富氫水對(duì)青少年女子足球運(yùn)動(dòng)員免疫功能的影響

張紅紅, 盧 杰, 李忠偉(.蘇州市體育科學(xué)研究所,江蘇 蘇州 533; .蘇州市新誠氏健康管理有限公司,江蘇 蘇州 5000)

富氫水(Hydrogen Water)即氫還原水,與普通水不同,它含有強(qiáng)還原力的氫,可通過其抗氧化還原力清除體內(nèi)過剩的活性氧(氧自由基)。氫離子與活性氧結(jié)合,還原成水,排出體外。 富氫水的研究熱始于國(guó)內(nèi)納米氣液混合技術(shù)的發(fā)明,它攻克了氫氣難溶于水的科學(xué)難題,采用物理方法讓水均勻包裹氫分子,促使氫氣和水達(dá)成穩(wěn)定結(jié)合,具有氫氣濃度高、穩(wěn)定性能好等特點(diǎn)。氫的主要功效為抗氧化,可選擇性地中和羥基自由基、亞硝酸陰離子等。富氫水自2007年在國(guó)際上被首次報(bào)道以來,逐漸成為研究熱點(diǎn),受到廣泛的關(guān)注。

運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域的一些研究證實(shí),富氫水具有抗氧化、抗疲勞等作用。王磊等[1]實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),離心運(yùn)動(dòng)時(shí)給予富氫水干預(yù)可顯著上調(diào)Sirtuin-3 (去乙酰化酶Sirt3)表達(dá),提高線粒體膜電位和錳超氧化物歧化酶活性,抑制線粒體活性氧生成和DNA氧化損傷,降低炎性因子NLRP3(NOD樣受體熱蛋白結(jié)構(gòu)域相關(guān)蛋白3)和IL-1β(白細(xì)胞介素1β)表達(dá)。這表明富氫水可提高線粒體能量代謝和抗氧化能力,抑制運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激和繼發(fā)的炎癥反應(yīng),從而實(shí)現(xiàn)骨骼肌保護(hù)效應(yīng)。李晨等[2]報(bào)道:補(bǔ)充富氫水后進(jìn)行相同的重復(fù)運(yùn)動(dòng)(力竭運(yùn)動(dòng)),從骨骼肌超微結(jié)構(gòu)變化程度可看出大鼠股四頭肌的微損傷有顯著改善。李晨[3]通過對(duì)現(xiàn)役足球裁判員跟蹤監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn),富氫水可以影響重復(fù)力竭運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的機(jī)體酸化趨勢(shì)。李愛春[4]報(bào)道:富氫水可顯著延長(zhǎng)大鼠運(yùn)動(dòng)至力竭的持續(xù)時(shí)間;富氫水對(duì)骨骼肌運(yùn)動(dòng)性氧化應(yīng)激損傷具有顯著保護(hù)作用,其作用是通過多靶點(diǎn)進(jìn)行,基礎(chǔ)在于它的選擇性抗氧化;從細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)看,可能是通過PKC/NO(蛋白激酶C/一氧化氮)途徑介導(dǎo)。但總體而言,富氫水目前在運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域的研究和報(bào)道還較少,特別是在人體研究方面。

機(jī)體的免疫系統(tǒng)一方面具有防御功能,另一方面,與神經(jīng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)構(gòu)成神經(jīng)—內(nèi)分泌—免疫(NEI)網(wǎng)絡(luò),發(fā)揮調(diào)節(jié)作用,維持機(jī)體穩(wěn)態(tài)。過度運(yùn)動(dòng)可誘發(fā)機(jī)體出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)性免疫抑制,造成運(yùn)動(dòng)員對(duì)疾病的抵抗力降低,影響運(yùn)動(dòng)能力的發(fā)揮。有學(xué)者指出,運(yùn)動(dòng)員恢復(fù)期免疫系統(tǒng)功能的變化直接關(guān)系到訓(xùn)練計(jì)劃的制訂和實(shí)施[5]。運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的自由基通過攻擊免疫細(xì)胞膜等途徑造成免疫損傷,是運(yùn)動(dòng)性免疫抑制發(fā)生的重要機(jī)制之一,而富氫水已被證實(shí)可有效抗氧化。那么,它對(duì)運(yùn)動(dòng)機(jī)體免疫機(jī)能有無影響？效果如何？本文以青少年女子足球運(yùn)動(dòng)員為研究對(duì)象,通過分析大負(fù)荷訓(xùn)練期白細(xì)胞(WBC)、血清免疫球蛋白(IgA、IgG、IgM)、補(bǔ)體(C3、C4)等免疫指標(biāo),探討富氫水對(duì)運(yùn)動(dòng)機(jī)體免疫機(jī)能的影響及機(jī)制,豐富其在運(yùn)動(dòng)實(shí)踐領(lǐng)域的研究?jī)?nèi)容。

1 研究對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

蘇州市體育運(yùn)動(dòng)學(xué)校女子足球運(yùn)動(dòng)員38名,年齡11～14歲,均身體健康,且近期未患病或服用任何可能影響到本研究相關(guān)檢測(cè)指標(biāo)的藥物。參照年齡隨機(jī)分為實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組。

