劉 暢,韓延柏,楊春秋,劉斯娜
高溫環(huán)境下咖啡因?qū)δ土Υ髮W(xué)生運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)中唾液sIgA、溶菌酶的影響
劉 暢1,韓延柏2,楊春秋3,劉斯娜4
探討高溫環(huán)境下運(yùn)動(dòng)中,口服咖啡因?qū)δ写髮W(xué)生運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)中唾液分泌型免疫球蛋白A(sIgA)和溶菌酶(lysozyme,LZM)的影響。采用實(shí)驗(yàn)研究方法,以13名男性耐力性項(xiàng)目大學(xué)生運(yùn)動(dòng)員為研究對(duì)象。每名研究對(duì)象在溫度為33℃、相對(duì)濕度為65%的實(shí)驗(yàn)室完成兩次實(shí)驗(yàn)(咖啡因運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)和對(duì)照運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn))。每次實(shí)驗(yàn)中,采集運(yùn)動(dòng)前60 min、運(yùn)動(dòng)前即刻、運(yùn)動(dòng)20 min、運(yùn)動(dòng)結(jié)束即刻的唾液樣本,測(cè)定唾液sIgA、LZM的濃度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,口服咖啡因?qū)Ω邷丨h(huán)境下耐力大學(xué)生運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)中唾液sIgA無影響,但會(huì)降低唾液LZM水平,高溫環(huán)境、中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)使男耐力大學(xué)生運(yùn)動(dòng)員唾液sIgA和LZM的水平升高。
高溫環(huán)境;咖啡因;唾液;分泌型免疫球蛋白 A;溶菌酶
在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練和競(jìng)技體育比賽中,運(yùn)動(dòng)員的免疫能力制約著運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的效果和競(jìng)技體育比賽水平的發(fā)揮。因此,在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練和比賽期運(yùn)動(dòng)員免疫能力下降的問題受到運(yùn)動(dòng)科學(xué)領(lǐng)域?qū)W者的廣泛關(guān)注,特別是運(yùn)動(dòng)員在大負(fù)荷訓(xùn)練或比賽期間易患上呼吸道感染性疾病的問題。上呼吸道感染(Upper Respiratory Tract Infection,URTI)多由細(xì)菌和病毒侵入口腔和鼻腔所引起,是各類體育項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員最常見的感染性疾病。黏膜免疫由皮膚和黏膜屏障構(gòu)成,不僅能夠阻止病原體侵入人體,而且其分泌物具有殺菌的作用,它是人體自然免疫的第一道防線,在機(jī)體免疫系統(tǒng)中具有重要的作用。運(yùn)動(dòng)員在進(jìn)行大強(qiáng)度耐力運(yùn)動(dòng)時(shí),因大量出汗而丟失大量的水份和無機(jī)鹽,從而影響內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài),在此過程中,口腔和呼吸道內(nèi)液體的大量丟失會(huì)引起黏膜細(xì)胞分泌功能障礙以及局部抗體合成作用受抑制。黏膜表皮抗菌物質(zhì)是機(jī)體防止病原體入侵的關(guān)鍵,闡明人體運(yùn)動(dòng)中唾液分泌型免疫球蛋白 A (Secretory Immunoglobulin A,sIgA)和溶菌酶(Lysozyme,LZM)的變化規(guī)律對(duì)預(yù)防運(yùn)動(dòng)員發(fā)生URTI具有重要的意義。
唾液中sIgA抵抗病原體入侵人體[1],sIgA水平反映人體對(duì)URTI的抵抗能力,維持較高的唾液sIgA水平能夠避免運(yùn)動(dòng)員 URTI的發(fā)生[2]。近年來的研究提示,唾液 sIgA水平可以作為人體黏膜免疫功能的一個(gè)重要標(biāo)志物,在訓(xùn)練、比賽期間通過連續(xù)監(jiān)控唾液sIgA的水平可以預(yù)測(cè)上呼吸道感染發(fā)生,因采取唾液樣本具有無創(chuàng)傷性,因此唾液 sIgA可作為運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練生物學(xué)監(jiān)控中的良好指標(biāo)[3,4]。唾液LZM是黏膜免疫的一種重要的蛋白酶抗菌物,LZM是構(gòu)成機(jī)體非特異性免疫功能的因素之一,是一項(xiàng)較靈敏的無創(chuàng)性指標(biāo),已在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用[5],但是在體育領(lǐng)域的應(yīng)用報(bào)道則比較少見。國(guó)內(nèi)外有關(guān)運(yùn)動(dòng)與LZM的研究很少,有待于開展不同環(huán)境條件下運(yùn)動(dòng)對(duì)LZM影響的研究。測(cè)定唾液LZM,可用無損傷方法進(jìn)行取樣,測(cè)定方法簡(jiǎn)便易行,便于較長(zhǎng)時(shí)間追蹤觀察,有助于在訓(xùn)練期和恢復(fù)期進(jìn)行機(jī)能評(píng)定。
