ＡＣＴＨ對(duì)運(yùn)動(dòng)應(yīng)激的反應(yīng)與適應(yīng)

摘要：在探索神經(jīng)-內(nèi)分泌-免疫網(wǎng)絡(luò)間的復(fù)雜關(guān)系時(shí)，共同的生物活性媒介物質(zhì)研究已成為解決問(wèn)題的樞紐。認(rèn)識(shí)生物活性物質(zhì)相互作用關(guān)系和各自復(fù)雜功能，對(duì)于從整合視角認(rèn)識(shí)運(yùn)動(dòng)人體特性具有重要意義。本文在簡(jiǎn)要分析促腎上腺激素的基礎(chǔ)上，綜述了促腎上腺激素對(duì)不同形式運(yùn)動(dòng)的反應(yīng)與適應(yīng)，并說(shuō)明了影響這種反應(yīng)與適應(yīng)的主要因素。

關(guān)鍵詞：促腎上腺激素 運(yùn)動(dòng) 影響 神經(jīng)-內(nèi)分泌-免疫網(wǎng)絡(luò)

運(yùn)動(dòng)應(yīng)激時(shí)可出現(xiàn)內(nèi)分泌系統(tǒng)多個(gè)軸的反應(yīng)，如下丘腦-垂體-腎上腺皮質(zhì)（HPA）軸、下丘腦-垂體-甲狀腺（HPT）軸、下丘腦-垂體-性腺(HPG)軸以及下丘腦和垂體其它激素的改變。其中最重要的是HPA軸的激活。下丘腦-垂體-腎上腺皮質(zhì)（HPA）軸的激活是機(jī)體對(duì)應(yīng)激最重要的適應(yīng)性反應(yīng)，有利于機(jī)體動(dòng)員能量和保持內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定，維持機(jī)體的正常生理功能。另一方面，大量的實(shí)驗(yàn)已證明， 一些細(xì)胞因子、肽類(lèi)激素和神經(jīng)遞質(zhì)等化學(xué)信號(hào)分子以及它們的受體是神經(jīng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)及免疫系統(tǒng)共同使用的生物學(xué)語(yǔ)言媒體；依靠這些共同的媒體，神經(jīng)、內(nèi)分泌以及免疫系統(tǒng)之間進(jìn)行著信息交流。促腎上腺激素是這些生物學(xué)語(yǔ)言媒體中重要的一種，弄清它在各系統(tǒng)間作用與被作用的關(guān)系以及它對(duì)運(yùn)動(dòng)應(yīng)激的反應(yīng)與適應(yīng)性規(guī)律具有重要的實(shí)踐意義。

1 ACTH的來(lái)源及生物學(xué)功能

1.1 關(guān)于ACTH及其兩種來(lái)源

目前認(rèn)為ACTH的來(lái)源主要有兩個(gè)：一個(gè)是免疫細(xì)胞來(lái)源的免疫反應(yīng)性irACTH（immunoreactive ACTH）；另一個(gè)是垂體來(lái)源的促腎上腺ACTH細(xì)胞合成、分泌的為39個(gè)氨基酸殘基的多肽，分子量為4500。兩種來(lái)源的促腎上腺皮質(zhì)激素ACTH具有結(jié)構(gòu)和功能的相似性。這主要表現(xiàn)在：（1）兩者具有相同的抗原性，提示兩者的結(jié)構(gòu)相同；（2）兩者具有相同或相似的分子量；（3）兩者具有相同的生物活性；（4）免疫細(xì)胞內(nèi)有與垂體類(lèi)似的POMCmRNA片段。對(duì)irACTH能否以自分泌和旁分泌的方式調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)的功能還有爭(zhēng)論。

1.2 生物學(xué)功能

ACTH最重要的生理功能是促進(jìn)腎上腺皮質(zhì)的生長(zhǎng)發(fā)育和刺激糖皮質(zhì)激素的合成及分泌。ACTH對(duì)腎上腺皮質(zhì)不同部位作用程度不同，可使束狀帶與網(wǎng)狀帶細(xì)胞的分泌增加50倍。ACTH調(diào)控糖皮質(zhì)激素的基礎(chǔ)分泌和應(yīng)激狀態(tài)下的分泌。切除動(dòng)物垂體后，束狀帶與網(wǎng)狀帶細(xì)胞萎縮，糖皮質(zhì)激素的分泌量明顯減少；及時(shí)補(bǔ)充ACTH，可使萎縮的束狀帶基本恢復(fù)，糖皮質(zhì)激素的分泌回升。此外，在應(yīng)激情況下ACTH對(duì)醛固酮的分泌也有一定的調(diào)節(jié)和支持作用。

