男子30km跑对肾素－血管紧张素－醛固酮系统的影响*

蔺海旗，林文弢，翁锡全，王震

(1．华南理工大学体育学院，广东广州 510641;2．广州体育学院，广东 广州 510500;3．广东青年职业学院，广东广州 510507)

肾素－血管紧张素－醛固酮系统(renin－angiotensin－aldosterone system，RAAS)作为激素系统，广泛参与机体的应激反应。随着生命科学技术的日臻完善，人们发现其不仅具有对机体的水、电解质平衡等进行调节的经典作用，且在临床医学领域，如肾脏［1］等疾病的发生、预防及治疗过程中也具有重要意义，尤其是AngⅡ与肾脏功能的研究备受关注。研究显示，血管紧张素有可引起肾脏形态及功能变化的非血流动力学效应［2］。可见，RAAS与肾脏功能的关系甚密。在体育科学领域，有关运动与肾素－血管紧张素－醛固酮系统的研究已有报道，但关于耐力运动后血清肾素－血管紧张素－醛固酮系统与运动性肾功能异常之间的关系报道鲜见。本研究以参加2011年全国绿道长跑挑战赛30km的男子为对象，观察男子30km跑后血清肾素－血管紧张素－醛固酮系统和尿蛋白及其组份的变化，探讨男子30km跑对肾素－血管紧张素－醛固酮系统的影响及其与运动性肾功能异常之间的关系，旨在为阐述运动性蛋白尿的生成机制提供实验依据。

1 材料与方法

1.1 研究对象

研究对象为参加2011年全国绿道长跑挑战赛30km的男子10名，身体健康状况良好，无内分泌、泌尿系统等疾患，有一定时间的长跑背景，且均在知情同意下自愿参与该研究，基本信息见表1。

表1 受试者基本情况

1.2 运动负荷方法

10名受试者以主办方规定的男子30km路线绕肇庆星湖绿道跑，每圈为15km，共两圈。天气多云转晴，高温19℃，相对湿度50%，无风。

1.3 样品采集

血样采集与保存:晨起6:00、运动后即刻肘静脉取血3ml，静置30min，3000r/min离心10min，分离血清，－20℃保存、待测血清肾素、血管紧张素Ⅱ、醛固酮。同时各采集指尖血测血乳酸。

尿样制备与保存:用无菌瓶分别收集晨起6:00、运动后15min～20min尿液，并及时保存于冰块中，同时记录尿液容积及睡前、晨起的集尿时间和运动成绩。随后将部分尿液分装于无菌Corning离心管中，4℃、3000r/min离心15min，收集上清，－20℃保存、待测尿Alb、β2－MG。测试前如有沉淀形成，应再次离心。剩余尿液直接用于尿总蛋白的定量测定。

1.4 评测指标及方法

血乳酸采用EKF－C－Line GP血乳酸盐分析仪测试;尿总蛋白(TP)应用双缩脲法测定，仪器为S22PC分光光度计，试剂购于南京建成生物工程研究所;血清肾素(Renin)、血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)、醛固酮(Ald)、尿白蛋白(Alb)和尿β2－微球蛋白(β2－MG)均采用酶联免疫吸附法(ELISA)测试，试剂购自上海BlueGene生物科技有限公司，仪器为RT－2100C型多功能酶标仪。为排除尿量的影响，灵敏、真实反映肾功能的改变，尿蛋白含量以每分排泄量(μg/min)表示，计算公式:

