模拟高住低练对青少年拳击运动员免疫指标的影响

王雅一，李文建，高钰琪，刘福玉

基于知识图谱的研究，目前国内外高原训练的研究热点主要集中在运动项目的训练方法或是不同高原训练模式的探索（沈惠 等，2016）。而针对青少年高原训练的运动项目主要集中在长跑和游泳，监测数据多为心脏功能和肺通气方面的研究（范越，2017；宋小波 等，2017a；王迪 等，2015）。青少年运动员特有的生理因素（骨骼弹性大、硬度小、肌肉水分多、能量流失快储备差、心血管功能和心脏能力较弱），决定了青少年运动员进行高原训练的可行性说法不一（徐婷，2017）。Son 等（2012）发现由于代谢变化和应激反应，青少年对于有氧和厌氧环境的运动反应与成人不同，特别是高原缺氧暴露，认为青少年进行高原训练不适宜。但宋小波（2014b）认为，青少年运动员身体机能及器官功能处于快速的生长发育阶段，而高原低氧暴露不会影响青少年运动员的心脏功能，可进行高原训练。黄旭（2014）研究了青少年长跑运动员高原训练，发现高原环境可有效提高运动员的血红蛋白含量、肺活量等生理指标，提高比赛成绩，高原训练模式可有效减少训练量，提高运动员训练的情绪，减少运动性伤病的发生，保证运动员系统参加训练，有助于整个运动生涯的持续发展。目前对于青少年运动员高原训练的可行性意见不一，缺乏直观的机能指标支持，免疫指标也是衡量青少年运动员是否适宜参加高原训练的必要指标之一，但目前关于高原训练对青少年运动员免疫指标的研究较少。为此，本文通过模拟高原环境对青少年拳击运动员免疫指标的研究，认为青少年运动员可进行高原训练同时也可在非耐力项目进行拓展，通过军用低压低氧舱对青少年拳击运动员进行高住低练训练，收集免疫相关指标，区别常压低氧训练对免疫指标影响。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

男子青少年拳击运动员16名，一级9人（全国青年锦标赛前3名），二级7人（全国青年锦标赛前5名或省、自治区、直辖市拳击比赛前3名）。对象纳入标准：1）近1年未在高原或亚高原环境进行训练；2）医学体检无心肺功能异常和疾病指征（血脂、粘稠度、尿酸、主要脏器功能无异常）；3）低压低氧预实验：入舱（2 000～3 000 m）内活动2～3 h未见高原反应。对象排除标准：1）排除出现头痛、耳鸣、眩晕者；2）排除呼吸困难、精力不集中、判断能力下降者；3）排除恶心、呕吐、腹痛等胃肠系统症状者。所有研究对象均签订知情同意书，已通过学校伦理委员会审批。受试者资料详见表1。

1.2 研究方法

1.2.1 训练及测试安排

男子青少年拳击运动员16名，采用数字随机分组方法，分为实验组（高住低练HILO组，n=1，3，5，7…）和对照组（低住低练LOLO组，n=2，4，6，8…），组间年龄、身高、体重和训练年限无显著差异（P＞0.05）。实验周期为5周（35天），其中HILO-5周为出舱后1周。实验睡眠地点位于重庆市第三军医大学高压氧舱，训练地点位于重庆市运动技术学院，对照组LOLO-1～5周白天正常训练，晚上常压常氧环境睡眠（海拔300 m）。实验组HILO-1～4周白天正常训练，晚上在第三军医大学低压氧舱睡眠（海拔2 000 m），睡眠时间10 h。两组训练时间上午9:00～11:30、下午15:00～17:30，2次/日，训练强度通过心率严格控制130～145次/min（佩戴心率表，心率过小或过大，通过增加或是降低训练强度来调整）。

