毛明瀟 綜述 李世云，2 審校

1.遵義醫(yī)科大學(xué)，貴州 遵義 563000；

2.成都大學(xué)附屬醫(yī)院，四川 成都 610036

低氧運(yùn)動(dòng)是指患者暴露于低氧環(huán)境或者在低氧環(huán)境下進(jìn)行運(yùn)動(dòng)鍛煉，如使用面罩呼吸或停留在低氧艙或低氧帳篷，吸入12%～15%氧濃度模擬2 600～4 300 m海拔，進(jìn)行暴露和鍛煉達(dá)到治療目的[1-2]的一種運(yùn)動(dòng)治療。已有研究發(fā)現(xiàn)，低氧運(yùn)動(dòng)作為一種應(yīng)激因素可以引起體內(nèi)包括促腎上腺皮質(zhì)激素(adreno corticotropic hormone，ACTH)、皮質(zhì)醇、促甲狀腺激素(thyroid stimulating hormone，TSH)、甲狀腺激素、去甲腎上腺素、腎上腺素、泌乳素在內(nèi)的多種應(yīng)激相關(guān)激素的改變，通過調(diào)節(jié)糖脂代謝發(fā)揮減重的作用，該文就低氧運(yùn)動(dòng)對(duì)肥胖人群應(yīng)激激素水平的影響進(jìn)行綜述。

1 低氧運(yùn)動(dòng)對(duì)ACTH、皮質(zhì)醇的影響

下丘腦-垂體-腎上腺皮質(zhì)系統(tǒng)是機(jī)體應(yīng)對(duì)外界刺激，維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定的一個(gè)主要應(yīng)激系統(tǒng)。當(dāng)機(jī)體受到外來應(yīng)急刺激(如運(yùn)動(dòng)、低氧)時(shí)，ACTH 增加，皮質(zhì)醇相應(yīng)增加。糖皮質(zhì)激素(皮質(zhì)醇)通過加強(qiáng)糖原、脂肪和蛋白質(zhì)的分解，為機(jī)體提供能量。HILL 等[3]對(duì)12 名18～30 歲適當(dāng)鍛煉的健康男性進(jìn)行研究，每天進(jìn)行強(qiáng)度分別為40%VO2max、60%VO2max或80%VO2max運(yùn)動(dòng)30 min 共3 d。在運(yùn)動(dòng)前休息30 min 和運(yùn)動(dòng)結(jié)束后立即分別采集血標(biāo)本進(jìn)行激素水平測(cè)定，發(fā)現(xiàn)皮質(zhì)醇在60%VO2max強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)中升高39.9%，在80%VO2max升高83.1%；ACTH 在60%VO2max強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)中下降15.6%，在80%VO2max強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)中下降17.2%，可見中高強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)能夠明顯增加皮質(zhì)醇的分泌，這是因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)可以刺激下丘腦分泌促皮質(zhì)釋放激素(CRH)，CRH 刺激垂體前葉釋放ACTH，ACTH 刺激腎上腺皮質(zhì)釋放皮質(zhì)醇。但過高的皮質(zhì)醇水平會(huì)向垂體前葉發(fā)出減少ACTH 分泌的信號(hào)，進(jìn)而抑制ACTH 的分泌，同理，ACTH 和/或皮質(zhì)醇水平的增加可以向下丘腦發(fā)出信號(hào)，進(jìn)而減少CRH 的分泌。COOKE 等[4]對(duì)15 名健康人群(實(shí)驗(yàn)組9 名、對(duì)照組6 名)進(jìn)行研究，使其分別在11%O2的低氧環(huán)境和常壓常氧環(huán)境下進(jìn)行強(qiáng)度分別為40%VO2max(10 min)、50%VO2max(60 min)、60%VO2max(10 min)、70%VO2max(10 min)每天90 min 共3 d的運(yùn)動(dòng)，在休息時(shí)(T1)、運(yùn)動(dòng)前45 min(T2)、運(yùn)動(dòng)后立即(T3)、運(yùn)動(dòng)后60 min(T4)采集血樣，結(jié)果發(fā)現(xiàn)皮質(zhì)醇在T1 為(467±117)nmol/L，T2 為(477±166) nmol/L，T3 為(734±165) nmol/L，T4 為(632±207) nmol/L；常氧環(huán)境下皮 質(zhì)醇在T1 為(562±98) nmol/L，T2 為(397±80) nmol/L，T3 為(344±159) nmol/L，T4 為(363±117)nmol/L，表明與常氧運(yùn)動(dòng)相比，低氧運(yùn)動(dòng)所致皮質(zhì)醇水平升高更明顯。表明在低氧條件下進(jìn)行中高強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)能夠引起皮質(zhì)醇的分泌增加。有研究提出，肥胖可能會(huì)導(dǎo)致皮質(zhì)醇水平的升高，這可能是因?yàn)橄虑鹉X-垂體-腎上腺軸(the hypothalamic pituitary adrenal axis，HPA or HTPA axis)的異常調(diào)節(jié)所致，也可能是某些外周因素所導(dǎo)致的[5-6]，但有研究卻發(fā)現(xiàn)肥胖患者體內(nèi)皮質(zhì)醇的反應(yīng)是降低的。GWENDOLYN等[7]對(duì)19名男性志愿者進(jìn)行研究，根據(jù)BMI將其分為正常組(BMI＜25 kg/m2)、1 度肥胖組(BMI 25～34.9 kg/m2)、2、3度肥胖組((BMI＞35 kg/m2)，使其進(jìn)行運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度為85%～95% 10RM (10-repetition maximum，最大反復(fù)次數(shù))的抵抗運(yùn)動(dòng)。在運(yùn)動(dòng)前、運(yùn)動(dòng)中、運(yùn)動(dòng)后、恢復(fù)期間(運(yùn)動(dòng)后50 min、運(yùn)動(dòng)后70 min、運(yùn)動(dòng)后110 min)采集血樣，結(jié)果發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)前各組之間的皮質(zhì)醇水平無顯著差異，隨著時(shí)間的推移皮質(zhì)醇逐漸上升，2、3度肥胖組的皮質(zhì)醇水平始終低于1 度肥胖組和正常組，在運(yùn)動(dòng)后70 min、運(yùn)動(dòng)后110 min 2、3 度肥胖組的皮質(zhì)醇顯著低于1 度肥胖組和正常組。由此可見，正常人群與輕度肥胖患者皮質(zhì)醇水平的變化無顯著差異，中重度肥胖所表現(xiàn)出的總體較低的皮質(zhì)醇水平可能是由于肥胖個(gè)體中皮質(zhì)醇濃度長(zhǎng)期較高和反應(yīng)減弱所導(dǎo)致的[8]。但是關(guān)于低氧運(yùn)動(dòng)對(duì)肥胖患者ACTH、皮質(zhì)醇水平影響的相關(guān)文獻(xiàn)較少，還待進(jìn)一步研究。

