前,但與之比較已無顯著性差異(P>0.05), (表2與圖1)。

表2 運(yùn)動(dòng)員HiLo不同時(shí)間RBC-C3bRR和RBC-ICR變化情況一覽表Table 2 Changes of RBC-C3bRRand RBC-ICR during Different Time in HiLo

2.2 HiLo不同時(shí)期運(yùn)動(dòng)員紅細(xì)胞CR1數(shù)量變化

紅細(xì)胞CR1(Erythrocyte Complement Receptor 1)是紅細(xì)胞免疫黏附功能的物質(zhì)基礎(chǔ),紅細(xì)胞主要通過CR1黏附被補(bǔ)體調(diào)理后的免疫復(fù)合物(IC),紅細(xì)胞CR1數(shù)量和活性的變化直接影響到紅細(xì)胞免疫黏附和轉(zhuǎn)運(yùn)功能。通過流式細(xì)胞儀來檢測(cè)CR1在紅細(xì)胞上的熒光表達(dá)強(qiáng)度,研究發(fā)現(xiàn),在2周HiLo中,運(yùn)動(dòng)員紅細(xì)胞上的CR1比較穩(wěn)定,不論是HiLo第1周,還是HiLo 2周后,紅細(xì)胞CR1表達(dá)與HiLo前比較均無顯著性差異(P>0.05),但是具有數(shù)量減少的趨勢(shì);恢復(fù)1周后紅細(xì)胞CR1數(shù)量明顯升高,無論與HiLo前比較還是與HiLo 1周、2周比較都具有顯著性差異(P<0.05),這表明,2周HiLo期間對(duì)運(yùn)動(dòng)員紅細(xì)胞CR1影響不大,而恢復(fù)期內(nèi)存在某種機(jī)制并使CR1表達(dá)明顯增加(表3和圖2)。

表3 運(yùn)動(dòng)員HiLo不同時(shí)間CR1變化一覽表Table 3 . Changes of CR1 during Different Time in HiLo

圖2 HiLo過程中CR1相對(duì)于訓(xùn)練前的變化率示意圖Figure 2. Change R ate of CR1 in HiLo Comparing to before T raining

2.3 HiLo不同時(shí)期運(yùn)動(dòng)員紅細(xì)胞CD55、CD59數(shù)量變化

HiLo訓(xùn)練模式能夠明顯提高紅細(xì)胞CD55和CD59兩種補(bǔ)體活化抑制因子的表達(dá)水平,但是,這兩種蛋白的變化規(guī)律稍有不同。CD55在訓(xùn)練不同階段變化明顯,在整個(gè)訓(xùn)練過程中不斷升高,到了訓(xùn)練2周后,CD55表達(dá)含量已經(jīng)遠(yuǎn)高于訓(xùn)練前水平,與之比較具有非常顯著性差異(P <0.01);而且,恢復(fù)期內(nèi)依然延續(xù)這種趨勢(shì),此時(shí),與訓(xùn)練前比較CD55表達(dá)含量提高了56.83%(表4),不但與訓(xùn)練前比較具有非常顯著性差異(P<0.01),而且與訓(xùn)練1周和訓(xùn)練2周后比較也具有非常顯著性差異(P<0.01)。

CD59在HiLo 1周后迅速升高,并且與訓(xùn)練前比較具有顯著性差異(P<0.05);但在訓(xùn)練2周后有所降低,且與訓(xùn)練前比較無顯著性差異(P>0.05);恢復(fù)1周后CD59表達(dá)又重新升高并提高了37.25%,與訓(xùn)練前比較具有非常顯著性差異(P<0.01),CD59表達(dá)總體上呈上升趨勢(shì)。

總體上看,CD55和CD59兩種免疫分子對(duì)低氧訓(xùn)練比較敏感,訓(xùn)練過程中上升比較明顯,尤其是恢復(fù)期內(nèi)上升更加明顯(表4)。

