女性肌少癥病人HIIE后相關炎性細胞因子的反應

［摘要］ 目的 探討女性肌少癥病人在急性抗阻運動后肌肉分泌炎性細胞因子白細胞介素6（IL－6）、白細胞介素15（IL－15）和腫瘤壞死因子α（TNF－α）的反應能力，為肌少癥的運動療法提供更多的理論依據。

方法 選擇在臨沂市人民醫院進行雙能X線吸收測量檢查的女性肌少癥病人21例作為觀察組，另選21例健康女性作為對照組。兩組受試者進行高強度間歇運動（HIIE），均完成3次高強度Wingate試驗，間隔時間5 min，記錄每次Wingate試驗的峰值功率和平均功率。于試驗開始前和結束后采集受試者外周血，采用酶聯免疫吸附法檢測HIIE前后血清IL－6、IL－15和TNF－α水平。

結果 與對照組相比較，觀察組在第2、3次Wingate試驗時具有更低的峰值功率和平均功率，差異具有統計學意義（F=4.48～13.41，Plt;0.05）。在觀察組，運動對血清IL－6水平無顯著影響（Pgt;0.05）；而在對照組，運動對血清IL－6水平有顯著影響，差異具有統計學意義（F=35.49，Plt;0.01）。兩組受試者的血清IL－15和TNF－α水平HIIE前后均無顯著變化（Pgt;0.05）。

結論 女性肌少癥病人運動誘導的抗炎性因子IL－6反應減弱，這可能是由于病人骨骼肌收縮強度和速度在運動過程中下降引起的，而這種下降可能會影響肌少癥病人的運動治療效果。

［關鍵詞］ 肌減少癥；女性；運動試驗；白細胞介素6；白細胞介素15；腫瘤壞死因子α；酶聯免疫吸附測定

［中圖分類號］ R746.4

［文獻標志碼］ A

［文章編號］ 2096－5532（2023）02－0269－05

doi：10.11712/jms.2096－5532.2023.59.063

［開放科學（資源服務）標識碼（OSID）］

肌少癥為骨骼肌量減少、肌力下降的一種骨骼肌病變。白細胞介素6（IL－6）因為不同信號通路的介導具有促炎性和抗炎性之分，促炎性IL－6可以促進肌蛋白的分解，導致肌少癥的發生。而IL－6的促炎作用需要腫瘤壞死因子α（TNF－α）的協同，TNF－α的升高可以加劇肌蛋白降解、抑制肌蛋白合成，最終引起肌少癥。白細胞介素15（IL－15）則被認為對骨骼肌具有保護作用，可促進肌蛋白合成、抑制蛋白降解。相關研究表明，高強度間歇運動（HIIE）可以導致人體IL－6、IL－15和TNF－α水平的變化，抗阻運動中肌肉分泌的抗炎性IL－6可對TNF－α產生抑制效果，這可能是運動預防和治療肌少癥的機制之一。但是，目前尚無針對肌少癥病人的類似研究。本研究采用運動代謝能力評估最常用的Wingate試驗，首次評估HIIE對女性肌少癥病人炎性因子的影響，以期為運動防治肌少癥提供一定的支持。

1 對象和方法

1.1 研究對象

選擇在臨沂市人民醫院骨密度室進行雙能X線吸收測量的21例女性肌少癥病人作為觀察組，另選21例健康女性作為對照組。本研究經臨沂市人民醫院醫學倫理審查委員會批準，所有受試者在閱讀知情同意書后自愿參加研究，均保持統一生活模式1周，在此期間均不得進食高糖高脂飲食，不食用零食，每日睡眠時間為23：00至次日7：00，并避免劇烈的體力活動，暫停體育鍛煉。研究符合“體育與運動科學研究（2018年更新）”的道德標準。

納入標準：①根據亞洲肌少癥工作組2014年的診斷標準，將符合肌少癥診斷標準的女性納入觀察組；②將骨骼肌質量指數（SMI）正常且無任何疾病的健康成年女性納入對照組。排除標準：①患有其他疾病的受試者；②SMI低但握力正常的女性受試者；③經常服用可能引起肌少癥的藥物如糖皮質激素等的女性受試者；④不適合本試驗的患有身體殘疾的女性受試者。

1.2 研究方法

1.2.1 骨骼肌質量的測量 使用雙能X線骨密度儀（Lunar Prodigy，GE，USA）測量身體的無脂肪質量。開始操作程序，選擇全身雙能X線吸收測量掃描，測量后計算SMI，SMI=四肢骨骼肌質量（kg）/身高（cm）2。

