补充低聚果糖对递增负荷训练大鼠免疫指标的影响

胡晓燕郝选明

1华南师范大学体育科学学院（广州510631） 2广东省黄村体育训练基地

长时间耐力运动或强化训练后运动员免疫功能往往受到抑制。免疫抑制发生机制涉及神经－内分泌－免疫网络、抑制T细胞的过度激活、免疫抑制因子调节、自由基、营养物质耗竭、心理应激等［1］。现有调理方法效果常不理想［2］。低聚果糖因具有提高动物抵御疾病的能力而在畜牧业广泛使用［3］。低聚果糖属于不被消化吸收的水溶性膳食纤维，可以改变粪便性状，刺激结肠运动，促进排便［4，5］。低聚果糖还促进肠道内益生菌抑制有害菌生长［6，7］，促进机体对矿物质的吸收［8］，充当免疫佐剂，提高药物和抗原免疫应答能力［9，10］，对机体免疫功能产生积极影响［11］。但低聚果糖能否对运动尤其是递增负荷运动引起的免疫功能抑制进行干预，目前报道尚少。本研究以6周递增负荷训练构建大鼠免疫抑制模型，观察低聚果糖的灌喂对大鼠脾脏淋巴细胞活性、T淋巴细胞亚群等免疫指标的影响，并探讨其调理机制，为开发低聚果糖作为运动性免疫抑制调理补剂提供实验依据。

1 材料与方法

1.1 实验对象

72只3月龄清洁级SD大鼠由中山医学院动物实验中心提供。大鼠合格证号：SCXK （粤）2004-0011，粤监证：F2008A060。随机分为3组：对照组、运动组（进行递增负荷训练）和运动+补剂组（递增负荷训练同时灌胃低聚果糖），每组24只。实验共6周。分别于实验前和2、4、6周周日进行4次取材，每次每组6只。本实验在华南师范大学体育科学学院实验中心完成。

1.2 实验方法

对照组不训练不补充，无任何干预。两运动组大鼠进行为期6周、6天/周、1次/天、坡度为0、每次30分钟的跑台训练，周日休息。6周的运动速度分别为10 m/min、20 m/min、25 m/min、30 m/min、35 m/min、40 m/min。补剂+运动组大鼠每天早上训练前8：00-11：00按1 g/kg的剂量灌胃低聚果糖。低聚果糖购自广州越业生物科技有限公司。

1.3 取材和指标测试

取材日用2%戊巴比妥纳30 ml/kg腹腔注射大鼠，迅速取脾脏，用天平称重，再剪取约一半脾脏组织进行细胞培养。

体重检测：每天上午用天平称量并记录大鼠体重，计算每组大鼠周体重平均值。脾脏指数＝脾脏重量（g）/大鼠体重（kg）。

脾脏淋巴细胞活性检测：采用增殖实验（CCK-8）。无菌条件下分离大鼠脾脏后，按试剂盒（广州蕊特有限公司）说明书进行操作。结果以酶标仪OD值表示，吸光度大小反映淋巴细胞活性高低。

淋巴细胞亚群的测定：冷PBS将脾脏分离的淋巴细胞悬液标本洗1次，1000 r/min离心10 min；然后每管标本同时加入CD8FITC/CD4PE各2pl进行荧光染色，再用冷PBS洗2次，1000 r/min离心10 min。离心室温避光15 min后，用2%多聚甲醛250 μl固定，上流式细胞仪（美国BD公司）检测CD4+、CD8+细胞数。

1.4 统计学分析

采用SPSS for Windows 12.0统计软件包对实验数据进行统计分析，所有数据结果以均数±标准差表示，组间（同一时间不同组）采用单因素方差分析，组内（相同组不同时间）采用t检验，显著性水平为P< 0.05。

2 结果

2.1 体重、脾重（表1）

运动组大鼠体重在2、4、6周均显著低于对照组（P<0.05）。运动+补剂组体重在6周时显著高于对照组（P<0.05）。运动+补剂组体重在2、4、6周均显著高于运动组（P<0.05）。