1.2.1 ACTH濃度及活性改變的調(diào)節(jié)與被調(diào)節(jié)

ACTH與CRH、AVP、室旁核、杏仁核、海馬、細(xì)胞因子IL-1、IL-2、 IL-6、TNF-α、IFN-α 等存在調(diào)節(jié)關(guān)系。大量實(shí)驗(yàn)證明，一些細(xì)胞因子，肽類(lèi)激素和神經(jīng)遞質(zhì)等化學(xué)信號(hào)分子以及它們的受體是NEI系統(tǒng)共同使用的生物學(xué)語(yǔ)言媒體。機(jī)體的所謂應(yīng)激系統(tǒng)位于中樞神經(jīng)系統(tǒng)和外周，前者包括下丘腦和腦干部位，后者則指下丘腦-垂體-腎上腺皮質(zhì)軸、傳出交感/腎上腺髓質(zhì)系統(tǒng)和副交感系統(tǒng)。該應(yīng)激系統(tǒng)既接收來(lái)自高級(jí)皮層、視、聽(tīng)、味及軀體等的神經(jīng)刺激，又被源于血液的體液信號(hào)如血氧濃度、激素、細(xì)胞因子及其它介質(zhì)所激活，進(jìn)而誘發(fā)機(jī)體產(chǎn)生一系列相應(yīng)的行為和生理適應(yīng)反應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn)，中樞應(yīng)激系統(tǒng)主要分泌兩種活性物質(zhì)，即促腎上腺皮質(zhì)激素釋放激素（CRH）和精氨酸加壓素（AVP），它們與中樞的藍(lán)核/去甲腎上腺素能交感系統(tǒng)共同發(fā)揮機(jī)體對(duì)應(yīng)激的調(diào)節(jié)作用。在整個(gè)調(diào)節(jié)過(guò)程中，中樞和外周應(yīng)激系統(tǒng)各自及相互間存在多層次作用位點(diǎn)，已肯定的介入中樞遞質(zhì)包括γ-氨基丁酸(GABA)/苯二卓(BZD)、嗎啡肽、神經(jīng)肽Y（NPY）和Ｐ物質(zhì)（SP）、促腎上腺皮質(zhì)激素（ACTH）等，外周活性物質(zhì)主要是糖皮質(zhì)激素和去甲腎上腺素等。如此，從中樞到外周就形成了下丘腦-垂體-腎上腺軸和藍(lán)核/去甲腎上腺素能-副交感兩個(gè)重要的應(yīng)激調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

1.2.2ACTH的其它功能

ACTH對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)有多方面的作用。給動(dòng)物腦室注射ACTH可引起行為變化、性活動(dòng)增強(qiáng)、具有神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)作用。ACTH可支持條件反射的獲得，使已獲得的防御性條件反射不易消退。ACTH還可以增強(qiáng)大腦活動(dòng)，小劑量的ACTH可使病人痙攣。長(zhǎng)期注射ACTH可使大腦活動(dòng)減弱。ACTH對(duì)內(nèi)分泌系統(tǒng)的作用包括：對(duì)下丘腦有反饋抑制作用；大劑量可抑制肝臟皮質(zhì)酮的還原；刺激胰島分泌胰島素及腺垂體分泌生長(zhǎng)激素；促進(jìn)腎上腺素的合成、增加腎上腺髓質(zhì)的去甲腎上腺素的釋放等，間接或直接影響免疫。

2ACTH對(duì)一次性運(yùn)動(dòng)的反應(yīng)

Truls Raastad等在一次兩組不同力量練習(xí)后的ACTH急性反應(yīng)研究中考察了9名力量運(yùn)動(dòng)員力量練習(xí)后的激素反應(yīng)。運(yùn)動(dòng)員分別進(jìn)行一組中等強(qiáng)度和一組大強(qiáng)度的力量練習(xí)。大強(qiáng)度負(fù)荷為每人進(jìn)行100%(3-RM)（squats and front squats）加上100% (6-RM)（leg extensions），中等強(qiáng)度鍛煉負(fù)荷為大強(qiáng)度兩種方案的70%，每組練習(xí)間隔4-6分鐘，血樣采集分別于運(yùn)動(dòng)前、運(yùn)動(dòng)中30分鐘處，運(yùn)動(dòng)后1小時(shí)內(nèi)的每15分鐘。