表4 HiLo過程中CD55和CD59的變化一覽表Table 4 . Changes of CD55 and CD59 in HiLo

圖3 HiLo過程中CD55、CD59相對(duì)于訓(xùn)練前的變化率示意圖Figure 3. Change R ate of CD55,CD59 in HiLo Comparing to before T raining

3 討論

3.1 HiLo對(duì)紅細(xì)胞CR1黏附功能的影響

酵母菌被血漿補(bǔ)體調(diào)理后,酵母菌上的C3b能夠與紅細(xì)胞I型補(bǔ)體受體(CR1)結(jié)合,若干個(gè)酵母菌結(jié)合在紅細(xì)胞上從而形成RBC-C3bRR。沒有經(jīng)過補(bǔ)體調(diào)理的酵母菌同樣可以與紅細(xì)胞CR1上IC中的C3b結(jié)合,從而形成RBC-ICR。目前認(rèn)為,RBC-C3bRR降低同時(shí),RBC-ICR也降低為原發(fā)性紅細(xì)胞免疫功能低下;如果RBC-C3bRR降低,而RBC-ICR升高,為繼發(fā)性紅細(xì)胞免疫功能低下;兩項(xiàng)指標(biāo)都升高,為紅細(xì)胞免疫功能亢進(jìn)與紊亂[1]。

研究表明,HiLo抑制了運(yùn)動(dòng)員紅細(xì)胞免疫黏附能力, HiLo 1周后RBC-C3bRR明顯低于HiLo前水平,表明Hi-Lo刺激對(duì)紅細(xì)胞CR1活性產(chǎn)生了明顯的抑制作用,使得紅細(xì)胞黏附酵母菌能力顯著降低,僅1周時(shí)間就出現(xiàn)這樣情況,說明紅細(xì)胞的免疫黏附功能對(duì)HiLo訓(xùn)練模式比較敏感;恢復(fù)1周后再檢測(cè)紅細(xì)胞免疫功能,此時(shí)RBCC3bRR已經(jīng)迅速恢復(fù),與HiLo前比較已經(jīng)無顯著性差異且明顯高于HiLo 1周后的水平,表明紅細(xì)胞黏附能力恢復(fù)較快;總體上講,本次HiLo過程中運(yùn)動(dòng)員紅細(xì)胞免疫黏附能力呈現(xiàn)的特點(diǎn)是降低較快,而訓(xùn)練結(jié)束后恢復(fù)也較快。

RBC-ICR反映的是紅細(xì)胞上黏附的IC狀態(tài),花環(huán)率越高說明紅細(xì)胞承載的IC越多,即紅細(xì)胞上IC結(jié)合位點(diǎn)被占用也越多。HiLo期間RBC-ICR不斷升高并在HiLo 2周后達(dá)到最高,說明此時(shí)機(jī)體產(chǎn)生的IC也比較多,大量的IC與紅細(xì)胞CR1上結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合,引起紅細(xì)胞黏附能力的下降。本次研究對(duì)象進(jìn)行HiLo期間,RBC-ICR在訓(xùn)練期不斷上升說明IC不斷累積,恢復(fù)1周后紅細(xì)胞上的IC數(shù)量回歸正常水平。

本研究發(fā)現(xiàn),RBC-C3bRR和與RBC-ICR的變化相反,即受體花環(huán)率下降的同時(shí)免疫復(fù)合物花環(huán)率上升,表明本次受試者在HiLo過程中紅細(xì)胞免疫能力下降屬于繼發(fā)性免疫功能低下,即大量IC占據(jù)過多的CR1結(jié)合位點(diǎn),使得CR1活性下降。

