Research on Change of Biochemical Indicators and

Monitoring of URTI Immune Response of Elite

Swimmers during Winter Training Period

魏　琦

Wei Qi

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優(yōu)秀游泳運動員冬訓(xùn)期生化指標(biāo)變化和URTI的免疫應(yīng)答的監(jiān)控研究

Research on Change of Biochemical Indicators and

Monitoring of URTI Immune Response of Elite

Swimmers during Winter Training Period

魏琦

作者單位：湖北省體育科學(xué)研究所, 湖北 武漢430205

Hubei Research Institute of Sports Science, Wuhan 430205, Hubei, China.

近年來，我國在游泳項目上的成績顯著提高，得益于生化指標(biāo)監(jiān)控身體機能等科學(xué)化手段的不斷發(fā)展。游泳是傳統(tǒng)的體能類項目，運動員要經(jīng)過長期大負(fù)荷的訓(xùn)練，在實踐中發(fā)現(xiàn)，一些游泳運動員在冬訓(xùn)期時常感染上呼吸道感染(Upper Respiratory Tract Infection，URTI)疾病，嚴(yán)重影響訓(xùn)練效果。國內(nèi)外運動免疫的研究總結(jié)發(fā)現(xiàn)一般長時間大強度的運動訓(xùn)練可導(dǎo)致運動性免疫抑制[1,2]，運動員在冬季耐力訓(xùn)練和比賽后URTI易感率上升[3,14]。由于機體免疫系統(tǒng)對訓(xùn)練的應(yīng)答反應(yīng)受到多重因素的影響，包括運動強度、運動持續(xù)時間和運動頻率等[1]，本研究目的是通過監(jiān)控冬訓(xùn)期間的優(yōu)秀游泳運動員生化指標(biāo)和免疫指標(biāo)的變化，以及上呼吸道感染情況的監(jiān)控，探究訓(xùn)練期內(nèi)運動員免疫功能對URTI應(yīng)答反應(yīng)影響的可能機制。

1研究對象與方法

1.1　研究對象

湖北省游泳隊2014年冬訓(xùn)備戰(zhàn)期的男運動員9名，其中3 名為一級運動員, 5 名為二級運動員，女運動員14名，其中3名為國家健將級,11名為一級運動員，其他基本情況見表1。

1.2　測試指標(biāo)及方法

1.2.1生化指標(biāo)的測定

分別于冬訓(xùn)前、訓(xùn)練四周、八周和冬訓(xùn)后取訓(xùn)練結(jié)束后次日晨基礎(chǔ)狀態(tài)下靜脈血, 測定血清肌酸激酶(CK) 、血尿素(BU) ，血清睪酮(T) 、肌酐(Cr)，血常規(guī)等指標(biāo)。

1.2.2淋巴細胞亞群的測定

采用雙染色免疫熒光法和貝克曼公司FSC500流式細胞儀(美國)檢測CD4+、CD8+和CD3+。取抗凝血100μl，分別加入CD4-FITC/CD8-PE雙色試劑盒(PN:IM0747U)，Mouse IgG1-FITC(PN:6602928)和Mouse IgG1-PE(PN:6602884)為陰性對照各20μl, 避光室溫孵育30 min,去上清。上機器檢測前, 使用紅細胞裂解液OptiLyse C(PN: A11895 )破壞紅細胞后上機檢測。

1.2.3上呼吸道感染調(diào)查

上呼吸道感染診斷參照國家衛(wèi)計委行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(2014)。

1.3　數(shù)據(jù)統(tǒng)計

所有數(shù)據(jù)經(jīng)SPSS15.0統(tǒng)計軟件包進行統(tǒng)計學(xué)處理，數(shù)據(jù)以“平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差”，采用Paired Samples t檢驗, 顯著性水平為P<0. 05。

