优秀游泳运动员冬训期生化指标变化和URTI的免疫应答的监控研究

Research on Change of Biochemical Indicators and

Monitoring of URTI Immune Response of Elite

Swimmers during Winter Training Period

魏　琦

Wei Qi



优秀游泳运动员冬训期生化指标变化和URTI的免疫应答的监控研究

Research on Change of Biochemical Indicators and

Monitoring of URTI Immune Response of Elite

Swimmers during Winter Training Period

魏琦

作者单位：湖北省体育科学研究所, 湖北 武汉430205

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

近年来，我国在游泳项目上的成绩显著提高，得益于生化指标监控身体机能等科学化手段的不断发展。游泳是传统的体能类项目，运动员要经过长期大负荷的训练，在实践中发现，一些游泳运动员在冬训期时常感染上呼吸道感染(Upper Respiratory Tract Infection，URTI)疾病，严重影响训练效果。国内外运动免疫的研究总结发现一般长时间大强度的运动训练可导致运动性免疫抑制[1,2]，运动员在冬季耐力训练和比赛后URTI易感率上升[3,14]。由于机体免疫系统对训练的应答反应受到多重因素的影响，包括运动强度、运动持续时间和运动频率等[1]，本研究目的是通过监控冬训期间的优秀游泳运动员生化指标和免疫指标的变化，以及上呼吸道感染情况的监控，探究训练期内运动员免疫功能对URTI应答反应影响的可能机制。

1研究对象与方法

1.1　研究对象

湖北省游泳队2014年冬训备战期的男运动员9名，其中3 名为一级运动员, 5 名为二级运动员，女运动员14名，其中3名为国家健将级,11名为一级运动员，其他基本情况见表1。

1.2　测试指标及方法

1.2.1生化指标的测定

分别于冬训前、训练四周、八周和冬训后取训练结束后次日晨基础状态下静脉血, 测定血清肌酸激酶(CK) 、血尿素(BU) ，血清睾酮(T) 、肌酐(Cr)，血常规等指标。

1.2.2淋巴细胞亚群的测定

采用双染色免疫荧光法和贝克曼公司FSC500流式细胞仪(美国)检测CD4+、CD8+和CD3+。取抗凝血100μl，分别加入CD4-FITC/CD8-PE双色试剂盒(PN:IM0747U)，Mouse IgG1-FITC(PN:6602928)和Mouse IgG1-PE(PN:6602884)为阴性对照各20μl, 避光室温孵育30 min,去上清。上机器检测前, 使用红细胞裂解液OptiLyse C(PN: A11895 )破坏红细胞后上机检测。

1.2.3上呼吸道感染调查

上呼吸道感染诊断参照国家卫计委行业标准(2014)。

1.3　数据统计

所有数据经SPSS15.0统计软件包进行统计学处理，数据以“平均数±标准差”，采用Paired Samples t检验, 显著性水平为P<0. 05。

2结果

2.1　游泳运动员Hb、BU、血清CK 、T及Cr的测试结果

由表1 可见, 与冬训前相比, 男运动员冬训大负荷训练四周后Hb 值下降(P<0. 05) , 训练八周后上升 (P<0. 05)。 BU与血清CK 值冬训四周显著升高(P<0. 05，P<0. 01)， 然后逐渐下降，均无显著性差异。血清T值冬训四周显著升高(P<0. 01)，冬训八周后下降(P<0. 05)，而Cr在冬训期间都在正常范围内波动变化，无显著性差异。

女运动员冬训大负荷训练后Hb 值逐渐下降, 训练八周后下降到最低值(P<0. 05)。 BU冬训期间波动变化，训练八周后上升到最高值(P<0. 05)。血清CK 值冬训期间波动变化均无显著性差异。血清T值冬训期间逐渐下降，冬训八周后显著下降(P<0. 05)，冬训后逐步回升，低于冬训前但无显著性差异。而Cr在冬训期间都在正常范围内波动变化，无显著性差异。

表2　本研究游泳运动员Hb、BUN、血清CK 、T及Cr的变化

* P<0. 05, 与冬训前比较, P<0. 05, as compared with that in pre-traning .

