半程馬拉松非專業(yè)運(yùn)動(dòng)員血清腫瘤壞死因子-α、白介素-6的變化及其意義

鄒曉東, 潘 剛, 冷峻嶺, 李春華, 范其群, 陳宏吉

(江蘇省揚(yáng)州市第一人民醫(yī)院, 江蘇 揚(yáng)州, 225000)

半程馬拉松非專業(yè)運(yùn)動(dòng)員血清腫瘤壞死因子-α、白介素-6的變化及其意義

鄒曉東, 潘 剛, 冷峻嶺, 李春華, 范其群, 陳宏吉

(江蘇省揚(yáng)州市第一人民醫(yī)院, 江蘇 揚(yáng)州, 225000)

半程馬拉松; 非專業(yè)運(yùn)動(dòng)員; 腫瘤壞死因子-α; 白介素-6; 心功能

規(guī)律適當(dāng)性運(yùn)動(dòng)是改善心血管危險(xiǎn)因素、延緩心血管疾病進(jìn)展、降低心血管疾病病死率的一種重要預(yù)防策略。心血管疾病與低級(jí)別的系統(tǒng)性炎癥反應(yīng)相關(guān)，適當(dāng)性運(yùn)動(dòng)可能通過抗炎效應(yīng)發(fā)揮心臟保護(hù)作用[1]。劇烈運(yùn)動(dòng)可導(dǎo)致循環(huán)水平促炎因子的顯著增加[2],而伴肌肉酸痛的耐力性運(yùn)動(dòng)(如馬拉松)可更顯著地誘導(dǎo)細(xì)胞因子增加[3]。本文檢測半程馬拉松非專業(yè)運(yùn)動(dòng)員比賽前后血清腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、白介素-6(IL-6)水平變化，現(xiàn)報(bào)告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

50例非專業(yè)馬拉松運(yùn)動(dòng)志愿者，年齡20～50歲。賽前禁用有抗炎作用的藥物或食物(如非甾體消炎藥、大量補(bǔ)充維生素及礦物質(zhì)等)。賽前24 h及賽后即刻行超聲心動(dòng)圖檢查并留取靜脈血樣備檢。

1.2 檢測方法

采用免疫組化方法檢測血清TNF-α、IL-6含量; 彩色多普勒超聲心動(dòng)圖檢測心臟左室射血分?jǐn)?shù)射血分?jǐn)?shù)(EF)、二尖瓣舒張?jiān)缙谘鞣逅俣?E峰)、二尖瓣舒張晚期血流峰速度(A峰)、E/A。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用IBM SPSS Statistics 19.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，賽前與賽后比較采用配對(duì)t檢驗(yàn)，變量間相關(guān)采用直線相關(guān)分析,P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

半程馬拉松非專業(yè)運(yùn)動(dòng)員比賽前的TNF-α、IL-6、EF、E峰、A峰、E/A依次為(16.02±6.96)、(15.69±5.89)、(69.94±2.79)、(92.82±15.40)、(67.52±11.99)、(1.40±0.27)，比賽后依次為(20.85±7.73)、(19.08±7.75)、(69.40±2.52)、(82.20±17.03)、(72.44±11.43)、(1.15±0.23) ng/mL, 賽后血清TNF-α、IL-6含量上升，心臟E峰、E/A下降, A峰升高，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01); 比賽前后EF略有下降，但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。

半程馬拉松賽后非專業(yè)運(yùn)動(dòng)員血清TNF-α濃度與心臟EF、E峰、A峰、E/A存在顯著直線相關(guān)關(guān)系(P<0.01); 半程馬拉松賽后非專業(yè)運(yùn)動(dòng)員血清IL-6濃度與心臟EF、E峰、A峰、E/A無顯著直線相關(guān)關(guān)系(P>0.05)。見表1。