咖啡因(Caffeine,CAF)是一種黃嘌呤生物堿化合物,屬于中樞神經(jīng)系統(tǒng)興奮性物質(zhì)。既可作為飲品,也可作為藥品,具有提神、增強(qiáng)認(rèn)知能力、緩解疼痛和解除疲勞等作用??Х纫蚴亲顝V泛使用的行為積極藥物,是大多數(shù)運(yùn)動(dòng)員飲食中的常見物質(zhì)[6]。2004年,世界反興奮劑組織已將咖啡因從違禁品名單中刪去。且現(xiàn)有研究發(fā)現(xiàn)咖啡因?qū)\(yùn)動(dòng)員在長(zhǎng)時(shí)間較低強(qiáng)度的耐力運(yùn)動(dòng)中的運(yùn)動(dòng)能力有積極作用[7],但由于不同個(gè)體對(duì)咖啡因作用的反應(yīng)具有差異,且咖啡因在運(yùn)動(dòng)中的藥理作用還不明確,故對(duì)于有關(guān)咖啡因?qū)\(yùn)動(dòng)的影響問題上還存在一些差異。在對(duì)咖啡因逐漸增多的研究中,有關(guān)咖啡因?qū)\(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)能力有積極影響的結(jié)論也隨之增多[8]。
近年來在反映運(yùn)動(dòng)員在訓(xùn)練、比賽的條件下,關(guān)于咖啡因?qū)\(yùn)動(dòng)能力影響的研究報(bào)道逐漸增多[5-9],但研究多針對(duì)咖啡因通過對(duì)中樞神經(jīng)及骨骼肌影響運(yùn)動(dòng)能力,特別是針對(duì)咖啡因?qū)﹂L(zhǎng)時(shí)間耐力性運(yùn)動(dòng)的影響的研究較多,而關(guān)于咖啡因?qū)γ庖吖δ艿挠绊懙难芯縿t相對(duì)較少。國(guó)內(nèi)外重大體育比賽經(jīng)常在高溫環(huán)境下進(jìn)行,因此在高溫環(huán)境下采用合理、合法的手段干預(yù)運(yùn)動(dòng)員的粘膜免疫,提高運(yùn)動(dòng)員的免疫能力,這對(duì)在預(yù)防 URTI的前提下,增強(qiáng)運(yùn)動(dòng)能力,提高運(yùn)動(dòng)成績(jī)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。運(yùn)動(dòng)員在高溫環(huán)境比賽時(shí),為提高運(yùn)動(dòng)能力和認(rèn)知能力經(jīng)常使用咖啡因,但是尚未見到使用咖啡因?qū)θ梭w唾液免疫功能影響方面的報(bào)道。因此本研究在實(shí)驗(yàn)室模擬高溫環(huán)境,探討高溫環(huán)境運(yùn)動(dòng)中口服咖啡因?qū)θ梭w運(yùn)動(dòng)中唾液sIgA和LZM的影響,揭示咖啡因在高溫環(huán)境下對(duì)人體黏膜免疫功能的影響。
1.1 研究對(duì)象
13名沈陽(yáng)體育學(xué)院男性耐力性項(xiàng)目(中長(zhǎng)跑)的大學(xué)生運(yùn)動(dòng)員自愿參加本研究,研究對(duì)象身體健康,平均年齡為(21.17±1.24)歲,平均訓(xùn)練年限為(2.70±1.36)年,平均身高為(179.85±5.49)cm,平均體重為(71.43±6.60)kg,平均體脂百分率為 (9.13±4.65)%,平均最大攝氧量為 (50.61± 8.67)ml/kg/min。實(shí)驗(yàn)過程中心率、血乳酸變化情況如表1。由表中數(shù)據(jù)可以看出本實(shí)驗(yàn)研究為中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)[10]。
表1 研究對(duì)象實(shí)驗(yàn)過程中心率、血乳酸濃度變化情況TableⅠ Variation of the Heart Rate and Blood Lactic Acid Concentration of the Subjects during the Experiment
1.2 研究方法
采用實(shí)驗(yàn)研究的方法,對(duì)照的形式為實(shí)驗(yàn)對(duì)照。實(shí)驗(yàn)環(huán)境設(shè)定為高溫環(huán)境,實(shí)驗(yàn)室環(huán)境溫度控制在33℃,相對(duì)濕度控制在65%。
實(shí)驗(yàn)前一周對(duì)研究對(duì)象關(guān)于本實(shí)驗(yàn)的研究目的及研究?jī)?nèi)容進(jìn)行統(tǒng)一說明,并簽署知情同意書。同時(shí)對(duì)研究對(duì)象的相關(guān)信息進(jìn)行調(diào)查,并測(cè)定最大攝氧量與身體成分。向研究對(duì)象講解與實(shí)驗(yàn)有關(guān)的注意事項(xiàng),確認(rèn)研究對(duì)象無 URTI癥狀,并要求研究對(duì)象嚴(yán)格遵守以下事項(xiàng),具體包括:(1)實(shí)驗(yàn)前 2 h內(nèi)禁止飲食,按照要求進(jìn)餐;(2)實(shí)驗(yàn)日的前 48 h內(nèi)禁止飲酒和飲用任何含咖啡因的飲品或食用任何含咖啡因的食品;(3)實(shí)驗(yàn)前24 h不能進(jìn)行任何劇烈運(yùn)動(dòng)。
1.2.1 運(yùn)動(dòng)方案
應(yīng)用最大攝氧量測(cè)定中的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷和心率的結(jié)果,根據(jù)文獻(xiàn)資料[11-13],以每名研究對(duì)象最大攝氧量測(cè)定中最大輸出功率的50%為運(yùn)動(dòng)負(fù)荷進(jìn)行功率自行車運(yùn)動(dòng),轉(zhuǎn)速保持在60 rpm/min,運(yùn)動(dòng)時(shí)間共40 min。本研究中研究對(duì)象的平均運(yùn)動(dòng)負(fù)荷為110±24 W[(1.87±0.42)kp]。