2.2　游泳运动员训练期间免疫指标的测试结果

由表2可见, 与冬训前相比, 男运动员冬训大负荷训练四周后CD4+细胞比例以及CD4+/ CD8+比值均显著下降(P<0. 05、P<0. 01)，而WBC升高，CD8+细胞比例下降，均无显著性差异(P> 0. 05)。冬训八周后CD3+、CD4+、CD8+细胞比例以及CD4+/ CD8+比值均显著下降(P<0. 01、P<0. 01、P<0. 05、P<0. 01)，WBC升高无显著性差异。冬训后CD3+、CD4+、CD8+细胞比例均显著下降(P<0. 05) ，WBC下降但无显著性差异。

与冬训前相比，女运动员冬训大负荷训练四周后CD4+/ CD8+比值显著下降(P<0. 05)，而WBC和CD8+细胞比例下降均无显著性差异(P> 0. 05)。冬训八周后CD3+、CD4+、CD8+细胞比例均显著下降(P<0. 01、P<0. 05、P<0. 05)，WBC和CD4+/ CD8+比值上升无显著性差异(P> 0. 05)。冬训后CD3+、CD4+、CD8+细胞比例以及CD4+/ CD8+比值，WBC均有所下降，但均无显著性差异。

表2　训练期间WBC、CD3+、CD4+、CD8+、CD4+/ CD8+变化表

* P<0. 05, 与冬训前比较；P<0. 05, as compared with that in pre-traning .

2.3　游泳运动员训练期间URTI感染率

男女游泳运动员冬训期间URTI的感染率分别为2.4±0.76次、1.37±0.65次。

3讨论

3.1　游泳运动员基本生化指标评价

血红蛋白Hb是评价氧转运的主要指标，受运动负荷、营养、生理、休息等因素的影响，反映力量型运动员对负荷的适应、营养及身体机能水平等。林丽雅等人研究游泳运动员赛前大强度训练发现Hb 浓度降低是大强度训练的早期反应，训练适应后，Hb 浓度回升[4]，李超奇等人研究河南省省队游泳运动员也发现运动强度高的训练，运动员没有适应而致使血红蛋白破坏速度超过生成速度导致下降，但达到训练末期都能回升，说明身体对训练强度适应。这是机能改善和运动能力提高的表现[5]。Boyadjiev 等对长期连续大强度训练游泳等少年运动员进行测试，结果发现长时间连续大负荷运动训练可造成运动性贫血, 运动员应当科学地调整训练负荷，注意休息，合理营养，积极促进血红蛋白的恢复[6]。本研究训练中运动员与冬训前相比，大负荷训练四周后男女运动员Hb 值下降，说明训练初期运动员对训练强度的刺激有反应，但男运动员训练八周后上升，虽然没有恢复到训练前的水平，但是并无明显差异，说明冬训期的训练适应，机能状态良好时，Hb 的浓度又回升。而女运动员继续下降，可能与生理周期、营养调控等多种原因有关。

运动中血尿素BU和CK都是评定机体对训练负荷反应敏感指标。BU与训练负荷大小相关，目前的研究表明负荷量越大或机体适应性越差时，BU的升高就越明显，恢复也越慢。CK与训练强度相关，同时也反映运动员机体的适应和恢复情况，基础状态下CK 及BUN 水平显著升高, 表明该训练负荷导致运动员肌肉损伤及蛋白质分解增加, 身体机能下降[7]。本研究中男运动员BU先显著升高，然后逐渐下降，而女运动员BU冬训期间波动变化，训练八周后上升到最高。血清CK 值都是波动变化只有男运动员在训练四周后显著升高。这都说明训练初期的负荷量和强度对运动员的机体都产生了不适应，后期身体逐渐适应了训练，再搭配合理的营养补充，指标变化并不明显，说明运动员骨骼肌代谢机能水平较好，对运动强度和负荷量的反应都较适应。

血清睾酮( T)反应运动员身体合成代谢状态的重要指标，长时间大负荷的运动会造成血清睾酮出现增加、不变或下降3 种情况[7]。本研究发现, 男运动员血清T值冬训四周显著升高(P<0. 01)，说明由于训练初期的强度刺激，下丘脑-垂体-睾丸轴的功能已经有所改变，身体产生了应激反应，血清T值升高促进合成，由于训练强度太大，又对血清T的产生有抑制，所以训练八周时血清T值降低。而女运动员血清T值冬训期间波动变化，冬训八周后显著下降。血清睾酮由于受多种体系调控，在训练期内男女运动员受运动训练刺激应激产生的机体激素指标变化有所滞后。

