ＡＣＴＨ對運動應激的反應與適應

摘要：在探索神經-內分泌-免疫網絡間的復雜關系時，共同的生物活性媒介物質研究已成為解決問題的樞紐。認識生物活性物質相互作用關系和各自復雜功能，對于從整合視角認識運動人體特性具有重要意義。本文在簡要分析促腎上腺激素的基礎上，綜述了促腎上腺激素對不同形式運動的反應與適應，并說明了影響這種反應與適應的主要因素。

關鍵詞：促腎上腺激素 運動 影響 神經-內分泌-免疫網絡

運動應激時可出現內分泌系統多個軸的反應，如下丘腦-垂體-腎上腺皮質（HPA）軸、下丘腦-垂體-甲狀腺（HPT）軸、下丘腦-垂體-性腺(HPG)軸以及下丘腦和垂體其它激素的改變。其中最重要的是HPA軸的激活。下丘腦-垂體-腎上腺皮質（HPA）軸的激活是機體對應激最重要的適應性反應，有利于機體動員能量和保持內環境的穩定，維持機體的正常生理功能。另一方面，大量的實驗已證明， 一些細胞因子、肽類激素和神經遞質等化學信號分子以及它們的受體是神經、內分泌系統及免疫系統共同使用的生物學語言媒體；依靠這些共同的媒體，神經、內分泌以及免疫系統之間進行著信息交流。促腎上腺激素是這些生物學語言媒體中重要的一種，弄清它在各系統間作用與被作用的關系以及它對運動應激的反應與適應性規律具有重要的實踐意義。

1 ACTH的來源及生物學功能

1.1 關于ACTH及其兩種來源

目前認為ACTH的來源主要有兩個：一個是免疫細胞來源的免疫反應性irACTH（immunoreactive ACTH）；另一個是垂體來源的促腎上腺ACTH細胞合成、分泌的為39個氨基酸殘基的多肽，分子量為4500。兩種來源的促腎上腺皮質激素ACTH具有結構和功能的相似性。這主要表現在：（1）兩者具有相同的抗原性，提示兩者的結構相同；（2）兩者具有相同或相似的分子量；（3）兩者具有相同的生物活性；（4）免疫細胞內有與垂體類似的POMCmRNA片段。對irACTH能否以自分泌和旁分泌的方式調節免疫系統的功能還有爭論。

1.2 生物學功能

ACTH最重要的生理功能是促進腎上腺皮質的生長發育和刺激糖皮質激素的合成及分泌。ACTH對腎上腺皮質不同部位作用程度不同，可使束狀帶與網狀帶細胞的分泌增加50倍。ACTH調控糖皮質激素的基礎分泌和應激狀態下的分泌。切除動物垂體后，束狀帶與網狀帶細胞萎縮，糖皮質激素的分泌量明顯減少；及時補充ACTH，可使萎縮的束狀帶基本恢復，糖皮質激素的分泌回升。此外，在應激情況下ACTH對醛固酮的分泌也有一定的調節和支持作用。

1.2.1 ACTH濃度及活性改變的調節與被調節

ACTH與CRH、AVP、室旁核、杏仁核、海馬、細胞因子IL-1、IL-2、 IL-6、TNF-α、IFN-α 等存在調節關系。大量實驗證明，一些細胞因子，肽類激素和神經遞質等化學信號分子以及它們的受體是NEI系統共同使用的生物學語言媒體。機體的所謂應激系統位于中樞神經系統和外周，前者包括下丘腦和腦干部位，后者則指下丘腦-垂體-腎上腺皮質軸、傳出交感/腎上腺髓質系統和副交感系統。該應激系統既接收來自高級皮層、視、聽、味及軀體等的神經刺激，又被源于血液的體液信號如血氧濃度、激素、細胞因子及其它介質所激活，進而誘發機體產生一系列相應的行為和生理適應反應。研究發現，中樞應激系統主要分泌兩種活性物質，即促腎上腺皮質激素釋放激素（CRH）和精氨酸加壓素（AVP），它們與中樞的藍核/去甲腎上腺素能交感系統共同發揮機體對應激的調節作用。在整個調節過程中，中樞和外周應激系統各自及相互間存在多層次作用位點，已肯定的介入中樞遞質包括γ-氨基丁酸(GABA)/苯二卓(BZD)、嗎啡肽、神經肽Y（NPY）和Ｐ物質（SP）、促腎上腺皮質激素（ACTH）等，外周活性物質主要是糖皮質激素和去甲腎上腺素等。如此，從中樞到外周就形成了下丘腦-垂體-腎上腺軸和藍核/去甲腎上腺素能-副交感兩個重要的應激調節系統。