張纓[12]等人發(fā)現(xiàn),4周HiLo后,大學(xué)生足球運(yùn)動(dòng)員RBC-C3bRR明顯下降,而RBC-ICR顯著性上升,表明較長(zhǎng)時(shí)間的HiLo能引起紅細(xì)胞繼發(fā)性免疫下降,本次研究結(jié)果也發(fā)現(xiàn)這樣的變化趨勢(shì),說明長(zhǎng)短不一的HiLo都可引起人體紅細(xì)胞免疫出現(xiàn)繼發(fā)性功能下降。張利朝[11]等人發(fā)現(xiàn),一次中小強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)能引起RBC-C3bRR和RBCICR同時(shí)升高。胡琪琛[5]等發(fā)現(xiàn),安靜狀態(tài)下運(yùn)動(dòng)員與大學(xué)生RBC-C3bRR比較無明顯差異,45%˙VO2max強(qiáng)度及85%˙VO2max強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后兩個(gè)群體的RBC-C3bRR都下降,但在無氧運(yùn)動(dòng)時(shí)大學(xué)生RBC-C3bRR較運(yùn)動(dòng)員下降更為明顯。

以上研究顯示,有氧運(yùn)動(dòng)或一次中、小強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)紅細(xì)胞免疫,和本次研究不同可能是眾多因素而致。本實(shí)驗(yàn)受試者是高水平女子游泳運(yùn)動(dòng)員,訓(xùn)練負(fù)荷不是有氧健身運(yùn)動(dòng)所能比擬,運(yùn)動(dòng)和低氧雙重刺激較大,可能是較大的訓(xùn)練負(fù)荷引起IC增多,加重了紅細(xì)胞承載IC的負(fù)擔(dān)并引起了RBC-ICR持續(xù)升高,抑制了紅細(xì)胞免疫黏附功能。不同運(yùn)動(dòng)負(fù)荷、不同受試者是引起紅細(xì)胞免疫變化研究結(jié)果不同的因素。

HiLo抑制紅細(xì)胞免疫的原因比較復(fù)雜,研究證實(shí),低濃度β-內(nèi)啡肽(β-EP)促進(jìn)紅細(xì)胞免疫黏附功能,而高濃度的β-EP則起抑制作用,還發(fā)現(xiàn)促腎上腺皮質(zhì)激素等一些激素也能抑制紅細(xì)胞免疫[9]。而β-EP和促腎上腺皮質(zhì)激素在一般中小強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)變化并不明顯,一次性急性運(yùn)動(dòng),尤其是強(qiáng)度達(dá)60%˙VO2max以上,外周血的β-EP水平才能顯著性提高[14]。HiLo的雙重負(fù)荷可能引起這些免疫抑制類激素的升高并抑制了紅細(xì)胞免疫功能。大負(fù)荷運(yùn)動(dòng)氧化應(yīng)激可能也是抑制因素,Pialoux V[20]等人最近研究表明,18天的HiLo明顯增加了運(yùn)動(dòng)員血清AOPP含量,血細(xì)胞氧化應(yīng)激水平增加。Heinicke I[16]的研究也表明,中等高原低氧環(huán)境是運(yùn)動(dòng)員血液氧化應(yīng)激水平升高的主因,以上低氧和運(yùn)動(dòng)負(fù)荷可能抑制了紅細(xì)胞CR1免疫黏附能力。

3.2 HiLo對(duì)紅細(xì)胞CR1的影響

本研究發(fā)現(xiàn),HiLo 2周內(nèi),運(yùn)動(dòng)員紅細(xì)胞上CR1具有下降趨勢(shì),但還不具顯著性,即紅細(xì)胞CR1表達(dá)對(duì)2周的HiLo并不敏感,2周HiLo沒有對(duì)運(yùn)動(dòng)員紅細(xì)胞上這種關(guān)鍵免疫分子的數(shù)量產(chǎn)生明顯影響。本研究中,紅細(xì)胞CR1黏附能力下降,但CR1數(shù)量并沒有顯著性下降,因此,筆者認(rèn)為,HiLo中CR1的結(jié)構(gòu)功能發(fā)生了變化,引起了CR1黏附活性的降低。可認(rèn)為本次HiLo所引起的免疫抑制是紅細(xì)胞CR1結(jié)構(gòu)功能變化而引起的抑制,與CR1數(shù)量變化關(guān)系不大,紅細(xì)胞上大量IC積累也是引起紅細(xì)胞免疫黏附功能下降的另一個(gè)因素。