表1 受试者基本资料Table 1 Basic Information of the Subjects

本研究测试指标有血常规（白细胞、中性粒细胞、淋巴细胞、单核细胞）、T淋巴细胞亚群（CD3+、CD4+、CD8+）和血清免疫球蛋白（IgA、IgG、IgM）等指标。中性粒细胞（NE）可吞噬和消灭细菌等异物，发挥重要的第一线防御作用，是非特异性免疫的指标之一。淋巴细胞（lymphocyte，LY）是白细胞的一种，占WBC计数百分比约为20%～40%。在淋巴细胞中占相当比例的T总淋巴细胞（CD3+），根据其表面标志和功能特征，可分为CD4+和CD8+两个细胞亚群。CD4+是免疫反应的中心细胞，主要分泌细胞因子而参与对肿瘤、病毒和细菌等病原体的免疫。CD8+为效应细胞，可直接作为效应细胞特异地杀伤被病原体感染的靶细胞，具有免疫抑制作用。而免疫球蛋白（immunoglobulin，Ig）指具有抗体活性的动物蛋白，是由B淋巴细胞分泌的一类具有抗体活性或化学结构上与抗体相似的球蛋白（刘莉 等，2003；肖军 等，2017；赵永才 等，2012）。采集时间为第1、8、15、22、29日7：00，由医务人员用真空EDTA 管抽取空腹肘静脉血3 ml和2 ml，送至西南医院检验科测定。

1.2.2 测试仪器

高原训练低压舱（贵州风雷航空军械有限责任公司，DYC-2003-Ⅱ型，图1），由第三军医大学提供，低压氧舱模拟海拔为2 000 m，温度、湿度同室外。免疫指标测试：由西南医院检验科提供，采用Beckman Coulter XL-MCL流式细胞仪测定WBC计数、LY%、NE、T淋巴细胞亚群和血清免疫球蛋白IgA、IgG、IgM。

图1 高原训练低压舱Figure l. Low Pressure Cabin for Altitude Training

1.2.3 训练计划

男子青少年拳击运动员训练计划如表2所示。

表2 男子拳击运动员周训练计划Table 2 Men’s Boxing Weekly Training Program

1.2.4 统计学分析

用统计软件SPSS 19.0进行数据处理，采用单因素方差分析比较组间不同时间点差异，独立样本t检验比较组内相同时间点差异，显著水平P=0.05。

2 研究结果

2.1 白细胞、中性粒细胞、淋巴细胞、单核细胞的变化

实验组WBC计数组内比较在HILO-1 周降低，HILO-2、4周呈上升趋势，组间、组内对照均无统计学意义（P＞0.05）。淋巴细胞数量（LY%）组内对比HILO-1、2、3周均为下降趋势，HILO-4周组内对照升高13.52%（P＜0.05），组间对比无统计学意义（P＞0.05）。中性粒细胞（NE）整体处于上升趋势，HILO-4周组内对比上升了22.99%（P＜0.01），HILO-4周组间对比上升18.06%（P＜0.05）。单核细胞在HILO-1、3周组间对比呈上升趋势，但均无统计学意义（P＞0.05，表3）。

表3 WBC、LY、NE、MONO变化情况Table 3 Changes of WBC， LY， NE， MONO

2.2 淋巴T细胞及其亚群的影响

T总（CD3+）实验组组内对比发现HILO-1、2、3周均呈下降趋势，HILO-3周组内对比下降了20.37%，组间对比下降了16.89%（P＜0.05），但T总在HILO-4周组间对比升高了22.11%（P＜0.01），组内对比升高了13.78%（P＜0.05）。CD4+整体呈上升趋势，HILO-3 周组内对比上升24.76%，组间对比上升19.43%（P＜0.01），HILO-4 周组内对比升高了27.03%，组间对比升高了22.32%（P＜0.01）。CD8+在HILO-2、4周为上升趋势，而在HILO-1、3、5周为下降趋势，呈交替式变化，HILO-5周组间对比下降了53.99%（P＜0.01），组内对比53.15%（P＜0.01）。CD4+/CD8+在HILO-3周组间、组内比较均上升了18.27%（P＜0.05），HILO-4周组间比较上升了14.55%（P＜0.05），组内比较上升了21.15%（P＜0.01），HILO-5周组内对比上升了129.41%，组间对比上升了116.66%（P＜0.01，表4）。

