兩種不同強(qiáng)度平板運(yùn)動訓(xùn)練對青年男性炎癥介質(zhì)的影響①

焦睿，黃東鋒，梁崎，李海，劉恒，梁明華，余淑芳

兩種不同強(qiáng)度平板運(yùn)動訓(xùn)練對青年男性炎癥介質(zhì)的影響①

焦睿1，黃東鋒2，梁崎2，李海1，劉恒1，梁明華1，余淑芳1

目的觀察短期不同強(qiáng)度平板運(yùn)動訓(xùn)練對青年男性炎癥介質(zhì)的影響。方法19名健康青年男性分成高強(qiáng)度間歇運(yùn)動訓(xùn)練組(HIT組,n=6)、中等強(qiáng)度持續(xù)運(yùn)動訓(xùn)練組(MCT組,n=7)和空白對照組(CON組,n=6)。前兩組隔天1次進(jìn)行6次運(yùn)動訓(xùn)練，共2周，其中HIT組進(jìn)行高強(qiáng)度間歇平板運(yùn)動，MCT組進(jìn)行中等強(qiáng)度平板運(yùn)動；CON組不進(jìn)行運(yùn)動訓(xùn)練。分別于第1次運(yùn)動前3 d、第1次運(yùn)動剛結(jié)束時(shí)、第6次運(yùn)動結(jié)束后3 d采血檢測高敏C反應(yīng)蛋白(hs-CRP)、白細(xì)胞介素(IL)-1α、IL-6、腫瘤壞死因子(TNF)-α。結(jié)果各組間血hs-CRP、IL-1α、TNF-α和IL-6濃度無顯著性差異(P＞0.05)。組內(nèi)比較，MCT組運(yùn)動1次后血IL-1α濃度比運(yùn)動前明顯升高(P＜0.01)；CON組運(yùn)動后血IL-6濃度比運(yùn)動前升高(P＜0.05)。結(jié)論高強(qiáng)度間歇平板運(yùn)動和中等強(qiáng)度持續(xù)平板運(yùn)動在調(diào)控炎性介質(zhì)方面的作用有待進(jìn)一步研究。

平板運(yùn)動；高強(qiáng)度間歇運(yùn)動；中等強(qiáng)度持續(xù)運(yùn)動；炎癥介質(zhì)；青年男性

[本文著錄格式]焦睿，黃東鋒，梁崎，等.兩種不同強(qiáng)度平板運(yùn)動訓(xùn)練對青年男性炎癥介質(zhì)的影響[J].中國康復(fù)理論與實(shí)踐, 2015,21(1):74-78.

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機(jī)體慢性炎癥持續(xù)狀態(tài)是心腦血管疾病、糖尿病、骨質(zhì)疏松癥等多種疾病發(fā)生發(fā)展的原因之一[1]，有效降低人體炎癥持續(xù)狀態(tài)是預(yù)防、延緩和控制這些疾病的重要機(jī)制。運(yùn)動訓(xùn)練可改善機(jī)體低度炎癥狀態(tài)，防治多種疾病發(fā)生。既往研究多為中等強(qiáng)度持續(xù)訓(xùn)練(moderate continuous training,MCT)。目前興起的高強(qiáng)度間歇運(yùn)動(high-intensity interval training,HIT)對機(jī)體炎癥因子和炎癥狀態(tài)影響，目前國內(nèi)研究甚少。

HIT是一種由幾次短時(shí)間、重復(fù)、大強(qiáng)度運(yùn)動組成的訓(xùn)練方式，通常每次訓(xùn)練9～20 min，由熱身、6個(gè)循環(huán)運(yùn)動、放松三部分組成，每個(gè)循環(huán)高強(qiáng)度運(yùn)動與中低等強(qiáng)度運(yùn)動時(shí)間比例為1∶2或1∶1。高強(qiáng)度

間歇運(yùn)動訓(xùn)練已經(jīng)被用于許多種疾病的防治，如穩(wěn)定性心絞痛[2]、冠脈成形術(shù)后[3-4]、慢性心力衰竭[5]、慢性阻塞性肺疾病[6]、超重[7]、代謝綜合征[8]、高血壓[9]、高血脂[10]、間歇性跛行[11]及衰老[12]。HIT具有省時(shí)、高效的特點(diǎn)，越來越受到專業(yè)人士的關(guān)注。本研究初步探討單次和2周HIT對炎癥因子和C反應(yīng)蛋白的影響。

