不同負荷游泳運動對大鼠部分免疫指標的影響

蔡國梁+郭霞+汪宇峰+王楷+莊哲+蔡國鋒

摘要：目的：探討不同負荷運動后，大鼠T淋巴細胞活性、NK細胞毒活性、IL-1和IL-2活性指標的變化。方法：采用完全隨機化的方法，按性別將SD大鼠（雄性30只，雌性30只）隨機分成雄性對照組（N=10），雄性中等負荷運動組（N=10），雄性力竭運動組（N=10）；雌性對照組（N=10），雌性中等負荷運動組（N=10），雌性力竭運動組（N=10）。取材后，測定大鼠脾臟T淋巴細胞活性、NK細胞毒活性和IL一2活性，大鼠腹腔巨噬細胞IL-1活性。結果：T淋巴細胞活性、NK細胞毒活性、IL-1和IL-2的變化：中等負荷運動組比對照組增強，而力竭運動組比對照組降低，皆存在顯著性差異。結論：中等負荷運動可提高大鼠的免疫功能；力竭運動可降低大鼠的免疫功能。

關鍵詞：中等負荷；力竭運動；T淋巴細胞活性；NK細胞毒活性

免疫系統包括參與免疫應答和發揮免疫效應的免疫器官、免疫細胞和免疫分子。人體免疫功能隨年齡增長而衰退變化，包括胸腺縮小，淋巴細胞數量和功能下降，抗體生成、細胞因子合成和分泌功能低下等等。因此，有學者提出“衰老的本質是免疫力的降低”這樣的觀點。

人們普遍認為運動會提高免疫力，但實際上常發現一些運動員在訓練和比賽后機體免疫力下降，時常感染疾病，以至于降低他們的運動競技能力，甚至退出比賽。近年來運動免疫學專家研究發現，運動引起免疫系統的變化因運動形式、運動強度和運動持續時間而有所不同。本研究旨在觀察不同負荷運動后，雄性大鼠和雌性大鼠在T淋巴細胞活性、NK細胞毒活性以及IL-1和IL-2活性這四項指標變化上的差異，并對其變化的機制作以探討。

1實驗材料與方法

1.1分組

SD（Sprangue-Dawley）大鼠，雄性30只，雌性30只，體重248.35±10.3g。采用完全隨機化的方法，得到隨機序列，按性別將SD大鼠隨機分成6組，每組10只，即雄性對照組，雄性中等負荷運動組，雄性力竭運動組；雌性對照組，雌性中等負荷運動組，雌性力竭運動組。本試驗進行了隱蔽分組，即指定專門的科研人員進行隨機分組，分組后該科研人員不參與實際分組，并將隨機分配表妥善保管。

1.2運動方式

雄性對照組和雌性對照組為不運動組，雄性中等負荷運動組和雌性中等負荷運動組進行30min/天的游泳運動（運動時，負重為大鼠自身體重的3%），共運動4周（每周連續運動5天）；雄性力竭運動組和雌性力竭運動組先做隨意性游泳運動5天，再進行一次性力竭游泳運動（運動時，負重為大鼠自身體重的5%），大鼠力竭判斷按Thomas報道的標準。

1.3樣本采集

每次運動前后，分別為各組實驗大鼠稱量體重兩次。運動實驗結束時，將各組大鼠斷頭處死，在無菌操作臺無菌獲取腹腔巨噬細胞和脾臟。

1.4免疫指標的測試

T淋巴細胞活性、NK細胞毒活性、腹腔巨噬細胞IL-1活性、脾臟IL-2活性，使用多頭細胞收獲儀和液閃儀完成測試。

1.5統計學分析

運用SPSS17.0進行統計，試驗結果均以“平均數±標準差”表示。組間采用單因素方差分析，在P<0.01和P<0.05水平上分析顯著性差異。

2實驗結果

2.1大鼠體重的變化

如表1所示，試驗前各組大鼠體重無明顯差異，從試驗開始到結束，各組大鼠體重增長發生了變化，與雄性對照組比較，雄性中等負荷運動組和雄性力竭運動組的體重都在增長，而雄性中等負荷運動組增長明顯；與雌性對照組比較，雌性中等負荷運動組和雌性力竭運動組的體重均增長，而雌性中等負荷運動組增長顯著。

2.2運動后T淋巴細胞活性的變化

如表2所示，中等負荷運動組T淋巴細胞活性比對照組增強，而力竭運動組T淋巴細胞活性比對照組降低，皆存在顯著性差異（P<0.05）。各組指標變化在雄性大鼠與雌性大鼠之間無顯著性差異。

