低溫暴露環境下運動對殘疾人高山滑雪運動員免疫力影響的研究

李曉琳，薛政昊，劉宇飛，趙文艷

（1.哈爾濱體育學院 研究生院，黑龍江 哈爾濱 150008；2. 哈爾濱體育學院 運動人體科學學院，黑龍江 哈爾濱 150008）

冬季殘疾人奧林匹克運動會的舉辦增加了殘疾人參與體育運動和提高運動成績的機會，也保障了殘疾人的體育權益。我國冬殘奧運動起步較晚、發展歷程短，與夏季殘疾人運動相比，參與人數較少，存在基礎薄弱、后備人才不足等問題。隨著中國成功申辦2022年第13屆冬季殘疾人奧林匹克運動會，冬季殘疾人運動項目也受到更多的關注。與夏季項目相比，冬季殘疾人項目的運動員在訓練期和比賽期通常長時間處于低溫環境中，因此無論是訓練場地、比賽環境還是項目特點，都有別于夏季項目。加之殘疾人自身身體特點也有別于健全人，且我國在冬季殘疾人項目訓練監控領域的研究也相對薄弱，尤其是在免疫監控方面，多數研究均是基于常溫環境下進行的，因此對于冬季殘疾人項目的有效性亟待進一步論證。

文獻表明，暴露于低溫環境本身就是一種應激，會導致促甲腎上腺素釋放、血管收縮、淋巴細胞增多、應激激素增加和細胞因子生成減少。目前關于運動對免疫系統的影響也已經得到證實，適度運動能提高某些免疫功能，而劇烈運動會導致部分免疫功能抑制。在冷應激的基礎上增加運動應激，盡管會增加機體相關的產熱量，但依然會使促甲腎上腺素的釋放和應激激素的分泌增加，從而對人體免疫系統造成影響。

免疫抑制是造成運動員疾病和疲勞難以消除的主要原因之一。早期部分學者研究認為，低溫環境對機體的冷刺激會引起血管收縮、血壓升高，從而限制氧的輸送，損害多核白細胞的殺傷力，導致機體處于免疫抑制狀態。而加之大強度運動，同樣會造成機體免疫系統功能的降低，因此推測低溫環境和高強度運動兩種因素相疊加，可能會擴大機體的免疫抑制。然而，仍有一些研究不支持在寒冷條件下鍛煉會抑制免疫功能這一觀點。與常溫運動相比，寒冷條件下的運動的確增加了應激激素的產生，以及增大了損害多核白細胞功能等現象出現的概率。因此，本實驗選取對象為長期處于低溫暴露環境下進行運動訓練的國家殘疾人高山滑雪隊運動員，探究長期低溫暴露環境下運動對人體免疫系統的影響，為冬季項目尤其是殘奧雪上項目運動員的免疫監控提供理論參考。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

選取國家殘疾人高山滑雪隊運動員26名作為研究對象，運動員年齡19～31歲，訓練年限4～9年，每天低溫暴露時長3～5 h，平均處于低溫暴露環境下的訓練時長超過12 h/周。所有受試者均無呼吸系統、心血管系統、內分泌系統等疾病。受試者基本情況，見表1。

表1 受試者基本情況Table 1 Basic condition of subjects

1.2 研究方法

1.2.1 實驗法

1.2.1.1 測試要求

測試前24 h內避免大強度運動，避免攝入酒精、咖啡和藥物。每次測試選擇在晨起后進行，測試前12 h內不允許補液以及進食。平均測試室溫控制在20±5℃。

1.2.1.2 測試流程

采用交叉自身對照的實驗方案。由專業護士進行靜脈血采集，血液樣本的制備使用含有促血塊凝結催化劑的真空無菌管；取全血10 ml，送往專業醫療衛生機構進行常溫下3 000轉/min、離心15 min的分離血清后，進行生化指標測試。

1.2.1.3 測試指標

1）血細胞的常規

使用Mindray BC-5800型全自動血細胞分析儀，采用比色法以及半導體激光流式技術測量白細胞、中性粒細胞、淋巴細胞、單核細胞、嗜酸性粒細胞、嗜堿性粒細胞計數。

2）體液免疫水平

使用羅氏Modular P-800生化分析儀，采用免疫比濁法測定免疫球蛋白IgG、IgA、IgM數值。

3）血清皮質醇濃度

采用羅氏COBASE-411電化學發光免疫分析系統，測定血清皮質醇濃度。

1.2.2 數理統計法

所有實驗數據采用Excel建立數據庫，之后采用SPSS26.0統計軟件進行統計學處理。白細胞、血清皮質醇前后對比采用單因素方差分析；免疫球蛋白采用配對檢驗分析，＜0.05時被認為有統計學差異，所有數值均以X±S表示。

