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研究目的: 细胞因子是机体免疫功能改变的重要桥梁,可直接调控多种免疫应答。长期从事大强度运动会发生强烈的运动性免疫抑制,其中运动导致的一个重要变化就是肌源性细胞因子释放,尤其是IL-6和TNF-α。若抗炎因子IL-6或促炎因子TNF-α释放水平不能保持平衡,会导致免疫失衡。在运动性免疫抑制的发生发展过程中两者的变化情况国内外均未见报道。本实验旨在探究六周递增负荷运动影响下,骨骼肌内IL-6、TNF-α及其基因表达的应答性和适应性变化及两者间相互关系。 研究方法: 8周龄雄性SD大鼠90只,适应性喂养一周后随机分为四组,分别为安静对照组(C组)、运动前安静组(A组)、运动后即刻组(J组)、运动后3小时组(3h组)。采用匀速跑台运动进行六周递增负荷运动训练,每周持续训练六天,每天一次,每次30分钟,周日休息。起始负荷10m/min,第二周负荷为20m/min,此后每周递增5m/min,第六周达最大负荷40m/min。分别于第0周即训练前和第2、4、6周最后一次训练结束恢复48h后,完成定量负荷,然后在负荷前、运动后即刻和负荷后3h取大鼠股四头肌肌腹,采用ELISA和FQ-RT-PCR技术检测IL-6和TNF-α及其mRNA表达水平。用同周运动前、运动后即刻及恢复3小时值反映其应答性变化,用各周运动前安静值反映其适应性变化。 研究结果: 1.IL-6的应答性变化:WK0时运动前后无明显变化(P>0.05),其它各周呈倒“V”型应答曲线;WK2时,运动后即刻较运动前大幅升高45%(P<0.01),恢复3h大幅回落,接近运动前水平;WK4时,运动后即刻较运动前明显升高(P<0.01),恢复3h回落接近运动前水平;WK6时,运动后即刻较运动前大幅升高约1.7倍(P<0.01),恢复3h降低,但仍高于运动前水平(P<0.05)。 2.IL-6mRNA的应答性变化:WK0时运动前后无明显变化(P>0.05),其它各周呈倒“V”型应答曲线;WK2时,运动后即刻较运动前大幅升高约2.2倍(P<0.01),恢复3h回落接近运动前水平;WK4时,运动后即刻较运动前升高约1.9倍(P<0.01),恢复3h回落接近运动前水平;WK6时,运动后即刻较运动前大幅升高约3.2倍(P<0.01),恢复3h回落接近运动前水平。 3.TNF-α的应答性变化:WK0时运动前后无明显变化(P>0.05),其它各周在运动后即刻稍有升高,且恢复3h后持续升高;WK2时,运动后即刻无明显升高,恢复3h较运动后即刻有极显著性升高(P<0.01);WK4时,运动后即刻无明显升高,恢复3h较运动后即刻升高17%(P<0.01); WK6时,运动后即刻稍有升高,恢复3h较运动后即刻极显著性升高(P<0.01)。 4.TNF-αmRNA的应答性变化:WK0时运动前后无明显变化(P>0.05),其它各周在运动后即刻仅稍有升高,且恢复3h后持续升高;WK2时,运动后即刻无明显升高,恢复3h较运动后即刻升高33%(P<0.01); WK4时,运动后即刻无变化,恢复3h大幅升高约2.08倍(P<0.01); WK6时,运动后即刻无明显升高,恢复3h较运动后即刻升高45%(P<0.01)。 5.IL-6的适应性变化:呈现“升高—降低—再次升高”的变化趋势,WK2较WK0显著升高(P<0.01); WK4较WK2降低(P<0.01),接近WK0水平;WK6较WK4显著升高(P<0.01),恢复接近WK2水平。 6.IL-6mRNA的适应性变化:呈现“升高—降低—再次升高”的变化趋势,WK2较WK0明显升高(P<0.01); WK4较WK2降低(P<0.01),恢复接近WK0水平;WK6较WK4明显升高(P<0.01),恢复到WK2水平。 7.TNF-α的适应性变化:呈现“升高—降低—再次升高”的变化趋势,WK2较WK0升高26%(P<0.01); WK4较WK2降低(P<0.01),恢复接近WK0水平;WK6较WK4大幅升高27%(P<0.01),且仍高于WK2水平。 8.TNF-αmRNA的适应性变化:呈现“升高—降低—再次升高”的变化趋势,WK2较WK0大幅升高约2.10倍(P<0.01);WK4降低到WK2的49%(P<0.01),恢复接近WK0水平;WK6较WK4显著升高约2.13倍(P<0.01),且仍高于WK2水平。 研究结论: 1.在六周递增负荷运动过程中,抗炎因子IL-6及其mRNA初次应答时运动前后无明显变化,其它各周在运动后即刻急剧升高,恢复3小时后急剧下降,呈倒“V”型应答曲线,而促炎因子TNF-α及其mRNA初次应答时运动前后无明显变化,其它各周在运动后即刻仅稍有升高,但在恢复期不仅没有恢复反而持续升高。两者释放水平不平衡,可能是急性运动后一过性免疫抑制发生的主要因素。 2.尽管促炎因子TNF-α(及其mRNA)与抗炎因子IL-6(及其mRNA)对六周递增负荷运动的适应性变化趋势基本相似,均为“升高—降低—再次升高”,但促炎因子上升的幅度显著大于抗炎因子,这一方面提示在运动性免疫抑制发生发展过程中机体在尽力维持两者的平衡,另则提示促炎因子在六周递增负荷过程中逐渐占据免疫调控的主导地位,从而促使运动性免疫抑制的发生与发展。