優秀游泳運動員冬訓期生化指標變化和URTI的免疫應答的監控研究

Research on Change of Biochemical Indicators and

Monitoring of URTI Immune Response of Elite

Swimmers during Winter Training Period

魏　琦

Wei Qi

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優秀游泳運動員冬訓期生化指標變化和URTI的免疫應答的監控研究

Research on Change of Biochemical Indicators and

Monitoring of URTI Immune Response of Elite

Swimmers during Winter Training Period

魏琦

作者單位：湖北省體育科學研究所, 湖北 武漢430205

Hubei Research Institute of Sports Science, Wuhan 430205, Hubei, China.

近年來，我國在游泳項目上的成績顯著提高，得益于生化指標監控身體機能等科學化手段的不斷發展。游泳是傳統的體能類項目，運動員要經過長期大負荷的訓練，在實踐中發現，一些游泳運動員在冬訓期時常感染上呼吸道感染(Upper Respiratory Tract Infection，URTI)疾病，嚴重影響訓練效果。國內外運動免疫的研究總結發現一般長時間大強度的運動訓練可導致運動性免疫抑制[1,2]，運動員在冬季耐力訓練和比賽后URTI易感率上升[3,14]。由于機體免疫系統對訓練的應答反應受到多重因素的影響，包括運動強度、運動持續時間和運動頻率等[1]，本研究目的是通過監控冬訓期間的優秀游泳運動員生化指標和免疫指標的變化，以及上呼吸道感染情況的監控，探究訓練期內運動員免疫功能對URTI應答反應影響的可能機制。

1研究對象與方法

1.1　研究對象

湖北省游泳隊2014年冬訓備戰期的男運動員9名，其中3 名為一級運動員, 5 名為二級運動員，女運動員14名，其中3名為國家健將級,11名為一級運動員，其他基本情況見表1。

1.2　測試指標及方法

1.2.1生化指標的測定

分別于冬訓前、訓練四周、八周和冬訓后取訓練結束后次日晨基礎狀態下靜脈血, 測定血清肌酸激酶(CK) 、血尿素(BU) ，血清睪酮(T) 、肌酐(Cr)，血常規等指標。

1.2.2淋巴細胞亞群的測定

采用雙染色免疫熒光法和貝克曼公司FSC500流式細胞儀(美國)檢測CD4+、CD8+和CD3+。取抗凝血100μl，分別加入CD4-FITC/CD8-PE雙色試劑盒(PN:IM0747U)，Mouse IgG1-FITC(PN:6602928)和Mouse IgG1-PE(PN:6602884)為陰性對照各20μl, 避光室溫孵育30 min,去上清。上機器檢測前, 使用紅細胞裂解液OptiLyse C(PN: A11895 )破壞紅細胞后上機檢測。

1.2.3上呼吸道感染調查

上呼吸道感染診斷參照國家衛計委行業標準(2014)。

1.3　數據統計

所有數據經SPSS15.0統計軟件包進行統計學處理，數據以“平均數±標準差”，采用Paired Samples t檢驗, 顯著性水平為P<0. 05。

2結果

2.1　游泳運動員Hb、BU、血清CK 、T及Cr的測試結果

由表1 可見, 與冬訓前相比, 男運動員冬訓大負荷訓練四周后Hb 值下降(P<0. 05) , 訓練八周后上升 (P<0. 05)。 BU與血清CK 值冬訓四周顯著升高(P<0. 05，P<0. 01)， 然后逐漸下降，均無顯著性差異。血清T值冬訓四周顯著升高(P<0. 01)，冬訓八周后下降(P<0. 05)，而Cr在冬訓期間都在正常范圍內波動變化，無顯著性差異。

女運動員冬訓大負荷訓練后Hb 值逐漸下降, 訓練八周后下降到最低值(P<0. 05)。 BU冬訓期間波動變化，訓練八周后上升到最高值(P<0. 05)。血清CK 值冬訓期間波動變化均無顯著性差異。血清T值冬訓期間逐漸下降，冬訓八周后顯著下降(P<0. 05)，冬訓后逐步回升，低于冬訓前但無顯著性差異。而Cr在冬訓期間都在正常范圍內波動變化，無顯著性差異。

表2　本研究游泳運動員Hb、BUN、血清CK 、T及Cr的變化

* P<0. 05, 與冬訓前比較, P<0. 05, as compared with that in pre-traning .