2 研究結果

2.1 低溫暴露環境下長期運動免疫球蛋白水平

長期處于低溫暴露環境下運動，男性運動員的IgA水平顯著下降（＜0.05），IgG、IgM無顯著性變化（＞0.05），見表2。

表2 男性運動員細胞免疫指標（g/L）Table 2 Cellular immune index of male athletes(g/L)

長期處于低溫暴露環境下運動，女性運動員的IgA、IgM水平出現顯著性下降（＜0.01），IgG無顯著性變化（＞0.05），見表3。

表3 女性運動員細胞免疫指標（g/L）Table 3 Cellular immune index of female athletes(g/L)

2.2 低溫暴露環境下長期運動白細胞水平

與2019年相比，2020年男女運動員指標水平變化不顯著（＞0.05）；與2020年相比，2021年男女運動員指標水平變化不顯著（＞0.05）；與2019年相比，2021年男女運動員指標水平變化不顯著（＞0.05），見表4、表5。

表4 男性運動員白細胞相關指標（×109個/L）Table 4 Leukocyte-related index of male athletes(×109 pieces/L)

表5 女性運動員白細胞相關指標（×109個/L）Table 5 Leukocyte-related index of female athletes(×109 pieces/L)

2.3 低溫暴露環境下長期運動血清皮質醇水平

通過對長期處于低溫暴露環境下運動的男女運動員血清皮質醇指標的監測，結果表明：與2019年相比，2020年男女運動員血清皮質醇水平變化不顯著（＞0.05）；與2020年相比，2021年男女運動員血清皮質醇水平變化不顯著（＞0.05）；與2019年相比，2021年男女運動員血清皮質醇水平變化呈現出顯著性上升（＜0.05），見表6、表7。

表6 男性運動員血清皮質醇指標（ug/dl）Table 6 Serum cortisol index of male athletes(ug/dl)

表7 女性運動員血清皮質醇指標（ug/dl）Table 7 Serum cortisol index of female athletes(ug/dl)

33 討論

3.1 低溫暴露環境下長期運動對免疫球蛋白的影響

免疫球蛋白是由淋巴B細胞活化、增殖并分化為成熟的漿細胞所分泌的具有抗體活性的糖蛋白分子，也是免疫分子中最重要的組成成分。在人體內主要作用是幫助機體對抗相應病原微生物和毒素，以及具有誘發補體活化、吞噬等其他各種功能，其中IgA、IgM、IgG對人體免疫能力具有重要作用。血清免疫球蛋白的主要成分是IgG，包括大多數抗毒性、抗菌性和抗病毒體，是抗感染過程中的主要因素。其中55%分布在血管外體液，45%存在于血管內，血管內外兩部分保持動態平衡。IgG類抗體包含了大多數的抗病毒、抗菌、抗毒素抗體。IgA的主要作用是防御機體黏膜感染，占血清免疫蛋白總量的10%～15%，黏膜免疫系統是阻擋病原體入侵人體的第一道防線。IgM為初次體液免疫反應早期階段的主要免疫球單白，重要作用是在防菌血癥方面。因此，通過免疫球蛋白的變化可以在一定程度上判斷人體免疫功能的變化。

通過對運動員免疫球蛋白水平的變化進行研究得出，長期處于低溫暴露下的運動并不會對IgG水平產生影響，對于運動員機體的抗毒性、抗病原體的能力沒有顯著影響。這與在常溫下進行運動所得出的IgG水平呈現出不同的結果。Keyvan等人在研究中發現，一些在中樞神經系統中扮演重要角色的激素，如兒茶酚胺類激素、神經肽和皮質醇分泌的增加都會導致免疫球蛋白的增加，特別是IgG分泌的增加。因此通過本文研究結果加之與前人研究相比較得出：低溫暴露環境下IgG水平變化與常溫下運動并不一致，進一步證實冬季運動項目的指標標準與夏季運動項目不盡相同。

