营养与运动员免疫健康的新进展

赖晓红 姚嘉为

（广东体育职业技术学院，广东 广州 510663）

运动员的营养状况会影响机体对感染源的易感性和应激反应。研究发现，大约一半的女运动员因为能量供应不足，在重大赛事前患上呼吸道感染（URI）的风险增加了四到八倍。生态免疫学中包含了一种新的运动免疫学范式，该范式考虑了病原体和免疫系统之间有益的耐受性相互作用（“耐受性”是指对微生物的耐受能力）。这一新的理论视角为有针对性的耐受性营养补充剂减轻运动员感染负担的研究提供了一个框架。

1 营养如何影响免疫力和感染

免疫系统清除病毒、细菌和其他病原体的能力被称为“抵抗力”，依赖于身体的充足能量供应。生产免疫球蛋白、细胞因子和急性时相蛋白等蛋白质也需要充足的氨基酸供应。营养不良影响免疫和感染率。可能通过激活下丘脑-垂体-肾上腺轴和增加应激激素来影响免疫力。微量营养素在核苷酸和核酸合成（如铁、锌和镁）以及限制组织损伤的抗氧化剂防御（如维生素C和E）中发挥重要作用。

2 运动员的感染是一个严重的问题。

URI（例如普通感冒）可能只会对普通人群造成不良感受；但是URI和其他感染（例如影响胃肠系统的感染）可能会限制高水平运动员训练和参加重要比赛的能力。在一项对322名奥运选手进行的为期3年的监测研究中，约70%导致“time loss”（完全缺席）训练和比赛；其余的疾病导致“performance restriction”（例如，减少训练量和/或强度）。此外，在高水平运动员中，URI发生率与年训练量呈负相关，即“得病几率越少，运动员正常训练时间就越多”。

人们普遍认为，过度劳累可能会延长持续感染的病程。在病毒感染期间或未完全康复前，过度劳累可能导致严重的并发症，包括肌炎、横纹肌溶解症和肌包炎；后者可能引起急性心律失常，导致猝死。过度劳累和病毒感染（特别是引起URI的病毒）的组合增加了威胁生命的心肌心包炎的可能性。感染期间宿主介导的炎症和免疫紊乱的必然结果可能会改变体温调节和增加运动员发生中暑的风险。显然，呼吸道和胃肠道感染给高水平运动员带来了困扰；严重影响训练和比赛的正常安排，在某些情况下还会导致严重的医疗并发症。

早期运动免疫学理论的核心是：剧烈运动暂时降低免疫力，为URI和其他感染提供了一扇“打开的窗口”。过度运动和长期不良适应（称为“过度训练”）也与神经内分泌调节、免疫力下降和URI增加相关。在长时间剧烈运动后的恢复期，先天免疫力和后天免疫力都会短暂下降，通常幅度在15-70%左右。然而，根据“开窗”理论，这些急性剧烈运动和强化训练引起的免疫力短暂变化是否足以增加URI的易感性，一段时间以来一直存在疑问。

最近的研究证实了高水平运动员感染的主要因素有：季节气候因素（普通感冒和流感季节）；高度心理压力、焦虑和抑郁；睡眠不佳（每晚＜6小时）和长途旅行。而在另一项对高水平越野滑雪者的研究发现，增加训练负荷导致的URI和胃肠道感染发生率的增加相对较小，感染发生率没有变化。心理压力、睡眠障碍和体力消耗都会通过激活下丘脑-垂体-肾上腺轴和交感神经系统来影响免疫力。

3 能量缺乏是否会降低运动员的免疫力并增加感染

关于能量缺乏对运动员健康的影响有很多争论。有学者认为能量供应不足与高水平女运动员疾病症状的增加有关。也有研究证明神经性厌食症对感染有保护作用。影响免疫健康其他因素包括：精神健康不良，心理压力，焦虑和抑郁等。正常成年人在两年的时间里限制25%的卡路里摄入，可导致体重减轻10%，但不会降低体内细胞介导的免疫或对T和B细胞介导的疫苗的抗体反应；对临床感染没有影响，相反适度的热量限制对炎症有益。因此有观点认为在不充足营养的情况下限制饮食有益健康，并延长寿命。研究表明在运动和军人群体中短期严重能量限制（48小时，～90%限制）和长期中度能量限制（8周，～25%限制），免疫力只有细微的和短暂的变化，免疫调节激素皮质醇没有增加。还有研究显示，在完全禁食状态下，循环皮质醇增加，但在不太严重的能量限制期间通常不会增加。总而言之，目前缺乏直接证据来支持这样的观点，即高水平女运动员严重能量缺乏会损害免疫力。

