間歇低氧暴露對遞增負荷運動SD大鼠紅細胞參數和網織紅細胞參數的影響

摘要：為觀察遞增負荷運動中進行間歇低氧暴露干預SD大鼠紅細胞和網織紅細胞相關參數的變化，探討間歇低氧暴露預防運動性血紅蛋白低下的效果，將53只SD大鼠隨機分為常氧安靜組和常氧運動組、運動低氧暴露1 h組、運動低氧暴露2 h組、運動低氧暴露（1+1）h組。運動各組進行6周遞增負荷跑臺運動，低氧暴露組從第4周起各在運動后進行人工常壓低氧（14.5%O2）暴露1 h、2 h和（1+1）h。實驗結束后采用ADVIA 120測試紅細胞及網織紅細胞相關參數。結果表明：6周遞增負荷運動可引起大鼠紅細胞參數Hb、RBC、Hct、MCV顯著或極顯著低于常氧安靜組（P<0.05，P<0.01），網織紅細胞參數Retic#、Retic%、CHr、 MCVr、 CHDWr顯著或極顯著升高（P<0.05，P<0.01），CHCMr、 HDWr顯著或極顯著下降（P<0.05，P<0.01），而同時進行間歇低氧暴露干預后紅細胞參數未見顯著下降（P>0.05），且間歇低氧暴露干預更能促進Retic#、Retic%的顯著提高。結論：間歇低氧暴露能促進遞增負荷運動中機體紅細胞和網織紅細胞的生成，可有效預防運動性血紅蛋白低下，但低氧暴露方式不同引起機體的紅細胞和網織紅細胞生成程度不同。

關鍵詞： 遞增負荷運動；運動性血紅蛋白低下；間歇低氧；紅細胞參數；網織紅細胞參數

中圖分類號： G 804.7文章編號：1009-783X（2013）02-0186-04文獻標志碼： A

1對象與方法

1.1實驗對象與分組

健康SPF級雄性Sprague-Dawly（SD）大鼠（粵監證字2005A060）53只，6周齡，體質量（160±15）g，由廣東實驗動物研究所提供。動物飼料為標準嚙齒動物飼料（鐵的含量是43 mg/100 g全價營養顆粒飼料），由佛山南海協力飼料有限公司提供，動物飼養環境溫度（23±2）℃，濕度40%～60%；自由飲食，自然晝夜節律變化光照。

實驗大鼠進入動物房適應1周后，將實驗大鼠隨機分為常氧安靜組、常氧運動組、運動低氧暴露1 h組、運動低氧暴露2 h組和運動低氧暴露（1+1） h組。

1.2實驗設計及方法[1]

1）樣品采集與處理。

在末次干預結束后24 h左右進行采樣，首先用10%的水合氯醛腹腔麻醉，分別用真空抗凝管腹主動脈取血，混勻后待測血細胞參數與網織紅細胞參數。

2）測試指標與方法。

EDTA抗凝取血0.5～2 h內用Bayer ADVIA 120全自動6分類血球分析儀及相應配套軟件、試劑測試紅細胞及網織紅細胞參數，包括Hb（血紅蛋白）、RBC（紅細胞計數）、Hct（紅細胞壓積）、MCV（平均紅細胞體積）、RDW（紅細胞體積分布寬度）、Retic#（網織紅細胞計數）、Retie%（網織紅細胞百分數）、MCVr（平均網織紅細胞體積）、RDWr（網織紅細胞體積分布寬度）、CHCMr（網織紅細胞平均血紅蛋白濃度）、HDWr（網織紅細胞血紅蛋白濃度分布寬度）、CHr（網織紅細胞血紅蛋白含量）、CHDWr（網織紅細胞血紅蛋白含量分布寬度）。

3）數據處理。

實驗數據運用肖維勒準則對原始數據進行異常數值篩選，并用SPSS 11.0統計學軟件包進行分析，分組數據進行正態性檢驗及方差齊性檢驗。多組的數據采用one-way ANOVA檢驗進行分析；實驗數據以平均數±標準差表示，顯著性水平為P<0.05，非常顯著性水平為P<0.01。

2實驗結果

2.1各組大鼠紅細胞參數的比較

由表1可見，經過6周逐步遞增負荷跑臺運動訓練后，常氧運動組大鼠Hb、RBC、Hct、MCV顯著或極顯著低于常氧安靜組（P<0.05，P<0.01），RDW極顯著升高（P<0.01），出現運動性血紅蛋白低下現象；而各運動低氧暴露組與常氧安靜組比較卻未見顯著下降（P>0.05），且Hb、RBC、Hct均顯著高于B組（P<0.05），而MCV有上升趨勢，且以運動低氧暴露（1+1） h組水平最高，RDW出現顯著或極顯著下降特征（P<0.05，P<0.01）。