运动组脾脏重量在6周时显著低于对照组，运动+补剂组脾脏重量在4周时显著高于对照组 （P< 0.05），6周时与对照组无显著性差异。运动+补剂组脾脏重量在4、6周时显著高于运动组（P<0.05）。

运动组脾脏指数在2、4、6周均显著低于对照组（P<0.05）。运动+补剂组脾脏指数在4周时显著高于对照组（P<0.05）。运动+补剂组脾脏指数在4、6周均高于运动组（P<0.05）。

表1 各组大鼠体重、脾重和脾脏指数比较

注：§P<0.05，与实验前比较；*P<0.05，与2周比较；#P<0.05，与4周比较；□P<0.05，与运动组相比较；△P<0.05，与对照组相比较。

2.2 脾脏淋巴细胞活性

由表2可知，运动组大鼠脾脏淋巴细胞活性在2、6周时较实验前显著下降（P<0.05），且各周均显著低于对照组（P<0.05）。运动+补剂组仅在2周较实验前显著下降，在4、6周时均显著高于实验前和运动组（P<0.05），在6周时显著高于对照组（P< 0.05）。

表2 各组大鼠脾脏淋巴细胞活性变化

2.3 T淋巴细胞亚群

表3 各组大鼠CD4+、CD8+、CD4+/CD8+的变化

表3显示，6周实验中，运动组大鼠CD4+先高后低，6周时显著低于对照组（P<0.05），运动+补剂组大鼠2、4、6周时均显著低于对照组（P<0.05）。运动+补剂组大鼠在2、4周时显著低于运动组（P<0.05）。

运动组大鼠CD8+在2、4、6周均显著高于对照组，而运动+补剂组均显著低于对照组（P<0.05）。运动+补剂组在2、4、6周均显著低于运动组（P<0.05）。

运动组大鼠CD4+/CD8+比值在2、6周较实验前下降，6周时显著低于对照组（P<0.05）。运动+补剂组大鼠在2周时较实验前下降，4、6周时回升，与对照组无显著差异，6周时显著高于运动组（P<0.05）。

3 讨论

3.1 补充低聚果糖对递增负荷运动大鼠体重的影响

本实验中，运动组大鼠体重增长缓慢，6周时显著低于对照组，补剂+运动组大鼠体重6周时显著高于对照组和运动组，提示补充低聚果糖可以抑制由于递增负荷运动引起的体重增长缓慢现象。研究发现，运动引发的淋巴细胞凋亡［12］与营养物的流失有关，营养物质吸收离不开肠道的功能，有报道服用低聚果糖能减少正常人群排泄物中蛋白质代谢产物的含量［13］，表明其可通过改善肠道功能促进对营养物质的吸收。

3.2 补充低聚果糖对递增负荷运动大鼠脾脏的影响

脾脏重量与其功能及免疫细胞数量有关。本研究结果发现，6周时运动组大鼠脾重显著低于对照组，脾脏指数却显著高于对照组，可能与该组大鼠体重增长缓慢、脾脏重量增长停滞有关。4周时运动+补剂组大鼠脾脏重量显著增加，脾脏指数也在2、4周时持续升高，6周降低，这可能与6周时大鼠体重明显增加有关。这表明低聚果糖可改善因运动引起的体重增长缓慢及脾脏萎缩现象，从而间接影响脾脏功能及淋巴细胞的数量。

3.3 补充低聚果糖对递增负荷训练大鼠脾脏淋巴细胞活性的影响

过度训练时机体出现免疫功能低下，最主要的机制是神经内分泌免疫调节功能紊乱。长时间剧烈运动中，肌肉等组织产生损伤并释放出致炎因子，同时交感神经兴奋也导致血中大量免疫抑制类激素浓度升高。这些物质与免疫细胞的受体结合，阻碍免疫细胞与刺激物结合，从而导致免疫细胞活性降低。此外，在应激状态下，机体产生免疫抑制因子亦抑制淋巴细胞的增殖反应。有研究发现，中等强度运动显著提高T淋巴细胞免疫功能，而力竭运动则降低T淋巴细胞功能［14］。人体实验也发现，运动后即刻淋巴细胞SI值显著降低，出现明显细胞免疫应答反应［15］。

