崔書強(qiáng) 賴麗麗 趙杰修

1 國家體育總局體育科學(xué)研究所（北京 100061）

2 北京市體育科學(xué)研究所 3 北京師范大學(xué) 4 江西教育學(xué)院體育系

白細(xì)胞介素12（interleukin-12，IL-12）是連接天然免疫和獲得性免疫的重要因子，也是一種促炎癥因子，它可以促進(jìn)CD4 T細(xì)胞向Th1細(xì)胞分化， 有利于提高單核巨噬細(xì)胞活性， 增強(qiáng)CD8 T細(xì)胞和NK細(xì)胞的殺傷活性[1，2]。 樹突狀細(xì)胞（DC）和吞噬細(xì)胞等抗原呈遞細(xì)胞是IL-12分泌的主要來源，IL-12可以促進(jìn)細(xì)胞毒性T細(xì)胞和LAK（活性殺傷性淋巴細(xì)胞）的產(chǎn)生，產(chǎn)生抗腫瘤作用[3，4]。 運(yùn)動對IL-12的影響研究相對較少，Giraldo等[5]報道， 不經(jīng)常運(yùn)動的女性在一次急性運(yùn)動后，IL-12會在24 h后升高。 Yeh 等[6]觀察糖尿病患者進(jìn)行12周太極拳運(yùn)動后發(fā)現(xiàn)，其血清IL-12明顯升高，說明殺傷性T細(xì)胞和NK細(xì)胞活性增強(qiáng)，機(jī)體免疫能力也相對提高。 IL-12作為連接天然免疫和獲得性免疫的重要因子， 其可反映機(jī)體免疫狀態(tài)變化[7]。高溫高濕環(huán)境存在于很多室外項(xiàng)目如足球、網(wǎng)球、田徑等，因此，研究高溫高濕環(huán)境下運(yùn)動對人體的生理應(yīng)激反應(yīng)具有重要理論意義和實(shí)踐意義。 運(yùn)動熱應(yīng)激對機(jī)體免疫系統(tǒng)會產(chǎn)生何種影響尚不清楚。 本研究通過觀察高溫高濕環(huán)境下遞增負(fù)荷運(yùn)動后血清IL-12和皮質(zhì)醇的變化，探討高溫高濕環(huán)境下運(yùn)動對機(jī)體免疫系統(tǒng)的影響。

1 對象與方法

1.1 研究對象與分組

北京體育大學(xué)20名男性受試者，健康狀況良好，無急、慢性病史，有一定運(yùn)動背景（有足球、體操、游泳、排球等專項(xiàng)的訓(xùn)練經(jīng)歷）。 所有受試者實(shí)驗(yàn)前一天無飲酒、藥物攝入、熬夜、大運(yùn)動量等行為發(fā)生，均自愿報名參加實(shí)驗(yàn)，并填寫知情同意書。 采用隨機(jī)數(shù)法將受試者隨機(jī)分為兩組：運(yùn)動+高溫暴露組（以下稱運(yùn)動組，n =10）和高溫暴露組（以下稱暴露組，n = 10）。具體信息見表1。

表1 受試者基本信息

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

運(yùn)動組在溫度33℃、 相對濕度分別為40% ± 2%（RH40%）和80% ± 2%（RH80%）的環(huán)境下進(jìn)行遞增負(fù)荷力竭跑臺運(yùn)動，兩次不同濕度下運(yùn)動間隔1周，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)參照崔書強(qiáng)等的文獻(xiàn)[8]。 每次運(yùn)動均在上午進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)之前受試者熟悉測試環(huán)境適應(yīng)跑臺，先進(jìn)行5 min熱身，隨后進(jìn)行遞增負(fù)荷跑臺運(yùn)動。 跑臺跑速從8 km/h開始，每分鐘增加0.8 km/h，增加到16 km/h時速度不再增加，然后逐級遞增坡度，以0.5%為起始坡度，實(shí)驗(yàn)過程中以受試者不能維持在相應(yīng)跑速， 并自述不能堅(jiān)持時終止運(yùn)動。 與此同時，暴露組進(jìn)行高溫暴露，兩組同時進(jìn)出高溫環(huán)境房， 暴露組受試者進(jìn)入高溫房后靜坐于椅子上直到運(yùn)動組運(yùn)動結(jié)束。 實(shí)驗(yàn)通過天津市森羅科技有限公司生產(chǎn)的智能加熱和加濕裝置 調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度和濕度，同時配合除濕機(jī)（德業(yè)DY-650EB）控制濕度。 溫度變化控制在± 0.3℃，相對濕度變化控制在± 3%。

1.3 指標(biāo)測試

分別于實(shí)驗(yàn)前安靜時和實(shí)驗(yàn)后即刻抽取靜脈血，置于4 ml真空管（BD）中，室溫靜置1小時后離心（4℃3000 r/min，10 min） 提取上清液，－80℃保存待測。 采用ELISA方法檢測血清IL-12、 血清皮質(zhì)醇（由TPI公司提供），IL-12試劑盒由美國RB公司提供，靈敏度為1 pg/ml。嚴(yán)格按試劑盒說明書操作。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