1.2.2 咖啡因攝入
根據(jù)文獻(xiàn)資料[14,15],安靜狀態(tài)下口服咖啡因劑量為6 mg/kg體重,血漿中咖啡因的濃度峰值約在60 min時(shí)出現(xiàn)[14],并能夠維持高于服用前水平至少 2~3 h。因此本研究在口服咖啡因安靜60 min后開始運(yùn)動(dòng)。本研究中實(shí)驗(yàn)對(duì)象所攝入的咖啡因?yàn)閷毴R咖啡因片 (Prolab Nutrition Caffeine),每片含有 200 mg咖啡因,根據(jù)實(shí)驗(yàn)對(duì)象體重按比例研磨成粉,溶解于運(yùn)動(dòng)飲料中。
1.2.3 實(shí)驗(yàn)流程
具體的實(shí)驗(yàn)流程如圖1。
1.3 測(cè)定指標(biāo)
本研究中的唾液樣品稱重后,于-80℃冷凍,直至樣品統(tǒng)一被檢測(cè)。sIgA的測(cè)定采用酶聯(lián)免疫法(ELISA),唾液LZM采用比濁法方法測(cè)定。
圖1 實(shí)驗(yàn)流程Figure 1 Experiment Process
1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析
采用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析,經(jīng)正態(tài)性檢驗(yàn),數(shù)據(jù)均服從正態(tài)分布,數(shù)據(jù)描述結(jié)果以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示。具體的統(tǒng)計(jì)分析方法包括:General Linear Model(GLM)重測(cè)資料的方差分析(不滿足球形檢驗(yàn)時(shí)按Greenhouse-Geisser校正系數(shù)進(jìn)行校正),相關(guān)分析。
2.1 混雜因素控制
2.1.1 脫水情況
與運(yùn)動(dòng)前的體重比較,CAF運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)與對(duì)照運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)中運(yùn)動(dòng)后研究對(duì)象的體重均下降,差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)??Х纫蜻\(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)與對(duì)照運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)比較,出汗量及體重減少百分比的差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),且體重減少百分比低于 1%,表明研究對(duì)象未出現(xiàn)輕度脫水。具體情況如表 2。
表2 研究對(duì)象實(shí)驗(yàn)過程脫水情況TableⅡ Dehydration of the Subjects in the Experiment
2.1.2 實(shí)驗(yàn)過程中唾液量變化情況
實(shí)驗(yàn)過程中唾液量變化如圖2,CAF運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)中研究對(duì)象的唾液量變化與對(duì)照運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)運(yùn)動(dòng)中研究對(duì)象的唾液量變化之間的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。即唾液量的差異對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果不產(chǎn)生影響。
圖2 實(shí)驗(yàn)過程中唾液量變化Figure 2 Changes of Saliva Quantity in the Experiment
2.2 唾液中sIgA變化情況
兩種實(shí)驗(yàn)條件下,即CAF運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)與對(duì)照運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)中唾液sIgA濃度變化如表3。
表3 CAF運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)與對(duì)照運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)中sIgA濃度TableⅢ Concentration of slgA in CAF Exercise Experiment and Control Exercise Experiment