2結(jié)果

2.1　游泳運動員Hb、BU、血清CK 、T及Cr的測試結(jié)果

由表1 可見, 與冬訓(xùn)前相比, 男運動員冬訓(xùn)大負(fù)荷訓(xùn)練四周后Hb 值下降(P<0. 05) , 訓(xùn)練八周后上升 (P<0. 05)。 BU與血清CK 值冬訓(xùn)四周顯著升高(P<0. 05，P<0. 01)， 然后逐漸下降，均無顯著性差異。血清T值冬訓(xùn)四周顯著升高(P<0. 01)，冬訓(xùn)八周后下降(P<0. 05)，而Cr在冬訓(xùn)期間都在正常范圍內(nèi)波動變化，無顯著性差異。

女運動員冬訓(xùn)大負(fù)荷訓(xùn)練后Hb 值逐漸下降, 訓(xùn)練八周后下降到最低值(P<0. 05)。 BU冬訓(xùn)期間波動變化，訓(xùn)練八周后上升到最高值(P<0. 05)。血清CK 值冬訓(xùn)期間波動變化均無顯著性差異。血清T值冬訓(xùn)期間逐漸下降，冬訓(xùn)八周后顯著下降(P<0. 05)，冬訓(xùn)后逐步回升，低于冬訓(xùn)前但無顯著性差異。而Cr在冬訓(xùn)期間都在正常范圍內(nèi)波動變化，無顯著性差異。

表2　本研究游泳運動員Hb、BUN、血清CK 、T及Cr的變化

* P<0. 05, 與冬訓(xùn)前比較, P<0. 05, as compared with that in pre-traning .

2.2　游泳運動員訓(xùn)練期間免疫指標(biāo)的測試結(jié)果

由表2可見, 與冬訓(xùn)前相比, 男運動員冬訓(xùn)大負(fù)荷訓(xùn)練四周后CD4+細胞比例以及CD4+/ CD8+比值均顯著下降(P<0. 05、P<0. 01)，而WBC升高，CD8+細胞比例下降，均無顯著性差異(P> 0. 05)。冬訓(xùn)八周后CD3+、CD4+、CD8+細胞比例以及CD4+/ CD8+比值均顯著下降(P<0. 01、P<0. 01、P<0. 05、P<0. 01)，WBC升高無顯著性差異。冬訓(xùn)后CD3+、CD4+、CD8+細胞比例均顯著下降(P<0. 05) ，WBC下降但無顯著性差異。

與冬訓(xùn)前相比，女運動員冬訓(xùn)大負(fù)荷訓(xùn)練四周后CD4+/ CD8+比值顯著下降(P<0. 05)，而WBC和CD8+細胞比例下降均無顯著性差異(P> 0. 05)。冬訓(xùn)八周后CD3+、CD4+、CD8+細胞比例均顯著下降(P<0. 01、P<0. 05、P<0. 05)，WBC和CD4+/ CD8+比值上升無顯著性差異(P> 0. 05)。冬訓(xùn)后CD3+、CD4+、CD8+細胞比例以及CD4+/ CD8+比值，WBC均有所下降，但均無顯著性差異。

表2　訓(xùn)練期間WBC、CD3+、CD4+、CD8+、CD4+/ CD8+變化表

* P<0. 05, 與冬訓(xùn)前比較；P<0. 05, as compared with that in pre-traning .