2 結(jié)果

2.1 各組實(shí)驗(yàn)前后IL-12變化

運(yùn)動組RH40%和RH80%環(huán)境下運(yùn)動后IL-12均顯著性降低（P < 0.05）；暴露組IL-12在RH40%暴露后顯著性下降（P < 0.05），RH40%暴露后出現(xiàn)降低趨勢，但無顯著性差異。 見表2。

2.2 各組實(shí)驗(yàn)前后血清皮質(zhì)醇變化

運(yùn)動組RH40%和RH80%環(huán)境下運(yùn)動后血清皮質(zhì)醇均顯著升高（P < 0.01，P < 0.05），RH40%運(yùn)動后升高更明顯； 暴露組血清皮質(zhì)醇RH40%暴露前后無顯著性差異，RH80%暴露后顯著性降低（P < 0.01）。 見表3。

表2 各組實(shí)驗(yàn)前后IL-12比較（pg/ml）

表3 各組實(shí)驗(yàn)前后血清皮質(zhì)醇比較（ng/ml）

3 討論

本研究結(jié)果顯示，高溫環(huán)境下無論相對濕度高低，遞增負(fù)荷急性大強(qiáng)度運(yùn)動后血清IL-12均顯著降低，而Akimoto等[7]對6名男性受試者在常溫環(huán)境下進(jìn)行溫蓋特測試發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動后即刻IL-12明顯增加，運(yùn)動后30 min血清IL-12濃度低于運(yùn)動前， 其溫蓋特測試是10 s全力蹬車50 s間歇，這種運(yùn)動模式與本研究的遞增負(fù)荷運(yùn)動有較大差別。Giraldo等[5]對不經(jīng)常運(yùn)動的女性分別進(jìn)行55%VO2max和70%VO2max的蹬車運(yùn)動后發(fā)現(xiàn)， 中等強(qiáng)度（55%VO2max）組運(yùn)動后IL-12稍有增加，但與運(yùn)動前相比不具有顯著性差異，而在中高強(qiáng)度（70%VO2max）運(yùn)動后，IL-12沒有增加， 而是在運(yùn)動結(jié)束24 h后與運(yùn)動后即刻相比顯著增加。Yeh等[6]觀察糖尿病患者進(jìn)行12周的太極拳運(yùn)動后發(fā)現(xiàn)，其血清IL-12明顯升高。Cox等[9]發(fā)現(xiàn)30min和60min中等強(qiáng)度（65%VO2max）的跑臺運(yùn)動和6次3min的大強(qiáng)度運(yùn)動（90%VO2max）均可引起運(yùn)動后IL-12的降低，其中大強(qiáng)度運(yùn)動組降低明顯。 根據(jù)以上研究，我們推測血清IL-12分泌可能受到運(yùn)動強(qiáng)度的影響，運(yùn)動強(qiáng)度大，運(yùn)動后IL-12水平即使即刻升高，也會很快降低；而中等強(qiáng)度或太極拳等強(qiáng)度較低的運(yùn)動能促使運(yùn)動后血清IL-12升高。 關(guān)于高溫對運(yùn)動后血清IL-12的研究還相對較少。 本研究中發(fā)現(xiàn)在高溫高濕（RH80%）的環(huán)境下單純熱暴露可引起IL-12的顯著性降低， 而在相對濕度40%條件下沒有引起顯著性降低；Rhind等[10]發(fā)現(xiàn)10名男性在39℃環(huán)境下進(jìn)行40min、65% VO2max的功率自行車運(yùn)動，發(fā)現(xiàn)在運(yùn)動后40min，IL-12達(dá)到最高，并指出機(jī)體核心溫度的升高促進(jìn)了循環(huán)血中細(xì)胞因子的增加。 IL-12的升高可能受到運(yùn)動強(qiáng)度、采血時間的影響。

大強(qiáng)度運(yùn)動后血清IL-12比中低強(qiáng)度運(yùn)動后低，可能與大強(qiáng)度運(yùn)動引起機(jī)體應(yīng)激激素如糖皮質(zhì)激素等明顯升高而對促炎癥因子產(chǎn)生抑制有關(guān)。 運(yùn)動后皮質(zhì)醇的升高可能抑制機(jī)體的免疫功能， 研究已經(jīng)證實(shí)皮質(zhì)醇可以抑制NK細(xì)胞功能[11]。高溫環(huán)境下運(yùn)動后可以刺激皮質(zhì)醇升高更加明顯，Laing等[12]通過讓受試者在36℃水中進(jìn)行深水跑 （約58%VO2max）2個小時來模擬運(yùn)動熱應(yīng)激的效果，發(fā)現(xiàn)運(yùn)動后即刻血漿皮質(zhì)醇明顯升高，運(yùn)動后1小時仍然顯著高于安靜時水平，38℃溫水中被動受熱組血漿皮質(zhì)醇也明顯升高。 有研究指出皮質(zhì)醇等應(yīng)激激素的升高， 抑制了促炎癥因子如IL-12、TNFalpha以及INF-gamma的產(chǎn)生， 促進(jìn)抗炎癥因子如IL-10、IL-4以及TGF-beta的產(chǎn)生， 激活重要的負(fù)反饋機(jī)制， 可以保護(hù)機(jī)體器官免受促炎癥因子過量釋放的影響以及巨噬細(xì)胞激活產(chǎn)物對組織的潛在損傷[13]。Kawabe等[14]最近研究指出，IL-12可以保護(hù)T細(xì)胞免于糖皮質(zhì)激素引起的細(xì)胞凋亡， 糖皮質(zhì)激素引起的細(xì)胞凋亡發(fā)生在生理和病理?xiàng)l件下以及治療條件下，而IL-12實(shí)際上參與了多種炎癥和免疫反應(yīng)。 因此從免疫的角度來看，進(jìn)行中低強(qiáng)度運(yùn)動促使IL-12的升高在一定程度上抑制了一些疾病的發(fā)病進(jìn)程， 這可能是運(yùn)動對機(jī)體產(chǎn)生了良好的免疫促進(jìn)作用。

