耐力运动对女运动员铁代谢及铁调素的影响

耐力运动对女运动员铁代谢及铁调素的影响

刘君雯1，聂集林2

(1.衡阳师范学院体育系，湖南 衡阳 421002；2.南华大学体育部，湖南 衡阳 421001)

摘要：为探索耐力运动对女运动员铁代谢及铁调素的影响，揭示运动时铁代谢的变化规律，并为防治运动性贫血提供依据和参考，对12名参加2015年衡阳市元旦环城赛跑(全长约6 000 m)的大学女运动员，分别于赛前、赛后即刻、赛后1 d、赛后3 d各取静脉血5 mL，测试血清铁、铁蛋白、Hepcidin和白细胞介素6(IL-6).结果显示，赛后即刻运动员血清铁和IL-6比其他各时间点显著上升(P<0.05)，赛后1 d运动员血清Hepcidin比其他各时间点显著上升(P<0.01).这说明耐力运动对女运动员血清铁、Hepcidin和IL-6产生了即时性影响，建议经常监控女运动员铁代谢相关指标及铁调素水平.

关键词：耐力运动；铁代谢；铁调素；白细胞介素6

文章编号：1007-2985(2015)05-0091-03

收稿日期：2015-04-20

作者简介：刘君雯(1968—)，女，江苏无锡人，衡阳师范学院体育系教授，硕士，主要从事运动人体科学研究.

中图分类号：R87文献标志码：B

DOI:10.3969/j.cnki.jdxb.2015.05.020

研究表明[1]，体育运动尤其是耐力运动会导致运动员铁缺乏甚至出现缺铁性贫血，进而影响运动员的运动能力.有关运动性贫血机制的假说通常有以下几种：(1)运动导致胃肠道缺血，使铁吸收紊乱；(2)运动导致红细胞膜结构异常和变形能力下降，溶血增加；(3)运动导致肾小球滤过膜的通透性加大，出现运动性血尿症.近年研究发现，铁调素(Hepcidin)是调节机体铁代谢的关键因素，它是由肝脏合成并分泌的多肽类物质，生物学功能为抑制肠道铁吸收和抑制单核巨噬细胞系统铁释放[2]，其过量分泌会导致血铁过低及缺铁性贫血.笔者研究了参加耐力运动的女运动员在长跑比赛前后铁代谢相关指标及铁调素的变化，旨在揭示耐力运动对铁代谢及铁调素的影响机制，为防治运动性贫血提供依据和参考.

1　研究对象与方法

1.1 研究对象

以参加2015年衡阳市元旦环城赛跑大学女子组的12名运动员为研究对象，年龄(20.21±0.57)岁，身高(1.61±0.08)m，体重(54.61±3.15)kg，训练年限(3.24±0.92)a.运动员在参赛前1周没有服用过任何影响铁代谢的药物.

1.2 研究方法

1.2.1 运动方案运动员于2015年1月1日上午8:48按照竞赛组规定的路线进行全长约6 000 m的环城赛跑.运动员平均成绩为26 min36.15 s.

1.2.2 取样及样本制备分别于运动员赛前、赛后即刻、赛后1 d、赛后3 d由肘正中静脉各取血5 mL.血样室温自然凝固10～20 min，离心20 min左右(2 000～3 000 r/min)，收集上清，备用.

1.2.3 指标测试血清Hepcidin检测采用酶联免疫法，血清白细胞介素6(IL-6)检测采用放射免疫法，血清铁蛋白检测采用酶联免疫法，血清铁检测采用化学比色法.以上检测试剂盒分别购自上海裕平生物科技有限公司和南京建成生物研究所，各指标具体操作均按试剂盒说明书进行.检测仪器有美国雷杜RT-2100C酶标仪和西安262厂生产的全自动γ免疫计数仪(FJ-2008).

1.3 数据处理方法

2实验结果

2.1各时间点运动员血清Hepcidin的变化

如表1所示，运动员赛后1 d血清Hepcidin水平高于其他各时间点，差异具有统计学意义(P<0.05)；其他各时间点之间差异无统计学意义(P>0.05).