各個(gè)時(shí)間的唾液 sIgA濃度的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=5.953,P<0.05),時(shí)間和實(shí)驗(yàn)條件之間無交互作用(F=2.567,P>0.05)。CAF運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)與對(duì)照運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)中運(yùn)動(dòng)前 60 min(F=1.042,P>0.05)、運(yùn)動(dòng)前即刻(F=1.772,P>0.05)、運(yùn)動(dòng) 20 min(F=2.048,P>0.05)、運(yùn)動(dòng)結(jié)束即刻(F=0.058,P>0.05)4個(gè)時(shí)間點(diǎn)唾液sIgA濃度的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。CAF運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)與對(duì)照運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)唾液sIgA濃度變化如圖3。
圖3 CAF運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)與對(duì)照運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)中唾液sIgA濃度變化Figure 3 Changes of the Salivary Concentration of slgA in CAF Exercise Experiment and Control Exercise Experiment
2.3 唾液中LZM變化情況
兩種實(shí)驗(yàn)條件下,即CAF運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)與對(duì)照運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)中唾液LZM濃度變化如表4。
表4 對(duì)照運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)與CAF運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)中LZM濃度TableⅣ Concentration of LZM in CAF Exercise Experiment and Control Exercise Experiment
各個(gè)時(shí)間的LZM濃度的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=10.621,P<0.05),時(shí)間和實(shí)驗(yàn)條件之間無交互作用(F=3.645,P>0.05)。CAF運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)中運(yùn)動(dòng)前60 min與運(yùn)動(dòng)結(jié)束即刻兩點(diǎn) LZM濃度有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P<0.05),運(yùn)動(dòng)前即刻與運(yùn)動(dòng)結(jié)束即刻兩點(diǎn)LZM濃度也具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P<0.01);對(duì)照運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)中運(yùn)動(dòng)結(jié)束即刻與運(yùn)動(dòng)前60 min比較LZM濃度有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P<0.01),運(yùn)動(dòng)前即刻與運(yùn)動(dòng)結(jié)束即刻兩點(diǎn)LZM濃度也具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異 (P<0.01)。CAF運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)中,在運(yùn)動(dòng)結(jié)束即刻唾液 LZM 濃度[(9.3553±3.9648)μg/ml]低于對(duì)照運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn) [(18.1758± 15.3318)μg/ml],差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。如圖 4。
圖4 CAF運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)與對(duì)照運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)中唾液LZM濃度變化Figure 4 Changes of the Salivary Concentration of LZM in CAF Exercise Experiment and Control Exercise Experiment
3.1 運(yùn)動(dòng)與粘膜免疫
先行研究的結(jié)果顯示,運(yùn)動(dòng)對(duì)唾液 sIgA可能有影響。且其中多項(xiàng)研究均表示大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后,且無論是長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)動(dòng)還是短時(shí)間運(yùn)動(dòng),是持續(xù)力竭運(yùn)動(dòng)還是間歇運(yùn)動(dòng),sIgA水平均出現(xiàn)下降,這種黏膜免疫功能受抑制的情況可能在持續(xù)數(shù)小時(shí)后恢復(fù)[16,17]。而與大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)和力竭運(yùn)動(dòng)相反,短時(shí)間中低強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)似乎并不影響 sIgA濃度或分泌率。