4 营养与运动员免疫健康的理论新视角

Ayres和Schneider使用“抗药性”和“耐受性”概念来更好地理解人类与病原体相互作用。有效耐受的关键是免疫反应的程度：过度旺盛的免疫反应会导致过度的组织损伤，不必要地将能量资源从重要功能分配出去；反之亦然，弱的免疫反应会增加对病原体损伤的易感性。

活性氧在宿主抵御感染中发挥着重要作用，但免疫反应过程中氧化应激增加会导致附带组织损伤，从而增加了感染过程中对抗氧化剂清除的需求。充分的免疫激活需要微生物相关分子模式（MAMPS）和来自受损组织的危险信号的共同刺激。此外，MAMPS及其相关的模式识别受体在肠腺底部的定位限制了与非致病微生物的接触；共同刺激和MAMPS的空间定位共同促进了宿主对驻留在肠道中的互惠细菌的耐受。

这一新的理论视角更清楚地阐明营养的作用，特别是在耐受性方面。当然，缺乏正常免疫功能所需的营养物质会降低免疫抵抗力，增加感染的易感性。营养补充剂-耐受性营养素可能会造成运动员的感染负担，宿主-病原体相互作用中的抗药性和耐受性模型：营养补充剂的价值。左边的深色阴影区域（带实线的箭头）显示了免疫“抵抗力”的经典观点，免疫武器试图通过减少病原体负担来保护宿主，例如通过细胞介导的杀伤和释放活性氧（ROS）。抵抗力弱会导致免疫缺陷，增加感染风险。相反，对病原体过度旺盛的免疫反应会导致组织损伤和从其他重要功能上浪费能量资源。过强的免疫反应与自身免疫和过敏有关。在这个简单的模型中，动态平衡是通过平衡天平的效应器和调节面来实现的。这一经典的免疫稳态模型忽略了与病原体之间重要的耐受性相互作用。“耐受性”的概念，即对微生物的耐受能力，病原体通过显示微生物相关分子模式（MAMPS）和刺激受损组织释放危险信号来影响免疫反应的大小。这种模式的耐受性抑制了防御活动，但将感染控制在非破坏性的水平。该模型还有助于解释为什么具有耐受性作用的营养补充剂可以减轻其他健康运动员的感染负担，使优化抵抗力和耐受性之间维持微妙平衡。

通过这种新视角，可以清楚地看到营养补充剂和运动员免疫健康研究所呈现的迄今为止相当复杂的景象。例如，这个模型有助于解释为什么具有耐受性作用的营养补充剂可以减轻其他健康人群的感染负担。

4.1 免疫抵抗的营养补充剂

根据逻辑，支持营养补充剂提高免疫抵抗力的研究主要来自对免疫力受损的人的研究。在过去25年左右的时间里，运动免疫学家积极研究营养补充剂，以提高运动员的免疫抵抗力。运动免疫学家广泛接受了运动员在高强度训练下免疫力受损的观点，促使人们寻找营养对策。

4.2 耐受性营养补充剂：新的目标

这种模式的耐受性抑制了防御活动，但有效地将感染控制在非破坏性的水平；它还促进了有益的肠道微生物群落的动态平衡调节。通过这个视角，很容易看出为什么涉及具有耐受性的营养补充剂的研究对减轻其他健康运动员的感染负担产生了一些积极的效果。益生菌可能通过影响肠道微生物群落和共同的粘膜免疫系统而产生耐受性；维生素C的抗氧化作用和维生素D的抗炎作用可能提高耐受性，减轻感染期间过度的组织损伤。如前所述，锌含片治疗普通感冒的疗效，虽然主要被认为是减少病原体负担（提高抵抗力），但也归因于锌的抗氧化和抗炎（耐受性）特性。

4.2.1 益生菌

益生菌是一种活的微生物，当定期和适量地给药时，被认为通过调节肠道细菌（微生物区系）和免疫力而对宿主的健康有益。益生菌声称可以提高免疫力和抵抗感染，特别是呼吸道和胃肠道感染，其机制多种多样，然而，到目前为止，这些机制还没有被清楚地阐明。益生菌可以通过加强肠道屏障和与病原体竞争附着到肠道上皮和获得可用的营养来提高免疫抵抗力。益生菌代谢产物（如乳酸）也能抑制肠道内病原体的生长。益生菌被认为对肠道以外的免疫健康有重要的互惠互利作用；这些共生微生物群落和宿主免疫系统之间的相互作用是通过共同的粘膜免疫系统发生的。现在普遍认为益生菌具有重要的抗炎“耐受性”作用，可以维持体内平衡；例如，益生菌可以防止肠道内无害的外来物质引起不必要的炎症反应。