2 低氧運(yùn)動(dòng)對(duì)TSH、甲狀腺激素的影響

下丘腦-垂體-甲狀腺系統(tǒng)作為機(jī)體中重要的內(nèi)分泌系統(tǒng)之一，對(duì)應(yīng)激(如運(yùn)動(dòng))也會(huì)做出相應(yīng)的反應(yīng)，有研究表明，只要達(dá)到或大于運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度為最大耗氧量的60%(60%VO2max)或高于乳酸鹽閾值的短期分級(jí)運(yùn)動(dòng)(≤20 min)就會(huì)導(dǎo)致TSH 水平升高[9-10]。隨著TSH升高，可以看到總T4(TT4)和游離T4(FT4)的增加，但是總T3(TT3)和游離T3(FT3)卻減少。CILOGLU等[9]對(duì)60 名20～26歲的男性運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行研究，使其通過強(qiáng)度分別為45%HRmax (運(yùn)動(dòng)時(shí)間3 min)、70%HRmax(運(yùn)動(dòng)時(shí)間3 min)和90%HRmax(運(yùn)動(dòng)時(shí)間3 min)的運(yùn)動(dòng)9 min，在運(yùn)動(dòng)前、運(yùn)動(dòng)后(每次運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)3 min后打斷30 s取血樣)進(jìn)行激素測(cè)定，TSH、TT4和FT4在不同的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度中均升高，TT3和FT3在輕度、中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)下持續(xù)升高，在高等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)下降低。TSH、TT4和FT4的升高可能是由于運(yùn)動(dòng)所導(dǎo)致的血液濃縮引起的，TT3 和FT3 的降低可能是因?yàn)門4 到T3 的轉(zhuǎn)換率降低或者靶組織對(duì)其攝取增加。PEERI等[11]對(duì)17名20～24歲的健康男性進(jìn)行研究，使其分別在1 200 m處(氧濃度為21%)、2 750 m處(氧濃度為15%)、3 250 m處(氧濃度為14%)和3 750 m處(氧濃度為13%)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度為70%HRmax 的跑步機(jī)運(yùn)動(dòng)30 min，在運(yùn)動(dòng)前、運(yùn)動(dòng)后立即、運(yùn)動(dòng)結(jié)束后1 h采集血樣進(jìn)行激素測(cè)定，結(jié)果發(fā)現(xiàn)T4在1 200 m處(常氧)和2 750 m高度時(shí)升高顯著，而TSH和T3 沒有顯著變化。關(guān)于TSH，在不同的研究中發(fā)現(xiàn)了TSH的下降[12-13]和上升[14-16]，這可能和缺氧的嚴(yán)重程度和持續(xù)時(shí)間有關(guān)，該研究中TSH沒有顯著變化，可能是因?yàn)槟M缺氧的程度不夠或運(yùn)動(dòng)時(shí)間較短；關(guān)于甲狀腺激素，低氧作為應(yīng)激源可以促進(jìn)甲狀腺激素的升高，但具體機(jī)制仍未明確，可能是由于甲狀腺素結(jié)合球蛋白的結(jié)合親和力增加[17]，也可能是因?yàn)榕c氧氣需求增加相關(guān)的基礎(chǔ)代謝率(BMR)的增加。