表1 半程馬拉松非專業(yè)運(yùn)動(dòng)員賽后血清TNF-α、IL-6與超聲心動(dòng)圖改變相關(guān)性分析

3 討 論

規(guī)律適當(dāng)性運(yùn)動(dòng)可降低心血管病死率，然而長時(shí)劇烈的運(yùn)動(dòng)如馬拉松可能誘發(fā)急性心肌梗死和心源性猝死[4-5]。目前運(yùn)動(dòng)相關(guān)心血管改變的潛在機(jī)制尚不清楚(如心臟標(biāo)志物肌鈣蛋白的增加)，原因之一可能是系統(tǒng)性炎癥。臨床和實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)[6]支持內(nèi)皮功能障礙和炎癥具有相關(guān)性，炎性細(xì)胞因子可能在血小板分布及血栓形成中起重要作用。

TNF-α是一種由活化的巨噬細(xì)胞和淋巴細(xì)胞等分泌的細(xì)胞因子，它具有抗腫瘤和炎癥作用[7]。TNF-α是機(jī)體重要的免疫防護(hù)介質(zhì)，正常水平的TNF-α可以調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答、抗感染、促進(jìn)組織修復(fù)、引起腫瘤細(xì)胞凋亡等。TNF-α可以調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答、抗感染、促進(jìn)組織修復(fù)、引起腫瘤細(xì)胞凋亡等。但大量產(chǎn)生和釋放則會(huì)破壞機(jī)體的免疫平衡，與其他炎癥因子共同參與機(jī)體的免疫病理損傷。目前研究[8]已證實(shí)正常水平的TNF-α參與了休克誘導(dǎo)的心功能障礙和急性心梗以及病毒性心肌炎; 局部TNF-α升高會(huì)導(dǎo)致典型的炎癥癥狀; 高水平的TNF-α可導(dǎo)致休克[9]。IL-6是一種具有多種生物學(xué)活性的促炎因子，幾乎可產(chǎn)生于所有被IL-1、TNF-α激活的細(xì)胞，是機(jī)體復(fù)雜的細(xì)胞因子網(wǎng)絡(luò)中的重要一員。IL-6在正常情況下調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答，而在病理狀態(tài)下，其濃度的升高可引起免疫性的病理損傷[10]。半程馬拉松賽后心臟E峰下降、A峰升高、E/A下降，提示心功能舒張功能下降; 賽后血清TNF-α與E峰、E/A等指標(biāo)呈負(fù)相關(guān)，提示TNF-α可能參與誘導(dǎo)了耐力性運(yùn)動(dòng)過程中心功能的改變。本研究顯示TNF-α、IL-6在馬拉松賽后顯著增加，這可能會(huì)導(dǎo)致急性心功能障礙的風(fēng)險(xiǎn)升高[11-12]。

早期研究[13]認(rèn)為，運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致局部肌肉損傷，白細(xì)胞反應(yīng)性地分泌IL-6。目前研究表明，耐力性運(yùn)動(dòng)后2 h單核細(xì)胞中IL-6、TNF-α的基因表達(dá)均未升高，提示他們可能并非產(chǎn)生于血液單核細(xì)胞。自行車賽后2 h肌肉組織中IL-6、TNF-α mRNA表達(dá)水平升高，提示IL-6、TNF-α可能產(chǎn)生于局部的肌肉細(xì)胞[14]。血清IL-6、TNF-α水平的升高也有可能是源于單純的單核細(xì)胞的釋放激活，并沒有影響他們的基因表達(dá)。在肌肉組織中，肌細(xì)胞可以產(chǎn)生IL-6, 內(nèi)皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞也可以在特定條件下產(chǎn)生IL-6[15]。研究[16]發(fā)現(xiàn)，靜息狀態(tài)肌肉的糖原含量與運(yùn)動(dòng)后即刻IL-6的mRNA量呈負(fù)相關(guān)，提示運(yùn)動(dòng)開始時(shí)肌肉的糖原含量是收縮肌肉中IL-6的mRNA表達(dá)的一項(xiàng)決定因素。補(bǔ)充碳水化合物有降低IL-6反應(yīng)的作用[17], 提示肌肉組織的糖原耗竭可能是其釋放激活的原因之一。

本研究結(jié)果提示，半程馬拉松賽后促炎細(xì)胞因子顯著升高。耐力性運(yùn)動(dòng)后細(xì)胞因子釋放可能主要源于局部肌肉組織而非循環(huán)單核細(xì)胞，肌肉組織的糖原耗竭可能是其釋放激活的原因之一，通過補(bǔ)充碳水化合物可能有降低半程馬拉松運(yùn)動(dòng)員體內(nèi)炎癥反應(yīng)的作用。

[1] Bernecker C, Scherr J, Schinner S. Evidence for an exercise induced increase of TNF- and IL-6 in marathon runners[J]. SCANDINAVIAN JOURNAL OF MEDICINE & SCIENCE IN SPORTS, 2013, 23(2): 207-214.