2.3　游泳運動員訓(xùn)練期間URTI感染率

男女游泳運動員冬訓(xùn)期間URTI的感染率分別為2.4±0.76次、1.37±0.65次。

3討論

3.1　游泳運動員基本生化指標(biāo)評價

血紅蛋白Hb是評價氧轉(zhuǎn)運的主要指標(biāo)，受運動負(fù)荷、營養(yǎng)、生理、休息等因素的影響，反映力量型運動員對負(fù)荷的適應(yīng)、營養(yǎng)及身體機能水平等。林麗雅等人研究游泳運動員賽前大強度訓(xùn)練發(fā)現(xiàn)Hb 濃度降低是大強度訓(xùn)練的早期反應(yīng)，訓(xùn)練適應(yīng)后，Hb 濃度回升[4]，李超奇等人研究河南省省隊游泳運動員也發(fā)現(xiàn)運動強度高的訓(xùn)練，運動員沒有適應(yīng)而致使血紅蛋白破壞速度超過生成速度導(dǎo)致下降，但達到訓(xùn)練末期都能回升，說明身體對訓(xùn)練強度適應(yīng)。這是機能改善和運動能力提高的表現(xiàn)[5]。Boyadjiev 等對長期連續(xù)大強度訓(xùn)練游泳等少年運動員進行測試，結(jié)果發(fā)現(xiàn)長時間連續(xù)大負(fù)荷運動訓(xùn)練可造成運動性貧血, 運動員應(yīng)當(dāng)科學(xué)地調(diào)整訓(xùn)練負(fù)荷，注意休息，合理營養(yǎng)，積極促進血紅蛋白的恢復(fù)[6]。本研究訓(xùn)練中運動員與冬訓(xùn)前相比，大負(fù)荷訓(xùn)練四周后男女運動員Hb 值下降，說明訓(xùn)練初期運動員對訓(xùn)練強度的刺激有反應(yīng)，但男運動員訓(xùn)練八周后上升，雖然沒有恢復(fù)到訓(xùn)練前的水平，但是并無明顯差異，說明冬訓(xùn)期的訓(xùn)練適應(yīng)，機能狀態(tài)良好時，Hb 的濃度又回升。而女運動員繼續(xù)下降，可能與生理周期、營養(yǎng)調(diào)控等多種原因有關(guān)。

運動中血尿素BU和CK都是評定機體對訓(xùn)練負(fù)荷反應(yīng)敏感指標(biāo)。BU與訓(xùn)練負(fù)荷大小相關(guān)，目前的研究表明負(fù)荷量越大或機體適應(yīng)性越差時，BU的升高就越明顯，恢復(fù)也越慢。CK與訓(xùn)練強度相關(guān)，同時也反映運動員機體的適應(yīng)和恢復(fù)情況，基礎(chǔ)狀態(tài)下CK 及BUN 水平顯著升高, 表明該訓(xùn)練負(fù)荷導(dǎo)致運動員肌肉損傷及蛋白質(zhì)分解增加, 身體機能下降[7]。本研究中男運動員BU先顯著升高，然后逐漸下降，而女運動員BU冬訓(xùn)期間波動變化，訓(xùn)練八周后上升到最高。血清CK 值都是波動變化只有男運動員在訓(xùn)練四周后顯著升高。這都說明訓(xùn)練初期的負(fù)荷量和強度對運動員的機體都產(chǎn)生了不適應(yīng)，后期身體逐漸適應(yīng)了訓(xùn)練，再搭配合理的營養(yǎng)補充，指標(biāo)變化并不明顯，說明運動員骨骼肌代謝機能水平較好，對運動強度和負(fù)荷量的反應(yīng)都較適應(yīng)。

血清睪酮( T)反應(yīng)運動員身體合成代謝狀態(tài)的重要指標(biāo)，長時間大負(fù)荷的運動會造成血清睪酮出現(xiàn)增加、不變或下降3 種情況[7]。本研究發(fā)現(xiàn), 男運動員血清T值冬訓(xùn)四周顯著升高(P<0. 01)，說明由于訓(xùn)練初期的強度刺激，下丘腦-垂體-睪丸軸的功能已經(jīng)有所改變，身體產(chǎn)生了應(yīng)激反應(yīng)，血清T值升高促進合成，由于訓(xùn)練強度太大，又對血清T的產(chǎn)生有抑制，所以訓(xùn)練八周時血清T值降低。而女運動員血清T值冬訓(xùn)期間波動變化，冬訓(xùn)八周后顯著下降。血清睪酮由于受多種體系調(diào)控，在訓(xùn)練期內(nèi)男女運動員受運動訓(xùn)練刺激應(yīng)激產(chǎn)生的機體激素指標(biāo)變化有所滯后。

