低温暴露环境下运动对残疾人高山滑雪运动员免疫力影响的研究

李晓琳，薛政昊，刘宇飞，赵文艳

（1.哈尔滨体育学院 研究生院，黑龙江 哈尔滨 150008；2. 哈尔滨体育学院 运动人体科学学院，黑龙江 哈尔滨 150008）

冬季残疾人奥林匹克运动会的举办增加了残疾人参与体育运动和提高运动成绩的机会，也保障了残疾人的体育权益。我国冬残奥运动起步较晚、发展历程短，与夏季残疾人运动相比，参与人数较少，存在基础薄弱、后备人才不足等问题。随着中国成功申办2022年第13届冬季残疾人奥林匹克运动会，冬季残疾人运动项目也受到更多的关注。与夏季项目相比，冬季残疾人项目的运动员在训练期和比赛期通常长时间处于低温环境中，因此无论是训练场地、比赛环境还是项目特点，都有别于夏季项目。加之残疾人自身身体特点也有别于健全人，且我国在冬季残疾人项目训练监控领域的研究也相对薄弱，尤其是在免疫监控方面，多数研究均是基于常温环境下进行的，因此对于冬季残疾人项目的有效性亟待进一步论证。

文献表明，暴露于低温环境本身就是一种应激，会导致促甲肾上腺素释放、血管收缩、淋巴细胞增多、应激激素增加和细胞因子生成减少。目前关于运动对免疫系统的影响也已经得到证实，适度运动能提高某些免疫功能，而剧烈运动会导致部分免疫功能抑制。在冷应激的基础上增加运动应激，尽管会增加机体相关的产热量，但依然会使促甲肾上腺素的释放和应激激素的分泌增加，从而对人体免疫系统造成影响。

免疫抑制是造成运动员疾病和疲劳难以消除的主要原因之一。早期部分学者研究认为，低温环境对机体的冷刺激会引起血管收缩、血压升高，从而限制氧的输送，损害多核白细胞的杀伤力，导致机体处于免疫抑制状态。而加之大强度运动，同样会造成机体免疫系统功能的降低，因此推测低温环境和高强度运动两种因素相叠加，可能会扩大机体的免疫抑制。然而，仍有一些研究不支持在寒冷条件下锻炼会抑制免疫功能这一观点。与常温运动相比，寒冷条件下的运动的确增加了应激激素的产生，以及增大了损害多核白细胞功能等现象出现的概率。因此，本实验选取对象为长期处于低温暴露环境下进行运动训练的国家残疾人高山滑雪队运动员，探究长期低温暴露环境下运动对人体免疫系统的影响，为冬季项目尤其是残奥雪上项目运动员的免疫监控提供理论参考。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

选取国家残疾人高山滑雪队运动员26名作为研究对象，运动员年龄19～31岁，训练年限4～9年，每天低温暴露时长3～5 h，平均处于低温暴露环境下的训练时长超过12 h/周。所有受试者均无呼吸系统、心血管系统、内分泌系统等疾病。受试者基本情况，见表1。

表1 受试者基本情况Table 1 Basic condition of subjects

1.2 研究方法

1.2.1 实验法

1.2.1.1 测试要求

测试前24 h内避免大强度运动，避免摄入酒精、咖啡和药物。每次测试选择在晨起后进行，测试前12 h内不允许补液以及进食。平均测试室温控制在20±5℃。

1.2.1.2 测试流程

采用交叉自身对照的实验方案。由专业护士进行静脉血采集，血液样本的制备使用含有促血块凝结催化剂的真空无菌管；取全血10 ml，送往专业医疗卫生机构进行常温下3 000转/min、离心15 min的分离血清后，进行生化指标测试。

1.2.1.3 测试指标

1）血细胞的常规

使用Mindray BC-5800型全自动血细胞分析仪，采用比色法以及半导体激光流式技术测量白细胞、中性粒细胞、淋巴细胞、单核细胞、嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞计数。

2）体液免疫水平

使用罗氏Modular P-800生化分析仪，采用免疫比浊法测定免疫球蛋白IgG、IgA、IgM数值。

3）血清皮质醇浓度

采用罗氏COBASE-411电化学发光免疫分析系统，测定血清皮质醇浓度。

1.2.2 数理统计法

所有实验数据采用Excel建立数据库，之后采用SPSS26.0统计软件进行统计学处理。白细胞、血清皮质醇前后对比采用单因素方差分析；免疫球蛋白采用配对检验分析，＜0.05时被认为有统计学差异，所有数值均以X±S表示。