本次研究和近年幾項(xiàng)研究結(jié)果不太一致。有研究[7]發(fā)現(xiàn),足球?qū)ｍ?xiàng)大學(xué)生在高住高練低訓(xùn)4周過程中CR1發(fā)生明顯改變,低氧暴露10 h后CR1明顯下降,2周后已經(jīng)恢復(fù)到訓(xùn)練前水平,HiLo 3周后CR1又明顯低于訓(xùn)練前水平。本研究發(fā)現(xiàn)2周HiLo后,CR1與訓(xùn)練前比較沒有明顯降低,和大學(xué)生高住高練低訓(xùn)2周后CR1情況一致?？赡芗t細(xì)胞CR1的調(diào)節(jié)能力較強(qiáng),2周HiLo還不能影響到紅細(xì)胞上CR1的數(shù)量,低氧訓(xùn)練3周或4周可能發(fā)生變化。

Thomsen BS[21]等人發(fā)現(xiàn),短時(shí)間大負(fù)荷運(yùn)動(dòng)后,普通人群和高水平運(yùn)動(dòng)員紅細(xì)胞CR1都不能明顯改變。從一次性運(yùn)動(dòng)對(duì)紅細(xì)胞CR1影響結(jié)果來看,紅細(xì)胞CR1比較穩(wěn)定,中、小負(fù)荷的運(yùn)動(dòng)不能明顯改變其數(shù)量,可能3周以上低氧訓(xùn)練才明顯改變其數(shù)量,而本研究的HiLo只是影響到CR1黏附活性。

以往的研究未涉及到HiLo結(jié)束以后恢復(fù)期CR1的變化,本研究發(fā)現(xiàn),恢復(fù)1周后紅細(xì)胞CR1數(shù)量顯著性增加,具體機(jī)制還無法明確解釋,成熟紅細(xì)胞沒有DNA,不能翻譯合成蛋白質(zhì),因此,紅細(xì)胞上CR1增加只能根據(jù)現(xiàn)有報(bào)道進(jìn)行推測(cè)。HiLo中低氧因素能促進(jìn)促紅細(xì)胞生成素(EPO)的生成,加快紅細(xì)胞的生成。國(guó)外[17]發(fā)現(xiàn),EPO治療后可以明顯增加人體紅細(xì)胞CR1數(shù)量,提高人的紅細(xì)胞黏附功能,新生成熟紅細(xì)胞可能具有更多的CR1,這是EPO提高紅細(xì)胞CR1的一種機(jī)制。EPO促紅細(xì)胞生成需要一個(gè)過程,因而紅細(xì)胞數(shù)量在HiLo期間一般要2周以后才能達(dá)到峰值[4],運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中血液流速加快,細(xì)胞摩擦損傷較多,紅細(xì)胞更容易被破壞,網(wǎng)織紅細(xì)胞不斷轉(zhuǎn)化為新生的紅細(xì)胞,而新生紅細(xì)胞增加可引起更多CR1表達(dá)。另外,紅細(xì)胞內(nèi)部?jī)?chǔ)存有大量蛋白質(zhì),包括未表達(dá)在細(xì)胞膜上的CR1,紅細(xì)胞膜上具有內(nèi)啡肽等各種受體,HiLo后紅細(xì)胞也有可能接受外來信號(hào),加快CR1的轉(zhuǎn)運(yùn)表達(dá),這也可能是CR1升高的另一個(gè)原因?？傊?恢復(fù)1周后CR1的高表達(dá)有利于恢復(fù)期內(nèi)進(jìn)一步清除IC,加快機(jī)能恢復(fù),但機(jī)制還不清楚,有待進(jìn)一步研究。