體內(nèi)肌肉代謝產(chǎn)生的肌酐釋放進入血液后，則為血肌酐(Cr)。血肌酐與體內(nèi)肌肉總量關(guān)系密切，基本上不受飲食、高分解代謝等腎外因素影響，與血尿素值共同監(jiān)測可以反應(yīng)腎臟的代謝和疲勞狀況。本研究中Cr在冬訓(xùn)期間都在正常范圍內(nèi)波動變化，無顯著性差異，結(jié)合血尿素和血清CK值可以說明訓(xùn)練期內(nèi)肌肉代謝基本正常。

賽前冬訓(xùn)的目的一是強化訓(xùn)練，而是保證運動員的身體機能調(diào)整適應(yīng)比賽的發(fā)揮。常見生化指標(biāo)的結(jié)果顯示運動員的身體機能對訓(xùn)練基本適應(yīng)。

3.2　游泳運動員對URTI的免疫應(yīng)答

URTI是指發(fā)生在上呼吸道的急性感染，位置可以在鼻腔、鼻竇、咽頭和喉嚨是一組疾病，是最常見的急性呼吸道感染性疾病。Nieman研究發(fā)現(xiàn)運動強度和持續(xù)時間與URTI的感染率之間有類似“J”曲線的關(guān)系[8]，即所謂開窗期，而游泳運動員冬訓(xùn)期間大強度、大量訓(xùn)練會產(chǎn)生運動性免疫功能下降，URTI感染率總是很高[9]，例如Morgado等研究發(fā)現(xiàn)訓(xùn)練季過后，游泳運動員的IL-6和TNF-α降低而URTI感染率增加[10]。Ram等發(fā)現(xiàn)NK細胞在優(yōu)秀游泳運動員冬訓(xùn)期間發(fā)生改變[11]。因此在冬訓(xùn)期間評價對游泳運動員免疫機能，尤其是監(jiān)控對URTI的免疫應(yīng)答，對于保障訓(xùn)練和后續(xù)比賽的正常發(fā)揮意義重大。

免疫應(yīng)答系統(tǒng)常見的指標(biāo)為WBC分類計數(shù)和淋巴細胞亞群變化[7,9,12]。研究表明外周血WBC分類計數(shù)相對變化穩(wěn)定，但WBC的升高有可能是生理性的，例如女性的月經(jīng)周期，酷熱或嚴(yán)寒等多種情況，也可能是病理性的，例如急性細菌性感染(感冒)，惡性腫瘤、急性出血等，本研究中WBC的變化也相對穩(wěn)定，雖然有升高但無顯著性差異，升高的原因可能是多方面的。

淋巴細胞亞群是機體免疫反應(yīng)的重要調(diào)節(jié)細胞。CD3+是成熟T淋巴細胞的表面抗原標(biāo)志，分為輔助性T細胞( Th)和抑制性T細胞( Ts) 兩類, 其主要表面抗原為CD4+和CD8+[7]。國內(nèi)外研究表明長時間大強度運動后免疫機能失衡性抑制，會導(dǎo)致淋巴細胞數(shù)目減少，CD4+/ CD8+比值下降[1,2]。 在本研究中, 男運動員訓(xùn)練初期CD4+、 CD4+/ CD8+比值顯著下降，可能是由于運動員不適應(yīng)前四周專項有氧訓(xùn)練強度的刺激，身體產(chǎn)生應(yīng)激炎癥反應(yīng)，CD4+細胞比例顯著下降，而CD8+稍微升高所導(dǎo)致的CD4+/ CD8+比值下降，且低于正常參考值(1.5-2.0)，同時WBC也有所上升均提示男運動員機體免疫功能處于薄弱易感染期，對于URTI的應(yīng)答防御能力降低。到訓(xùn)練中期的無氧能力訓(xùn)練時負(fù)荷加大，免疫炎癥反應(yīng)更加激烈，CD3+、CD4+、 CD4+/ CD8+比值繼續(xù)顯著降低，而URTI的感染率也高于女運動員，說明男運動員的免疫機能有一定抑制，在后期調(diào)整訓(xùn)練雖有所恢復(fù)，但淋巴細胞數(shù)目還是明顯減少。