本实验中，运动组脾脏淋巴细胞活性在2、4、6各周均显著低于运动+补剂组和对照组，表明6周递增负荷运动训练引起大鼠细胞免疫功能受损，这可能与该组大鼠脾脏重量增长停滞有关。而服用低聚果糖后，虽然脾脏淋巴细胞活性最初有所下降，但随后升高，至第6周时运动+补剂组大鼠脾淋巴细胞活性显著高于对照组，表明补充低聚果糖对淋巴细胞活性有正向调理作用。业已证明，低聚果糖经双歧杆菌等发酵后，产生的短链脂肪酸降低了肠道pH值并增加了结肠的渗透率，在酸性环境中许多矿物质溶解速度增加［16］，从而增加机体对钙、镁、锌、铁等矿物质的吸收［8，17，18］，其中的一些离子是T淋巴细胞活化过程中的信息传递影响因子，如果缺乏会引起体液免疫和细胞免疫功能下降。

3.4 补充低聚果糖对递增负荷训练大鼠脾脏淋巴细胞亚群的影响

T淋巴细胞是一种重要的免疫活性细胞，是机体免疫细胞中数量最多、作用最重要的功能细胞。CD4+和CD8+是T淋巴细胞两个功能不同的亚群，CD4+是辅助性T细胞，起辅助和诱导作用，CD8+起抑制作用。它们之间相互协调，共同调节机体的免疫应答反应。维持CD4+/CD8+比值平衡是机体免疫系统正常的关键。运动还会引起肠道免疫功能的紊乱［19］。研究发现，增加低聚果糖的配方奶对婴儿肠粘膜免疫有积极作用［20］。低聚果糖大部分通过胃和小肠而不被降解利用，而大肠中的乳酸杆菌、双歧杆菌、梭状芽孢杆菌可产生果糖苷酶，这些有益菌通过利用低聚果糖而大量增殖，从而对肠道免疫细胞产生强烈刺激，增加抗体细胞数量，激活巨噬细胞活性，强化机体免疫体系［21，22］。

研究发现，安静状态下8周大负荷组和12周中等负荷组大鼠脾淋巴细胞CD4+/CD8+降低，12周大负荷组变化最显著，提示机体处于免疫抑制状态［23］。研究普遍认为，不同运动强度对免疫机能受抑制的程度也不同［24-26］，因此结果也不尽相同，但大强度运动会引起免疫功能抑制。本实验中，运动组大鼠CD4+、CD8+呈波动趋势，CD8+从第2周起均显著高于对照组，提示该组大鼠抑制性T细胞激活，同时CD4+/CD8+比值显著低于对照组，表明机体细胞免疫功能受损。而运动+补剂组大鼠CD4+在6周实验中变化平稳，均低于对照组，CD8+从4周开始显著下降且低于对照组和运动组，CD4+/CD8+比值升高，在4、6周时与对照组无显著差异，表明补充低聚果糖可以调节运动大鼠的抑制性T细胞激活状态，从而增强递增负荷训练大鼠免疫功能。

4 总结

补充低聚果糖可以逆转因递增负荷训练引起的大鼠体重增长过缓、脾脏萎缩及脾脏淋巴细胞活性降低等现象，同时增加运动大鼠CD4+/CD8+比值。低聚果糖增强递增负荷训练大鼠免疫功能的作用可能与其促进肠道吸收及免疫功能有关。

［1］许弟群，曹芳.运动性免疫抑制发生机制研究进展.漳州师范学院学报，2006，54（4）：127-130.

［2］Moreira A，Kekkonen RA，Delagado L，et al.Nutritional modulation of exercise-induced immunodepression in athletes：a systematic review and meta-analysis.Eur J Clin Nutr，2007，61：443-460.

［3］李海峰.低聚果糖对仔猪血液生化指标和生产性能的影响.福建畜牧兽医，2004，26（2）：12-14.