表4 淋巴T细胞及亚群的变化情况Table 4 Changes of Lymphocytes and Subgroups

2.3 IgA、IgG、IgM的变化

血清免疫球蛋白IgA、IgG、IgM不同时间点组间对比在HILO-1 周均出现下降趋势，但无显著性变化。IgA在HILO-3周出现上升趋势，IgG在HILO-2、3周呈上升趋势，IgM在HILO-4周呈上升趋势，组间、组内对比均不具有显著性差异（P＞0.05）。IgA、IgG在HILO-5周组间对比出现下降趋势，而IgM呈上升状态但无显著性差异（P＞0.05，表5）。

表5 免疫球蛋白IgA、IgG、IgM的变化Table 5 Changes of IgA， IgG and IgM of Immunoglobulins

3 讨论

3.1 低压低氧舱对青少年拳击运动员免疫细胞的影响

正常成人血液中的白细胞数目为（4.0～10.0）×109/L，白细胞数量直接反映人体的免疫情况。针对高原训练对白细胞影响的研究，唐斌（2015）认为，高原低氧影响免疫功能激活补体，造成免疫损伤，重复急性低氧应激停止后，免疫反应相对得到恢复。Pedersen 等（2002）发现，在运动和低氧过程中淋巴细胞补充进入血液，低氧环境中运动导致白细胞分类改变，导致神经内分泌因素重新调节。本研究发现，白细胞（WBC）在HILO-1周下降，HILO-2、3、4周升高，但均在正常范围内波动，这与童博（2016）高原训练期间WBC值无论男性、还是女性少年运动员均有所增加，均在正常的范围内结果一致，说明低压缺氧环境促使运动员提高免疫能力以便适应高原训练。但与杨清源（2018）研究拳击运动员赛前3周高原训练，下高原后与高原第20天相比白细胞数量持续下降结果不同，分析原因认为与本实验训练强度以及海拔高度的差异造成了结果不同。郑慧芳等（2006）对国内外高原训练资料总结后认为，在2 500 m海拔左右进行4周的高原训练，可增强机体的免疫功能，从而提高运动能力，而急性暴露后白细胞总数的增加，是机体的一种应激反应，随着高住低训时间的延长，白细胞总数转而下降，对机体免疫功能产生不利影响，可能与实验采用的海拔过高和运动强度过大以及实验对象的差异有关。

研究认为，不同运动形式对T淋巴细胞及其亚群的功能影响不同，急性运动强度越大，训练时间越长，对T细胞的抑制就越强，恢复速度就越慢（刘莉，2003）2635。于涛等（2016）发现亚高原训练后女子举重运动员的白细胞水平，以及中性粒细胞百分比和淋巴细胞百分比的变化并不显著。而孟志军（2014）914进行4周海拔 1 900～2 600 m交替训练对世居高原女子长跑运动员的免疫机能研究，交替训练1周后发现白细胞、淋巴细胞和单核细胞数量下降，中性粒细胞、嗜酸性粒细胞和嗜碱性粒细胞的数量和百分比都呈下降趋势，但无统计学意义。以上研究均与本实验研究结果不一致，实验组淋巴细胞数（LY）前3周均为下降趋势，到HILO-4周升高，HILO-5周恢复。中性粒细胞（NE）在HILO-4周上升，而单核细胞数也呈上升趋势。分析认为，急性暴露于低氧环境可以引起中性粒细胞与淋巴细胞数量的升高，而低氧暴露4 h后，中性粒细胞数量明显增加，淋巴细胞数量却有所降低，表明暴露于低氧环境的方式和持续时间不同，对细胞数量的影响不同（孟志军，2014）914-915。这也与低氧低压环境因子，引起自主神经系统和内分泌系统的功能改变相关（Mazzeo et al.，2005），当然运动也可引起吞噬细胞的过氧化损伤，这也是导致中性粒细胞凋亡、甚至死亡，淋巴细胞 DNA 损伤引起的细胞免疫功能降低的主要原因（Dong et al.，2011）。