1.2.2 握力的測量 使用彈簧測力計（CAMRY，EH101，中國）對慣用手握力進行測量，測2次取平均值。

1.2.3 HIIE測試 測試前，所有受試者均避免劇烈運動24 h。以5 min的間隔進行3次間歇性高強度Wingate測試。受試者首先使用室內功率自行車（Monark，818E，瑞典）進行15 min的熱身，之后盡可能快地踩踏自行車，直到心率大于150 min-1，休息5 min，待心率降至100 min-1，使用818E功率自行車進行測試，測試過程中受試者保持坐姿。發出開始信號后，指示并鼓勵受試者盡可能快地踩踏自行車30 s，記錄峰值功率（在30 s測試期間達到的最大功率）和平均功率（在30 s測試期間產生的平均功率）。休息5 min以后，進行第2次Wingate測試；再休息5 min后，進行第3次Wingate測試。3次測試規定負荷均為75 g/kg。

1.2.4 血清炎性細胞因子測定 在測試前和第3次高強度Wingate測試后，立即采集受試者肘靜脈血2 mL。采用酶聯免疫吸附法測定受試者血清IL－6、IL－15和TNF－α水平，所用檢測試劑盒購自中國BIOSH公司。

1.3 統計學分析

應用SPSS 21.0軟件進行數據的統計學分析。采用Shapiro－Wilk檢驗驗證計量數據的正態性，符合正態分布者以±s形式表示，兩組比較采用獨立樣本t檢驗，重復測量數據比較采用重復測量方差分析，

采用Mauchly測試評估變量的對稱性，根據需要進行Geisser校正。如果在方差分析中發現差異，則進行Bonferroni校正。相關性分析采用Pearson相關分析。以Plt;0.05為差異具有統計學意義。

2 結 果

2.1 兩組受試者基線資料的比較

觀察組SMI、體質量指數（BMI）、上肢骨骼肌質量、下肢骨骼肌質量、全身骨骼肌質量和握力均顯著低于對照組（t=2.11～7.45，Plt;0.05）。見表1。

2.2 兩組受試者Wingate試驗的功率比較

兩組不同時間峰值功率比較，組間效應差異有顯著性（F組間=5.63，P=0.03），時間效應差異有顯著性（F時間=213.57，Plt;0.01），組間和時間無交互作用（F交互=2.42，P=0.12）。與對照組比較，觀察組在第2、3次Wingate試驗時具有更低的峰值功率（F=7.87、6.30，Plt;0.05）；兩組Wingate試驗峰值功率隨運動次數的增加而降低，差異均有統計學意義（F=82.91～231.55，Plt;0.01）。兩組不同時間平均功率比較，組間效應差異具有顯著意義（F組間=5.37，P=0.03），時間效應差異有顯著意義（F時間=188.38，Plt;0.01），組間和時間無交互作用（F交互=2.90，P=0.07）。與對照組相比較，觀察組在第2、3次Wingate試驗時具有更低的平均功率（F=4.48、13.41，Plt;0.05）；兩組Wingate試驗平均功率隨運動次數的增加而降低，差異均有統計學意義（F=73.11～310.59，Plt;0.01）。見表2。Pearson相關分析顯示，3次Wingate試驗峰值功率均與下肢骨骼肌質量呈正相關（r=0.34～0.40，Plt;0.05），第2、3次Wingate試驗平均功率與下肢骨骼肌質量亦呈正相關（r=0.37、0.32，Plt;0.05）。

2.3 兩組受試者HIIE前后炎性細胞因子水平比較

兩組HIIE前后血清IL－6水平比較，組間效應差異有顯著性（F組間=5.98，P=0.02），時間效應差異有統計學意義（F時間=29.02，Plt;0.01），且二者存在交互作用（F交互=10.19，P=0.01）。HIIE前，觀察組血清IL－6水平顯著高于對照組（F=9.69，P=0.01）；HIIE后，兩組受試者血清IL－6水平差異無顯著意義（F=2.66，P=0.12）。在觀察組，運動對血清IL－6水平無顯著影響（F=1.73，P=0.20）；而在對照組，運動對血清IL－6水平有顯著影響（F=35.49，Plt;0.01）。兩組HIIE前后血清IL－15水平比較，組間效應差異有顯著意義（F組間=6.99，P=0.02），時間效應差異無顯著性（F時間=0.01，P=0.92），二者間不存在交互作用（F交互=0.04，P=0.85）。HIIE前和HIIE后，兩組血清IL－15水平比較差異均有顯著性（F=5.22、7.82，Plt;0.05）。兩組HIIE前后血清TNF－α水平比較，組間效應差異有顯著性（F組間=7.12，P=0.02），時間效應差異無顯著性（F時間=1.65，P=0.22），二者不存在交互作用（F交互=0.04，P=0.84）。HIIE前和HIIE后，兩組血清TNF－α水平差異均有顯著性（F=6.20、7.31，Plt;0.05）。見表3。