2.2各組大鼠網織紅細胞參數的比較

2.2.1各組大鼠網織紅細胞計數及百分數的比較

由表2可見，6周實驗結束后，常氧運動組和運動低氧暴露各組大鼠Retic#、Retic%均極顯著高于常氧安靜組（P<0.01）；與常氧運動組比較，運動低氧暴露各組Retic#、Retic%均出現顯著性或極顯著性升高（P<0.05，P<0.01）；運動低氧暴露各組之間以上網織紅細胞參數比較雖未見統計學差異（P>0.05），但運動低氧暴露（1+1） h組水平最高。

3討論與分析

3.16周遞增負荷運動與間歇低氧暴露對大鼠血細胞參數的影響

研究表明，遞增負荷運動期間可引起紅細胞數量減少和血紅蛋白水平減低，這是由于紅細胞生成速度低于破壞速度的緣故，而紅細胞破壞的增加與遞增負荷運動中溶血、自由基生成等原因有關[2]。本研究結果與以往研究一致，經過6周的遞增負荷運動后，常氧運動組的Hb、RBC、Hct、MCV顯著或極顯著降低，出現運動性血紅蛋白低下的現象，且RDW增高，呈現小細胞不均一性特征。為探索低氧暴露預防運動性血紅蛋白低下效果，本實驗從4周起在遞增跑臺運動后，分別進行1 h、2 h和（1+1）h 3種間歇低氧暴露干預方式，結果發現：經過3周低氧暴露干預后，3種間歇低氧暴露干預后Hb、RBC、Hct、MCV等紅細胞參數未見顯著下降現象，且均比常氧運動組升高，而RDW趨于正常。說明間歇低氧暴露對大運動負荷中血紅蛋白低下具有有效的預防作用，其原因可能與大鼠自身血紅蛋白低下和低氧環境雙重刺激而引起機體造血機能提高有關[3-4]。同時，從本實驗結果看，間歇低氧暴露預防運動性血紅蛋白低下效果與間歇低氧暴露方式有關，3種低氧暴露方式之間的紅細胞參數雖沒有顯著性差異，但從變化趨勢分析，運動低氧暴露（1+1）h組的效果相對較好，其原因可能與低氧暴露時間差異不大有關[5]。

3.26周遞增負荷運動與間歇低氧暴露對大鼠網織紅血細胞參數的影響

紅細胞生成，是從造血干細胞→多系造血祖細胞→紅系定向祖細胞（BFU-E→CFU-E）→原紅細胞→早幼紅細胞→中幼紅細胞→晚幼紅細胞→網織紅細胞→成熟紅細胞的整個過程。紅細胞成熟的過程是Hb增加和細胞核活性衰減的過程。隨著細胞的成熟，有核紅細胞中的Hb含量不斷增加，RNA的含量不斷減少，在成熟紅細胞階段細胞就不再合成Hb[6-7]。隨著細胞的成熟，紅系細胞的直徑逐漸縮短，細胞體積也逐漸縮小；因為細胞內一些用以合成血紅蛋白、基質蛋白及各種酶的細胞器逐漸減少，細胞器也逐漸退化消失。正常紅系前體細胞由骨髓生成，經過增殖、分化直到新生網織紅細胞從骨髓中逸出約需3～5 d。在貧血應激時，采用跳躍式分裂，此段時間僅為2 d。網織紅細胞又在脾內停留1～2 d，繼續成熟且改變膜脂質成分后再進入血循環[8]。

醫學臨床上已經使用網織紅細胞的一些參數判斷骨髓紅細胞系統造血機能的變化。使用網織紅細胞計數可以判斷骨髓紅細胞系統造血機能，當發生溶血時網織紅細胞大量進入血液循環，而貧血時網織紅細胞數升高且隨著貧血的發展進一步升高[9]。Dressendorfer等[10]發現，在進行17 d長跑訓練后，穿硬底鞋進行長跑的運動員網織紅細胞計數顯著高于穿軟底鞋的運動員，說明運動造成的紅細胞破壞增加，將同時刺激網織紅生成增加。Schmidt等讓6名無訓練的男性進行每周5 d，共3周的功率自行車訓練，每天進行網織紅細胞檢測發現：受試者在開始進行訓練后幾天之內，網織紅細胞數量就開始明顯上升，最后一周網織紅細胞的數量有所下降，訓練結束后又再度上升，隨后再下降。說明運動訓練能改變骨髓造血的狀況[11]。另外，低氧暴露可刺激網織紅細胞生成。Berezovskii等研究發現，每天30～45 min，持續24 d的大強度（氧濃度14%～11%）間歇性高原訓練，可引起網織紅細胞的顯著增加[12]。Garcia等研究了每天2 h，持續12 d，氧濃度13%訓練發現，RBC、Hb濃度未見改變，但Retic在第5 d顯著增高，并認為中等程度的低氧訓練可引起Retic的代償性增加。Behnert等對21名優秀田徑運動員進行為期2周的高住（1 956 m）低練（800 m）后，結果表明，Hb沒改變而對照組稍有下降，Retic有增高趨勢[13]。Hamlin等采用間歇性高原訓練方式對22名耐力運動員為期3周的研究結果表明血細胞比容、網織紅細胞增多[14]。