表1　各时间点运动员血清Hepcidin比较( n=12)

注表1—3中，肩标a表示赛前与赛后即刻比较，P<0.05；b表示赛前与赛后1 d比较，P<0.05；c表示赛前与赛后

3 d比较，P<0.05；d表示赛后即刻与赛后1 d比较，P<0.05；e表示赛后即刻与赛后3 d比较，P<0.05；f表示

赛后1 d与赛后3 d比较，P<0.05.

2.2 各时间点运动员血清IL-6的变化

如表2所示，运动员在赛后即刻血清IL-6水平高于其他各时间点，差异具有统计学意义(P<0.05)；其他各时间点之间差异无统计学意义(P>0.05).

表2　各时间点运动员血清IL-6比较( n=12)

2.3 各时间点运动员血清铁及铁蛋白的变化

如表3所示，运动员在赛后即刻血清铁水平高于其他各时间点，差异具有统计学意义(P<0.05)；血清铁蛋白水平在赛后即刻略有上升，但与其他各时间点相比差异无统计学意义(P>0.05).

表3　各时间点运动员血清铁及铁蛋白比较( n=12)

3　讨论

3.1 运动对血清Hepcidin的影响

研究发现，运动员赛后1 d血清Hepcidin水平上升明显(P<0.05)，提示耐力运动可诱导Hepcidin的分泌.不少研究者也有类似结论.Peeling P等[3]观察了8名适度训练的运动员(6男2女)，他们进行60 min的跑步实验，发现运动后3，6，24 h尿Hepcidin水平比运动前和运动完成即刻显著上升 (P≤0.05).Roecker L等[4]观察了14名参加2004年柏林马拉松比赛的女运动员，发现她们的尿Hepcidin在赛后1 d出现显著上升(P=0.003).Hepcidin作为一种抗菌多肽，感染、炎症、损伤以及高铁可诱导它的分泌[5]，以上研究提示运动与感染、炎症一样具有诱导Hepcidin分泌的效果，那么其可能机制是什么？

3.2 运动对血清IL-6的影响

本研究观察到运动员赛后即刻血清IL-6含量高于其他各时间点(P<0.05)，提示运动诱导了IL-6的释放.IL-6是一种细胞因子，在免疫应答、造血调控、急性期反应中起到重要作用，由于它对运动介导机能方面的特殊作用，因此也被称为运动因子.关于运动对IL-6的影响，国内外均有不少报道.刘玉倩等[6]发现长时间大强度运动引发大鼠机体炎症反应加强，血清IL-6的含量显著高于对照组和适度运动组.Adam Steensberg等[7]让6名健康男性以40%Wmax做单腿伸膝运动5 h，结果运动腿释放入血浆中的IL-6含量大量增加，非运动腿IL-6释放量不变.上述研究都提示运动可以诱发循环血中IL-6含量的上升.

IL-6含量的增加则有可能促进Hepcidin的表达，Lee P等[8]的研究提供了证据，他们发现IL-6可显著刺激大鼠Hepcidin的转录.Elizabeta Nemeth等[9]也有相似发现，他们观察到人肝癌细胞中IL-6可以显著诱导hepcidinmRNA合成，而IL-6的中和抗体可以阻断这种诱导，他们还通过人体试验发现静脉滴注IL-6可以显著诱导尿液HepcidinmRNA升高.因此，本研究中血清Hepcidin的上升很可能是因为运动引起了运动员机体的炎症反应，导致IL-6含量升高，从而刺激Hepcidin的分泌.

3.3 运动对血清铁及铁蛋白的影响

血清铁的功能是将铁转运给红细胞，制造血红蛋白，它的下降，会导致贫血.血清铁蛋白主要反映体内贮铁总量与铁的营养状态.以上2项，血清铁反映转运铁，血清铁蛋白反映贮存铁，二者结合，可较好地对缺铁性贫血作出诊断.