2.2　游泳運動員訓練期間免疫指標的測試結果

由表2可見, 與冬訓前相比, 男運動員冬訓大負荷訓練四周后CD4+細胞比例以及CD4+/ CD8+比值均顯著下降(P<0. 05、P<0. 01)，而WBC升高，CD8+細胞比例下降，均無顯著性差異(P> 0. 05)。冬訓八周后CD3+、CD4+、CD8+細胞比例以及CD4+/ CD8+比值均顯著下降(P<0. 01、P<0. 01、P<0. 05、P<0. 01)，WBC升高無顯著性差異。冬訓后CD3+、CD4+、CD8+細胞比例均顯著下降(P<0. 05) ，WBC下降但無顯著性差異。

與冬訓前相比，女運動員冬訓大負荷訓練四周后CD4+/ CD8+比值顯著下降(P<0. 05)，而WBC和CD8+細胞比例下降均無顯著性差異(P> 0. 05)。冬訓八周后CD3+、CD4+、CD8+細胞比例均顯著下降(P<0. 01、P<0. 05、P<0. 05)，WBC和CD4+/ CD8+比值上升無顯著性差異(P> 0. 05)。冬訓后CD3+、CD4+、CD8+細胞比例以及CD4+/ CD8+比值，WBC均有所下降，但均無顯著性差異。

表2　訓練期間WBC、CD3+、CD4+、CD8+、CD4+/ CD8+變化表

* P<0. 05, 與冬訓前比較；P<0. 05, as compared with that in pre-traning .

2.3　游泳運動員訓練期間URTI感染率

男女游泳運動員冬訓期間URTI的感染率分別為2.4±0.76次、1.37±0.65次。

3討論

3.1　游泳運動員基本生化指標評價

血紅蛋白Hb是評價氧轉運的主要指標，受運動負荷、營養、生理、休息等因素的影響，反映力量型運動員對負荷的適應、營養及身體機能水平等。林麗雅等人研究游泳運動員賽前大強度訓練發現Hb 濃度降低是大強度訓練的早期反應，訓練適應后，Hb 濃度回升[4]，李超奇等人研究河南省省隊游泳運動員也發現運動強度高的訓練，運動員沒有適應而致使血紅蛋白破壞速度超過生成速度導致下降，但達到訓練末期都能回升，說明身體對訓練強度適應。這是機能改善和運動能力提高的表現[5]。Boyadjiev 等對長期連續大強度訓練游泳等少年運動員進行測試，結果發現長時間連續大負荷運動訓練可造成運動性貧血, 運動員應當科學地調整訓練負荷，注意休息，合理營養，積極促進血紅蛋白的恢復[6]。本研究訓練中運動員與冬訓前相比，大負荷訓練四周后男女運動員Hb 值下降，說明訓練初期運動員對訓練強度的刺激有反應，但男運動員訓練八周后上升，雖然沒有恢復到訓練前的水平，但是并無明顯差異，說明冬訓期的訓練適應，機能狀態良好時，Hb 的濃度又回升。而女運動員繼續下降，可能與生理周期、營養調控等多種原因有關。

運動中血尿素BU和CK都是評定機體對訓練負荷反應敏感指標。BU與訓練負荷大小相關，目前的研究表明負荷量越大或機體適應性越差時，BU的升高就越明顯，恢復也越慢。CK與訓練強度相關，同時也反映運動員機體的適應和恢復情況，基礎狀態下CK 及BUN 水平顯著升高, 表明該訓練負荷導致運動員肌肉損傷及蛋白質分解增加, 身體機能下降[7]。本研究中男運動員BU先顯著升高，然后逐漸下降，而女運動員BU冬訓期間波動變化，訓練八周后上升到最高。血清CK 值都是波動變化只有男運動員在訓練四周后顯著升高。這都說明訓練初期的負荷量和強度對運動員的機體都產生了不適應，后期身體逐漸適應了訓練，再搭配合理的營養補充，指標變化并不明顯，說明運動員骨骼肌代謝機能水平較好，對運動強度和負荷量的反應都較適應。

血清睪酮( T)反應運動員身體合成代謝狀態的重要指標，長時間大負荷的運動會造成血清睪酮出現增加、不變或下降3 種情況[7]。本研究發現, 男運動員血清T值冬訓四周顯著升高(P<0. 01)，說明由于訓練初期的強度刺激，下丘腦-垂體-睪丸軸的功能已經有所改變，身體產生了應激反應，血清T值升高促進合成，由于訓練強度太大，又對血清T的產生有抑制，所以訓練八周時血清T值降低。而女運動員血清T值冬訓期間波動變化，冬訓八周后顯著下降。血清睪酮由于受多種體系調控，在訓練期內男女運動員受運動訓練刺激應激產生的機體激素指標變化有所滯后。