Takeshi Yamauchi等在一項(xiàng)運(yùn)動(dòng)引起的H+濃度升高對(duì)血漿醛固酮分泌的影響的研究中設(shè)計(jì)了兩組間歇性運(yùn)動(dòng)。6名22～25歲健康男子在5分鐘的準(zhǔn)備活動(dòng)后以40%VO2max強(qiáng)度蹬車(chē)10分鐘；間歇10分鐘以90%VO2max強(qiáng)度蹬車(chē)10次，每次1分鐘，間歇30秒。結(jié)果發(fā)現(xiàn)ACTH濃度在以40%VO2max強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)時(shí)沒(méi)有升高，但在以90%VO2max強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)時(shí)血漿ACTH濃度顯著升高。

3 長(zhǎng)期運(yùn)動(dòng)后ACTH對(duì)運(yùn)動(dòng)負(fù)荷的適應(yīng)

反復(fù)暴露于特定的應(yīng)激，如耐力訓(xùn)練，可導(dǎo)致一定適應(yīng)，籍此下丘腦-垂體軸相對(duì)于同類(lèi)型應(yīng)激的反應(yīng)性將降低。當(dāng)隨著訓(xùn)練量的逐步增加，出現(xiàn)更低的應(yīng)激激素濃度，如ACTH，表明垂體系統(tǒng)一種“改良的穩(wěn)定性”。的確，當(dāng)用耗氧量絕對(duì)值評(píng)估時(shí)，良好訓(xùn)練個(gè)體與非訓(xùn)練個(gè)體相比較有更低的ACTH反應(yīng)。目前研究顯示，不同持續(xù)時(shí)間的訓(xùn)練周期以后，如50%最大吸氧量每天3小時(shí)7周后、標(biāo)準(zhǔn)周期12周每天150W15分鐘、或者10周每天遞增負(fù)荷跑臺(tái)測(cè)試直到力竭訓(xùn)練，ACTH對(duì)亞極量自行車(chē)運(yùn)動(dòng)的反應(yīng)顯著的降低。