本研究发现，运动员赛后即刻血清铁上升明显(P<0.05)，提示耐力运动对运动员铁代谢产生了即时性影响，推测是因为大强度耐力运动导致红细胞溶血增加，铁的利用率下降所致.在Peeling P等[3]的研究中，运动员在60 min跑步实验后即刻也出现血清铁显著上升(P<0.05)，与本研究结果相似.

4　结语

本研究中女运动员血清铁(正常成年女性为9～27 μmol/L)及铁蛋白(正常成年女性为20～200 μg/L)平均水平虽在正常范围内，却是偏低，提示长期耐力训练(运动员平均训练年限超过3 a)有引起女运动员发生缺铁性贫血的可能性，原因可能是耐力运动使机体炎性反应加强，IL-6含量上升，从而诱导Hepcidin的分泌，Hepcidin的增高则直接对铁代谢产生影响，使铁的吸收及贮存铁的释放减少，引起耗铁组织(骨髓)铁缺乏，出现运动性贫血.总之，运动对机体铁代谢的影响受运动强度、运动持续时间、运动密度等因素共同作用，不同运动状态下，机体产生的应急反应会有差异，从而IL-6和Hepcidin的分泌量及持续时间也会不同，对铁代谢就会产生不同的影响；因此，要深入了解运动性贫血的机制，建议长期从不同角度监控运动员铁代谢相关指标及铁调素的变化.

参考文献：

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[3] PEELING P,DAWSON B,GDDDMAN C.Effects of Exercise on Hepcidin Response and Iron Metabolism During Recovery[J].International Journal of Sport Nutrition and Exercise Metabolism,2009,19(6)：583-597.

[4] ROECKER L,MEIER-BUTTERMILCH R,BRECHTEL L,et al.Iron-Regulatory Protein Hepcidin is Increased in Female Athletes After a Marathon[J].European Journal of Applied Physiology,2005,95(5/6):569-571.

[5] 聂集林，刘君雯.运动对铁代谢及铁调素的影响研究[J].现代预防医学，2011，38(3)：444-445.

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[7] ADAM STEENSBERG,GERRIT VAN HALL,TAKUYA OSADA,et al.Production of Interleukin-6 in Contracting Human Skeletal Muscles Can Account for the Exercise-Induced Increase in Plasma Interleukin-6[J].The Journal of Physiology,2000,529(1):237-242.

[8] LEE P,PENG H,GELBART T,et al.Regulation of Hepcidin Transcription by Interleukin-1 and Interleukin-6[J].Proceedings of the National Academy of Sciences(USA),2005,102(6):1 906-1 910.

[9] ELIZABETA NEMETH,SETH RIVERA,VICTORIA GABAYAN,et al.IL-6 Mediates Hypoferremia of Inflammation by Inducing the Synthesis of the Iron Regulatory Hormone Hepcidin[J].Journal of Clinical Investigation,2004,113(9):1 271-1 276.

Effects of Endurance Exercise on Iron Metabolism and

Hepcidin in Female Athletes

LIU Junwen1，NIE Jilin2

(1.College of Athletics and Kinesiology,Hengyang Normal University,Hengyang 421002,Hunan China；

2.School of Physical Education,University of South China,Hengyang 421001,Hunan China)

Abstract:This study aims to reveal the changes of iron metabolism and provide reference for the prevention and treatment of sports anemia by exploring the effects of endurance exercise on iron metabolism and hepcidin in female athletes.5 mL venous blood was taken from 12 collegiate female athletes before,immediately after,1 day after and 3 days after the 6-km round-the-city race of Hengyang in Jan.1,2015.Tests of serum iron,serum ferritin,hepcidin and IL-6 in the blood samples showed that immediately after the race,the levels of serum iron and IL-6 rose significantly (P<0.05) compared with those at the other time points;one day after the race,the serum hepcidin levels in the athletes were significantly greater (P<0.01) than those at the other time points.It can be concluded that the endurance exercise produced transient effects on serum iron,hepcidin and IL-6 in female athletes.Therefore the iron metabolism relative indexes and hepcidin levels in female athletes should be frequently monitored.

Key words:endurance exercise;iron metabolism;hepcidin;interleukin-6 (IL-6)

(责任编辑向阳洁)