一项针对64名大学运动员的随机安慰剂对照试验报告称，与安慰剂相比，每天服用干酪乳杆菌Shirota益生菌的运动员在为期4个月的冬季训练期内URI的发生率较低；这项研究还报告了益生菌组唾液分泌型免疫球蛋白-A的更好维持。另一项研究的结论是，马拉松跑步者（n=61）在马拉松比赛前每天补充鼠李糖乳杆菌（与安慰剂n=58相比）3个月，会导致比赛后2周内持续时间较短的胃肠道症状（1天比安慰剂2.3天）。最近的一项meta分析显示，益生菌补充剂将URI的发生率降低了大约一半，URI持续时间缩短了大约2天，降低了抗生素处方率，并且只产生了很小的副作用。因此，运动员可能会考虑服用益生菌补充剂，特别是在URI风险增加的时期，例如在出国比赛前几周和比赛期间。

4.2.2 维生素C

维生素C（抗坏血酸）是一种主要的水溶性抗氧化剂，能有效清除细胞内和细胞外液中的活性氧。在白细胞中发现高浓度的维生素C，但在普通感冒期间，当氧化应激增加时，维生素C的水平会急剧下降。因此，补充维生素C通过减轻感染期间过度的组织损伤来提高耐受性是有充分的科学基础的。对于在剧烈运动中经历氧化应激增加的运动员来说，预期降低URI的益处也有很充分的理由。

确定在URI发作后开始补充维生素C是否具有治疗效果因研究之间的方法学差异而变得复杂，一个不确定的领域是，定期服用大剂量维生素C补充剂（每天1微克）是否会削弱对耐力训练的一些适应。一项研究的作者告诫在耐力训练期间不要补充高剂量的抗氧化剂，以避免削弱细胞适应。然而，在营养和运动员免疫健康新视角中，高剂量补充抗氧化剂是否会削弱训练适应受到质疑。由于补充维生素C（0.25-1.0微克/天）便宜、安全，并且可以预防剧烈运动量下的URI症状，运动员应考虑在感染风险较高的时期补充维生素C，例如参加重要比赛的国外旅行期间。

4.2.3 维生素D

198 1年，英国学者R·埃德加·霍普·辛普森（R.Edgar Hope-Simpson）第一个假设呼吸道病毒感染（如流行性流感）具有与太阳辐射密切相关的“季节性刺激”。这种“季节性刺激”的本质仍未被发现，直到依赖阳光的类固醇维生素D的重要免疫调节作用得到充分认识。维生素D的致耐受作用可防止T细胞激活后过度活跃的免疫反应。人们对补充维生素D的好处越来越感兴趣，因为研究报告称，在冬季接受测试的所有运动员和军事人员中，超过一半的人维生素D不足（循环25（OH）D＜50nmol/L），而皮肤阳光中的紫外线B可以忽略不计。有力的证据支持避免维生素D缺乏（循环25（OH）D＜30nmol/L），以保持免疫力，减轻普通人群、运动员和军人的URI负担。最近的一项研究分析报告了口服维生素D补充剂对呼吸道感染的保护作用（优势比0.88）；特别是那些在基线水平缺乏维生素D的人（优势比0.30）和那些每天或每周服用维生素D的人，但在那些接受一剂或多剂大剂量维生素D的人中没有。维生素D充足可以通过夏季安全的阳光曝晒来实现，在维生素D不足的情况下，建议冬季每天补充1000个国际单位的维生素D3。

5 结语

本综述为营养如何影响运动员免疫健康提供了一个新的理论视角。提出了一个从生态免疫学中采用的范例，它包括免疫抵抗力（摧毁微生物的能力）和免疫耐受性（抑制免疫反应并将感染控制在非破坏性水平的能力）。通过这个新的视角，突出了对营养补充剂的关注，这些营养补充剂具有有益的耐受性，可以减轻其他健康运动员的感染负担；包括益生菌、维生素C和维生素D等；还需要进一步的研究来证明耐受性营养补充剂减少运动员感染几率的有效性；不会削弱训练适应，也不会产生其他副作用。在考虑营养补充剂时，运动员必须注重营养补充剂的质量，保证安全和效果。