3.2 低压低氧舱对青少年拳击运动员淋巴T细胞及亚群的影响

T淋巴细胞是机体免疫系统内功能最重要的一大细胞群，维持着机体正常的免疫功能，当不同淋巴细胞亚群的数量和功能发生异常时，就可导致机体免疫紊乱并发生一系列的病理变化。成熟的T淋巴细胞表面均可表达CD3+分子，T淋巴细胞分为CD4+和CD8+两个亚群，检测T淋巴细胞亚群是观察机体细胞免疫水平的重要方法。国内高原训练对T淋巴细胞亚群的研究非常丰富，例如常芸等（2002）对国家短道速滑亚高原训练研究显示，第1次亚高原训练1周后CD3+下降，没有达到显著性水平，3周后达到显著性水平，第3次亚高原训练2周后CD3+也没有发生显著变化。王恬等（2006）研究发现，低氧后女子赛艇运动员CD4+、CD8+在第1周有增高趋势，但无显著性差异，在第5周及恢复期又呈上升趋势，并出现显著性差异，同时作者认为，适度运动可明显提高CD3+细胞数量，使CD4+细胞百分比迅速上升，表明适度运动具有显著促进正向免疫调节的作用。张勇等（2005）研究了模拟海拔2 500 m对自行车运动员免疫功能的影响，发现CD4+/CD8+比值也显著下降，提示机体的免疫功能出现下降趋势。而本次研究同样发现，CD3+在HILO-1、2、3周呈下降趋势，HILO-4周后上升，HILO-5周恢复。CD4+在HILO-3、4周显著上升，HILO-5周恢复。CD8+呈交替式变化，CD4+/CD8+在HILO-3、4、5周均显著上升，表明运动员的免疫机能在适宜的低氧刺激和适宜的训练强度的双重刺激下，免疫系统的下降并不明显，并且恢复较快，从而提高运动员体内免疫细胞的活性，促使机体的免疫功能增强。也可以分析认为机体对运动负荷逐步适应，处于应激过程的反休克相，各种降低T淋巴细胞活性的应激激素释放量减少，免疫抑制程度减轻，T 淋巴细胞活性恢复速度逐渐加快（谢红 等，2002）。

3.3 低压低氧舱对青少年拳击运动员IgA、IgG、IgM的影响

免疫球蛋白是一类重要的免疫效应分子，由高等动物免疫系统淋巴细胞产生的蛋白质，经抗原的诱导可以转化为抗体，IgM是抗原刺激诱导体液免疫应答中最先产生的Ig，由于IgM具有较高的结合价，所以是高效能的抗生物抗体，IgM在机体的早期防御中起着重要的作用。甘春龙等（2014）针对不同海拔高原训练对亚高原地区青少年运动员免疫机能的研究发现，1 890 m组运动员训练前后不同时间点的IgA、IgM和IgG无显著差异，2 700 m组IgA无变化，IgM和IgG呈下降趋势，组间无差异。而本研究发现，青少年拳击运动员IgA、IgG、IgM在HILO-1周均出现下降趋势，IgA在HILO-3周上升、HILO-5周下降，IgG在HILO-2、3周上升、HILO-5周下降，IgM在HILO-4周上升。造成免疫球蛋白无显著性变化的原因分析认为，运动中B细胞的变化不及T细胞明显，在运动期间B细胞有可能明显增加，之后就会降低至基础水平（Steppich et al.，2000）。傅涛等（2017）发现，力竭运动应激对T细胞功能影响较大，主要是通过降低T细胞体外活化的反应来实现的，而对B细胞功能影响较小，因此，低压低氧环境对青少年运动员的免疫球蛋白的影响敏感指数较低。

此次针对青少年拳击运动员的高住低练免疫指标的研究，验证了青少年可耐受海拔2 000 m的高原训练，同时也证明适用于非耐力项目，丰富了国内青少年高原训练免疫指标的研究。但本实验受经费以及低压氧舱住宿人数的限制，导致样本量较小，免疫指标的个体差异性提示对这一指标仍需进行深入研究。

4 结论

低压低氧舱对青少年拳击运动员进行4周的高住低练，免疫指标未出现异常反应，CD8+对于低压低氧双刺激较为敏感，可以作为监控免疫的指标之一。