Marco Bonifazi等測(cè)定了國(guó)家高水平運(yùn)動(dòng)隊(duì)耐力游泳運(yùn)動(dòng)員在冬訓(xùn)期開(kāi)始后的第6、12、18周ACTH對(duì)同一組運(yùn)動(dòng)負(fù)荷（15×200米自由泳，間歇20秒，強(qiáng)度為冬訓(xùn)開(kāi)始前測(cè)定的血乳酸4mol/l所對(duì)應(yīng)的游泳速度）前后的反應(yīng)；結(jié)果顯示，一段時(shí)間的游泳訓(xùn)練后，對(duì)亞極量的運(yùn)動(dòng)ACTH反應(yīng)性削弱以及GH反應(yīng)增強(qiáng)可以認(rèn)為是生理性適應(yīng)。這種適應(yīng)似乎發(fā)生在訓(xùn)練期的第12周與18周，把ACTH與GH適應(yīng)性反應(yīng)定為對(duì)有氧訓(xùn)練的適應(yīng)時(shí)機(jī)的指示物，還需要用特定方案作進(jìn)一步研究。郭軍等對(duì)不同強(qiáng)度的耐力訓(xùn)練對(duì)下丘腦-垂體調(diào)節(jié)功能的影響進(jìn)行了研究。SD大鼠，適應(yīng)兩周后隨機(jī)分為五組，每組10只，其中一組為對(duì)照組，其它四組運(yùn)動(dòng)組分別為26m組訓(xùn)練30min，30m組26min，36m組22min，42m組18min。運(yùn)動(dòng)組準(zhǔn)備活動(dòng)5min后分別調(diào)至相應(yīng)的訓(xùn)練速度。平均每組每天訓(xùn)練量在800m左右，至第16周訓(xùn)練結(jié)束，3天后于安靜時(shí)采樣。ACTH(pg/mg)：對(duì)照組10只（18.87±1.6），26m/min組10只（19.53±2.3），30m/min10只（19.12±1.4），36m/min10只（15.54±1.7**），42m/min10只（22.19±2.7）；實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)ACTH與C的趨勢(shì)一致，分析可能是ACTH可直接促進(jìn)腎上腺皮質(zhì)的分泌， ACTH在36m組與對(duì)照組比較有顯著差異(P<0.01)。結(jié)果表明ACTH長(zhǎng)期訓(xùn)練后對(duì)特定運(yùn)動(dòng)負(fù)荷有適應(yīng)性，這種由于長(zhǎng)期訓(xùn)練取得的適應(yīng)需要合理設(shè)定訓(xùn)練強(qiáng)度閾與負(fù)荷量。Duclose等對(duì)4個(gè)馬拉松運(yùn)動(dòng)員和4個(gè)正常對(duì)照組進(jìn)行了連續(xù)4天的研究，在實(shí)驗(yàn)室休息作為對(duì)照天(D0)以測(cè)定每種激素的晝夜節(jié)律，第1天(D1)進(jìn)行20分鐘50%HRmax的跑步，第2天(D2)進(jìn)行20分鐘80%HRmax的跑步，第3天(D3)進(jìn)行120分鐘50%HRmax的跑步，第4天(D4)進(jìn)行120分鐘80%HRmax的跑步。D1、D2、D3兩組血漿ACTH和皮質(zhì)醇與D0比較無(wú)明顯不同，D4兩組血漿ACTH和皮質(zhì)醇都明顯增加，運(yùn)動(dòng)后的恢復(fù)過(guò)程中，兩組血漿皮質(zhì)醇的變化相同，但馬拉松組ACTH持續(xù)高于對(duì)照組，說(shuō)明曾經(jīng)是否接受過(guò)訓(xùn)練不影響垂體-腎上腺皮質(zhì)對(duì)運(yùn)動(dòng)反應(yīng)的強(qiáng)度和時(shí)間，但在運(yùn)動(dòng)恢復(fù)期，受訓(xùn)練者ACTH的反應(yīng)是增加的，而其靶組織腎上腺卻不受影響，這可能是因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)員腎上腺對(duì)ACTH的敏感性降低或下丘腦-垂體軸對(duì)皮質(zhì)醇負(fù)反饋的敏感性降低。

4 過(guò)度疲勞產(chǎn)生的過(guò)程中ACTH、C的變化

Ronsen等發(fā)現(xiàn)，一天內(nèi)進(jìn)行2次75min50%～75%VO₂max的運(yùn)動(dòng)員比進(jìn)行一次同樣運(yùn)動(dòng)者在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中及運(yùn)動(dòng)后血漿ACTH、皮質(zhì)醇、去甲腎上腺素和腎上腺素都增加，表明一天兩訓(xùn)比單次訓(xùn)練有更高的神經(jīng)內(nèi)分泌反應(yīng)。

R. Meeusen等為處于三種不同訓(xùn)練狀態(tài)（同一受試集訓(xùn)前T：well-trained、集訓(xùn)后OR：overreached、確診過(guò)度訓(xùn)練個(gè)體OT：overtrained）設(shè)計(jì)兩次同一天間隔4小時(shí)的遞增負(fù)荷至力竭運(yùn)動(dòng)，觀察了三種受試兩次運(yùn)動(dòng)前后的ACTH血液濃度變化。如圖：

“在過(guò)度訓(xùn)練的發(fā)病機(jī)制中，出現(xiàn)激素介導(dǎo)的中樞失調(diào)”常常被研究者所提及。而且下丘腦-垂體-腎上腺軸在這種紊亂中起關(guān)鍵作用。這一反應(yīng)可能是因?yàn)镠PA軸對(duì)糖皮質(zhì)激素的負(fù)反饋敏感性減少第一組運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生一更高的釋放，結(jié)果在第二組運(yùn)動(dòng)出現(xiàn)釋放抑制，正如反復(fù)的應(yīng)激情形。這可解釋為負(fù)反饋機(jī)制可能影響受體敏感性中樞水平。

研究表明，垂體刺激后的正常訓(xùn)練的運(yùn)動(dòng)員，ACTH反應(yīng)不減弱也不增強(qiáng)，在更高大腦水平，如海馬，CRH似乎與鹽皮質(zhì)激素受體適應(yīng)性有關(guān)，顯示出對(duì)應(yīng)激的適應(yīng)機(jī)制具有一定的靈活性。