2 研究结果

2.1 低温暴露环境下长期运动免疫球蛋白水平

长期处于低温暴露环境下运动，男性运动员的IgA水平显著下降（＜0.05），IgG、IgM无显著性变化（＞0.05），见表2。

表2 男性运动员细胞免疫指标（g/L）Table 2 Cellular immune index of male athletes(g/L)

长期处于低温暴露环境下运动，女性运动员的IgA、IgM水平出现显著性下降（＜0.01），IgG无显著性变化（＞0.05），见表3。

表3 女性运动员细胞免疫指标（g/L）Table 3 Cellular immune index of female athletes(g/L)

2.2 低温暴露环境下长期运动白细胞水平

与2019年相比，2020年男女运动员指标水平变化不显著（＞0.05）；与2020年相比，2021年男女运动员指标水平变化不显著（＞0.05）；与2019年相比，2021年男女运动员指标水平变化不显著（＞0.05），见表4、表5。

表4 男性运动员白细胞相关指标（×109个/L）Table 4 Leukocyte-related index of male athletes(×109 pieces/L)

表5 女性运动员白细胞相关指标（×109个/L）Table 5 Leukocyte-related index of female athletes(×109 pieces/L)

2.3 低温暴露环境下长期运动血清皮质醇水平

通过对长期处于低温暴露环境下运动的男女运动员血清皮质醇指标的监测，结果表明：与2019年相比，2020年男女运动员血清皮质醇水平变化不显著（＞0.05）；与2020年相比，2021年男女运动员血清皮质醇水平变化不显著（＞0.05）；与2019年相比，2021年男女运动员血清皮质醇水平变化呈现出显著性上升（＜0.05），见表6、表7。

表6 男性运动员血清皮质醇指标（ug/dl）Table 6 Serum cortisol index of male athletes(ug/dl)

表7 女性运动员血清皮质醇指标（ug/dl）Table 7 Serum cortisol index of female athletes(ug/dl)

33 讨论

3.1 低温暴露环境下长期运动对免疫球蛋白的影响

免疫球蛋白是由淋巴B细胞活化、增殖并分化为成熟的浆细胞所分泌的具有抗体活性的糖蛋白分子，也是免疫分子中最重要的组成成分。在人体内主要作用是帮助机体对抗相应病原微生物和毒素，以及具有诱发补体活化、吞噬等其他各种功能，其中IgA、IgM、IgG对人体免疫能力具有重要作用。血清免疫球蛋白的主要成分是IgG，包括大多数抗毒性、抗菌性和抗病毒体，是抗感染过程中的主要因素。其中55%分布在血管外体液，45%存在于血管内，血管内外两部分保持动态平衡。IgG类抗体包含了大多数的抗病毒、抗菌、抗毒素抗体。IgA的主要作用是防御机体黏膜感染，占血清免疫蛋白总量的10%～15%，黏膜免疫系统是阻挡病原体入侵人体的第一道防线。IgM为初次体液免疫反应早期阶段的主要免疫球单白，重要作用是在防菌血症方面。因此，通过免疫球蛋白的变化可以在一定程度上判断人体免疫功能的变化。

通过对运动员免疫球蛋白水平的变化进行研究得出，长期处于低温暴露下的运动并不会对IgG水平产生影响，对于运动员机体的抗毒性、抗病原体的能力没有显著影响。这与在常温下进行运动所得出的IgG水平呈现出不同的结果。Keyvan等人在研究中发现，一些在中枢神经系统中扮演重要角色的激素，如儿茶酚胺类激素、神经肽和皮质醇分泌的增加都会导致免疫球蛋白的增加，特别是IgG分泌的增加。因此通过本文研究结果加之与前人研究相比较得出：低温暴露环境下IgG水平变化与常温下运动并不一致，进一步证实冬季运动项目的指标标准与夏季运动项目不尽相同。

研究结果显示：男性运动员和女性运动员的IgA水平均呈现出显著下降，提示运动员黏膜系统的免疫力可能存在下降情况。这也和前人的研究结果保持一致。Walsh研究显示，冷暴露会造成唾液IgA水平下降。同时Tomasi等人也证实，优秀越野滑雪运动员的IgA水平明显低于健康人所组成的对照组，并且这些运动员的IgA水平在进行长距离越野滑雪比赛后进一步下降。这也证实了长期低温环境暴露会使得黏膜表面干燥、气管纤毛脆弱以及皮肤正常屏障功能恶化等情况发生。提示低温暴露环境下运动会导致机体IgA水平出现一定程度的波动，可适用于冬季项目运动员的免疫系统指标监控。