3.3 HiLo對(duì)紅細(xì)胞CD55、CD59的影響

3.3.1 紅細(xì)胞CD55、CD59的免疫功能

正常人體細(xì)胞上具有多種多樣的補(bǔ)體調(diào)控蛋白,可抑制補(bǔ)體的激活免受損傷。CD55既可阻止C3、C5轉(zhuǎn)化酶的裝配,又能使已形成的C3、C5轉(zhuǎn)化酶失去穩(wěn)定性,抑制補(bǔ)體攻擊單位的活化。陣發(fā)性血紅蛋白尿病人及敲除CD55實(shí)驗(yàn)鼠的紅細(xì)胞因缺乏CD55,對(duì)補(bǔ)體介導(dǎo)的溶血作用高度敏感,從而導(dǎo)致自身溶血性貧血[10,18]。CD59通過與補(bǔ)體攻膜復(fù)合物裝配過程中的C8和C9結(jié)合,干擾C9插入細(xì)胞膜內(nèi)或C9的多聚化來保護(hù)宿主細(xì)胞免受補(bǔ)體攻擊;目前研究發(fā)現(xiàn),CD59還是淋巴細(xì)胞上CD2的天然配體,能擴(kuò)大免疫突觸的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)[15,22],能夠有效維持淋巴細(xì)胞的特異性免疫功能。

CD55、CD59發(fā)揮防御作用時(shí)間不同,CD55在補(bǔ)體激活前段,CD59在補(bǔ)體激活末段,二者前后呼應(yīng)并調(diào)節(jié)補(bǔ)體介導(dǎo)的溶細(xì)胞反應(yīng),故二者任一方面缺失或平衡紊亂都可能對(duì)機(jī)體的紅細(xì)胞免疫產(chǎn)生影響。

3.3.2 HiLo引起運(yùn)動(dòng)員紅細(xì)胞CD55、CD59升高

本研究發(fā)現(xiàn),2周HiLo過程中,紅細(xì)胞CD55訓(xùn)練期和恢復(fù)期表達(dá)明顯增加(表4和圖3),運(yùn)動(dòng)員在訓(xùn)練1周后CD55數(shù)量增加,說明紅細(xì)胞的自我防護(hù)機(jī)制已經(jīng)啟動(dòng);到了訓(xùn)練2周后,當(dāng)RBC-ICR達(dá)到最大時(shí),即紅細(xì)胞黏附IC數(shù)量達(dá)到最高時(shí),CD55數(shù)量已明顯高于訓(xùn)練前水平(P<0.01)。IC在紅細(xì)胞上的積累容易導(dǎo)致紅細(xì)胞膜更加頻繁地成為補(bǔ)體系統(tǒng)攻擊的對(duì)象,紅細(xì)胞被破壞將對(duì)運(yùn)動(dòng)能力產(chǎn)生負(fù)面影響,因此,CD55數(shù)量的上升有利于紅細(xì)胞維持自身的穩(wěn)定性,防止大量細(xì)胞溶血。HiLo期間及恢復(fù)期CD55的上升是機(jī)體對(duì)身體環(huán)境變化的一種適應(yīng)。關(guān)于常氧下運(yùn)動(dòng)對(duì)CD55的影響未見報(bào)道,本次研究中CD55上升是低氧因素所致,還是運(yùn)動(dòng)所引起,以后有必要進(jìn)一步考察。

CD59變化總體趨勢(shì)同CD55相似,HiLo有提高CD59的效應(yīng)(表4和圖3)。但第2周末CD59下降同CD55的變化不同。CD59的主要功能就是抑制補(bǔ)體活化后期攻膜復(fù)合體在紅細(xì)胞上形成,因此,訓(xùn)練期CD59數(shù)量的上升是機(jī)體對(duì)環(huán)境變化的適應(yīng)性調(diào)節(jié),通過這種效應(yīng),減少紅細(xì)胞遭受攻擊的強(qiáng)度,有效維持紅細(xì)胞運(yùn)輸氧,轉(zhuǎn)運(yùn)IC的功能。目前僅一篇報(bào)道[14]發(fā)現(xiàn),大學(xué)生在高住高練低訓(xùn)初期10 h低氧暴露后CD59顯著性下降,而訓(xùn)練2周和3周后和訓(xùn)練前比較無明顯變化,而訓(xùn)練4周后CD59又明顯下降。大學(xué)生HiHiLo 2周后CD59與訓(xùn)練前比較無顯著性差異和本次研究相似,至于HiLo早期暴露是否像高住高練低訓(xùn)出現(xiàn)CD59下降還不知道,有待進(jìn)一步研究。