研究結果顯示：男性運動員和女性運動員的IgA水平均呈現出顯著下降，提示運動員黏膜系統的免疫力可能存在下降情況。這也和前人的研究結果保持一致。Walsh研究顯示，冷暴露會造成唾液IgA水平下降。同時Tomasi等人也證實，優秀越野滑雪運動員的IgA水平明顯低于健康人所組成的對照組，并且這些運動員的IgA水平在進行長距離越野滑雪比賽后進一步下降。這也證實了長期低溫環境暴露會使得黏膜表面干燥、氣管纖毛脆弱以及皮膚正常屏障功能惡化等情況發生。提示低溫暴露環境下運動會導致機體IgA水平出現一定程度的波動，可適用于冬季項目運動員的免疫系統指標監控。

關于IgM的計數結果顯示：女性運動員的IgM計數出現明顯下降，而男性運動員的IgM計數卻沒有發生變化。推測出現這種情況的原因，可能是由于女性運動員身體機能普遍略低于男性運動員，而IgM作為抗原刺激下誘導體液免疫中最早產生免疫應答的免疫球蛋白，女性相較于男性表現得更加敏感。此外也有研究統計表明，所有年齡段的女性和男性IgG在統計學上相似（P＝0.97），但女性的IgM信號水平相較于男性呈現出略高的情況（P＝0.13）。盡管沒有達到統計學意義，但觀察到的多數報告均顯示出女性總的IgM水平較高，這也與本文研究結果呈現出一致性。

孫景海等人通過對40名年輕官兵進行30 min低溫暴露環境下運動結果顯示，在經過低溫暴露環境運動后，血液中IgM、IgA的濃度變化不顯著，沒有對機體體液免疫功能產生顯著的抑制。本文研究結果表明，長期處于低溫環境暴露運動除了會對代表黏膜系統的IgA產生出抑制外，并沒有造成其他體液免疫功能的抑制?？傮w而言，國內外關于低溫與運動結合對免疫球蛋白的影響研究相對較少，且多數研究結果并未達成一致。

3.2 低溫暴露環境下長期運動對白細胞相關計數的影響

白細胞是一種含有多種免疫功能活性的細胞，除了存在于血液外，還存在于淋巴系統、脾以及身體的其他組織中，以保護機體免受病原微生物的侵害，是機體實施免疫功能的重要成分，常被作為觀察運動員免疫功能的有效指標。白細胞又可分為5類，各分類之間有自己相應的作用，但可以肯定的是，白細胞的升高是炎癥反應過程的標志，而病毒感染、肝硬化、自身免疫疾病則會引起白細胞計數的病理性減少。

通過對比運動員白細胞相關計數表明，長期處于低溫暴露環境下運動，并未引起白細胞計數、中性粒細胞計數、淋巴細胞計數、單核細胞計數、嗜酸性粒細胞計數以及嗜堿性粒細胞計數出現顯著性的差異變化，從而證實長期低溫暴露環境下運動并未對殘疾運動員機體抵抗自身或外界感染的能力造成影響。

3.3 低溫暴露環境下長期運動對血清皮質醇的影響

許多研究表明運動會引起各種激素的變化，其中對運動有顯著反應的激素之一是腎上腺皮質釋放的皮質醇。有研究提示，運動員血清皮質醇的波動在一定程度上可能與應激、自身免疫等因素相關，但其機制尚無定論。雖然目前研究已經證實，運動的強度和持續時間會影響皮質醇的分泌，但人們對于低溫暴露環境下運動誘導的血清皮質醇濃度變化尚不明確。本研究中，通過對比長期處于低溫暴露環境下運動的運動員血清皮質醇結果顯示：以1年為單位時長，血清皮質醇變化并未呈現出顯著性差異，但處于低溫暴露環境下運動2年后，血清皮質醇變化與早期皮質醇水平相比，呈現顯著性上升趨勢。這也與前人研究結果相對應。Shuhei博士通過對短道速滑運動員以及速度滑冰運動員進行低溫環境下訓練，結果顯示運動員皮質醇指標明顯上升。血清皮質醇作為運動員常見生化監測指標之一，提示其可以間接作為日常監控冬季項目運動員免疫系統機能狀態的指標之一。

4 結語

長期處于低溫暴露環境下，殘疾人高山滑雪運動員整體的IgA水平以及女性殘疾人單板滑雪運動員的IgM水平略有下降，提示長期低溫暴露環境可能會對殘疾人單板滑雪運動員體液免疫能力，尤其是黏膜免疫方面產生一定影響；并未影響殘疾人高山滑雪運動員的IgG水平、白細胞相關計數；但血清皮質醇濃度上升。除此之外，殘疾人運動員由于身體的缺陷，是否會對其免疫力產生影響，并且這種影響是否會與低溫及運動產生疊加效應，以及其影響與健全人的結果是否一致，需要更多的縱向追蹤研究和進一步論證。