如Reid等的研究顯示,在以30%和60%最大心率為強(qiáng)度的30 min自行車運(yùn)動(dòng)后,sIgA濃度和sIgA分泌率均呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)[18]。這與本研究對(duì)照運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)中運(yùn)動(dòng)結(jié)束后唾液中的sIgA濃度升高 [運(yùn)動(dòng)前60 min唾液sIgA濃度為:(4.1126±0.9469)μg/ml,運(yùn)動(dòng)結(jié)束即刻濃度為:(5.8036± 2.0464)μg/ml],差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)的結(jié)果相一致。以上結(jié)果顯示,不同運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度對(duì)唾液中sIgA濃度的影響結(jié)果是不同的,大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)會(huì)引起sIgA濃度的下降。中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)可能會(huì)引起sIgA濃度的升高,或?qū)IgA濃度無影響。而強(qiáng)度較小的運(yùn)動(dòng)并不會(huì)引起對(duì)唾液中 sIgA濃度的影響。
周利明等人的研究顯示,小鼠進(jìn)行長(zhǎng)期冬泳運(yùn)動(dòng)后血清中LZM的活性升高,LZM的活性提高使得小鼠白細(xì)胞的吞噬能力加強(qiáng),體內(nèi)殺菌能力增加,進(jìn)而提高了機(jī)體的抵抗力,此變化與人體運(yùn)動(dòng)中LZM的變化趨勢(shì)相似[19]。唾液LZM活性的變化受許多環(huán)境因素的影響,不同年齡與性別、不同地區(qū)、不同運(yùn)動(dòng)水平、不同身體機(jī)能狀況等對(duì)唾液LZM活性的影響也不同。先行研究結(jié)果提示中等強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)可以促進(jìn)LZM的功能,大運(yùn)動(dòng)量的運(yùn)動(dòng)則會(huì)抑制LZM的功能。葉展紅等人關(guān)于游泳運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行不同強(qiáng)度負(fù)荷練習(xí)對(duì)唾液LZM濃度影響情況的研究發(fā)現(xiàn),中大強(qiáng)度負(fù)荷訓(xùn)練后,運(yùn)動(dòng)員唾液LZM濃度均有升高的趨勢(shì),個(gè)體差異性比較大[20]。且此研究還發(fā)現(xiàn),在中大強(qiáng)度訓(xùn)練期間,唾液LZM濃度的安靜值可以維持在一定的水平,降低強(qiáng)度訓(xùn)練后,安靜值會(huì)隨之下降,這提示了安靜值唾液LZM的變化,與運(yùn)動(dòng)負(fù)荷強(qiáng)度有關(guān),且唾液LZM對(duì)負(fù)荷強(qiáng)度的反應(yīng)較為靈敏。一項(xiàng)運(yùn)動(dòng)對(duì)唾液 sIgA、LZM、皮質(zhì)醇影響的研究顯示,一次性遞增負(fù)荷力竭運(yùn)動(dòng)會(huì)導(dǎo)致唾液LZM水平明顯升高。該結(jié)果與本研究一致,即中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)使唾液LZM的濃度升高。
3.2 咖啡因?qū)ν僖簊IgA、LZM的影響
在黏膜免疫系統(tǒng)中sIgA具有抗菌、抗病毒及中和毒素等作用,是黏膜局部抗感染的重要免疫物,作為黏膜免疫中的第一道防線,slgA由腸道和呼吸道上皮下的淋巴濾泡內(nèi)漿細(xì)胞合成,經(jīng)分泌性上皮細(xì)胞分泌至外分泌液中,幫助機(jī)體抵御病原體經(jīng)由上皮特別是呼吸道、腸道以及泌尿生殖道等上皮細(xì)胞的感染,在黏膜免疫中起著至關(guān)重要的保護(hù)性作用。唾液sIgA是黏膜分泌物中所含有的最豐富的抗體,且唾液sIgA作為研究黏膜免疫系統(tǒng)最常見的重要指標(biāo),在實(shí)驗(yàn)室中也具有容易收集的明顯優(yōu)勢(shì),但在不同年齡階段與不同機(jī)體狀態(tài)下,其唾液slgA分泌水平和黏膜免疫應(yīng)答功能具有各自特點(diǎn)。向劍鋒等針對(duì)不同運(yùn)動(dòng)方式對(duì)唾液slgA影響的研究中發(fā)現(xiàn),大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)會(huì)導(dǎo)致人體黏膜免疫狀態(tài)的下降,且唾液sIgA水平的降低是唾液的分泌及 sIgA的合成和轉(zhuǎn)運(yùn)共同受抑制所導(dǎo)致的,運(yùn)動(dòng)過程中交感神經(jīng)興奮,引起循環(huán)血液中兒茶酚胺釋放增加,從而引起唾液腺的唾液分泌作用受到抑制[19]。且有研究發(fā)現(xiàn)在運(yùn)動(dòng)期間,咖啡因會(huì)減少循環(huán)血液中兒茶酚胺的產(chǎn)生。即在大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)中,服用咖啡因有利于保持唾液sIgA濃度的水平。