HiLo引起紅細(xì)胞CD55、CD59增加原因復(fù)雜,CD55、CD59屬于錨定蛋白,環(huán)境變化時(shí),紅細(xì)胞可以釋放一些CD55、CD59,或者能結(jié)合可溶性的CD55、CD59。而本次訓(xùn)練總體上引起紅細(xì)胞膜上CD55、CD59的上升,訓(xùn)練初期紅細(xì)胞還不能立即大量生成的情況下,CD55、CD59的上升極有可能是由于環(huán)境的變化引起糖基磷脂酰肌醇(GPI)結(jié)合可溶性CD55、CD59的能力增強(qiáng),大量血漿里的CD55、CD59被結(jié)合到紅細(xì)胞上。紅細(xì)胞在HiLo刺激后胞質(zhì)中的一些蛋白質(zhì)可能更多被轉(zhuǎn)運(yùn)表達(dá)在細(xì)胞膜上,從而引起CD55、CD59含量上升。也有報(bào)道發(fā)現(xiàn),紅細(xì)胞CR1和CD55、CD59具有相互抑制的負(fù)相關(guān)關(guān)系[2,6],認(rèn)為CR1的減少改變了紅細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu),紅細(xì)胞更容易結(jié)合CD55、CD59,HiLo期間CR1有減少趨勢(shì),可能這個(gè)機(jī)制引起了CD55、CD59在初期的增加,而恢復(fù)期內(nèi)CD55、CD59和CR1同時(shí)升高可能存在另外一種機(jī)制。

研究發(fā)現(xiàn),重組EPO可以增加紅細(xì)胞CD55和CD59表達(dá)并可用于治療溶血引起的貧血,病人使用重組EPO后紅細(xì)胞膜CD55和CD59增加,而且限制了補(bǔ)體的活化并抑制了溶血的發(fā)生[19]。國(guó)內(nèi)研究發(fā)現(xiàn),女子中長(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)員網(wǎng)織紅細(xì)胞參數(shù)在不同時(shí)段顯著增加,12天以后網(wǎng)織紅細(xì)胞計(jì)數(shù)顯著性提高[8],EPO可能通過低氧訓(xùn)練中網(wǎng)織紅細(xì)胞變化改變免疫分子的數(shù)量。但問題在于EPO到底是通過增加新生紅細(xì)胞引起CD55、CD59增加,還是EPO通過信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)引起紅細(xì)胞內(nèi)CD55、CD59轉(zhuǎn)運(yùn)增強(qiáng),這些問題目前還不清楚,以后有必要研究EPO和相關(guān)免疫分子變化的關(guān)系,在較長(zhǎng)時(shí)間里考察運(yùn)動(dòng)員紅細(xì)胞這些免疫分子的變化規(guī)律,為合理安排訓(xùn)練負(fù)荷提供依據(jù)。

4 結(jié)論

1.HiLo 2周期間RBC-C3bRR明顯下降,RBC-ICR升高,運(yùn)動(dòng)員紅細(xì)胞免疫黏附功能明顯受到抑制,恢復(fù)1周后紅細(xì)胞黏附功能已經(jīng)恢復(fù),運(yùn)動(dòng)員對(duì)本次訓(xùn)練是適應(yīng)的,紅細(xì)胞免疫恢復(fù)較快。

2.HiLo 2周期間紅細(xì)胞CR1數(shù)量變化不明顯,訓(xùn)練期間紅細(xì)胞免疫黏附功能下降主要是CR1結(jié)構(gòu)功能改變而引起,恢復(fù)期CR1數(shù)量明顯增加可能與新生成熟紅細(xì)胞增加有關(guān),CR1增加有助于恢復(fù)期進(jìn)一步清除IC。