百分浓度(mg/%)=(尿蛋白毫克数÷尿液毫升数)×100%

每分排泄量(μg/min)=［mg% ×尿量(ml)÷集尿时间(min)］×1000

1.5 统计分析

利用SPSS15.0进行统计，数据以平均值±标准差表示。采用独立样本配对T检验进行分析，显著性水平为P＜0.05，非常显著性水平为P＜0.01。

2 研究结果

2.1 男子30km跑前后血乳酸值的变化

由表2可见，男子30km跑后血乳酸浓度为5.31±2.05 mol/L，与运动前(1.27±0.30 mol/L)相比，具有非常显著性增加(P＜0.01)。

表2 男子30km跑前后血乳酸值的变化

2.2 男子30km跑前后尿蛋白及其组份的变化

依表3可知，较运动前相比，男子30km跑后尿总蛋白、白蛋白呈现非常显著性增加(P＜0.01)，β2－MG具有显著性差异(P＜0.05);Alb/β2－MG比值较运动前有所增加，且具有显著性水平(P＜0.05)，见表4。

表3 男子30km跑前后尿蛋白及其组份的变化

表4 男子30km跑前后尿液Alb/β2－MG比值的变化

2.3 男子30km跑前后肾素－血管紧张素－醛固酮系统的变化

依表5所示，男子30km跑后，与运动前比较，血清肾素水平具有非常显著性升高(P＜0.01);血管紧张素Ⅱ具有显著性差异(P＜0.05);醛固酮浓度虽有所增加，但无统计学意义(P＞0.05)。

表5 男子30km跑后血清肾素－血管紧张素Ⅱ－醛固酮的变化

3 分析与讨论

3.1 男子30km跑对尿蛋白及其组份的影响

在运动训练中测血乳酸，可用于监测运动强度和运动过程中机体能量代谢的变化。研究发现，有1/3的马拉松选手血乳酸达4mmol/L以上，提示马拉松赛对业余选手仍是有氧代谢为主、无氧代谢为次的混氧运动［3］。本研究中，30km跑后即刻血乳酸在5mol/L左右，表明机体以有氧代谢供能为主，与长时间耐力运动能量供给规律相吻合。跑后血乳酸值略高，可能与终点冲刺有关。研究认为乳酸堆积可造成尿液酸度增加，且血乳酸与尿蛋白呈指数关系［4］。运动性尿蛋白排泄量与强度大、乳酸高、时间长的糖酵解供能为主的运动负荷密切相关。

正常人尿蛋白含量极少，浓度为2mg/%左右。一般尿白蛋白大于400mg/24h则认为有糖尿病肾病。检测尿中白蛋白的含量有助于判断肾脏疾病的部位，特别是肾小球滤过膜通透性的改变。正常情况下，尿β2－MG含量不高于0.3mg/L。当肾小管受到损害，重吸收功能下降，可使尿中 β2－MG明显升高。

目前，有关运动与 TP、Alb、β2－MG的研究很多，主要结论:大强度运动后运动性尿蛋白主要为肾小球－肾小管混合型，尿蛋白以Alb、β2－MG为主;中小强度或长时间持续运动后尿蛋白主要是肾小球型，蛋白质以Alb为主;影响尿蛋白排出率主要因素是运动强度;在应用尿蛋白组份评定运动员身体负荷情况的变化时，尿Alb与β2－MG的排出量的变化比尿TP排出量的变化更灵敏。

本研究显示，30km跑后尿TP、Alb较运动前极显著增加(P＜0.01)，尿β2－MG显著增加(P＜0.05)，提示30km跑后肾小球、肾小管功能暂时异常，说明30km跑引起肾脏功能暂时性改变，出现运动性肾功能异常。研究发现，不同的运动形式都可使尿蛋白排泄量增加，表现肾功能异常，提示运动对机体作为一种应激，不随运动方式的改变均可致使肾脏功能呈现不同程度的异常。同时依表4可见，30km跑后尿Alb排泄率(P＜0.01)较β2－MG(P＜0.05)的大，表明30km跑对肾小球功能的影响程度大于对肾小管的影响，运动后尿蛋白主要是肾小球型，与上述主要研究结果较为一致。目前有关运动性蛋白尿的生成机制的研究和假设很多，认为机械损伤和肾小球滤过膜通透性增加及肾小管重吸收功能改变可能是造成运动性蛋白尿的直接原因。在30km跑过程中，运动的刺激造成机体一定程度的应激反应，加之运动时长时间的落地震动可致肾脏造成机械损伤，可能是影响尿蛋白排泄增多的因素之一。Mydlík等［5］最近报道，马拉松和16km 跑后，尿蛋白、Alb、CK、CK－MB、肌红蛋白等均显著增多，而肾小球滤过滤(GFR)、FE－Na均显著下降，认为运动性蛋白尿的形成与机体脱水、肾脏毛细血管收缩、肾小球毛细血管渗透压增加、肾小管重吸收功能减弱、肌损伤和肌蛋白释放入血、RAAS系统活性增加等有关。30km跑可引起肾功能的改变，这可能与血清肾素－血管紧张素－醛固酮系统活性的改变密切相关，其具体作用机制有待深入探讨。