[2] Scherr J, Nieman D C, Schuster T. Non-alcoholic beer reduces inflammation and incidence of respiratory tract illness[J]. Med Sci Sports, 2011, 10(12): 49-50.

[3] Nieman D C, Nehlsen-Cannarella S L, Fagoaga O R. Influence of mode and carbohydrate on the cytokine response to heavy exertion[J]. Med Sci Sports Exerc, 1998(30): 671-678.

[4] Albert C M, Mittleman M A, Chae C U. Triggering of sudden death from cardiac causes by vigorous exertion[J]. N Engl J Med, 2000(343): 1355-1361.

[5] Maron B J, Poliac L C, Roberts W O. Risk for sudden cardiac death associated with marathon running[J]. J Am Coll Cardiol, 1996(28): 428-431.

[6] Bernecker C, Scherr J, Schinner. Evidence for an exercise induced increase of TNF-α and IL-6 in marathon runners[J]. Scandinavian journal of medicine & science in sports, 2013, 23(2): 207-214.

[7] 陳飛, 侯茅玉, 徐進(jìn). 腫瘤壞死因子與AIDS[J]. 國外醫(yī)學(xué)免疫學(xué)分冊(cè), 1992, 15(4): 129-131.

[8] Meldrum D R, Cleveland J C, Jr Cain B. Increased myocardial tumor necrosis factor-alpha in a crystalloid-perfused model of cardiac ischemia-reperfusion injury[J]. Ann Thorac Surg, 1998(65): 439-443.

[9] Cai B, Deitch E A, Ulloa L. Novel insights for systemic inflammation in sepsis and hemorrhage[J]. Mediators Inflamm, 2010, 10(11): 54-65.

[10] 袁偉杰, 郭峰. 細(xì)胞因子與腎小球腎炎[J]. 上海免疫學(xué)雜志, 1992, 12(3): 191-192.

[11] Espersen GT, Elbaek A, Ernst E. Effect of physical exercise on cytokines and lymphocyte subpopulations in human peripheral blood[J]. APMIS, 1990(98): 395-400.

[12] Ostrowski K, Rohde T, Asp S. Pro- and anti-inflammatory cytokine balance in strenuous exercise in humans[J]. J Physiol, 1999, 515(1): 287-291.

[13] Bruunsgaard H, Galbo H, Halkjaer-Kristensen J. Exercise-induced increase in serum interleukin-6 in humans is related to muscle damage[J]. Journal of Physiology, 1997, 499(1): 833-841.

[14] Nieman D C, Henson D A, Davis J M. Quercetin′s influence on exercise-induced changes in plasma cytokines and muscle and leukocyte cytokine mRNA[J]. J Appl Physiol, 2007(103): 1728-1735.

[15] Bente, Klarlund, Pedersen M D. Exercise and interleukin-6[J]. Current Opinion in Hematology, 2001(8): 137-141.

[16] Fischer C P, Plomgaard P, Hansen AK. Endurance training reduces the contraction-induced interleukin-6 mRNA expression in human skeletal muscle. American Journal of Physiology[J]. Endocrinology and Metabolism, 2004, 287(6): 1189-1194.

[17] Nieman D C, Davis J M, Henson D A. Carbohydrate ingestion influences skeletal muscle cytokine mRNA and plasma cytokine levels after a 3-h run[J]. Journal of Applied Physiology, 2003(94): 1917-1925.

2017-02-20

江蘇省揚(yáng)州市2014社會(huì)發(fā)展前瞻性研究(YZ2014201)

R 730.3

A

1672-2353(2017)15-221-02

10.7619/jcmp.201715079