也有研究表明,中樞神經(jīng)系統(tǒng)與免疫系統(tǒng)存在相互調(diào)節(jié)的作用,提示免疫系統(tǒng)與下丘腦存在一個(gè)通路,通過這個(gè)通路可以實(shí)現(xiàn)中樞神經(jīng)對(duì)免疫進(jìn)行調(diào)節(jié)的反饋控制[20]??Х纫蛴锌赡芡ㄟ^對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)對(duì)免疫系統(tǒng)產(chǎn)生影響。本研究結(jié)果顯示高溫環(huán)境下,CAF運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)過程中唾液sIgA濃度變化具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,運(yùn)動(dòng)結(jié)束即刻唾液中sIgA濃度高于運(yùn)動(dòng)前60 min;對(duì)照運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)中唾液 sIgA濃度變化具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,運(yùn)動(dòng)結(jié)束即刻唾液中 sIgA濃度明顯高于運(yùn)動(dòng)前 60 min與運(yùn)動(dòng)前即刻,且這種變化較CAF運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)明顯。CAF運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)與對(duì)照運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)唾液中sIgA濃度對(duì)比無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,即CAF對(duì)唾液sIgA濃度無影響。Niclette等人,在11名耐力性運(yùn)動(dòng)員在 90 min運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度為 70%VO2peak自行車運(yùn)動(dòng)前 1 h攝入咖啡因的實(shí)驗(yàn)顯示攝入咖啡因?qū)IgA濃度未發(fā)現(xiàn)有影響[21],該研究結(jié)果與本研究結(jié)果基本一致。
LZM存在于唾液、乳液、淚液、鼻及氣管等分泌物中,能溶解革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌。它能與細(xì)菌牢固結(jié)合,并水解細(xì)菌細(xì)胞壁肽聚糖,使細(xì)菌裂解死亡。測(cè)定唾液LZM的含量及其變動(dòng)情況可作為了解機(jī)體防御功能的一個(gè)側(cè)面的指標(biāo)。LZM在一定程度上能反應(yīng)機(jī)體的免疫能力,并參與機(jī)體的防衛(wèi)功能,唾液LZM具有抗菌性,其催化活性可以打破細(xì)菌細(xì)胞的多糖,從而有利于破壞細(xì)菌[22]。LZM在醫(yī)學(xué)上已被廣泛研究應(yīng)用[23],因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)對(duì) LZM 的影響機(jī)制尚存爭(zhēng)議,所以LZM在體育領(lǐng)域尚未受到足夠的重視。Ramanaviciene A等在研究咖啡因?qū)π∈篌w內(nèi)LZM活性影響的結(jié)果顯示,血清中LZM的活性隨口服咖啡因劑量的不同而變化,且咖啡因?qū)π∈髾C(jī)體免疫具有積極作用[24]。而關(guān)于探討口服咖啡因?qū)\(yùn)動(dòng)員唾液中LZM濃度影響未見報(bào)道。
本研究結(jié)果顯示高溫環(huán)境下,咖啡因運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)過程中唾液LZM濃度變化具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,運(yùn)動(dòng)結(jié)束即刻唾液中LZM濃度高于運(yùn)動(dòng)前60 min;對(duì)照運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)中唾液LZM濃度變化具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,運(yùn)動(dòng)結(jié)束即刻唾液中LZM濃度明顯高于運(yùn)動(dòng)前60 min,且這種變化較咖啡因運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)明顯。以往的一項(xiàng)研究報(bào)道,分別以40%VO2max、60%VO2max、80%VO2max4種不同負(fù)荷強(qiáng)度跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)后,唾液中LZM濃度均升高[25],該結(jié)果與本研究的結(jié)果一致。運(yùn)動(dòng)結(jié)束即刻時(shí)CAF運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)與對(duì)照運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)中的唾液LZM濃度比較有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,即CAF對(duì)唾液LZM濃度有影響。
