运动对女性甲基苯丙胺依赖者血清炎症因子的影响
2022-03-10陈艳梅
王 锐,陈艳梅
(西南大学 体育学院,重庆 430060)
1 研究背景
甲基苯丙胺俗称冰毒, 是世界上广泛滥用的一种合成毒品,长期使用会产生精神依赖并且对中枢神经造成毒性[1]。 长期使用甲基苯丙胺对脑产生病理性的改变,例如,通过核磁共振发现甲基苯胺依赖者的杏仁核和海马体的灰质出现显著萎缩[2],另外甲基苯丙胺依赖者通过影像学研究显示出纹状体,眶额皮质中的多巴胺转运体降低[3]。而造成甲基苯丙胺依赖者出现以上神经系统受损的机制,主要有氧化应激,炎症反应和单肽类递质的过度释放等原因[4]。研究发现吸食甲基苯丙胺会导致纹状体内的活性氧(ROS),以及一氧化氮合酶(NOS)的活性升高, 产生强烈的氧化应激导致多巴胺神经元的受损和神经元凋亡[5-6]。 而评判纹状体发生的大量氧化应激和损伤的程度可以通过脂质氧化物MDA 的测量来进行评估[7]。 甲基苯丙胺的吸食不仅会引起脑组织的氧化应激水平升高,使MDA 升高,也会引起身体器官系统性的损伤,导致外周血液MDA 的升高[8]。 在小胶质细胞中,活性氧(ROS)的增加还会引起前炎症因子(肿瘤坏死因子、白细胞介素-6 和白细胞介素-1β)的增加,引起多巴胺神经元的损伤和退化[9]。 紧接着多巴胺神经元的退化,会产生大量的炎症反应[10]。 炎症反应主要表现为小胶质细胞内肿瘤坏死因子、 白细胞介素-6 和白细胞介素-1β的增加[11-12]。 同时肿瘤坏死因子,白细胞介素-6、白细胞介素-1β 水平的升高会激活 NF-κB[13-14]。 最后 NF-κB 的激活,又重新导致肿瘤坏死因子、白细胞介素-6、白细胞介素-1β 和细胞间粘附分子-1 等炎症因子的大量增加,细胞间粘附分子-1 介导白细胞与血管内皮细胞黏附,促进炎症的发生与发展,并且NF-κB 又进一步重新促进氧化应激的加剧, 它们之间相互影响和加剧了炎症,导致机体处于高炎症环境下,对脑部,中枢系统进行攻击,导致精神行为的异常[10]。 精神行为的异常导致焦虑和抑郁,从而又导致甲基苯丙胺依赖者反复吸食毒品(如图1)。 同时脑部区域炎症,氧化应激的产生,也伴随者血脑屏障的开放,导致外周血中炎症因子水平的升高[15]。
图1 甲基苯丙胺氧化应激、炎症代谢通路
通常降低甲基苯丙胺依赖者的氧化应激水平和炎症水平通常有药物治疗和运动干预,有研究证明相比于药物治疗,运动也具有很好的效果降低甲基苯丙胺依赖者的氧化应激和炎症水平[16]。 现阶段许多运动模型被证明可以降低甲基苯丙胺依赖者的氧化应激和炎症水平, 但针对女性的运动模型的研究还不完善。 例如Zhang 等研究者表明,中等强度的有氧运动可以显著降低甲基苯丙胺依赖者血清MDA 水平,并伴随改善认知能力[17]。 王松静等研究者的研究发现,有氧结合抗阻训练可以显著降低甲基苯丙胺戒断者的肿瘤坏死因子, 白细胞介素-6、白细胞介素-1β 的水平,并且上述炎症因子与渴求度成正相关[18]。 目前采用的运动方式都过于单一,多采用单一的有氧运动或抗阻训练, 但在实际运用中对于没有运动习惯的女性戒毒者来说过于乏味,不利于她们坚持,而通过实际发现,形式多变、 具有趣味性的瑜伽和冥想运动更有利于女性戒毒者的坚持。 目前研究表明冥想、体能和瑜伽可以很好地降低人体内的氧化应激和炎症水平, 并且冥想和瑜伽让练习者注意力更集中,改善情绪,提高免疫力,从而降低渴求度[19-20]。 基于上述研究,本文主要探讨冥想、体能和瑜伽对于女性甲基苯丙胺依赖者的氧化应激,炎症水平的改善,从而提高免疫力,帮助戒毒。