1 對象與方法

1.1 研究對象

募集19名青年男性志愿者。入選標(biāo)準(zhǔn)：①18～30歲，男性；②未規(guī)律運(yùn)動鍛煉至少0.5年；③無吸煙、飲酒等不良嗜好；④近1個(gè)月未患感染性疾病；⑤無高血壓病、糖尿病等慢性疾病及其他明確診斷的

疾病；⑥近1個(gè)月未服用藥物；⑦無家族性遺傳病史；⑧無肢體疾病；⑨同意參加并簽署知情同意書；⑩可以完成一次極量運(yùn)動試驗(yàn)。研究方案獲中山大學(xué)附屬第一醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)。

1.2 研究方法

1.2.1 隨機(jī)分組

告知受試者本研究的方法及意義，簽署知情同意書并完成首次極量運(yùn)動試驗(yàn)后，以抽簽的方式將受試者隨機(jī)分為HIT組(n=6)、MCT組(n=7)和無訓(xùn)練的對照組(CON組,n=6)。

1.2.2 極量運(yùn)動試驗(yàn)

所有受試者于運(yùn)動訓(xùn)練前3 d及運(yùn)動訓(xùn)練結(jié)束3 d后進(jìn)行極量運(yùn)動平板試驗(yàn)。受試者熟悉試驗(yàn)流程及試驗(yàn)設(shè)備后，在有經(jīng)驗(yàn)的心血管內(nèi)科醫(yī)生監(jiān)護(hù)下，在中山大學(xué)附屬第一醫(yī)院心血管平板運(yùn)動實(shí)驗(yàn)室采用Marquette Case 8000運(yùn)動心電檢測系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)動試驗(yàn)(美國GE公司)。該醫(yī)生不了解受試者的分組情況。

所有檢查均在下午進(jìn)行。受試者空腹，運(yùn)動前24 h未服用任何藥物，運(yùn)動前2 h未服用咖啡、茶，未吸煙。充分休息30 min后開始檢查。胸部相應(yīng)部位粘貼運(yùn)動專用氯銀電極獲取心電圖。

所有受試者均進(jìn)行極量分級運(yùn)動試驗(yàn)。采用Bruce運(yùn)動方案，開始速度2.7 km/h，坡度10%，每3分鐘為1個(gè)級別。運(yùn)動開始前紀(jì)錄立位心率、血壓和心電圖，運(yùn)動全程持續(xù)監(jiān)測心率和心電圖。血壓測量由自動運(yùn)動血壓儀完成。運(yùn)動終止指標(biāo)：①疲勞；②心絞痛；③血壓下降；④腦缺血癥狀；⑤嚴(yán)重心律失常；⑥受試者要求終止。本研究中所有受試者運(yùn)動終止原因均為疲勞，并且最大心率均達(dá)到年齡預(yù)測最大心率的95%以上。

1.2.3 運(yùn)動訓(xùn)練

1.2.3.1 運(yùn)動方案

HIT組和MCT組訓(xùn)練均在中山大學(xué)康復(fù)治療學(xué)系實(shí)驗(yàn)室完成。在首次運(yùn)動試驗(yàn)72 h后，采用統(tǒng)一的ST4600HRT跑臺(NORAMCO公司)進(jìn)行運(yùn)動訓(xùn)練。共進(jìn)行6次運(yùn)動，隔天1次，在2周內(nèi)完成。每次運(yùn)動由熱身活動5 min、運(yùn)動訓(xùn)練及放松活動10 min組成。HIT組每次訓(xùn)練包括6個(gè)循環(huán)，每個(gè)循環(huán)由高強(qiáng)度平板跑步運(yùn)動1 min，間歇1 min組成，間歇期受試者以平緩速度步行。MCT組每次運(yùn)動包括中等強(qiáng)度持續(xù)運(yùn)動20 min。運(yùn)動中，受試者每2分鐘將手放在手柄上顯示心率，同時(shí)液晶顯示屏持續(xù)顯示跑步速度及平板坡度，試驗(yàn)監(jiān)護(hù)者同時(shí)采用Borg自我疲勞問卷詢問受試者疲勞程度。HIT組和CMT組總運(yùn)動時(shí)間分別為72 min和120 min。

1.2.3.2 訓(xùn)練強(qiáng)度的確定和監(jiān)測

采用靶心率法和自我疲勞程度法確定和監(jiān)測運(yùn)動強(qiáng)度。

HIT組在高強(qiáng)度運(yùn)動階段，心率需達(dá)到休息心率+90%儲備心率水平，自我疲勞程度Borg量表評分需達(dá)到18～20分。訓(xùn)練時(shí)平板速度為9.7～11.3 km/h，坡度11%～12%；間歇期降低平板速度至最大速度的40%，坡度降至0，自我疲勞程度降至9～10分。