2.3運動后NK細胞毒活性的變化

如表3所示，中等負荷運動組NK細胞毒活性比對照組增強，而力竭運動組NK細胞毒活性比對照組降低。力竭運動組雄性大鼠與雌性大鼠之間存在顯著性差異（P<0.05）。

2.4運動后IL-1活性的變化

如表4所示，中等負荷運動組IL-1活性比對照組增強，且存在顯著性差異（P<0.05）；而力竭運動組IL-1活性比對照組降低，皆存在極顯著性差異（P<0.01）。各組指標變化在雄性大鼠與雌性大鼠之間無顯著性差異。

2.5運動后IL-2活性的變化

如表5所示，中等負荷運動組IL-2活性比對照組增強，且存在顯著性差異（P<0.05）；而力竭運動組IL-2活性比對照組降低，皆存在極顯著性差異（P<0.01）。各組指標變化在雄性大鼠與雌性大鼠之間無顯著性差異。

3分析與討論

3.1不同負荷運動對T淋巴細胞活性的影響及其機制

運動可提高機體的免疫功能與免疫力，但不能忽視運動強度這一影響運動效果的重要因素。T淋巴細胞的活性是反映機體細胞免功能的主要指標之一，我們研究表明，中等負荷運動組T淋巴細胞活性比對照組增強，而力竭運動組T淋巴細胞活性比對照組降低，皆有統計學意義（P<0.05），說明中等負荷游泳運動促進了T淋巴細胞的增殖活性，增強了T淋巴細胞的細胞免疫功能，而力竭游泳運動的大鼠T淋巴細胞的活性明顯降低，T淋巴細胞的細胞免疫功能也顯著降低。

適宜運動強度的運動可以促進機體免疫功能的增強，研究表明，中小強度運動能夠加快脾臟T淋巴細胞的增殖，有助于增強機體免疫細胞的免疫功能。而長時間有氧運動不但能夠改善心肺功能，而且還可以增強T淋巴細胞的細胞免疫功能。有學者進行了不同運動強度對大學生T淋巴細胞亞群水平影響的研究，發現中等強度運動可以提供T淋巴細胞活性，進而也增強了機體的免疫功能。還有學者運用不同強度激光對遞增負荷運動大鼠T淋巴細胞的表達進行了研究，發現低強度激光聯合運動可以增加T淋巴細胞活性，進而增強了大鼠的免疫功能。某些營養物質可改變T淋巴細胞的增殖活性，葉紹凡研究發現，黃精多糖可以有效改善T淋巴細胞的活性，可提高長期力竭運動小鼠的免疫能力，具有顯著免疫增強效應。此外，力竭游泳運動可顯著減低T淋巴細胞活性，降低T淋巴細胞的免疫功能。運動改變了CD8+/CD4+T細胞的比例，這可能是不同負荷運動改變T淋巴細胞增殖活性的可能機制。

運動對T淋巴細胞免疫功能的影響是多因素的，運動時間、運動強度以及運動頻率等其中單因素或組合因素都可產生不盡相同的T淋巴細胞免疫應答效果。我們的研究顯示，中等負荷游泳運動有助于增強T淋巴細胞的免疫功能，而力竭游泳運動則不利于T淋巴細胞的免疫功能。相信隨著研究的深入，運動對T淋巴細胞的影響會得到更全面、更透徹的解析，也會更科學、更系統的指導人們的健身、工作與生活。

3.2不同負荷運動對NK細胞毒活性的影響及其機制

運動會對機體免疫功能產生一定的影響，這些影響會因運動者的訓練水平、健康狀況、運動方式、運動時間及運動強度等因素的不同而產生一定的差異，其中運動對NK細胞的影響比較顯著。我們研究表明，中等負荷運動組NK細胞活性比對照組增強，而力竭運動組NK細胞活性比對照組降低，皆有統計學意義（P<0.05），說明中等負荷游泳運動促進了NK細胞的增殖活性，增強了NK細胞的細胞免疫功能，而力竭游泳運動的大鼠NK細胞的活性明顯降低，NK細胞的細胞免疫功能也顯著降低。