1.2.2ACTH的其它功能

ACTH對神經系統有多方面的作用。給動物腦室注射ACTH可引起行為變化、性活動增強、具有神經營養作用。ACTH可支持條件反射的獲得，使已獲得的防御性條件反射不易消退。ACTH還可以增強大腦活動，小劑量的ACTH可使病人痙攣。長期注射ACTH可使大腦活動減弱。ACTH對內分泌系統的作用包括：對下丘腦有反饋抑制作用；大劑量可抑制肝臟皮質酮的還原；刺激胰島分泌胰島素及腺垂體分泌生長激素；促進腎上腺素的合成、增加腎上腺髓質的去甲腎上腺素的釋放等，間接或直接影響免疫。

2ACTH對一次性運動的反應

Truls Raastad等在一次兩組不同力量練習后的ACTH急性反應研究中考察了9名力量運動員力量練習后的激素反應。運動員分別進行一組中等強度和一組大強度的力量練習。大強度負荷為每人進行100%(3-RM)（squats and front squats）加上100% (6-RM)（leg extensions），中等強度鍛煉負荷為大強度兩種方案的70%，每組練習間隔4-6分鐘，血樣采集分別于運動前、運動中30分鐘處，運動后1小時內的每15分鐘。

Takeshi Yamauchi等在一項運動引起的H+濃度升高對血漿醛固酮分泌的影響的研究中設計了兩組間歇性運動。6名22～25歲健康男子在5分鐘的準備活動后以40%VO2max強度蹬車10分鐘；間歇10分鐘以90%VO2max強度蹬車10次，每次1分鐘，間歇30秒。結果發現ACTH濃度在以40%VO2max強度運動時沒有升高，但在以90%VO2max強度運動時血漿ACTH濃度顯著升高。

3 長期運動后ACTH對運動負荷的適應

反復暴露于特定的應激，如耐力訓練，可導致一定適應，籍此下丘腦-垂體軸相對于同類型應激的反應性將降低。當隨著訓練量的逐步增加，出現更低的應激激素濃度，如ACTH，表明垂體系統一種“改良的穩定性”。的確，當用耗氧量絕對值評估時，良好訓練個體與非訓練個體相比較有更低的ACTH反應。目前研究顯示，不同持續時間的訓練周期以后，如50%最大吸氧量每天3小時7周后、標準周期12周每天150W15分鐘、或者10周每天遞增負荷跑臺測試直到力竭訓練，ACTH對亞極量自行車運動的反應顯著的降低。

Marco Bonifazi等測定了國家高水平運動隊耐力游泳運動員在冬訓期開始后的第6、12、18周ACTH對同一組運動負荷（15×200米自由泳，間歇20秒，強度為冬訓開始前測定的血乳酸4mol/l所對應的游泳速度）前后的反應；結果顯示，一段時間的游泳訓練后，對亞極量的運動ACTH反應性削弱以及GH反應增強可以認為是生理性適應。這種適應似乎發生在訓練期的第12周與18周，把ACTH與GH適應性反應定為對有氧訓練的適應時機的指示物，還需要用特定方案作進一步研究。郭軍等對不同強度的耐力訓練對下丘腦-垂體調節功能的影響進行了研究。SD大鼠，適應兩周后隨機分為五組，每組10只，其中一組為對照組，其它四組運動組分別為26m組訓練30min，30m組26min，36m組22min，42m組18min。運動組準備活動5min后分別調至相應的訓練速度。平均每組每天訓練量在800m左右，至第16周訓練結束，3天后于安靜時采樣。ACTH(pg/mg)：對照組10只（18.87±1.6），26m/min組10只（19.53±2.3），30m/min10只（19.12±1.4），36m/min10只（15.54±1.7**），42m/min10只（22.19±2.7）；實驗發現ACTH與C的趨勢一致，分析可能是ACTH可直接促進腎上腺皮質的分泌， ACTH在36m組與對照組比較有顯著差異(P<0.01)。結果表明ACTH長期訓練后對特定運動負荷有適應性，這種由于長期訓練取得的適應需要合理設定訓練強度閾與負荷量。Duclose等對4個馬拉松運動員和4個正常對照組進行了連續4天的研究，在實驗室休息作為對照天(D0)以測定每種激素的晝夜節律，第1天(D1)進行20分鐘50%HRmax的跑步，第2天(D2)進行20分鐘80%HRmax的跑步，第3天(D3)進行120分鐘50%HRmax的跑步，第4天(D4)進行120分鐘80%HRmax的跑步。D1、D2、D3兩組血漿ACTH和皮質醇與D0比較無明顯不同，D4兩組血漿ACTH和皮質醇都明顯增加，運動后的恢復過程中，兩組血漿皮質醇的變化相同，但馬拉松組ACTH持續高于對照組，說明曾經是否接受過訓練不影響垂體-腎上腺皮質對運動反應的強度和時間，但在運動恢復期，受訓練者ACTH的反應是增加的，而其靶組織腎上腺卻不受影響，這可能是因為運動員腎上腺對ACTH的敏感性降低或下丘腦-垂體軸對皮質醇負反饋的敏感性降低。