体内肌肉代谢产生的肌酐释放进入血液后，则为血肌酐(Cr)。血肌酐与体内肌肉总量关系密切，基本上不受饮食、高分解代谢等肾外因素影响，与血尿素值共同监测可以反应肾脏的代谢和疲劳状况。本研究中Cr在冬训期间都在正常范围内波动变化，无显著性差异，结合血尿素和血清CK值可以说明训练期内肌肉代谢基本正常。

赛前冬训的目的一是强化训练，而是保证运动员的身体机能调整适应比赛的发挥。常见生化指标的结果显示运动员的身体机能对训练基本适应。

3.2　游泳运动员对URTI的免疫应答

URTI是指发生在上呼吸道的急性感染，位置可以在鼻腔、鼻窦、咽头和喉咙是一组疾病，是最常见的急性呼吸道感染性疾病。Nieman研究发现运动强度和持续时间与URTI的感染率之间有类似“J”曲线的关系[8]，即所谓开窗期，而游泳运动员冬训期间大强度、大量训练会产生运动性免疫功能下降，URTI感染率总是很高[9]，例如Morgado等研究发现训练季过后，游泳运动员的IL-6和TNF-α降低而URTI感染率增加[10]。Ram等发现NK细胞在优秀游泳运动员冬训期间发生改变[11]。因此在冬训期间评价对游泳运动员免疫机能，尤其是监控对URTI的免疫应答，对于保障训练和后续比赛的正常发挥意义重大。

免疫应答系统常见的指标为WBC分类计数和淋巴细胞亚群变化[7,9,12]。研究表明外周血WBC分类计数相对变化稳定，但WBC的升高有可能是生理性的，例如女性的月经周期，酷热或严寒等多种情况，也可能是病理性的，例如急性细菌性感染(感冒)，恶性肿瘤、急性出血等，本研究中WBC的变化也相对稳定，虽然有升高但无显著性差异，升高的原因可能是多方面的。

淋巴细胞亚群是机体免疫反应的重要调节细胞。CD3+是成熟T淋巴细胞的表面抗原标志，分为辅助性T细胞( Th)和抑制性T细胞( Ts) 两类, 其主要表面抗原为CD4+和CD8+[7]。国内外研究表明长时间大强度运动后免疫机能失衡性抑制，会导致淋巴细胞数目减少，CD4+/ CD8+比值下降[1,2]。 在本研究中, 男运动员训练初期CD4+、 CD4+/ CD8+比值显著下降，可能是由于运动员不适应前四周专项有氧训练强度的刺激，身体产生应激炎症反应，CD4+细胞比例显著下降，而CD8+稍微升高所导致的CD4+/ CD8+比值下降，且低于正常参考值(1.5-2.0)，同时WBC也有所上升均提示男运动员机体免疫功能处于薄弱易感染期，对于URTI的应答防御能力降低。到训练中期的无氧能力训练时负荷加大，免疫炎症反应更加激烈，CD3+、CD4+、 CD4+/ CD8+比值继续显著降低，而URTI的感染率也高于女运动员，说明男运动员的免疫机能有一定抑制，在后期调整训练虽有所恢复，但淋巴细胞数目还是明显减少。

女运动员训练初期淋巴细胞数目略有减少，只有CD4+/ CD8+比值下降有显著差异，而到训练中期CD3+、CD4+显著下降，CD8+下降使得CD4+/ CD8+比值升高，说明女运动员较适应初期的有氧训练，无氧训练周期出现了URTI抵抗能力降低，但整体免疫机能优于男运动员，由于淋巴细胞数目的变化是多种因子和多种激素调控，女运动员由于有生理周期变化，考虑激素调节的原因，CD8+数目可能受训练刺激减少，增多或是不变。