3.HiLo 2周期間紅細(xì)胞CD55、CD59數(shù)量相比訓(xùn)練前增加,而恢復(fù)1周后CD55、CD59增加更加明顯,CD55、CD59表達(dá)升高有利于紅細(xì)胞抵御補(bǔ)體的攻擊,防止溶血。

4.總體上看,HiLo 2周對(duì)運(yùn)動(dòng)員紅細(xì)胞免疫沒有產(chǎn)生長(zhǎng)時(shí)間的免疫抑制,從紅細(xì)胞免疫角度來看,以后的訓(xùn)練可以延長(zhǎng)訓(xùn)練周期或增加訓(xùn)練負(fù)荷?？貙?shí)驗(yàn)研究.紅細(xì)胞免疫學(xué)新探(上卷)[M].南京:南京大學(xué)出版社,1993:34-37.

[10]王海濱.紅細(xì)胞膜分子的表達(dá)及意義[J].深圳中西醫(yī)結(jié)合雜志,2002,12(1):20-26.

[11]張利朝,張盈華,陳渝寧.健康人運(yùn)動(dòng)前后紅細(xì)胞免疫功能與細(xì)胞數(shù)的變化及關(guān)系[J].細(xì)胞與分子免疫學(xué)雜志,2001,7(12): 197.

[12]周帆揚(yáng),張纓,胡揚(yáng).4周高住低訓(xùn)對(duì)紅細(xì)胞免疫功能的影響[J].體育科學(xué)2003,23(6):132-134.

[13]朱榮,張纓,蔡愛潔.高住高練低訓(xùn)對(duì)足球運(yùn)動(dòng)員紅細(xì)胞CD58、CD59和T淋巴細(xì)胞CD2表達(dá)的影響[J].中國(guó)運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)雜志, 2006,25(3):320-322.

[14]ART T.Plasmaβ-EP response of through bred houses to maximal exercise[J].Veternary Res,1991,135(21):499-503.

[15]DECKERT M,TIECHIONI M,MARI B,et al.The glycosylphos phatidyinositol a-nchored CD59 proteinstimulates both cell receptor ZAP-70 dependent and inde-pendent signaling pathways in T cells[J].Eur J Immunol,1995,25(7):15-22.

[16]HEINICKE I,BOEHLER A,RECHSTEINER T,et al.Moderate altitude but not additional endurance training increases markers of oxidative stress in exhaled breath condensate[J]. Eur J Appl Physiol,2009,106(4):599-604.

[17]HEBERT LA,BIRMINGHAM DJ,DILLON JJ,et al.Erythropoietin therapy in humans increases erythrocyte expression of complement receptor type 1(CD35)[J].J Am Soc Nephrol, 1994,4(10):1786-1791.

[18]MORGAN J,SPENDLOVE I,DURRANT L G.The role of CD55 in protecting the tumour environment from complement attack[J].Tissue Antigen,2002,60(3):213-223.

[19]OHI H,TAMANO M,SUDO S,et al.Recombinant EPO therapy increases erythrocyte expression of complement regulatory proteins[J].Am J Kidney Dis,2003,41(1):179-185.

[20]PIALOUX V,BRUGNIAUXJV,FELLMANN N,et al.Oxidative stress and HIF-1alpha modulate hypoxic ventilatory responses after hypoxic training on athletes[J].Respir Physiol Neurobiol,2009,167(2):217-220.

[21]THOMSEN BS,RODGAARD A,TVEDE N,et al.Levels of complement recaptor type one(CR1,CD35)on erythrocytes, circulating immune complexes and complement C3 split products C3d and C3c are not changed by short-term physical exercise or training[J].Int J Sports Med.1992,13(2):172-175.

[22]YOMTOVIAN R,PRINCE GM,MEDOF ME.The molecular basis of paroxysmal nocturnal hemoglobulinuria[J].Transfusion,1993,33:852.