神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)興奮和抑制之間的不平衡是造成過(guò)度訓(xùn)練的主要機(jī)制。Barron等證實(shí):過(guò)度訓(xùn)練時(shí)常伴有下丘腦的功能紊亂。在多數(shù)過(guò)度訓(xùn)練的病例中，運(yùn)動(dòng)后出現(xiàn)較低的皮質(zhì)醇水平是由于垂體釋放ACTH減少所致，而非腎上腺皮質(zhì)的耗竭。River等(1987)證實(shí):大鼠在長(zhǎng)期應(yīng)激刺激下可引起垂體過(guò)性反應(yīng)喪失，及通過(guò)ACTH分泌降低來(lái)防止體內(nèi)出現(xiàn)皮質(zhì)醇循環(huán)量過(guò)多。但Lehmann等人在大強(qiáng)度功率計(jì)訓(xùn)練研究(Intensive ergometer training Study， IET)中發(fā)現(xiàn):在大強(qiáng)度的記功器訓(xùn)練后，運(yùn)動(dòng)員下丘腦ACTH的釋放增加了60%，而皮質(zhì)醇的釋放卻減少了25%。在過(guò)度訓(xùn)練的狀態(tài)下，腎上腺皮質(zhì)。像其他腎上腺素能受體及神經(jīng)肌肉結(jié)構(gòu)一樣，表現(xiàn)出了對(duì)ACTH的敏感性降低，皮質(zhì)醇的釋放減少，同時(shí)伴隨著促生長(zhǎng)激素釋放激素(GHRH)作用加強(qiáng)，增加了垂體生長(zhǎng)激素(GH)的釋放，而自由睪酮與皮質(zhì)醇的比值并沒(méi)有改變。他們認(rèn)為:這是機(jī)體的一種逆向調(diào)節(jié)，以加強(qiáng)神經(jīng)內(nèi)分泌控制的合成代謝反應(yīng)，以阻止進(jìn)一步的分解應(yīng)激。

5注意考慮ACTH對(duì)運(yùn)動(dòng)反應(yīng)與適應(yīng)的影響因素

一方面，ACTH作為一種內(nèi)分泌物質(zhì)，在對(duì)它進(jìn)行研究時(shí)，要對(duì)影響指標(biāo)含量的因素有充分的了解，才能保證所采集的數(shù)據(jù)具有可靠性，訓(xùn)練環(huán)境（如高原訓(xùn)練、冷熱環(huán)境、）、中心體溫、高氧低氧、生物節(jié)律、不同年齡性別、不同運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練基礎(chǔ)、健康狀況、體成分、個(gè)性特征、飲食營(yíng)養(yǎng)、月經(jīng)周期和避孕藥物等等。另一方面，取樣時(shí)還要考慮ACTH運(yùn)動(dòng)后在中樞與外周血中的分布情況。而且，由于采用的實(shí)驗(yàn)運(yùn)動(dòng)方案缺乏標(biāo)準(zhǔn)化，很難比較當(dāng)前的研究工作。雖然所有的受試者在所有測(cè)試中都遵循同樣的模式。但在處理激素反應(yīng)時(shí)必須重視經(jīng)常發(fā)生的個(gè)體數(shù)據(jù)的差異及其產(chǎn)生的很大標(biāo)準(zhǔn)差，尤其是ACTH。

小結(jié)

1. ACTH對(duì)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的反應(yīng)需要一定的強(qiáng)度閾，當(dāng)時(shí)間一定時(shí)在較低的某一強(qiáng)度下運(yùn)動(dòng)，不能引起ACTH的含量增加，當(dāng)強(qiáng)度增加到其閾值時(shí)，其含量發(fā)生明顯變化。

2. ACTH在長(zhǎng)期訓(xùn)練后對(duì)某一強(qiáng)度具有適應(yīng)性。這種適應(yīng)必須科學(xué)地安排運(yùn)動(dòng)量，正確處理強(qiáng)度、負(fù)荷、時(shí)間長(zhǎng)短的關(guān)系下效果才明顯。強(qiáng)度過(guò)大會(huì)造成內(nèi)分泌紊亂，健康受損；強(qiáng)度過(guò)小，沒(méi)有效果。

3. 對(duì)過(guò)度疲勞狀態(tài)下的“逆向調(diào)節(jié)”，不同步性。

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