女運動員訓(xùn)練初期淋巴細胞數(shù)目略有減少，只有CD4+/ CD8+比值下降有顯著差異，而到訓(xùn)練中期CD3+、CD4+顯著下降，CD8+下降使得CD4+/ CD8+比值升高，說明女運動員較適應(yīng)初期的有氧訓(xùn)練，無氧訓(xùn)練周期出現(xiàn)了URTI抵抗能力降低，但整體免疫機能優(yōu)于男運動員，由于淋巴細胞數(shù)目的變化是多種因子和多種激素調(diào)控，女運動員由于有生理周期變化，考慮激素調(diào)節(jié)的原因，CD8+數(shù)目可能受訓(xùn)練刺激減少，增多或是不變。

3.3　訓(xùn)練期對URTI的免疫應(yīng)答功能影響的可能機制

冬訓(xùn)期間游泳訓(xùn)練安排一方面是加強負(fù)荷刺激，使運動員提高能量代謝能力，一方面是保證身體機能的基本穩(wěn)定，后續(xù)比賽的正常發(fā)揮。由于游泳項目冬季訓(xùn)練室內(nèi)外有溫差，URTI的感染率與身體免疫應(yīng)答功能相關(guān)，而免疫應(yīng)答功能受到訓(xùn)練負(fù)荷、強度和時間的影響。

本研究中冬訓(xùn)初期男運動員由于無氧訓(xùn)練強度刺激，CK值顯著升高，血清T值升高，對外界URTI病毒或細菌的侵襲產(chǎn)生應(yīng)答而CD4+數(shù)目減少，到冬訓(xùn)中期機體由于訓(xùn)練消耗能量，血清T值下降，合成能力降低，機體免疫細胞CD4+、CD8+數(shù)目顯著減少，運動負(fù)荷對免疫功能產(chǎn)生抑制，對URTI的應(yīng)答水平下降，到后期血清T值升高，免疫細胞逐漸增殖，對URTI的應(yīng)答水平有所上升。謝東北等研究發(fā)現(xiàn)，Th1細胞對一次性負(fù)荷和長期運動負(fù)荷刺激都很敏感，6周遞增負(fù)荷游泳運動過程中，Th1細胞數(shù)量下降，同時Th2細胞增多，機體免疫力下降，感染率上升等[13]。與本研究結(jié)果基本一致，說明冬訓(xùn)期間男運動員對URTI的免疫應(yīng)答功能對于無氧訓(xùn)練強度刺激較敏感。

女運動員訓(xùn)練初期血清T值有所降低，淋巴細胞數(shù)目變化不大，CD4+/CD8+比值顯著降低，說明同樣受無氧訓(xùn)練刺激，女隊員對URTI的免疫應(yīng)答不強烈，訓(xùn)練中期訓(xùn)練消耗能量使得血清T值顯著降低，CD4+和CD8+都減少，但CD4+/CD8+比值升高，抵抗URTI感染的能力有所提升?？梢?，冬訓(xùn)期間女運動員更適應(yīng)訓(xùn)練強度和負(fù)荷安排，對URTI的免疫功能的影響較小，免疫力優(yōu)于男運動員。有研究表明適時補充維生素D有助于提高CD4+/ CD8+比值而提高免疫功能狀態(tài)，對于降低URTI感染率有良好效果[3]。

