甘氨酸對力竭性游泳小鼠抗體形成細胞的影響

樊曉飛，李良菊，馬 斌，丁建霞，成 靜

●研究報道

甘氨酸對力竭性游泳小鼠抗體形成細胞的影響

樊曉飛1，李良菊2，馬 斌2，丁建霞2，成 靜2

探討甘氨酸補充對一次力竭性運動小鼠抗體形成細胞的影響。方法：將小鼠隨機分成力竭性游泳運動組（E），甘氨酸補充后力竭性游泳組（Gly+E），甘氨酸補充對照組（Gly），靜息正常對照組（S），每組8只。在Gly+E、Gly組補充甘氨酸，其余兩組給予生理鹽水，處理4周后，E組和Gly+E組均做力竭性游泳運動。實驗前5天用SRBC免疫小鼠，采用定量溶血測定法（QHS）測定小鼠脾臟內抗體形成細胞溶解SRBC的能力；用微量凝集法測定小鼠血清中抗SRBC抗體的效價；測定胸腺指數和脾臟指數。結果：與E組比較，Gly+E組的力竭性游泳運動時間顯著延長（P＜0.01）。E組和S組血清抗體效價顯著低于GLY組和GLY+E組（P＜0.01）。在小鼠脾臟抗體形成細胞測定試驗中觀察到，E組顯著低于其他各組，P＜0.01；Gly+E組顯著高于E組和S組，但低于Gly組（P＜0.01）。E組和S組胸腺指數低于其他各組，但P＞0.05；脾臟指數各組間比較有非常顯著性差異P＜0.01。結論：甘氨酸預補充可提高力竭性游泳運動的最大操作能力；力竭性游泳運動降低血清中抗體效價，抗體形成細胞亦減少，甘氨酸預補充可對抗這些變化。

甘氨酸；力竭性游泳；抗體；抗體形成細胞

運動可刺激機體的神經內分泌系統及免疫系統的雙向調節，使機體產生適應性變化[1]，過度的力竭性運動可引起神經內分泌和免疫功能的改變。研究運動應激反應對機體免疫功能的影響，對于尋找對抗運動應激反應的方法及措施，保持運動員的身心健康具有十分重要意義。甘氨酸（glycine）是化學結構最簡單的氨基酸，能為合成其他氨基酸提供氮源。甘氨酸對離體缺血再灌注大鼠心臟[2]對乳鼠心肌細胞缺氧損傷具有保護作用[3]。盡管其保護作用的確切機制尚不明了，大量的實驗發現甘氨酸在多種疾病狀態下具有抗炎、免疫調節和細胞保護作用，可以作為一種新的抗炎、免疫調節和細胞保護藥物[4]。有研究表明，如果給予大鼠高劑量的甘氨酸，可以發現腦內甘氨酸含量升高[5－6]，同時還觀察到膠質細胞發生形態學改變。這些觀察似乎表明了甘氨酸補充也可表現出生理學或藥理學作用。甘氨酸既是體內重要的抗氧化物谷胱甘肽的重要原料，也是作為運動人體重要能源物質——肌酸的重要原料，因此，有人認為，甘氨酸補充有助于提高運動人體的運動能力，但是，迄今為止還未有確切證據支持。甘氨酸在免疫中的調節作用及其在運動中的保護作用研究甚少。本研究以小鼠的力竭性游泳為運動應激反應模型，觀察力竭性游泳小鼠的免疫功能以及甘氨酸對力竭性游泳小鼠抗體形成細胞的影響。為進一步探討甘氨酸對人體運動和免疫功能的影響及可能的作用機制打下基礎。

1 研究材料和方法

1.1 動 物

昆明種雄性小鼠，鼠齡6周，體重（20±2）g，由江蘇大學實驗動物中心提供。將小鼠隨機分成單純力竭性游泳運動組（S組），施甘氨酸力竭性游泳運動組（GLY+E組），靜息正常對照組（S組），靜息甘氨酸對照組（GLY組）。動物按照國家標準飼料喂養，自由飲食，飲水。施藥對照組及運動組以每天10 mg/kg（0.5 mL）甘氨酸灌胃，同時靜息對照組及單純運動組以每天0.5 mL生理鹽水灌胃，連續4周后實施力竭性游泳。游泳池長90 cm，寬60 cm，高48 cm，水深35 cm，水溫（30±2）℃。力竭性游泳的判斷標準，即游泳最后下沉入水中，經10 s后不能自主返回水面為力竭。分別記錄各組小鼠游泳時間。

1.2 實驗方法

1.2.1 補體溶血活性測定 各組小鼠分別采取摘眼球采血，放室溫待血液凝固收縮后，2 000 r/min離心20 min，將血清吸出，立即采用微量CH50溶血法進行補體溶血活性測定，因補體溶血曲線為S型，故以50%溶血作為判斷終點最為敏感，具體方法見參考文獻[7]。