1.2 研究方法

1.2.1 富氫水直飲機(jī)的安裝和使用方法

由蘇州市新誠氏健康管理有限公司負(fù)責(zé)設(shè)備安裝,并講授使用方法,使隊(duì)員迅速熟悉。

本實(shí)驗(yàn)選在女子足球隊(duì)冬訓(xùn)期進(jìn)行,時(shí)間為2016年11月1日—2017年1月2日,全程2個(gè)月,2組每天分別自由飲用富氫水和日常飲用水(即保持原生活習(xí)慣)。由專人負(fù)責(zé)監(jiān)督。

1.2.2 樣品采集方法

受試隊(duì)員分別于11月、12月、1月的月訓(xùn)練計(jì)劃開始各采集血樣一次(晨起安靜空腹?fàn)顟B(tài)下,采血前一天休息調(diào)整):無菌抽取肘靜脈血2 mL,取少量至抗凝管中作血常規(guī)測(cè)試,其余自然凝固后離心取血清。

1.2.3 檢測(cè)指標(biāo)及方法

白細(xì)胞(WBC)使用邁瑞B(yǎng)C-2800全自動(dòng)血液細(xì)胞分析儀測(cè)定;血清免疫球蛋白A(IgA)、免疫球蛋白G(IgG)、免疫球蛋白M(IgM)、補(bǔ)體C3和C4使用邁瑞B(yǎng)S-480全自動(dòng)生化分析儀測(cè)定。以上試劑盒均由深圳邁瑞生物醫(yī)療電子股份有限公司提供。

1.2.4 數(shù)理統(tǒng)計(jì)法

采用Spss Statistics V17.0軟件包完成統(tǒng)計(jì)學(xué)處理。各指標(biāo)的測(cè)定值均以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差” 表示,組內(nèi)比較釆用配對(duì)t檢驗(yàn),組間比較用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)。差異顯著性水平取P<0.05。

2 結(jié)果

運(yùn)動(dòng)員白細(xì)胞、免疫球蛋白、補(bǔ)體的變化情況如表1所示。

表1 運(yùn)動(dòng)員WBC、血清Ig、C3、C4變化比較

2個(gè)月期間除IgA外,對(duì)照組運(yùn)動(dòng)員各免疫指標(biāo)均持續(xù)性下降。與11月相比,12月的IgG、IgM、C3、C4均出現(xiàn)顯著降低(P<0.05),WBC也有下降趨勢(shì)(P>0.05);與12月相比,1月的IgG、IgM、C3、WBC繼續(xù)顯著降低(P<0.05),C4降低不明顯。

實(shí)驗(yàn)組運(yùn)動(dòng)員大部分免疫指標(biāo)在12月變化不大(P>0.05),而在1月出現(xiàn)顯著下降(P<0.05),但幅度不大。與11月相比,12月的IgM顯著下降(P<0.05),C3提高明顯(P<0.05),其余指標(biāo)均變化不大。與12月相比,1月的IgM、WBC變化不大,其余指標(biāo)均有明顯下降(P<0.05)。

與其他指標(biāo)相比,運(yùn)動(dòng)員IgA的變化表現(xiàn)出不同的特點(diǎn):2組運(yùn)動(dòng)員12月均顯著提高(P<0.05),而1月轉(zhuǎn)向下降,即先升后降;1月時(shí),對(duì)照組IgA顯著降低(P<0.05)至11月水平,而實(shí)驗(yàn)組雖然較12月也有所下降(P>0.05),但仍顯著高于11月水平(P<0.05)。

3 討論與分析

3.1 富氫水對(duì)運(yùn)動(dòng)員白細(xì)胞、血清免疫球蛋白及補(bǔ)體的影響

白細(xì)胞、免疫球蛋白和補(bǔ)體均是參與機(jī)體免疫應(yīng)答的重要組分。白細(xì)胞有吞噬作用,即非特性免疫功能,此外,還有特異免疫功能。測(cè)定Ig是檢查體液免疫功能的常用方法,其可特異性結(jié)合或識(shí)別病原體,刺激其他免疫細(xì)胞的分化、活化。補(bǔ)體既參與非特性防御反應(yīng),也參與特異性免疫應(yīng)答,其功能有兩大方面[6]:第一,在細(xì)胞表面激活并形成膜攻擊復(fù)合物,介導(dǎo)溶細(xì)胞效應(yīng);第二,補(bǔ)體激活過程中所產(chǎn)生的一系列蛋白水解活性片段能介導(dǎo)諸多生物學(xué)效應(yīng),如調(diào)理作用、炎癥反應(yīng)、清除免疫復(fù)合物、免疫調(diào)節(jié)作用等。運(yùn)動(dòng)免疫學(xué)領(lǐng)域?qū)σ陨现笜?biāo)進(jìn)行了研究。