本研究結(jié)果顯示男女游泳運動員經(jīng)過多年專業(yè)化的訓(xùn)練，冬訓(xùn)期間身體生化指標(biāo)水平變化與訓(xùn)練周期的安排基本一致，說明冬訓(xùn)期間的訓(xùn)練負(fù)荷和強度對肌肉、骨骼的代謝影響不大。在游泳大負(fù)荷訓(xùn)練期進行URTI免疫機能的監(jiān)測，及時補充營養(yǎng)物質(zhì)和增加抵抗力的保養(yǎng)品，提高訓(xùn)練效果, 保護運動員的身體健康, 具有重要的理論和實踐意義。

4結(jié)論

1.對于游泳運動員冬訓(xùn)期間Hb、BUN、血清CK 、T及Cr等生化指標(biāo)的變化與訓(xùn)練周期負(fù)荷安排基本一致，男女運動員由于訓(xùn)練年限、專業(yè)水平、生理周期等原因，反應(yīng)程度有所不同。

2.監(jiān)控游泳運動員對URTI的免疫應(yīng)答指標(biāo)變化，外周血WBC計數(shù)波動變化但不顯著，CD3+、CD4+、 CD4+/ CD8+比值持續(xù)下降，CD8+有升有降，CD4+/ CD8+比值是反應(yīng)URTI應(yīng)答的較敏感指標(biāo)。

3.冬訓(xùn)期間男運動員對URTI的免疫應(yīng)答功能對于無氧訓(xùn)練強度刺激較敏感，女運動員更適應(yīng)訓(xùn)練強度和負(fù)荷安排，對URTI免疫應(yīng)答的影響較小。

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Wei Qi

摘要：為了解優(yōu)秀游泳運動員冬訓(xùn)期生化指標(biāo)變化與對URTI的免疫應(yīng)答變化的特征, 監(jiān)測了湖北省游泳運動員冬訓(xùn)期間的部分生化指標(biāo)和免疫指標(biāo)。結(jié)果顯示: 監(jiān)控游泳運動員冬訓(xùn)期間Hb、BUN、血清CK 、T及Cr等生化指標(biāo)的變化與訓(xùn)練周期負(fù)荷安排基本一致，機體對URTI的免疫應(yīng)答使外周血WBC計數(shù)波動變化，CD3+、CD4+、 CD4+/ CD8+比值持續(xù)下降，CD8+有升有降。生化指標(biāo)結(jié)合免疫指標(biāo)監(jiān)控冬訓(xùn)，能科學(xué)評定身體機能，評價訓(xùn)練安排，保障訓(xùn)練效果。

關(guān)鍵詞：游泳；冬訓(xùn)；生化指標(biāo)；上呼吸道感染；免疫應(yīng)答

Abstract:To understand the change of biochemical indicators and the characteristics of URTI immune response of elite swimmers during winter training period, the paper monitors some biochemical indicators and immune indicators of Hubei swimmers during winter training period. Results show that the change of biochemical indicators such as Hb, BUN, serum CK, T, and Cr of monitored swimmers are basically in line with load arrangement of training period; the body's immune response to URTI makes peripheral blood WBC count fluctuate; CD3+, CD4+, CD4+/ CD8+ratio continue to decline, while that of CD8+experiences both increase and decrease. Combining biochemical indicator with immune indicator to monitor winter training can make scientific body evaluation, evaluate training arrangement and guarantee training effect.

Key words:swimming; winter training; biochemical indicator; upper respiratory tract infection; immune response

作者簡介：魏琦(1982-) , 女, 湖北武漢人, 助理研究員, 碩士, 研究方向：運動生物化學(xué)。

基金項目：湖北省自然科學(xué)基金計劃課題(項目編號：ZRY1869)

doi:10.3969/ j.issn.1005-0256.2016.03.014

中圖分類號：G861

文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1005-0256(2016)03-0033-3