1.2.2 胸腺指數及脾臟指數 分別稱取小鼠體重、脾臟及胸腺重量，脾臟指數=脾重（mg）/體重（g），胸腺指數=胸腺重（mg）/體重（g）。

1.2.3 抗體形成細胞溶血能力的測定 采用綿羊紅細胞的定量溶血測定法，試驗前5天用5%SRBC0.5 mL免疫小鼠，5天后取脾臟研碎用200目銅網過濾，取細胞液PBS洗3次，調細胞濃度1×107／mL。取1×107／mL細胞液、1∶30補體（豚鼠血清）、0.2% SRBC各1 mL，370水浴1 h，1 500 rpm/min離心10 min，取上清413 nm測OD值。

1.2.4 血清中抗體含量的測定 采用微量凝集法測定血清中抗綿羊紅細胞抗體的效價。

1.3 統計學處理

實驗數據用M±SD表示，分別采用T檢驗及方差分析和Q檢驗進行顯著性檢驗，P＜0.05為顯著性差異標準。

2結 果

施藥游泳組小鼠力竭性游泳時間比單純游泳組明顯延長，有非常顯著性差異t=4.973，P＜0.01（見表1）。血清總補體溶血活性（CH50）施藥對照組明顯高于其他各組F=31.50，P＜0.01；單純游泳組明顯低于靜息對照組P＜0.01，施藥游泳組亦低于靜息對照組，但P＞0.05（見表1）。

注：力竭游泳時間GLY+E與E比較P＜0.01；各組血清總補體溶血活性P＜0.01，**二游泳組與GLY比較均P＜0.01；GLY+E組與E組比P＜0.01，與S比較P＞0.05。

甘氨酸對力竭游泳小鼠胸腺指數影響無顯著性差異（F= 0.413 7）P＞0.05。甘氨酸對力竭游泳小鼠脾臟指數有非常顯著性差異（F=11.20）P＜0.01（見表2）。

注：脾臟指數＊＊施藥對照組與其他各組比較P＜0.01；GLY組+E組亦明顯高于E組及S組，P＜0.01；胸腺指數各組間比較P＞0.05。

甘氨酸對力竭游泳小鼠抗體形成細胞溶血活性（F=83.25）及血清抗體含量的影響（F=9.688）有非常顯著性差異P＜0.01（見表3）。

注：抗體形成細胞溶血活性**GLY組與其他各組比較P＜0.01；GLY組亦明顯高于E組及S組P＜0.01。E組與S組比較無顯著性差異P＞0.05。血清抗體含量**GLY組與E組和S組比較有非常顯著性差異P＜0.01；*GLY+E組與GLY組比P＜0.05.GLY+E組與E組比P＜0.05。

3 討 論

補體具有多種生物學作用，不僅參與非特異性免疫反應，也參與特異性免疫應答。我們認為，本次研究僅探討補充甘氨酸對力竭運動的改善作用，采用單因素方差分析及兩兩比較就能說明甘氨酸處理的實驗效應，可以達到預期研究目的。本研究中施藥游泳組及單純游泳組均顯著低于靜息對照組P＜0.01。可能是因為力竭性游泳運動造成神經內分泌系統、免疫系統處于應激狀態，引起激素分泌增加，使體內內環境的破壞及各種細胞損傷，在此種應激反應情況下，機體必然會動員免疫系統來進行免疫防御。作為機體免疫反應的重要角色，補體系統也必然高度激活，導致消耗大量補體成分，這種連續的堅持運動，加重了補體系統的負擔，導致補體成分消耗增加，從而造成總補體含量及溶血活性減低。再有可能小鼠力竭游泳后立即處死，體內由于力竭運動消耗大量的氧氣與能量物質，產生了大量的代謝產物，加速了補體的消耗，使補體含量減低；力竭性游泳后血清中改變的理化因素在補體測定時亦有可能影響補體的激活速率，使補體溶血活性減低；再有力竭性運動使得血流量的重新分布亦可引起血清補體含量相對降低[8]。然而補體系統和有氧運動的關系還涉及到很多方面，尚待繼續進一步研究[9]。施藥游泳組小鼠的補體溶血活性明顯高于單純游泳組P＜0.01，該結果說明補充甘氨酸是能夠提高機體的補體溶血活性P＜0.01。甘氨酸能明顯延長小鼠力竭性游泳的時間P＜0.01。