體內肌肉代謝產生的肌酐釋放進入血液后，則為血肌酐(Cr)。血肌酐與體內肌肉總量關系密切，基本上不受飲食、高分解代謝等腎外因素影響，與血尿素值共同監測可以反應腎臟的代謝和疲勞狀況。本研究中Cr在冬訓期間都在正常范圍內波動變化，無顯著性差異，結合血尿素和血清CK值可以說明訓練期內肌肉代謝基本正常。

賽前冬訓的目的一是強化訓練，而是保證運動員的身體機能調整適應比賽的發揮。常見生化指標的結果顯示運動員的身體機能對訓練基本適應。

3.2　游泳運動員對URTI的免疫應答

URTI是指發生在上呼吸道的急性感染，位置可以在鼻腔、鼻竇、咽頭和喉嚨是一組疾病，是最常見的急性呼吸道感染性疾病。Nieman研究發現運動強度和持續時間與URTI的感染率之間有類似“J”曲線的關系[8]，即所謂開窗期，而游泳運動員冬訓期間大強度、大量訓練會產生運動性免疫功能下降，URTI感染率總是很高[9]，例如Morgado等研究發現訓練季過后，游泳運動員的IL-6和TNF-α降低而URTI感染率增加[10]。Ram等發現NK細胞在優秀游泳運動員冬訓期間發生改變[11]。因此在冬訓期間評價對游泳運動員免疫機能，尤其是監控對URTI的免疫應答，對于保障訓練和后續比賽的正常發揮意義重大。

免疫應答系統常見的指標為WBC分類計數和淋巴細胞亞群變化[7,9,12]。研究表明外周血WBC分類計數相對變化穩定，但WBC的升高有可能是生理性的，例如女性的月經周期，酷熱或嚴寒等多種情況，也可能是病理性的，例如急性細菌性感染(感冒)，惡性腫瘤、急性出血等，本研究中WBC的變化也相對穩定，雖然有升高但無顯著性差異，升高的原因可能是多方面的。

淋巴細胞亞群是機體免疫反應的重要調節細胞。CD3+是成熟T淋巴細胞的表面抗原標志，分為輔助性T細胞( Th)和抑制性T細胞( Ts) 兩類, 其主要表面抗原為CD4+和CD8+[7]。國內外研究表明長時間大強度運動后免疫機能失衡性抑制，會導致淋巴細胞數目減少，CD4+/ CD8+比值下降[1,2]。 在本研究中, 男運動員訓練初期CD4+、 CD4+/ CD8+比值顯著下降，可能是由于運動員不適應前四周專項有氧訓練強度的刺激，身體產生應激炎癥反應，CD4+細胞比例顯著下降，而CD8+稍微升高所導致的CD4+/ CD8+比值下降，且低于正常參考值(1.5-2.0)，同時WBC也有所上升均提示男運動員機體免疫功能處于薄弱易感染期，對于URTI的應答防御能力降低。到訓練中期的無氧能力訓練時負荷加大，免疫炎癥反應更加激烈，CD3+、CD4+、 CD4+/ CD8+比值繼續顯著降低，而URTI的感染率也高于女運動員，說明男運動員的免疫機能有一定抑制，在后期調整訓練雖有所恢復，但淋巴細胞數目還是明顯減少。

女運動員訓練初期淋巴細胞數目略有減少，只有CD4+/ CD8+比值下降有顯著差異，而到訓練中期CD3+、CD4+顯著下降，CD8+下降使得CD4+/ CD8+比值升高，說明女運動員較適應初期的有氧訓練，無氧訓練周期出現了URTI抵抗能力降低，但整體免疫機能優于男運動員，由于淋巴細胞數目的變化是多種因子和多種激素調控，女運動員由于有生理周期變化，考慮激素調節的原因，CD8+數目可能受訓練刺激減少，增多或是不變。

3.3　訓練期對URTI的免疫應答功能影響的可能機制

冬訓期間游泳訓練安排一方面是加強負荷刺激，使運動員提高能量代謝能力，一方面是保證身體機能的基本穩定，后續比賽的正常發揮。由于游泳項目冬季訓練室內外有溫差，URTI的感染率與身體免疫應答功能相關，而免疫應答功能受到訓練負荷、強度和時間的影響。