4 過度疲勞產生的過程中ACTH、C的變化

Ronsen等發現，一天內進行2次75min50%～75%VO₂max的運動員比進行一次同樣運動者在運動過程中及運動后血漿ACTH、皮質醇、去甲腎上腺素和腎上腺素都增加，表明一天兩訓比單次訓練有更高的神經內分泌反應。

R. Meeusen等為處于三種不同訓練狀態（同一受試集訓前T：well-trained、集訓后OR：overreached、確診過度訓練個體OT：overtrained）設計兩次同一天間隔4小時的遞增負荷至力竭運動，觀察了三種受試兩次運動前后的ACTH血液濃度變化。如圖：

“在過度訓練的發病機制中，出現激素介導的中樞失調”常常被研究者所提及。而且下丘腦-垂體-腎上腺軸在這種紊亂中起關鍵作用。這一反應可能是因為HPA軸對糖皮質激素的負反饋敏感性減少第一組運動產生一更高的釋放，結果在第二組運動出現釋放抑制，正如反復的應激情形。這可解釋為負反饋機制可能影響受體敏感性中樞水平。

研究表明，垂體刺激后的正常訓練的運動員，ACTH反應不減弱也不增強，在更高大腦水平，如海馬，CRH似乎與鹽皮質激素受體適應性有關，顯示出對應激的適應機制具有一定的靈活性。

神經內分泌系統興奮和抑制之間的不平衡是造成過度訓練的主要機制。Barron等證實:過度訓練時常伴有下丘腦的功能紊亂。在多數過度訓練的病例中，運動后出現較低的皮質醇水平是由于垂體釋放ACTH減少所致，而非腎上腺皮質的耗竭。River等(1987)證實:大鼠在長期應激刺激下可引起垂體過性反應喪失，及通過ACTH分泌降低來防止體內出現皮質醇循環量過多。但Lehmann等人在大強度功率計訓練研究(Intensive ergometer training Study， IET)中發現:在大強度的記功器訓練后，運動員下丘腦ACTH的釋放增加了60%，而皮質醇的釋放卻減少了25%。在過度訓練的狀態下，腎上腺皮質。像其他腎上腺素能受體及神經肌肉結構一樣，表現出了對ACTH的敏感性降低，皮質醇的釋放減少，同時伴隨著促生長激素釋放激素(GHRH)作用加強，增加了垂體生長激素(GH)的釋放，而自由睪酮與皮質醇的比值并沒有改變。他們認為:這是機體的一種逆向調節，以加強神經內分泌控制的合成代謝反應，以阻止進一步的分解應激。

5注意考慮ACTH對運動反應與適應的影響因素

一方面，ACTH作為一種內分泌物質，在對它進行研究時，要對影響指標含量的因素有充分的了解，才能保證所采集的數據具有可靠性，訓練環境（如高原訓練、冷熱環境、）、中心體溫、高氧低氧、生物節律、不同年齡性別、不同運動訓練基礎、健康狀況、體成分、個性特征、飲食營養、月經周期和避孕藥物等等。另一方面，取樣時還要考慮ACTH運動后在中樞與外周血中的分布情況。而且，由于采用的實驗運動方案缺乏標準化，很難比較當前的研究工作。雖然所有的受試者在所有測試中都遵循同樣的模式。但在處理激素反應時必須重視經常發生的個體數據的差異及其產生的很大標準差，尤其是ACTH。

小結

1. ACTH對運動訓練的反應需要一定的強度閾，當時間一定時在較低的某一強度下運動，不能引起ACTH的含量增加，當強度增加到其閾值時，其含量發生明顯變化。

2. ACTH在長期訓練后對某一強度具有適應性。這種適應必須科學地安排運動量，正確處理強度、負荷、時間長短的關系下效果才明顯。強度過大會造成內分泌紊亂，健康受損；強度過小，沒有效果。

3. 對過度疲勞狀態下的“逆向調節”，不同步性。

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