CMT組運(yùn)動靶心率為休息心率+60%～65%儲備心率水平，自我疲勞程度Borg量表評分達(dá)到11～13分。運(yùn)動時(shí)平板速度為7.2～9.7 km/h，坡度為5%～8%。

1.2.4 血液檢測

分別在第1次運(yùn)動前3 d、第1次運(yùn)動剛結(jié)束時(shí)、第6次運(yùn)動結(jié)束后3 d，由中山大學(xué)附屬第一醫(yī)院康復(fù)科護(hù)士抽取靜脈血4～5 ml，置肝素抗凝管(BD Franklin lakes NJ USA)中，盡快放入4℃冰柜中待檢。標(biāo)本3000 r/min離心10 min，收集上清液3 ml置-80℃冷藏待檢。

試驗(yàn)期間受試者按日常習(xí)慣飲食，避免進(jìn)行其他運(yùn)動訓(xùn)練。第1次抽血的部分血樣同時(shí)檢測血常規(guī)及血沉，以明確受試者是否處于炎癥狀態(tài)，決定其數(shù)據(jù)是否被接受。

采用雙抗體夾心ABC-ELISA法，使用南京試劑公司生產(chǎn)的試劑盒，在DENLEY DRAGON Wellscan MK 3全自動生化分析儀(芬蘭Thermo公司)分析血清高敏C反應(yīng)蛋白(high-sensitive C-reactive protein, hs-CRP)、白細(xì)胞介素(interleukin,IL)-1α、IL-6、腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factor α,TNF-α)濃度。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS 16.0軟件進(jìn)行分析。MCT組1人不符合標(biāo)準(zhǔn)被剔除。數(shù)據(jù)采用(±s)表示，各組運(yùn)動訓(xùn)練前后比較采用配對t檢驗(yàn)分別分析；三組間比較采用單因素ANOVA法，兩兩比較采用LSD法。顯著性水平α=0.05。

2 結(jié)果

三組間年齡、體質(zhì)量指數(shù)、運(yùn)動訓(xùn)練前休息心率，休息收縮壓，運(yùn)動總時(shí)間，最大代謝當(dāng)量，血清hs-CRP、IL-1α、IL-6、TNF-α濃度均無顯著性差異(P＞0.05)。見表1～表5。

運(yùn)動1次后，HIT組和MCT組間hs-CRP、IL-1α、IL-6、TNF-α濃度均無顯著性差異(P＞0.05)；運(yùn)動6次后，三組間hs-CRP、IL-1α、IL-6、TNF-α濃度均無顯著性差異(P＞0.05)。見表2～表5。

運(yùn)動后，HIT組、MCT組hs-CRP有下降的趨勢，CON組有升高的趨勢，但均無顯著性差異(P＞0.05)。見表2。

HIT組、MCT組IL-1α運(yùn)動1次時(shí)短暫升高，6次后恢復(fù)，但只有MCT組運(yùn)動1次時(shí)與運(yùn)動前比較有顯著性差異(P＜0.05)。CON組IL-1α運(yùn)動前后無顯著性差異(P＞0.05)。見表3。

運(yùn)動后，HIT組IL-6有升高的趨勢，MCT組有降低的趨勢，但均無顯著性差異(P＞0.05)。CON組有升高的趨勢，但均無顯著性差異。CON組IL-6運(yùn)動后IL-6升高(P＜0.05)。見表4。

運(yùn)動后，HIT組TNF-α有先降低后升高的趨勢，MCT組有先升高后降低的趨勢，CON組有降低的趨勢，但均無顯著性差異(P＞0.05)。見表5。

表1 運(yùn)動前各組基本情況比較

表2 各組訓(xùn)練前后hs-CRP濃度比較(μg/ml)

表3 各組訓(xùn)練前后IL-1α濃度比較(pg/ml)

表4 各組訓(xùn)練前后IL-6濃度比較(pg/ml)

表5 各組訓(xùn)練前后TNF-α濃度比較(pg/ml)

3 討論

胰島素抵抗、肥胖、2型糖尿病、高血壓病、高脂血癥和代謝綜合征已經(jīng)成為嚴(yán)重危害人類健康和生命的疾病，因其發(fā)病率及致殘率高，給家庭和社會造成沉重負(fù)擔(dān)。單純依靠藥物治療，不但副作用明顯，而且有時(shí)效果不甚理想；而外科治療存在嚴(yán)重并發(fā)癥發(fā)生的可能。運(yùn)動訓(xùn)練作為一種無創(chuàng)、有效、經(jīng)濟(jì)的治療方法日益受到人們關(guān)注。