胸腺是T淋巴細胞分化和成熟的場所，脾臟是免疫細胞定居和發生免疫應答的場所。實驗結果表明：甘氨酸能使力竭游泳小鼠免疫器官的有關指標，如脾臟指數明顯升高P＜0.01，胸腺指數亦升高但P＞0.05。提示甘氨酸能促進脾臟細胞中蛋白質和核酸的合成，增強細胞活性，從而使抗體形成細胞的溶血活性有所提高，P＜0.01。趙穩興采用穩定同位素15N-Gly（15N-甘氨酸）示蹤技術觀察了支鏈氨基酸（BCAA）和運動對心肌和骨骼肌蛋白質的合成作用[10]。注射15N-Gly后，正常對照組心肌蛋白質15N-Gly濃度逐漸增加，第4 h達到最大值，而骨骼肌中15N-Gly濃度的峰值出現在第2 h。這表明骨骼肌和心肌從循環中攝取15N-Gly用于合成蛋白質。甘氨酸雖然是非必須氨基酸，但在運動狀態下起到重要的補充作用。白小明認為，甘氨酸在對ATP耗竭的犬近曲小管上皮細胞具有保護作用，可增加復能后細胞存活的機會，防止細胞通透性增加，提高受損細胞的增殖活性和代謝潛能[11]。賀洪利用15N-甘氨酸穩定同位素作為示蹤劑，觀察動物在游泳運動條件下的氮平衡、氨基氮流率、蛋白質合成率和分解率，以及心肌、肝臟、股四頭肌的蛋白質代謝狀況。結果發現補充BCAA，使整體氨基氮流率、蛋白質合成率、更新率有不同程度增高[12]。馬正偉認為甘氨酸是最簡單的氨基酸，由于其分子量小，所以易于在蛋白中作為靈活的連接區，參與形成螺旋、胞外的信號分子、細胞膜或酶的識別位點[13]。甘氨酸的補充亦有可能有利于抗體蛋白的合成，該試驗施藥對照組及施藥游泳組的抗體溶血活性及血清抗體含量均比其他兩組明顯增高P＜0.01。其增高的機理與途經還需進一步的研究。劉宏雁的研究亦表明：隨著動物對低氧耐受性的增高，其全腦、間腦，特別是海馬、腦干中的甘氨酸含量升高[5]。張東民等的研究表明，急性力竭運動大鼠下丘腦氨基酸神經遞質有明顯的改變，在運動后72 h抑制性神經遞質氨基酸r-氨基丁酸、甘氨酸（GABA，Gly）的濃度仍然比運動前高，提示下丘腦中仍然以抑制狀態占優勢，這些結果也支持中樞疲勞的“保護性抑制”學說[6]。甘氨酸在運動中作為蛋白和能量合成的原料及其作為抑制性神經遞質實行“保護性抑制”的機理和途徑還需進一步研究。

甘氨酸能提高小鼠血清中補體含量，明顯延長力竭游泳的時間，提高抗體形成細胞產生抗體的能力。甘氨酸對體育運動的影響，對機體免疫力的影響，值得進一步研究。

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Influence of Glycine on Antibody Cells Forming of Exhaustive Mice

FAN Xiaofei1，LI Liangju2，MA Bin2，DING Jianxia2，CHENG Jing2
（1.Dept.of PE，Jiangsu University，Zhenjiang 212013，China；2.School of Medical and Laboratory Medicine，Jiangsu University，Zhenjiang 212013，China）

Objective：This study was to explore the influence of glycine supplementation on antibody forming cells for exhaustive physical exertion in mice.Methods：The mice were randomly divided into four groups：an exhaustive swimming group（E），a group of exhaustive swimming after glycine supplementation（Gly+E），and a sedentary group（S），a glycine supplementation and sedentary group（Gly），8 animals each group.Glycine and saline were supplemented respectively into the mice in the Gly+E and E groups，or the mice in the others，after four weeks by intragastric intubation.Both the mice of the E and the Gly+E were subjected to a bout of exhaustive swimming exercise.The contents antibody in the serum of mice was analyzed using microagglutination test.The contents antibody forming cells in the spleen of mice were analyzed using quantitative hematolytic spectrophotometric determination（QHS）.Thymus index and spleen index of mice were determined.Results：The Gly+E group had a significantly longer time of exhaustive swimming than the E.The contents antibody in the serum were decreased in the E and S groups compared to the Gly+E and GLY groups（P＜0.01）.In the experiment of determined antibody forming cell，the contents was lowered in the E as compared to the others（P＜0.01）；and enhanced in the Gly+E compared to the E and S，but lower in the Gly+E than the Gly group（P＜0.01）.The level of thymus index were lower in the S and E than the others，but P＞0.05；the level of spleen index was lower in the E and S than the others（P＜0.01）.Conclusion：Glycine supplementation before exercise can improve the maximal physical performance in the exhaustive exercise；a bout of exhaustive exercise can inhibit the content of antibody in the serum and the content of antibody forming cells in the spleen，which can be in part reversed by pre－treatment with glycine supplementation.

glycine；exhaustive swimming；antibody；antibody forming cells

G 804.23

A

1005-0000（2010）06-0526-03

2010-07-24；

2010-10-19；錄用日期：2010-10-25

樊曉飛（1972-），男，江蘇射陽人，講師，研究方向為體育教育與訓練學、運動生理學。

1.江蘇大學體育部，江蘇鎮江 212013；2.江蘇大學基礎醫學及醫學技術學院，江蘇鎮江212013。