4.1 高溫環(huán)境下口服咖啡因?qū)δ写髮W(xué)生運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)中唾液sIgA無影響,但是會(huì)降低唾液溶菌酶水平。
4.2 高溫環(huán)境、中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)使男大學(xué)生運(yùn)動(dòng)員唾液 sIgA和溶菌酶的水平升高。
4.3 高溫環(huán)境下口服咖啡因使男大學(xué)生運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)中唾液LZM的水平降低;因此運(yùn)動(dòng)員在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練和比賽中使用咖啡因時(shí),應(yīng)該密切監(jiān)控唾液LZM的水平,以避免降低唾液黏膜免疫功能而導(dǎo)致上呼吸道感染的發(fā)生。
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(責(zé)任編輯:何聰)
Effects of Oral Administration of Caffeine on the Salivary Immunoglobulin A and Lysozyme of Collegiate Endurance Athletes during Exercise in High-temperature Environment
LIU Chang1,HAN Yanbai2,YANG Chunqiu3,LIU Sina4
(Shanghai Research Institute of Sports Science,Shanghai 200030,China;2.Shenyang Sport University, Shenyang 110102,China;3.Armor technique institute of PLA,Changchun 130137,China;4.Jinzhou No.1 Senior High School,Jinzhou 121001,China)
The objective of this study is to examine the effects of oral administration of caffeine on the salivary secretory immunoglobulin A(slgA)and lysozyme(LZM)of male collegiate endurance athletes during exercise in high-temperature environment.The method of experimental study was used and thirteen male collegiate endurance athletes were taken as the subjects.Each subject completed two trials of caffeine exercise trial and control exercise trial in a laboratory with the temperature of 33℃ and the relative humidity of 65%.During each trial,saliva samples were collected at the points of 60min before exercise,immediately before exercise,20min after the start of the exercise and immediately after exercise.The concentration of salivary sIgA and LZM were determined and secretion rates of sIgA and LZM were calculated.The result shows that oral administration of caffeine does not affect the level of salivary sIgA of collegiate endurance athletes during the exercise in high-temperature environment,but decreases the level of salivary LZM.And the medium intensity exercise in high temperature environment results in the increase of the concentration of salivary sIgA and LZM of male collegiate endurance athletes.
high-temperature environment;caffeine;saliva;secretarysecretoryimmunoglobulin A;lysozyme
G804.5
A
1006-1207(2017)02-0082-05
10.12064/ssr.20170216
2017-01-18
遼寧省教育廳科學(xué)研究一般項(xiàng)目(L2015505)。
劉暢,女,研究實(shí)習(xí)員。主要研究方向:運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)。E-mail:liuxiaochang1990@hotmail.com。
1.上海體育科學(xué)研究所,上海200030;2.沈陽(yáng)體育學(xué)院,遼寧 沈陽(yáng) 110102;3.中國(guó)人民解放軍裝甲兵技術(shù)學(xué)院,吉林 長(zhǎng)春 130137;4.錦州市第一高級(jí)中學(xué),遼寧 錦州 121001。