WBC一般處于臨床正常范圍,但在高強(qiáng)度、大運(yùn)動(dòng)量訓(xùn)練期可出現(xiàn)明顯下降[7]。本文的研究結(jié)果與之一致:隨著冬訓(xùn)的進(jìn)行,對(duì)照組運(yùn)動(dòng)員WBC在12月時(shí)變化不大(P>0.05),但已有下降趨勢(shì),1月時(shí)出現(xiàn)顯著降低(P<0.05);而實(shí)驗(yàn)組WBC無明顯變化(P>0.05)。這表明富氫水可有效預(yù)防冬訓(xùn)期運(yùn)動(dòng)員WBC的下降,改善運(yùn)動(dòng)機(jī)體的非特異性免疫功能。

Ig受運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的影響較大,中小強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)一般對(duì)其影響不大;長(zhǎng)期大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)可導(dǎo)致其明顯降低[7]。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,冬訓(xùn)期青少年女子足球運(yùn)動(dòng)員Ig發(fā)生了明顯變化。對(duì)照組12月、1月的IgG、IgM連續(xù)下降(P<0.05),IgA先升(P<0.05)后降(降至11月水平)。而實(shí)驗(yàn)組IgG在12月變化不大(P>0.05),1月顯著下降(P<0.05);雖然IgM在12月也有下降(P<0.05),但幅度低于對(duì)照組,且1月與12月無顯著性差異(P>0.05)。同為先升(P<0.05)后降,但實(shí)驗(yàn)組IgA與對(duì)照組表現(xiàn)不同,1月雖然較12月也有所下降(P>0.05),但仍顯著高于11月水平(P<0.05)。這表明富氫水可有效預(yù)防大負(fù)荷訓(xùn)練期運(yùn)動(dòng)員免疫球蛋白的下降,提高運(yùn)動(dòng)機(jī)體體液的免疫功能。

關(guān)于補(bǔ)體系統(tǒng),目前運(yùn)動(dòng)免疫學(xué)領(lǐng)域的報(bào)道還不豐富。本研究發(fā)現(xiàn),對(duì)照組運(yùn)動(dòng)員12月、1月的C3、C4均持續(xù)下降;而實(shí)驗(yàn)組運(yùn)動(dòng)員的C3在12月顯著升高(P<0.05),1月下降,C4值12月、1月與11月均無顯著差異(P>0.05)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,富氫水可顯著預(yù)防冬訓(xùn)期運(yùn)動(dòng)員C3、C4的下降,加強(qiáng)運(yùn)動(dòng)機(jī)體補(bǔ)體系統(tǒng)的功能。

3.2 富氫水改善運(yùn)動(dòng)員免疫功能的可能機(jī)制

運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的過多自由基可通過攻擊機(jī)體免疫細(xì)胞膜等途徑造成免疫損傷,而富氫水有顯著的抗氧化作用,這對(duì)運(yùn)動(dòng)性免疫抑制有重要的預(yù)防作用。

另外,富氫水對(duì)消除運(yùn)動(dòng)性疲勞,改善和提高運(yùn)動(dòng)員機(jī)能狀態(tài)與自身調(diào)節(jié)能力均有積極意義。李晨[3]實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),富氫水既可提高足球裁判員血液基礎(chǔ)pH,也可明顯提高其力竭運(yùn)動(dòng)后的pH。李愛春[4]報(bào)道富氫水可顯著延長(zhǎng)運(yùn)動(dòng)至力竭的持續(xù)時(shí)間,對(duì)骨骼肌運(yùn)動(dòng)性氧化應(yīng)激損傷具有顯著保護(hù)作用。過量的自由基會(huì)引起體內(nèi)脂質(zhì)過氧化水平升高,造成細(xì)胞膜、線粒體膜損傷,影響氧運(yùn)轉(zhuǎn)和微循環(huán)的灌注,阻礙ATP的產(chǎn)生過程,進(jìn)而導(dǎo)致肌纖維收縮的能量供應(yīng)受阻,產(chǎn)生疲勞。富氫水對(duì)運(yùn)動(dòng)機(jī)體所產(chǎn)生的一系列效應(yīng)和作用可能影響到神經(jīng)—內(nèi)分泌—免疫(NEI)網(wǎng)絡(luò),延緩或避免過度運(yùn)動(dòng)引起的機(jī)體NEI網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)功能紊亂。

運(yùn)動(dòng)性免疫抑制的發(fā)生還與細(xì)胞凋亡、免疫抑制因子和免疫抑制細(xì)胞的激活等有關(guān)[8],富氫水在這些方面是否也有影響和調(diào)節(jié)作用,有待進(jìn)一步研究。

4 小結(jié)

富氫水可有效預(yù)防大負(fù)荷訓(xùn)練期青少年女子足球運(yùn)動(dòng)員白細(xì)胞(WBC)、血清免疫球蛋白(IgA、IgG、IgM)、補(bǔ)體(C3、C4)等免疫指標(biāo)的下降,改善運(yùn)動(dòng)機(jī)體的非特異性免疫、體液免疫和補(bǔ)體系統(tǒng)的功能。其機(jī)制可能與富氫水有效的抗氧化性減輕了自由基對(duì)免疫細(xì)胞的損傷及其所產(chǎn)生的一系列效應(yīng)和作用對(duì)機(jī)體神經(jīng)—內(nèi)分泌—免疫(NEI)網(wǎng)絡(luò)的影響有關(guān)。