雖然說運(yùn)動(dòng)和低氧會(huì)影響TSH、甲狀腺激素水平的變化，但變化幅度并不大，對(duì)于肥胖患者來說亦是如此。KOUIDRAT 等[18]對(duì)34 例甲狀腺功能正常的肥胖患者進(jìn)行研究，使其進(jìn)行運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度為70%～80%HRmax 的運(yùn)動(dòng)3 個(gè)月，在運(yùn)動(dòng)前，運(yùn)動(dòng)后(3 個(gè)月后)進(jìn)行激素測(cè)定，結(jié)果發(fā)現(xiàn)肥胖患者除了體質(zhì)量、體脂明顯降低外，TSH 和甲狀腺激素并沒有顯著變化，這在一定程度上說明了肥胖患者進(jìn)行減重治療并不會(huì)引起甲狀腺功能的顯著變化。但是低氧運(yùn)動(dòng)對(duì)肥胖患者TSH和甲狀腺激素的影響還未可知。

3 低氧運(yùn)動(dòng)對(duì)去甲腎上腺素、腎上腺素的影響

交感-腎上腺髓質(zhì)系統(tǒng)在機(jī)體應(yīng)激反應(yīng)中也發(fā)揮著重要作用，當(dāng)機(jī)體受到應(yīng)激時(shí)，交感神經(jīng)系統(tǒng)被激活，進(jìn)而刺激腎上腺髓質(zhì)釋放去甲腎上腺素、腎上腺素和多巴胺，使心率增快、心肌收縮力增強(qiáng)、心輸出量增加，提高中樞神經(jīng)系統(tǒng)的興奮性，使機(jī)體適應(yīng)周圍環(huán)境的變化。WOODS等[19]對(duì)14名平均年齡在22～35歲的軍人進(jìn)行研究，使其在常壓常氧(NN)、常壓缺氧(NH)、低壓缺氧(HH)、真正高海拔(GHA)4種環(huán)境下分別進(jìn)行運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度為40%VO2max(5 min)、45%VO2max(5 min)、50%VO2max(5 min)、55%VO2max(105 min)的自行車運(yùn)動(dòng)120 min，在運(yùn)動(dòng)前(T0)、運(yùn)動(dòng)后立即(T120)、運(yùn)動(dòng)后2 h (T240)采集血樣，結(jié)果發(fā)現(xiàn)3種低氧環(huán)境下去甲腎上腺素、腎上腺素的靜息值(T0)均大于常壓常氧環(huán)境下去甲腎上腺素、腎上腺素的靜息值(T0)，且運(yùn)動(dòng)后激素水平升高更明顯，這些現(xiàn)象在GHA環(huán)境下更為顯著。這說明運(yùn)動(dòng)均會(huì)導(dǎo)致去甲腎上腺素、腎上腺素水平的升高，而低氧運(yùn)動(dòng)所致激素水平的升高更加明顯；與模擬低氧環(huán)境(NH、HH)相比，真正的低氧環(huán)境(GHA)下激素水平的變化更加顯著。