关于IgM的计数结果显示：女性运动员的IgM计数出现明显下降，而男性运动员的IgM计数却没有发生变化。推测出现这种情况的原因，可能是由于女性运动员身体机能普遍略低于男性运动员，而IgM作为抗原刺激下诱导体液免疫中最早产生免疫应答的免疫球蛋白，女性相较于男性表现得更加敏感。此外也有研究统计表明，所有年龄段的女性和男性IgG在统计学上相似（P＝0.97），但女性的IgM信号水平相较于男性呈现出略高的情况（P＝0.13）。尽管没有达到统计学意义，但观察到的多数报告均显示出女性总的IgM水平较高，这也与本文研究结果呈现出一致性。

孙景海等人通过对40名年轻官兵进行30 min低温暴露环境下运动结果显示，在经过低温暴露环境运动后，血液中IgM、IgA的浓度变化不显著，没有对机体体液免疫功能产生显著的抑制。本文研究结果表明，长期处于低温环境暴露运动除了会对代表黏膜系统的IgA产生出抑制外，并没有造成其他体液免疫功能的抑制。总体而言，国内外关于低温与运动结合对免疫球蛋白的影响研究相对较少，且多数研究结果并未达成一致。

3.2 低温暴露环境下长期运动对白细胞相关计数的影响

白细胞是一种含有多种免疫功能活性的细胞，除了存在于血液外，还存在于淋巴系统、脾以及身体的其他组织中，以保护机体免受病原微生物的侵害，是机体实施免疫功能的重要成分，常被作为观察运动员免疫功能的有效指标。白细胞又可分为5类，各分类之间有自己相应的作用，但可以肯定的是，白细胞的升高是炎症反应过程的标志，而病毒感染、肝硬化、自身免疫疾病则会引起白细胞计数的病理性减少。

通过对比运动员白细胞相关计数表明，长期处于低温暴露环境下运动，并未引起白细胞计数、中性粒细胞计数、淋巴细胞计数、单核细胞计数、嗜酸性粒细胞计数以及嗜碱性粒细胞计数出现显著性的差异变化，从而证实长期低温暴露环境下运动并未对残疾运动员机体抵抗自身或外界感染的能力造成影响。

3.3 低温暴露环境下长期运动对血清皮质醇的影响

许多研究表明运动会引起各种激素的变化，其中对运动有显著反应的激素之一是肾上腺皮质释放的皮质醇。有研究提示，运动员血清皮质醇的波动在一定程度上可能与应激、自身免疫等因素相关，但其机制尚无定论。虽然目前研究已经证实，运动的强度和持续时间会影响皮质醇的分泌，但人们对于低温暴露环境下运动诱导的血清皮质醇浓度变化尚不明确。本研究中，通过对比长期处于低温暴露环境下运动的运动员血清皮质醇结果显示：以1年为单位时长，血清皮质醇变化并未呈现出显著性差异，但处于低温暴露环境下运动2年后，血清皮质醇变化与早期皮质醇水平相比，呈现显著性上升趋势。这也与前人研究结果相对应。Shuhei博士通过对短道速滑运动员以及速度滑冰运动员进行低温环境下训练，结果显示运动员皮质醇指标明显上升。血清皮质醇作为运动员常见生化监测指标之一，提示其可以间接作为日常监控冬季项目运动员免疫系统机能状态的指标之一。

4 结语

长期处于低温暴露环境下，残疾人高山滑雪运动员整体的IgA水平以及女性残疾人单板滑雪运动员的IgM水平略有下降，提示长期低温暴露环境可能会对残疾人单板滑雪运动员体液免疫能力，尤其是黏膜免疫方面产生一定影响；并未影响残疾人高山滑雪运动员的IgG水平、白细胞相关计数；但血清皮质醇浓度上升。除此之外，残疾人运动员由于身体的缺陷，是否会对其免疫力产生影响，并且这种影响是否会与低温及运动产生叠加效应，以及其影响与健全人的结果是否一致，需要更多的纵向追踪研究和进一步论证。