本研究結(jié)果表明， 高溫引起機(jī)體的熱應(yīng)激反應(yīng)也對血清IL-12水平產(chǎn)生影響，在相對濕度較低的條件下熱暴露后血清IL-12出現(xiàn)降低但不具有顯著性差異，而在相對濕度較高的條件下熱暴露后血清IL-12出現(xiàn)了顯著性降低，但目前對于高溫環(huán)境對IL-12的影響研究相對較少，還有待進(jìn)一步研究。

4 總結(jié)

高溫環(huán)境下，無論相對濕度高低，進(jìn)行遞增負(fù)荷大強(qiáng)度運(yùn)動后血清IL-12均降低，可能由血清皮質(zhì)醇的顯著性升高對IL-12產(chǎn)生了抑制作用所引起。 高溫環(huán)境下運(yùn)動引起免疫抑制的機(jī)制有待進(jìn)一步研究。

[1] Del Vecchio M，Bajetta E，Canova S，et al. Interleukin-12：biological properties and clinical application. Clin Cancer Res，2007，13（16）：4677-85.

[2] 高曉明.免疫學(xué)教程.北京：高等教育出版社，2006：119-120.

[3] Trinchieri G. Interleukin -12：A Proinflammatory Cytokine with Immunoregulatory Functions that Bridge Innate Resistance and Antigen-Specific Adaptive Immunity. Annu Rev Immunol，1995，13：251-76.

[4] Trinchieri G.Interleukin -12 and the regulation of innate resistance and adaptive immunity. Nat Rev Immunol，2003，3（2）：133-46.

[5] Giraldo E，Garcia JJ，Hinchado MD. Exercise intensity -dependent changes in the inflammatory response in sedentary women：role of neuroendocrine parameters in the neutrophil phagocytic process and the pro-/anti-inflammatory cytokine balance. Neuroimmunomodulation，2009，16（4）：237-44.

[6] Yeh SH，Chuang H，Lin LW，et al.Regular Tai Chi Chuan exercise improves T cell helper function of patients with type 2 diabetes mellitus with an increase in T-bet transcription factor and IL-12 production. Br J Sports Med， 2009，43（11）：845-50.

[7] Akimoto T，Akama T，Tatsuno M，et al.Effect of brief maximal exercise on circulating levels of interleukin-12. Eur J Appl Physiol，2000，81（6）：510-2.

[8] 崔書強(qiáng)，賴麗麗，趙杰修，等.不同濕度高溫環(huán)境下急性大強(qiáng)度運(yùn)動應(yīng)激前后人體血漿游離HSP72濃度變化. 中國運(yùn)動醫(yī)學(xué)雜志，2013，32（1）：20-23，49.

[9] Cox AJ, Pyne DB, Saunders PU,et al.Cytokine responses to treadmill running in healthy and illness-prone athletes. Med Sci Sports Exerc，2007，39(11):1918-26.

[10] Rhind SG，Gannon GA，Shephard RJ，et al.Cytokine induction during exertional hyperthermia is abolished by core temperature clamping：neuroendocrine regulatory mechanisms.Int J Hyperthermia， 2004，20（5）：503-16.

[11] Vitale C, Chiossone L, Cantoni C, et al.The corticosteroidinduced inhibitory effect on NK cell function reflects downregulation and/or dysfunction of triggering receptors involved in natural cytotoxicity. Eur J Immunol，2004，34(11):3028-38.

[12] Laing SJ，Jackson AR，Walters R，et al. Human blood neutrophil responses to prolonged exercise with and without a thermal clamp. J Appl Physiol，2008，104（1）：20-6.

[13] Elenkov IJ，Chrousos GP. Stress hormones，proinflammatory and antiinflammatory cytokines，and autoimmunity. Ann N Y Acad Sci，2002，966：290-303.

[14] Kawabe K，Lindsay D，Braitch M，et al. IL -12 inhibits glucocorticoid-induced T cell apoptosis by inducing GMEB1 and activating PI3K/Akt pathway. Immunobiology，2012，217（1）：118-23.