3.3　训练期对URTI的免疫应答功能影响的可能机制

冬训期间游泳训练安排一方面是加强负荷刺激，使运动员提高能量代谢能力，一方面是保证身体机能的基本稳定，后续比赛的正常发挥。由于游泳项目冬季训练室内外有温差，URTI的感染率与身体免疫应答功能相关，而免疫应答功能受到训练负荷、强度和时间的影响。

本研究中冬训初期男运动员由于无氧训练强度刺激，CK值显著升高，血清T值升高，对外界URTI病毒或细菌的侵袭产生应答而CD4+数目减少，到冬训中期机体由于训练消耗能量，血清T值下降，合成能力降低，机体免疫细胞CD4+、CD8+数目显著减少，运动负荷对免疫功能产生抑制，对URTI的应答水平下降，到后期血清T值升高，免疫细胞逐渐增殖，对URTI的应答水平有所上升。谢东北等研究发现，Th1细胞对一次性负荷和长期运动负荷刺激都很敏感，6周递增负荷游泳运动过程中，Th1细胞数量下降，同时Th2细胞增多，机体免疫力下降，感染率上升等[13]。与本研究结果基本一致，说明冬训期间男运动员对URTI的免疫应答功能对于无氧训练强度刺激较敏感。

女运动员训练初期血清T值有所降低，淋巴细胞数目变化不大，CD4+/CD8+比值显著降低，说明同样受无氧训练刺激，女队员对URTI的免疫应答不强烈，训练中期训练消耗能量使得血清T值显著降低，CD4+和CD8+都减少，但CD4+/CD8+比值升高，抵抗URTI感染的能力有所提升。可见，冬训期间女运动员更适应训练强度和负荷安排，对URTI的免疫功能的影响较小，免疫力优于男运动员。有研究表明适时补充维生素D有助于提高CD4+/ CD8+比值而提高免疫功能状态，对于降低URTI感染率有良好效果[3]。

本研究结果显示男女游泳运动员经过多年专业化的训练，冬训期间身体生化指标水平变化与训练周期的安排基本一致，说明冬训期间的训练负荷和强度对肌肉、骨骼的代谢影响不大。在游泳大负荷训练期进行URTI免疫机能的监测，及时补充营养物质和增加抵抗力的保养品，提高训练效果, 保护运动员的身体健康, 具有重要的理论和实践意义。

4结论

1.对于游泳运动员冬训期间Hb、BUN、血清CK 、T及Cr等生化指标的变化与训练周期负荷安排基本一致，男女运动员由于训练年限、专业水平、生理周期等原因，反应程度有所不同。

2.监控游泳运动员对URTI的免疫应答指标变化，外周血WBC计数波动变化但不显著，CD3+、CD4+、 CD4+/ CD8+比值持续下降，CD8+有升有降，CD4+/ CD8+比值是反应URTI应答的较敏感指标。

3.冬训期间男运动员对URTI的免疫应答功能对于无氧训练强度刺激较敏感，女运动员更适应训练强度和负荷安排，对URTI免疫应答的影响较小。

参考文献：

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[6]冯连世, 冯美云, 冯炜权. 优秀运动员身体机能评定方法[M].北京：人民体育出版社, 2003.

Wei Qi

摘要：为了解优秀游泳运动员冬训期生化指标变化与对URTI的免疫应答变化的特征, 监测了湖北省游泳运动员冬训期间的部分生化指标和免疫指标。结果显示: 监控游泳运动员冬训期间Hb、BUN、血清CK 、T及Cr等生化指标的变化与训练周期负荷安排基本一致，机体对URTI的免疫应答使外周血WBC计数波动变化，CD3+、CD4+、 CD4+/ CD8+比值持续下降，CD8+有升有降。生化指标结合免疫指标监控冬训，能科学评定身体机能，评价训练安排，保障训练效果。

关键词：游泳；冬训；生化指标；上呼吸道感染；免疫应答

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

作者简介：魏琦(1982-) , 女, 湖北武汉人, 助理研究员, 硕士, 研究方向：运动生物化学。

基金项目：湖北省自然科学基金计划课题(项目编号：ZRY1869)

doi:10.3969/ j.issn.1005-0256.2016.03.014

中图分类号：G861

文献标识码：A

文章编号：1005-0256(2016)03-0033-3