CRP是一種與組織損傷和炎癥有關(guān)的標(biāo)志物，是人類主要的急性反應(yīng)蛋白，尤以hs-CRP明顯。近年的研究揭示，CRP在炎癥與動脈粥樣硬化等心血管疾病中起非常重要的作用，是心血管疾病最強(qiáng)有力的預(yù)報(bào)因子與危險(xiǎn)因子[13]。

既往的研究顯示，運(yùn)動可以降低CRP濃度[14]，與本研究結(jié)果近似。本研究顯示，運(yùn)動后，健康青年男性受試者血hs-CRP濃度較運(yùn)動前稍降低，與不運(yùn)動者趨勢相反，提示運(yùn)動可以控制人體低度炎癥持續(xù)狀態(tài)。HIT的作用似乎優(yōu)于MCT。

1983年的一項(xiàng)研究顯示，受試者以60%最大耗氧量運(yùn)動強(qiáng)度在功率自行車上運(yùn)動1 h，血IL-1濃度在運(yùn)動后2～3 h升高到安靜時(shí)的150%，在運(yùn)動后9 h恢復(fù)到基礎(chǔ)值[15]。Mucci等觀察到，高水平運(yùn)動員安靜時(shí)動脈血IL-1β水平要高于非運(yùn)動員；在強(qiáng)度遞增性力竭性運(yùn)動中，運(yùn)動員血漿IL-1β升高，在恢復(fù)期很快回復(fù)到運(yùn)動前水平，非運(yùn)動員不升高[16]。但也有人發(fā)現(xiàn)運(yùn)動對IL-1影響不顯著。75%最大耗氧量運(yùn)動強(qiáng)度自行車運(yùn)動1 h并不使血漿IL-1增加[17]。還有研究顯示運(yùn)動后IL-1釋放減少，力竭性運(yùn)動后血細(xì)胞IL-1釋放少于運(yùn)動前[18]。盡管既往研究觀點(diǎn)不一，但似有這樣的傾向，同樣強(qiáng)度訓(xùn)練，經(jīng)常運(yùn)動的人IL-1在訓(xùn)練后濃度改變較平時(shí)體力活動少的人更明顯，可能與經(jīng)常運(yùn)動的人血IL-1濃度基礎(chǔ)值較高有關(guān)；同時(shí)，經(jīng)常運(yùn)動的人運(yùn)動后升高的血IL-濃度恢復(fù)較快，應(yīng)該與運(yùn)動適應(yīng)有關(guān)。

本研究中，HIT和MCT 1次后，血IL-1α濃度均略升高，可能與運(yùn)動應(yīng)激有關(guān)。劇烈運(yùn)動本身是一種應(yīng)激狀態(tài)，而應(yīng)激會引起IL-1α等前炎癥細(xì)胞因子釋放。訓(xùn)練6次后HIT組血IL-1α濃度略低于MCT組。既往有研究表明，中等強(qiáng)度長時(shí)間運(yùn)動后，血清IL-1水平顯著升高，且多為運(yùn)動后即刻出現(xiàn)高峰[19]。有的研究表明，中等強(qiáng)度持續(xù)耐力訓(xùn)練對IL-1影響不大，連續(xù)幾天大強(qiáng)度訓(xùn)練不會使IL-1積累升高[20]。也有的認(rèn)為，中等強(qiáng)度持續(xù)耐力訓(xùn)練可以降低血IL-1濃度[21]。我們推測，運(yùn)動對IL-1有影響，但影響的程度可能與運(yùn)動方式和運(yùn)動時(shí)間等有關(guān)。

IL-6早期被認(rèn)為是一種促炎介質(zhì)，后來認(rèn)為IL-6既有促炎作用又有抗炎作用，近來的研究顯示，運(yùn)動后抗炎癥作用才是IL-6主要作用。IL-6刺激抗炎細(xì)胞因子，如IL-1受體拮抗物與IL-10的合成，從而抑制TNF-α的生成。研究表明，運(yùn)動可保護(hù)機(jī)體免受TNF-α引起的胰島素抵抗[22]。血IL-6濃度運(yùn)動后在無肌肉損傷的情況下明顯增加，隨后有所下降[23]。血IL-6及骨骼肌IL-6基因表達(dá)在劇烈運(yùn)動后顯著增加[24]。血IL-6高峰出現(xiàn)在運(yùn)動后30 min，約20 h后回到運(yùn)動前水平。總體來說，既往研究傾向于運(yùn)動后血IL-6濃度升高。