NK細胞在機體免疫防御中發揮著重要的作用，他們可直接殺傷移植的組織細胞、病毒感染細胞與腫瘤細胞，是具有自然殺傷力的淋巴細胞。運動不但會引起心血管系統和內分泌系統的變化，而且還會引起免疫系統的變化，亦會引起NK細胞活性的變化。目前的研究表明，運動者的健康狀況、訓練水平、運動方式、運動時間及運動強度等因素會影響NK細胞的細胞免疫功能，中低運動強度的運動可提高NK細胞的細胞免疫功能，大強度的運動可降低NK細胞的細胞免疫功能。不同運動負荷對NK細胞活性影響的研究亦日漸增多，張纓等對遞增負荷運動后NK細胞活性進行了研究，發現，遞增負荷運動后NK細胞活性下降，24小時后恢復到原來水平，說明運動疲勞后機體的免疫力受到抑制，抑制的時間長短可能與運動時間、訓練水平、運動強度、身體機能狀態等有關。崔春萍研究發現，持續中等強度運動后1小時，NK細胞活性下降幅度最大，24小時內可恢復正常水平。唐雙陽等研究發現，運動可提高NK細胞活性，適度運動可提高機體的免疫力，過度運動則會引起機體的免疫抑制。姚毓才等研究發現，適量規律的運動可提高NK細胞的功能，大強度運動可降低NK細胞功能。此外，免疫細胞和神經內分泌系統分泌的某些體液因子和內分泌激素的調控可能是運動改變NK細胞活性的可能機制，如兒茶酚胺、前列腺素E、皮質醇可抑制NK細胞的細胞免疫功能，而INF和IL-2可提高NK細胞的活性。

運動對NK細胞免疫功能的影響亦是多因素的，運動時間、運動強度、運動者的健康狀況、訓練水平等其中單因素或組合因素都可產生不盡相同的NK細胞免疫應答水平。我們的研究顯示，中等負荷游泳運動有助于增強NK細胞的免疫功能，而力竭游泳運動則不利于NK細胞的免疫功能。相信在未來的運動免疫學領域的研究中，運動對NK細胞的影響會得到更系統的詮釋，也會更全面、更科學的指導運動員進行運動訓練和人們的運動健身實踐。

3.3不同負荷運動對IL-1和IL-2活性的影響及其機制

白細胞介素（interleukin，IL）是一種細胞因子，既介導白細胞間的互相作用，也參與細胞（破骨細胞、成骨細胞、血管內皮細胞與造血干細胞）的信息傳遞。IL-1可以誘導蛋白質合成與基因表達，可以致使急性和慢性炎癥的發生，IL-2是由T細胞產生的分子量約15KD的糖蛋白。具有促進T淋巴細胞、B淋巴細胞增殖，增強或誘導T淋巴細胞和NK細胞殺傷活性、增強活化T淋巴細胞產生干擾素等多種功能。運動干預IL-1和IL-2活性的變化存在不確定性，我們研究表明，中等負荷運動組IL-1和IL-2活性比對照組增強，有統計學意義（P<0.05），而力竭運動組IL-1和IL-2活性比對照組降低，亦有統計學意義（P<0.01），說明中等負荷游泳運動促進了IL-1和IL-2的增殖活性，增強了IL-1和IL-2的細胞免疫功能，而力竭游泳運動的大鼠IL-1和IL-2的活性明顯降低，IL-1和IL-2的細胞免疫功能也顯著降低。

近幾年，運動對白細胞介素影響的相關研究比較深入，但研究結論爭議頗多。運動對IL-2活性的影響目前有降低、不變和增強的報道。李潔等研究發現，中等強度運動可提高IL-1和IL一2的活性，長時間大強度運動可降低IL-1和IL-2的活性。趙子建研究發現，急性有氧運動可顯著提高大鼠IL-1的活性，而運動時間越長，運動前后IL-1的變化幅度越小。提示我們IL-1可能是有氧耐力的有效評價指標。此外，IL-1與IL-2本身及其受體在運動后的變化可能與某些細胞因子作為免疫分子參與免疫抑制有關，這也可能是運動引起IL-1和IL-2變化的可能機制。

運動者的健康狀況、訓練水平、運動時間及運動強度等同樣是影響運動干預白細胞介素結果的重要因素，我們的研究顯示，中等負荷游泳運動有助于增強IL-1與IL-2細胞的免疫功能，而力竭游泳運動則不利于IL-1與IL-2細胞的免疫功能。相信在未來的運動干預IL-1與IL-2的研究中，運動對IL-1與IL-2細胞的影響會得到更權威的解讀，也會更系統化的指導運動員的科學訓練與老百姓的科學健身。

4結論

不同負荷運動可引起免疫細胞的細胞免疫功能的不同變化，而免疫細胞之間可能還存在著互相影響。中等負荷運動可增強T淋巴細胞活性，進而增強了T淋巴細胞免疫功能；力竭運動可降低T淋巴細胞活性，進而降低了T淋巴細胞免疫功能。中等負荷運動可增強NK細胞活性，進而增強了NK細胞免疫功能；力竭運動可降低NK細胞活性，進而降低了NK細胞免疫功能。中等負荷運動可增強IL-1和IL-2活性，進而增強了IL-1和IL-2免疫功能；力竭運動可降低IL-1和IL-2活性，進而降低了IL-1和IL-2免疫功能。總之，中等負荷運動可能會提高進機體的免疫機能，有助于身體的健康；力竭運動可能會降低機體的免疫功能，不利于身體的健康。