去甲腎上腺素濃度是交感神經(jīng)活動(dòng)的指標(biāo)，腎上腺素濃度是腎上腺髓質(zhì)反映的指標(biāo)[20]，兩者之間的變化可能存在著差異。MAZZEO等[21]對(duì)7名平均年齡在23 歲左右的健康男性進(jìn)行研究，使其分別在海平面、到達(dá)4 300 m(氧濃度為12%)的4 h 內(nèi)和到達(dá)4 300 m的21 d 后進(jìn)行運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度為50%VO2max的運(yùn)動(dòng)45 min，共3 次，分別在運(yùn)動(dòng)前、運(yùn)動(dòng)后15 min、運(yùn)動(dòng)后30 min和運(yùn)動(dòng)后45 min 采集血樣，結(jié)果發(fā)現(xiàn)急性缺氧和慢性缺氧下去甲腎上腺素和腎上腺素的升高并不一致，兩者存在分離現(xiàn)象，在急性缺氧環(huán)境下運(yùn)動(dòng)時(shí)，腎上腺素升高明顯，在慢性缺氧環(huán)境下運(yùn)動(dòng)時(shí)，去甲腎上腺素升高明顯。這說明急性缺氧和慢性缺氧對(duì)去甲腎上腺素和腎上腺素水平的影響存在差異。有研究表明，與體質(zhì)量正常的人群相比，肥胖人群的交感神經(jīng)活性是較低的[22-26]。兒茶酚胺通過刺激腎上腺素受體b1 和b2 來促進(jìn)脂肪的分解，相反，兒茶酚胺通過刺激腎上腺素受體a2來抑制脂肪的分解[27]，肥胖人群脂肪組織不易分解可歸因于腎上腺素受體b1、b2的減少和a2受體的活性增加。HARANT等[28]對(duì)9名體質(zhì)量指數(shù)為(35.6±3.9)kg/m2范圍內(nèi)的肥胖人群進(jìn)行研究，使其進(jìn)行運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度為50%VO2的自行車運(yùn)動(dòng)2 h，在運(yùn)動(dòng)前、運(yùn)動(dòng)60 min、運(yùn)動(dòng)90 min、運(yùn)動(dòng)120 min、運(yùn)動(dòng)后20 min采集血樣，結(jié)果發(fā)現(xiàn)去甲腎上腺素、腎上腺素均顯著升高，并且發(fā)現(xiàn)在肥胖人群的脂肪細(xì)胞中運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)腎上腺素受體b1 活性增強(qiáng)，脂肪分解作用顯著增加。雖然肥胖人群中腎上腺素受體b1活性增強(qiáng)，脂肪分解作用增加，但其活性仍低于體質(zhì)量正常人群。JABBOUR 等[23]對(duì)31 名未成年男性進(jìn)行研究，將其分為肥胖組(9名)、超重組(11名)、體質(zhì)量正常組(11名)三組，讓其進(jìn)行短跑運(yùn)動(dòng)，在休息時(shí)、熱身后10 min、運(yùn)動(dòng)后立即和運(yùn)動(dòng)后20 min 采集血樣，結(jié)果發(fā)現(xiàn)3 組中腎上腺素、去甲腎上腺素均升高，體質(zhì)量正常組所測(cè)得的腎上腺素、去甲腎上腺素水平在“運(yùn)動(dòng)后立即”這個(gè)時(shí)間點(diǎn)顯著高于肥胖組和超重組。這說明在肥胖人群體內(nèi)腎上腺素、去甲腎上腺素的反應(yīng)較為遲鈍，其中一個(gè)原因可能是皮質(zhì)醇濃度在肥胖人群中較高，而皮質(zhì)醇在一定程度上對(duì)腎上腺素的活性具有減弱作用；另一個(gè)原因可能是脂肪組織所分泌的細(xì)胞因子與兒茶酚胺的減少有關(guān)。關(guān)于低氧運(yùn)動(dòng)對(duì)肥胖患者去甲腎上腺素、腎上腺素水平的影響等研究較少。