本研究中，未運(yùn)動的CON組后期IL-6濃度升高，原因不明，不排除測量誤差、測量期間發(fā)生疾病等。HIT組IL-6濃度稍升高，MCT組IL-6濃度稍降低，似提示HIT抗炎作用優(yōu)于MCT。

運(yùn)動對TNF-α的影響存在較大的爭議。Vassilakopoulos等研究顯示，無運(yùn)動訓(xùn)練經(jīng)歷的健康男性進(jìn)行70%最大耗氧量運(yùn)動強(qiáng)度運(yùn)動后，血漿TNF-α濃度升高[17]。Kimura研究顯示，健康男性青年進(jìn)行30 min恒定負(fù)荷功率自行車運(yùn)動,80%最大耗氧量運(yùn)動強(qiáng)度運(yùn)動使血漿TNF-α濃度升高，但50%最大耗氧量運(yùn)動強(qiáng)度運(yùn)動并未引起血漿TNF-α濃度變化[19]。健康青年進(jìn)行180 min 55%最大功率膝關(guān)節(jié)屈伸運(yùn)動，血漿TNF-α沒有變化[25]。動物研究顯示，經(jīng)過游泳訓(xùn)練的大鼠，一次大強(qiáng)度運(yùn)動后，血TNF-α濃度低于無訓(xùn)練

的大鼠[26]。

本研究顯示，HIT、MCT后，血TNF-α濃度變化趨勢略有不同。

運(yùn)動訓(xùn)練有不同于一般藥物治療的優(yōu)越性。研究表明運(yùn)動訓(xùn)練不僅可以降低IL-1、TNF-α、CRP等促炎介質(zhì)，還可以升高IL-6等抗炎介質(zhì)及抗氧化因子。但規(guī)律運(yùn)動抗炎作用的具體作用機(jī)制還不是完全清楚。由于各種炎癥介質(zhì)可以相互影響，這也使運(yùn)動抗炎作用的研究復(fù)雜化。目前的證據(jù)表明，急性運(yùn)動的作用受很多因素影響，包括身體健康狀況、運(yùn)動強(qiáng)度和運(yùn)動持續(xù)時(shí)間等。

由于我們的受試者均為健康成年男性，體質(zhì)較好，運(yùn)動中無明顯不適。對慢性病患者應(yīng)該綜合考慮具體情況，在安全的條件下選擇適合的運(yùn)動方式。

本研究多數(shù)結(jié)論均未達(dá)到統(tǒng)計(jì)學(xué)的顯著性水平，只能就其趨勢進(jìn)行討論。有待進(jìn)一步研究。

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Effects of Two Kinds of Treadmill Exercise on Inflammatory Mediators in 18-30 Year Old Males

JIAO Rui,HUANG Dong-feng,LIANG Qi,LI Hai,LIU Heng,LIANG Ming-hua,YU Shu-fang.The People's Hospital of Baoan,Shenzhen,Guangdong 518101,China

Objective To compare the effects of short-term high-intensity interval training(HIT)and moderate continuous training (MCT)on inflammatory mediators for healthy young males.Methods 19 healthy young male volunteers were randomized into HIT group (n=6),MCT group(n=7)and no training control(CON,n=6)group.The groups of HIT and MCT accepted treadmill exercise once per 2 days to 6 times(2 weeks),and the CON group did not accepted treadmill exercise.The levels of high-sensitive C-reactive protein(hs-CRP), interleukin(IL)-1α,IL-6 and tumor necrosis factor α(TNF-α)were detected 3 days before exercise,immediately after the first exercise,3 days after the course.Results There was no difference among groups in the level of hs-CRP,IL-1α,IL-6 and TNF-α in all the time(P＞0.05).The concentration of IL-1α increased in the MCT group after the first exercise(P＜0.01),and also the concentration of IL-6 in the CON group after the course(P＜0.05).Conclusion It needs further srudy for the significance of HIT and MCT in the levels of inflammatory media.

treadmill exercise;high-intensity interval training;moderate continuous training;inflammatory mediators;young men

10.3969/j.issn.1006-9771.2015.01.019

R455

A

1006-9771(2015)01-0074-05

2014-04-24

2014-06-17)

1.南方醫(yī)科大學(xué)附屬深圳寶安醫(yī)院，廣東深圳市518101；2.中山大學(xué)附屬第一醫(yī)院，廣東廣州市510080。作者簡介：焦睿(1985-)，男，山東陽谷縣人，碩士，醫(yī)師，主要研究方向：運(yùn)動康復(fù)、骨科康復(fù)。