2 研究对象与研究方法
2.1 研究对象
根据自愿原则,随机抽选32 名在重庆南岸区女子戒毒所接受强制隔离的女性甲基苯丙胺依赖者将其分为4 组, 为瑜伽组(n=8),冥想组(n=8),体能组(n=8),対照组(n=8),实验全程没有人退出。
具体的纳入标准:1)受试者自愿加入试验;2)没有经历过系统的锻炼,但是能承受一定的运动负荷;3)既往无精神病史,无心脑血管疾病、传染性疾病、造血或内分泌系统疾病、代谢性疾病、运动禁忌症等由于躯体疾病不能参加运动的人员,年龄22~47 岁;4)3 个月内没有过服用过抗炎性药物等。
本研究获得重庆市西南大学医院医学伦理委员会的伦理许可,并按照临床试验伦理要求进行和完成研究。 每位实验对象都签署知情同意书。 并且对研究对象的基本情况采取保密原则,所有的研究数据除了课题组成员以外,不会向外透露。在进行研究的过程中,研究对象如果因为自身原因,随时都可以选择退出研究。
2.2 运动干预实验
进行12 周的瑜伽、冥想运动干预,每周3 次,每次1h(如图2)。 具体瑜伽、冥想、体能干预方案如表1 所示。
表1 瑜伽、冥想、体能训练内容
图2 运动干预图
2.2.1 瑜伽干预
瑜伽方案选取自近些年高校大学生瑜伽课内容, 经过专业瑜伽老师根据戒毒人员的实际情况而编制的串联体式瑜伽,并且每节课由专业的瑜伽老师进行课程指导。 串联体式主要强调各体式之间的流动练习,把呼吸与动作结合起来,动作强度为中等强度。 每节课5min 的呼吸练习 (调息), 然后是45min 的动态连接体式,最后以10min 的结束姿势。
2.2.2 冥想干预
冥想干预由心理专家根据女性甲基苯丙胺依赖者的实际情况定制,并且在练习过程中由专业人员带领一起训练,在训练过程中不强调练习者保持专注力训练, 而是让练习者保持一种放松,呼吸平稳的状态。
2.2.3 体能干预
体能干预方案有体能训练专家根据女性甲基苯丙胺的实际情况定制,在练习过程中由体能训练专家带领训练,整个训练过程以有氧和无氧耐力以及小负荷的自重训练为主, 强度达到中等强度,心率维持在140~160 次/min。
2.3 酶联免疫吸附法
采血与处理: 在运动干预前一天和运动干预结束后一天的清晨8:00 并且空腹抽静脉血2ml,放置无菌试管中,室温静置1h,用离心机4℃,2 500rpm 离心10min,取上层清液保存,放入-80℃冰箱保存。 试剂:上海钰博生物有限公司ELISA 检测盒产品
主要设配:酶标仪(芬兰产);洗板机(芬兰产);离心机;移液器;培养箱(均国产)。
方法:1)将标准品按照说明书稀释成五个梯度,每个梯度的每个孔加样量是50μL。 2)设置空白空,待测样本孔,将样品稀释液40μL 加在酶标包被板上待测样品孔。 然后再加10μL待测样品。 加样尽量不要触及孔壁,轻轻的晃动均匀。 3)封板模封板后放在37℃温育30min。 4)把30 倍浓缩洗涤液用蒸馏水30 倍稀释后备用,揭掉封板模,舍弃液体,然后甩干,每个孔加满洗涤液,静置30s 后弃去,如此重复5 次,最后拍干。 5)将每个孔加酶标试剂50μL,除了空白孔。 6)封板模封板以后30℃放置30min。 7)取掉封板模,弃去液体,然后甩干,每个孔加满洗涤液,静置30s 后弃掉,重复5 次,最后拍干。 8)每个孔加50μL 显色剂A,然后加50μL 显色剂B,最后轻轻的震荡混匀,放置在37℃避光显色10min。 9)每个孔加终止液50μL,最后终止反应。 10)将空白空调为零,用450nm 波长依次序测量每个孔的吸光度,测定要在加终止液后的15min 以内进行。