3 討 論

Wingate試驗以其最終產生的峰值功率和平均功率數值作為參考，前者用于評估磷酸原系統供能能力，后者用于評估磷酸原及糖酵解供能能力。本研究結果表明，肌少癥病人的峰值功率和平均功率等機械性能顯著低于健康對照組。相關性分析結果顯示，下肢骨骼肌質量與無氧功率之間存在顯著相關性。骨骼肌是人體最主要的運動器官，在運動過程中，肌肉作為原動力器官，對提高運動能力水平具有重要意義，與力的產生和傳遞有密切聯系。既往研究表明，瘦體質量與人體的無氧、有氧代謝能力存在顯著相關性，瘦體質量占總體質量的比例可以影響肌肉力量與耐力的發揮，該比例越大，肌肉能力就越強，爆發力也隨之增大。有研究結果顯示，下肢的爆發力取決于肌肉快速高強度的收縮，比起力量本身，下肢運動能力更能預測機體的功能障礙。肌肉質量和力量在很大程度上隨著年齡的增長而不可避免地下降，含有Ⅰ型和Ⅱ型肌球蛋白重鏈的老年肌肉纖維相對于青年肌肉纖維顯示出較低的張力和較慢的收縮速度，并且隨著老年肌肉動作電位傳導速度下降，收縮肌體積減小，股四頭肌肌力水平降低，以上這些變化都使得增齡老化引起的肌少癥病人肌肉功能嚴重衰退。

本研究中，對照組受試者HIIE前后血清IL－6水平差異有統計學意義，這與之前的研究結果較為一致。研究表明，運動中骨骼肌可以生成大量的IL－6，在有氧運動之后血清IL－6水平顯著升高，并且運動過程中產生的IL－6可能通過促進脂肪的分解來供能。無氧運動的研究也發現，IL－6在運動后水平升高。有研究結果顯示，老年人群和年輕人群抗阻訓練后血清IL－6水平均顯著升高，且兩組差異無顯著性。本研究中對照組受試者在HIIE后血清IL－6水平也是升高的，這與之前的研究結果是一致的。肌少癥會伴隨運動神經細胞的減少。LAURETANI等研究發現，小腿腓腸肌復合動作電位與小腿肌肉密度顯著相關，認為運動軸突的數量減少可以引起肌肉組織的內部變化，這些變化都對肌少癥病人的肌肉功能造成嚴重影響。骨骼肌的流失最終會導致肌少癥病人骨骼肌運動時收縮力度和速度水平降低，而這種降低可能會造成肌少癥病人運動產生抗炎性IL－6反應的減弱。本研究結果也顯示，在觀察組中，運動對血清IL－6水平無顯著影響，而在對照組中，運動對血清IL－6水平有顯著影響。TNF－α對骨骼肌具有促分解作用，它可以通過抑制脂蛋白脂肪酶活性影響蛋白表達，并能加劇肌肉中的蛋白質降解，促使肌肉分解。本文結果顯示，HIIE前兩組受試者血清TNF－α水平差異有顯著性，而HIIE后兩組受試者血清TNF－α水平并未發生顯著變化。有研究表明，抗阻運動中肌肉分泌的抗炎性IL－6可對TNF－α產生抑制效果，運動過程中，抗炎性IL－6水平升高，TNF－α mRNA水平未發生明顯升高，運動恢復后60 min，TNF－α mRNA表達才會增加。因此我們推測，由于骨骼肌功能的低下，肌少癥病人運動誘導的抗炎性IL－6反應能力會降低，這可能使得IL－6對TNF－α的抑制效果大打折扣，但是這種變化在本研究中未顯示出統計學意義。分析原因可能與本研究的運動量和運動后的觀察時間有關，今后我們將進一步進行更高強度的HIIE，并觀察HIIE后不同時間段相關因子的變化情況。

HINGORJO等研究顯示，在階梯測試運動3 min后，與體質量超標/肥胖者相比，瘦者血清IL－15水平更高。雖然有研究顯示運動后IL－15水平會升高，但是關于運動刺激可以促進骨骼肌組織釋放IL－15的說法仍存在爭議，對運動引起IL－15變化的爭議可能與各研究運動后觀察的時間段不同有關。總之，關于運動對IL－15影響的研究較少，目前尚不清楚其機制，這是以后需要進一步研究的方向。本研究并未顯示IL－15在HIIE前后有顯著變化，但是本研究只是針對急性抗阻運動后的研究，而未觀察運動后更長時間的變化情況，我們下一步將進行補充研究。

綜上，女性肌少癥病人運動能力的下降可以導致運動誘導的抗炎性因子IL－6反應減弱，這種下降可能會影響肌少癥病人的運動治療效果，而對運動療法治療肌少癥的強度界定需要更深入的研究。

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（本文編輯 馬偉平）