本研究6周遞增負荷后常氧運動組網織紅細胞計數絕對值和網織紅細胞百分比均顯著持續上升，顯著高于常氧安靜組，施加低氧干預的各組升高的更加顯著，這與以前的研究結果相似。大多研究顯示，伴隨著運動貧血的出現[10]，抑或只是血紅蛋白下降，網織紅細胞計數均逐漸增加，單純的低氧刺激也會使網織紅細胞增加。本實驗中，當常氧運動組血紅蛋白降低時，網織紅細胞計數及網織紅細胞百分比均顯著上升。常氧運動組血紅蛋白與網織紅細胞計數及網織紅細胞百分比之間，存在著顯著的中度相關。李麗[15]對作7周跑臺訓練的大鼠進行篩選，將測試中鐵儲量下降大鼠和出現溶血的大鼠，分為缺鐵組和溶血組。結果發現，缺鐵組大鼠第6、7周MCVr和CHr顯著低于對照組，RDWr和HDWr顯著高于對照組，其他網紅參數2組間無顯著差異。溶血組Ret%、MFR%、HFR%、IRF%、MCVr、RDWr、HDWr顯著高于對照組，LFR%顯著低于對照組。本實驗運動組大鼠的MCVr顯著高于對照組，而RDWr與對照組無顯著差異，這一結果與李麗的研究結果類似。結合紅細胞參數中常氧運動組大鼠MCV及RDW同時增加的現象，可以推測，本研究中Hb和RBC的降低是由于遞增負荷運動造成紅細胞溶血所致。

目前，對CHr在診斷鐵缺乏及其在監測鐵劑治療效果中的應用研究頗多。有學者研究證明在對缺鐵性貧血嚴重的患者進行鐵劑治療時，MCVr、CHCMr、CHr可迅速作出反應[16]。大多數學者研究認為，CHr的顯著降低（人體實驗CHr<26 pg）是鑒別診斷鐵缺乏和缺鐵性貧血最有力的參數，而血漿鐵蛋白在鐵缺乏和缺鐵性貧血時卻沒有明顯改變，不能作為臨床診斷指標。樂家新等對13例缺鐵性貧血患者在治療過程中網紅參數的變化進行了動態觀察。研究發現RET#、CHr、MCVr可以作為評價缺鐵性貧血患者鐵劑治療后骨髓對于治療反應的最敏感指標，其升高先于血紅蛋白[17]。在本實驗中，無論CHr還是CHDWr，運動組大鼠顯著高于同齡安靜組。這一結果支持本實驗Hb的降低不是由于缺鐵所致的，運動引起的紅細胞破碎后，鐵是可以重復利用的。同時提示，當Hb降低刺激造血時，在鐵供應充足時，骨髓通過2種方式解決Hb降低的問題，其一是增加RBC的數量，其二是提高每個紅細胞的血紅蛋白含量。本實驗中低氧各組CHr較安靜組無顯著變化，但網紅數量顯著增加，提示間歇低氧暴露刺激主要是使紅細胞生產大量增加來提高總Hb的，其機制與低氧改變機體造血因子水平有關[1，5，18]。當然，這種增加是非均一性的，就造成了網織紅細胞血紅蛋白含量分布寬度隨之增大。

細胞的血紅蛋白含量在從網織紅細胞到紅細胞的整個生命過程中是維持恒定的。紅細胞的體積隨著細胞的成熟，細胞的直徑逐漸縮短，細胞體積也逐漸縮小。本實驗結果顯示，常氧運動組、運動低氧暴露各組的MCVr顯著高于常氧安靜組，是由于運動引起大量的不成熟網織紅進入外周血，不成熟網織紅比例上升，致使網織紅平均體積增加。由于網織紅的體積大于成熟紅細胞，因此，MCVr/MCV大于1，且常氧運動組和運動低氧暴露各組的MCVr/MCV依然顯著高于常氧安靜組。同樣提示常氧運動組和運動低氧暴露各組新生紅細胞的大量增加，且運動低氧暴露各組新生紅細胞的增加顯著高于常氧運動組，但3種間歇低氧暴露方式間未見差異。

4結論

1）6周逐步遞增負荷跑臺運動可引起大鼠Hb、RBC、Hct、MCV顯著或極顯著低于常氧安靜組（P<0.05，P<0.01），產生運動性血紅蛋白低下現象，而同時進行間歇低氧暴露干預的大鼠沒有顯著性下降，說明間歇低氧暴露能有效預防遞增負荷運動中血紅蛋白低下的發生。

2）運動造成血紅蛋白低下時，網織紅細胞參數中Retic#、Retic%、CHr、 MCVr、 CHDWr顯著或極顯著升高（P<0.05，P<0.01），CHCMr、 HDWr顯著或極顯著下降（P<0.05，P<0.01），而同時進行間歇低氧暴露更能促進Retic#、Retic%的顯著提高，說明遞增負荷運動后低氧暴露更能刺激機體造血機能作用。

3）本實驗3種低氧暴露方式之間有關指標未見顯著差異，但從變化趨勢分析，運動低氧暴露（1+1） h組的效果相對較好，其中原因可能與低氧暴露時間差異不大有關。

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