2.4 数据统计法
用SPSS25.0 对实验数据进行统计分析,对MDA、ICAM-1和IL-1 实验前和实验后的实验数据进行配对样本t 检验进行分析,以及单因素方差分析,实验数据用均数加减标准差值表示(M±S),p<0.05 则是差异具有显著性,p<0.01 则是差异具有极显著性。
3 研究结果
3.1 运动干预前各组受试者血清MDA、ICAM-1、IL-1 水平的组间比较分析
瑜伽组、 冥想组、 体能组和对照组在运动干预前血清中MDA、ICAM-1 和 IL-1 的含量无显著性差异(p>0.05,表 2)。
3.2 运动干预后各组间受试者血清MDA、ICAM-1、IL-1 水平的组间比较分析
冥想组、 体能组和瑜伽组血清中MDA、ICAM-1 和IL-1的含量相比较与对照组在运动干预后具有非常显著性差异(p<0.01),体能组、瑜伽组和冥想组之间在运动干预后血清中MDA、ICAM-1、IL-1 的含量不具有显著性差异(p>0.05,表 3)。
3.3 运动干预前后各组受试者血清MDA、ICAM-1、IL-1 水平的组内比较分析
体能组、 瑜伽组受试者血清中 MDA、ICAM-1、IL-1 的含量在运动干预后与运动干预前发生显著性的降低 (p<0.01);冥想组受试者血清中ICAM-1、IL-1 的含量在运动干预后与运动干预前发生显著性的降低 (p<0.01),MDA 也发生显著性的降低(p<0.05);对照组血清 MDA、ICAM-1、IL-1 的水平未发生显著性变化(p>0.05,表 4、图 3、图 4、图 5)。
表4 实验前后MDA、ICAM-1、IL-1 各组组内比较分析
图3 ICAM-1 实验前后变化
图4 MDA 实验前后变化
图5 IL-1 实验前后变化
4 讨论
甲基苯丙胺依赖者常伴随着较高的氧化应激和炎症水平[21],成瘾程度与一些氧化因子和炎症因子存在一定的相关性。研究表明,运动可以降低氧化应激和炎症水平,并且经常运动有效提高身体的免疫能力, 运动作为免疫细胞的效应物,会影响细胞因子的水平,进而影响免疫系统的功能和稳定性[22]。Zhang 等研究者表明,12 周中等强度的有氧运动显著降低了 65 名甲基苯丙胺依赖者血清 MDA 水平[17]。 MDA 是血清中评判氧化应激水平的重要潜在生物标志物,MDA 的降低标志着被试者体内氧化应激水平的降低。 王松静等研究者的研究发现,6 周的有氧结合抗阻训练可以显著降低甲基苯丙胺戒断者的肿瘤坏死因子, 白细胞介素-6 和白细胞介素-1β 的水平[18]。 以上研究证明了适当的运动或者单一的有氧和抗阻运动都可以降低甲基苯丙胺依赖者体内的氧化应激和炎症水平。 在本论文中,我们着重探讨瑜伽、冥想、体能(有氧结合抗阻训练) 这一类运动对降低女性甲基苯丙胺依赖者的氧化应激和炎症水平的作用。
瑜伽运动主要包括了体位练习、呼吸控制、静坐入定,以及冥想等方法结合练习, 通过长期的练习可以降低炎症水平[23]。现阶段尚未有瑜伽对女性甲基苯丙胺依赖者氧化应激水平和炎症因子水平改善的研究,但在风湿性关节炎、肥胖等人群中的研究早有开展, 例如Ganesan 通过12 周的瑜伽训练方法,对83 名风湿关节炎患者进行运动干预, 干预后白细胞介素-1α,白细胞介素-6 和肿瘤坏死因子出现了显著的降低[24]。 还有Yadav 等研究者采用12 周的瑜伽运动干预和饮食干预,运动干预组发现炎症因子, 和氧化应激水平都发生了显著的降低[25]。通过本研究结果表明,12 周的瑜伽可以显著的降低女性甲基苯丙胺依赖者血清中的MDA、IL-1 和ICAM-1 的水平,这点与其它疾病人群的研究结果相同, 由此可见瑜伽亦可以显著的降低女性甲基苯丙胺依赖者的氧化应激水平, 并且起到抗炎的作用,从而降低炎症。 在实践过程中发现,瑜伽更易让女性甲基苯丙胺依赖者接受,主要体现在轻松、多变,未来的研究可以适当增长干预时间。