[1]郭峰.紅細(xì)胞免疫及其調(diào)節(jié)功能的測(cè)定方法[J].免疫學(xué)雜志, 1990,6(1):60-62.

[2]郭峰,錢寶華,花美仙.腫瘤患者紅細(xì)胞天然免疫分子CD35、CD59相關(guān)性研究[J].中國(guó)免疫學(xué)雜志,2004,20(2):136-137.

[3]郭峰,錢寶華,張樂之.現(xiàn)代紅細(xì)胞免疫學(xué)[M].上海:第二軍醫(yī)大學(xué)出版社,2002.

[4]高頎,田野,胡揚(yáng).高住低訓(xùn)對(duì)優(yōu)秀女子跆拳道運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)能力和血象的影響[J].中國(guó)運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)雜志,2006,25(3):304-305.

[5]胡琪琛,郭峰.全國(guó)紅細(xì)胞免疫理論與實(shí)踐協(xié)作成果綜述[A].紅細(xì)胞免疫學(xué)新探[M].南京:南京大學(xué)出版社,1993:239-246.

[6]劉輝,羅平.銀屑病患者紅細(xì)胞天然免疫分子CD35與CD59/ ECKR相關(guān)性變化的初步研究[J].臨床軍醫(yī)雜志,2003,31(5): 1-3.

[7]羅琳,張纓.高住高練低訓(xùn)對(duì)足球運(yùn)動(dòng)員紅細(xì)胞CD35數(shù)量及活性變化的影響[J].中國(guó)運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)雜志,2006,25(4):395-398.

[8]劉媛媛,曾凡星,胡揚(yáng).網(wǎng)織紅細(xì)胞在低氧訓(xùn)練中變化規(guī)律的研究[J].體育科學(xué),2006,26(1):49-52.

[9]孫志揚(yáng),郭峰,過宗南.β-內(nèi)啡肽對(duì)正常人紅細(xì)胞免疫功能的調(diào)

Effect of HiLo on the Expression of Immune Molecules and Immune Function in the Erythrocyte of Swimmers

ZHAO Yong-cai1,GAO Bing-hong2,DING Shu-zhe3

Objective:To study the changes of erythrocyte immune function in six female swimmers during and after two weeks Hypoxic training(HiLo was applied).Method:Indexes of erythrocyte adhesion function and the expression of erythrocyte CR1、CD55、CD59 were measured at every weekend.Result:During the HiLo,RBC-C3bRR decreased and RBC-ICR increased significantly compared with the conditions before training(P<0.05).One week after training,RBC-C3bRR and RBC-ICR had already recovered.CR1 did not decreased significantly during the training but increased significantly one week after training(P<0.05).The expression of CD55、CD59 increased significantly during the training and continued to increased after training(P<0.05).Conclusion:Two weeks HiLo suppressed adhesion function of CR1 and the erythrocyte immune function recovered one week after training.Enhanced expression of CD55、CD59 was beneficial to RBC from being attacked by complement system.

CR1of erythrocyte;HiLo;RBC-C3bRR;RBC-ICR

G804.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

1000-677X(2010)06-0066-06

2009-10-20;

2010-05-10

上海市體育局局管課題(04J T0046)。

趙永才(1980-),男,陜西渭南人,講師,碩士,主要研究方向?yàn)槿梭w機(jī)能評(píng)定,Tel:(0315)3863302,E-mail: zyc8256@sina.com;高炳宏(1971-),男,副研究員,博士,主要研究方向?yàn)楦咴偷脱跤?xùn)練的理論和實(shí)踐,E-mail:gaobinghong@126.com。

1.唐山師范學(xué)院體育系,河北唐山063000;2.上海市體育科學(xué)研究所,上海200030;3.華東師范大學(xué)體育與健康學(xué)院,上海200241 1.Tangshan Teacher’s College,Tangshan 063000,China;2.Shanghai Research Institute of Sports Sciences, Shanghai 200030,China;3.East China Normal University,Shanghai 200241,China.