［4］褚慰，付小林，樊智慧，等.低聚果糖对便秘模型小鼠的通便功能的研究.中国药物与临床，2010，10（10）：1135-1136.

［5］张雯.低聚果糖治疗小儿便秘30例随访观察.黑龙江医药，2003，26（2）：89.

［6］张帆，汪会玲，孟晶.低聚果糖对人体肠道菌群的影响.现代预防医学，2006，33（2）：36-37.

［7］马岩，郭靖.不同剂量低聚果糖对生理菌群作用的影响分析.农业机械，2012，1（3）：120-123.

［8］王宇.低聚果糖通便作用及影响肠道矿物质和脂类吸收的研究.山东大学硕士学位论文，2008，44-46.

［9］谭聪灵，夏中生，李永民，等.饲粮中添加果寡糖对生长猪生产性能和免疫机能的影响.粮食与饲料工业，2010，4：45-48.

［10］岳文斌，车向荣，藏建军，等.果寡糖和甘露寡糖对断奶仔猪免疫机能的影响.激光生物学报，2006，15（1）：50-57.

［11］Bruzzese E，Volpicelli M，Squeglia V，et al.A formula containing galacto-and fructo-oligosaccharides prevents intestinal and extra-intestinal infections：An observational study.Clin Nutr，2010，29（4）：382.

［12］赵永才，黄涛，石永秀.运动诱导淋巴细胞凋亡及其发生机制研究进展.中国运动医学杂志，2011，30（10）：960-967.

［13］Kelly S，Swanson，Christine M，et al.Fructooligosaccharides and lactobacillus acidophilus modify bowel function and protein catabolites excreted by healthy humans.J Nutr，2002，132（10）：3042-3050.

［14］蔡国梁，张芃，孙化玉.不同负荷运动对雄性大鼠T淋巴细胞活性及其有关因素影响的实验研究.山东体育学院学报，2007，23（4）：60-62.

［15］谢红，郝选明.不同免疫功能对有氧运动的反应.天津体育学院学报，2006，21（3）：246-248.

［16］Schepens MA，Rijnierse A，Schonewille AJ，et al.Dietary calcium decreases but short-chain fructo-oligosaccharides increase colonic permeability in rats.Br J Nutr，2010，104（12）：1780-1786.

［17］Horikawa Y，Morohashi T，Sano T，et al.Fructooligosaccharides consumption inhibits the loss of iron from the incisor enamel surface in gastrectomized rat.Biol Trace Elem Res，2006，112（3）：263-271.

［18］van den Heuvel EG，Muijs T，Brouns F，et al.Short-chain fructooligosaccharides improve magnesium absorption in adolescent girls with a low calcium intake.Nutr Res，2009，29（4）：229-237.

［19］王海军.运动、谷氨酰与肠道免疫研究进展，2011，33（6）：45-47.

［20］Scholtens PA，Alliet P，Raes M，et al.Fecal secretory Immunoglobulin A is increased in healthy infants who receive a formula with short-chain galacto-oligosaccharides and long-chain fructo-oligosaccharides.J Nutr，2008，138（6）：1141-1147.

［21］杭锋，伍剑锋，王荫榆，等.低聚果糖调节人体肠道菌群功能的研究.乳业科学与技术，2010，33（3）：108-111.

［22］项明洁.低聚果糖对双歧杆菌增殖效果及肠道菌群的影响.检验医学，2005，20（1）：49-51.

［23］孔兆伟，傅浩坚，周碧珠，等.8周及12周游泳训练对大鼠血清瘦素水平的影响.中国运动医学杂志，2003，21（5）：79-82.

［24］李骁君，王瑞元.长时间大强度游泳训练对儿少运动员免疫机能的影响.北京体育大学学报，2001，24（4）：281-284.

［25］吴卫兵，陈佩杰，刘晓丹，等.5周递增负荷训练对内分泌免疫机能影响的研究.体育科学，2007，27（4）：59-63.

［26］Gleeson M，Bishop NC.The T cell and NK cell immune response to exercise.Ann Transplant，2005，10（4）：43-48.