冥想运动的训练形式并没有一个确切的规定, 西方更强调自我注意力的调节技术,而东方则更强调自我内在的感受,冥想不仅是身体上的感受,也是心理上的感受[26]。 同样的冥想对女性甲基苯丙胺依赖者的氧化应激和炎症因子水平的这方面影响研究同样也尚不足,但是可以通过在抑郁、阿尔兹海默症等针对性人群的研究中发现冥想对上述目标人群的氧化应激和炎症水平有显著的降低。 例如韩国研究者通过传统的身心练习,其中包括了45min 的冥想练习,对57 名学员进行干预后,MDA 含量发生显著降低,降低了氧化应激水平[27]。 还有通过正念冥想法, 对阿尔茨海默病患者进行运动干预,TNF-α、IL-1β 水平低于本组治疗前[28]。而本研究结果显示,12 周的冥想可以显著的降低女性甲基苯丙胺依赖者血清中的MDA、IL-1 和ICAM-1 的水平,与上述研究结果相同,由此可见冥想可以显著的降低女性甲基苯丙胺依赖者的氧化应激水平,并且起到降低炎症的作用。
研究中的体能组的训练方案主要由有氧运动和自重的抗阻运动,以及柔韧、协调训练组成,采用中等强度。 在一些研究中都有表明有氧运动结合抗阻训练在降低特定人群的氧化应激和炎症水平上有显著的效果。 李娟通过有氧和抗阻训练的结合对26 名青少年肥胖人群进行干预,运动干预共6 周。 运动干预后实验组血清中MDA、炎症因子的含量均出现了显著的降低。 表明有氧和抗阻运动的结合在一定程度上可以降低血清中氧化应激和炎症水平[29]。 在2 型糖尿病人群中也得到了相同的证明。 井庆平通过120 名2 型糖尿病老年人群,分为有氧结合抗阻训练组,有氧训练组,对照组。 在24 周运动干预后, 有氧运动和抗阻训练结合组的血清中MDA 的含量显著低于有氧训练组和对照组[30]。同样的在王静松的研究中通过6 周的有氧运动和抗阻训练结合干预甲基苯丙胺依赖者, 干预后IL-1β,IL-6 发生了显著降低[18]。 以上研究表明有氧结合抗阻运动在降低特殊人群血清中氧化应激和炎症水平发挥了一定作用。本研究结果显示,12 周的体能训练可以显著的降低女性甲基苯丙胺依赖者血清中的MDA、IL-1 和ICAM-1 的水平,与上述研究结果相同, 由此可见中等强度体能训练可以显著的降低女性甲基苯丙胺依赖者的氧化应激水平, 并且起到降低炎症的作用。
以上研究都说明长期、科学的冥想、瑜伽和体能运动在降低女性甲基苯丙胺依赖者的氧化应激和炎症水平方面都有一定的作用。 但在实验干预后冥想组、瑜伽组和体能组之间并未发现显著性的差异,未能分出哪一种运动方式效果更好,原因可能是每组的实验人数太少, 后续的研究需要加大每组的实验人数。
5 结论
12 周的瑜伽、 冥想和体能运动显著的降低了甲基苯丙胺依赖者血清中MDA、IL-1 和ICAM-1 的水平,证明瑜伽、冥想和体能运动都可以改善甲基苯丙胺药物依赖着体内的氧化应激水平和降低促炎因子,从而降低外周炎症,一定程度上能够起到减弱神经炎症及神经毒性的作用, 从而提高甲基苯丙胺依赖者的免疫力,保持身心健康,达到戒除毒瘾的目的。