本研究中冬訓初期男運動員由于無氧訓練強度刺激，CK值顯著升高，血清T值升高，對外界URTI病毒或細菌的侵襲產生應答而CD4+數目減少，到冬訓中期機體由于訓練消耗能量，血清T值下降，合成能力降低，機體免疫細胞CD4+、CD8+數目顯著減少，運動負荷對免疫功能產生抑制，對URTI的應答水平下降，到后期血清T值升高，免疫細胞逐漸增殖，對URTI的應答水平有所上升。謝東北等研究發現，Th1細胞對一次性負荷和長期運動負荷刺激都很敏感，6周遞增負荷游泳運動過程中，Th1細胞數量下降，同時Th2細胞增多，機體免疫力下降，感染率上升等[13]。與本研究結果基本一致，說明冬訓期間男運動員對URTI的免疫應答功能對于無氧訓練強度刺激較敏感。

女運動員訓練初期血清T值有所降低，淋巴細胞數目變化不大，CD4+/CD8+比值顯著降低，說明同樣受無氧訓練刺激，女隊員對URTI的免疫應答不強烈，訓練中期訓練消耗能量使得血清T值顯著降低，CD4+和CD8+都減少，但CD4+/CD8+比值升高，抵抗URTI感染的能力有所提升。可見，冬訓期間女運動員更適應訓練強度和負荷安排，對URTI的免疫功能的影響較小，免疫力優于男運動員。有研究表明適時補充維生素D有助于提高CD4+/ CD8+比值而提高免疫功能狀態，對于降低URTI感染率有良好效果[3]。

本研究結果顯示男女游泳運動員經過多年專業化的訓練，冬訓期間身體生化指標水平變化與訓練周期的安排基本一致，說明冬訓期間的訓練負荷和強度對肌肉、骨骼的代謝影響不大。在游泳大負荷訓練期進行URTI免疫機能的監測，及時補充營養物質和增加抵抗力的保養品，提高訓練效果, 保護運動員的身體健康, 具有重要的理論和實踐意義。

4結論

1.對于游泳運動員冬訓期間Hb、BUN、血清CK 、T及Cr等生化指標的變化與訓練周期負荷安排基本一致，男女運動員由于訓練年限、專業水平、生理周期等原因，反應程度有所不同。

2.監控游泳運動員對URTI的免疫應答指標變化，外周血WBC計數波動變化但不顯著，CD3+、CD4+、 CD4+/ CD8+比值持續下降，CD8+有升有降，CD4+/ CD8+比值是反應URTI應答的較敏感指標。

3.冬訓期間男運動員對URTI的免疫應答功能對于無氧訓練強度刺激較敏感，女運動員更適應訓練強度和負荷安排，對URTI免疫應答的影響較小。

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Wei Qi

摘要：為了解優秀游泳運動員冬訓期生化指標變化與對URTI的免疫應答變化的特征, 監測了湖北省游泳運動員冬訓期間的部分生化指標和免疫指標。結果顯示: 監控游泳運動員冬訓期間Hb、BUN、血清CK 、T及Cr等生化指標的變化與訓練周期負荷安排基本一致，機體對URTI的免疫應答使外周血WBC計數波動變化，CD3+、CD4+、 CD4+/ CD8+比值持續下降，CD8+有升有降。生化指標結合免疫指標監控冬訓，能科學評定身體機能，評價訓練安排，保障訓練效果。

關鍵詞：游泳；冬訓；生化指標；上呼吸道感染；免疫應答

Abstract:To understand the change of biochemical indicators and the characteristics of URTI immune response of elite swimmers during winter training period, the paper monitors some biochemical indicators and immune indicators of Hubei swimmers during winter training period. Results show that the change of biochemical indicators such as Hb, BUN, serum CK, T, and Cr of monitored swimmers are basically in line with load arrangement of training period; the body's immune response to URTI makes peripheral blood WBC count fluctuate; CD3+, CD4+, CD4+/ CD8+ratio continue to decline, while that of CD8+experiences both increase and decrease. Combining biochemical indicator with immune indicator to monitor winter training can make scientific body evaluation, evaluate training arrangement and guarantee training effect.

Key words:swimming; winter training; biochemical indicator; upper respiratory tract infection; immune response

作者簡介：魏琦(1982-) , 女, 湖北武漢人, 助理研究員, 碩士, 研究方向：運動生物化學。

基金項目：湖北省自然科學基金計劃課題(項目編號：ZRY1869)

doi:10.3969/ j.issn.1005-0256.2016.03.014

中圖分類號：G861

文獻標識碼：A

文章編號：1005-0256(2016)03-0033-3