4 低氧訓(xùn)練對(duì)泌乳素的影響

泌乳素由腦垂體分泌，在促進(jìn)泌乳、性激素分泌方面發(fā)揮著重要作用，除此之外，泌乳素還參與應(yīng)激反應(yīng)，在應(yīng)激狀態(tài)下，血中泌乳素濃度升高，且往往與ACTH的增高一起出現(xiàn)。有關(guān)運(yùn)動(dòng)對(duì)泌乳素的研究結(jié)果較一致，大多數(shù)研究均發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練會(huì)導(dǎo)致泌乳素水平的增高，其增加幅度與體力活動(dòng)強(qiáng)度成正比，有研究發(fā)現(xiàn)，劇烈的高強(qiáng)度無氧運(yùn)動(dòng)(即高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練)導(dǎo)致的催乳素反應(yīng)比低強(qiáng)度有氧運(yùn)動(dòng)強(qiáng)[29]。泌乳素分泌的高峰一般出現(xiàn)在運(yùn)動(dòng)結(jié)束后。DALY等[30]對(duì)22名平均年齡為24歲左右的男性運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行研究，讓其進(jìn)行VO2max的增加速度≤0.15 L/min的運(yùn)動(dòng)，直至自覺疲勞(約84.3 min)而停止，分別在運(yùn)動(dòng)前(B0)、運(yùn)動(dòng)后立即(F0)、運(yùn)動(dòng)后30 min (F30)、運(yùn)動(dòng)后60 min(F60)、運(yùn)動(dòng)后90 min(F90)、距B0 24 h 時(shí)(P24)采集血樣，結(jié)果發(fā)現(xiàn)泌乳素在F0 達(dá)到高峰(25 μg/L)，表明泌乳素在“運(yùn)動(dòng)后立即”這一時(shí)間點(diǎn)水平最高。低氧環(huán)境下運(yùn)動(dòng)所致泌乳素水平的變化與在海平面進(jìn)行運(yùn)動(dòng)所致泌乳素水平的變化有不同之處。KNUDTZON等[31]對(duì)10 位健康女性進(jìn)行研究，使其分別在海平面、模擬海拔2 438 m、3 658 m和4 572 m的低氧艙里進(jìn)行運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度為44.9%～65.6%VO2max的亞最大運(yùn)動(dòng)(submaximum exercise) 10 min，完成后再進(jìn)行最大運(yùn)動(dòng)(maximum exercise) 3～5 min，分別在靜息時(shí)、最大運(yùn)動(dòng)后立即、最大運(yùn)動(dòng)后20 min時(shí)采取血樣，結(jié)果發(fā)現(xiàn)低氧環(huán)境下的靜息泌乳素水平要低于常氧環(huán)境下的靜息泌乳素血清水平，在3 658 m和4 572 m達(dá)到統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，運(yùn)動(dòng)可以促使泌乳素分泌增加，并在“最大運(yùn)動(dòng)后20 min”這個(gè)時(shí)間點(diǎn)達(dá)到最高水平。由此可見，低氧環(huán)境可以抑制靜息時(shí)泌乳素的釋放，但是低氧運(yùn)動(dòng)后泌乳素的升高要大于常氧運(yùn)動(dòng)。泌乳素在運(yùn)動(dòng)結(jié)束后繼續(xù)升高，這個(gè)結(jié)果與DALY 等[30]的研究相矛盾，這可能是因?yàn)槿绻\(yùn)動(dòng)強(qiáng)度足夠大，但是持續(xù)時(shí)間很短，則催乳素峰值反應(yīng)可能會(huì)在運(yùn)動(dòng)結(jié)束后一段時(shí)間內(nèi)發(fā)生。有關(guān)運(yùn)動(dòng)與肥胖患者泌乳素水平的相關(guān)研究較少，但有研究指出肥胖患者體內(nèi)的泌乳素釋放機(jī)制是受損的，這可能與下丘腦-垂體系統(tǒng)的功能障礙有關(guān)[32-33]。

5 結(jié)語(yǔ)

總之，運(yùn)動(dòng)和低氧均會(huì)引起機(jī)體應(yīng)激激素水平的變化，與常氧環(huán)境下的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練相比，低氧下的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練所致應(yīng)激激素水平的變化更明顯，但大部分研究均是針對(duì)健康人群而言。與體質(zhì)量正常的人群相比，肥胖患者應(yīng)激激素對(duì)應(yīng)激源的反應(yīng)活性相對(duì)較低。眾多研究發(fā)現(xiàn)低氧療法在減重方面有著較為明顯的效果[34-36]，但關(guān)于低氧運(yùn)動(dòng)影響肥胖患者應(yīng)激激素水平變化的研究相對(duì)較少，其減重具體機(jī)制尚不明確。低氧訓(xùn)練對(duì)肥胖患者應(yīng)激激素水平的影響可能是低氧療法減重的重要機(jī)制，尚待進(jìn)一步研究。