最近，Kohler等［6］从尿蛋白组学角度，应用2－DE和 MS技术对不同项目(耐力、团体、力量)运动后尿蛋白组份及2－DE图谱进行了分析研究，打破以往仅针对几个已知蛋白研究的局限，为揭示运动性蛋白尿的生成机制提供了新的视野与动向［7］。

3.2 男子30km跑对肾素－血管紧张素－醛固酮系统的影响

肾素－血管紧张素－醛固酮系统在生理功能上相互协同，对机体水、Na+、K+等电解质及机体渗透压平衡都具有重要调节作用，同时，对血压也具有重要调节作用。

RAAS受多种因素影响，不同运动时间、强度、姿势、环境均可引起RAAS变化。

早期报道显示［8］，正常成年男性经4个月的耐力训练后，身体活动能力显著增强，而RAAS系统却有所下降，且身体活动能力与PRA成负相关(r=－0.49，P＜0.01)。男子100km超长马拉松跑后摄水并未过量，其尿比重、血浆容量增加与运动引起RAAS活性增加有关［9］。Chantemele等发现，飞轮运动组和对照组卧位后第二天和90天期间，肾素、醛固酮均显著增加，但站立后又恢复先前水平［10］。研究显示［11］，成年 SD大鼠经4周高住低练后，心肌血管紧张素转化酶(ACE)、血管紧张素原(AGT)和血管紧张素II 1型受体(AT1)的 mRAN表达受到抑制，而心内膜ACE、AT1蛋白表达却增多，提示生理性心肌肥大与RAAS系统某部位的调节有关。Gilli等［12］发现长跑运动后，血中肾素活性较运动前显著增加，低中强度运动后，肾素和血管紧张素Ⅱ增加程度基本一致，大强度运动时，血管紧张素Ⅱ的增加最明显。

本研究发现，30km跑后血清肾素含量较运动前极显著增加(P＜0.01)，AngⅡ显著增加(P＜0.05)，醛固酮虽有所增加，但无显著性差异。提示肾素、血管紧张素的应激反应明显。其机制可能是:30km跑程中，机体排汗丢失大量水分，导致体液减少进而降低肾血流量，同时运动时血液重新分配进一步降低肾血流量，造成肾脏缺血，并通过入球小动脉内的牵张感受器和远曲小管壁上的致密斑感受器，促使球旁细胞分泌更多的肾素;交感神经兴奋不仅可使血清肾素增多，还会通过交感－肾上腺轴，使肾上腺髓质分泌大量的肾上腺素和去甲肾上腺素，这两种物质既能同肾血管上的受体结合导致肾血管收缩，也可直接刺激球旁细胞分泌更多的肾素。血浆中的肾素增多将会导致血浆中AngⅡ的活性大大增加;运动时肝血流量下降，减少了对肾素、AngⅠ、AngⅡ的消除，也致使血液中肾素、AngⅡ的浓度增高;肾素、AngⅡ的含量升高进一步激发醛固酮升高，促进对 Na+、Cl－的重吸收［13］。研究表明［5］，马拉松和 16km 跑后RAAS系统活性的增加是引起运动性肾功能异常的因素之一，这是一种与运动时间有关的可逆性病理变化。

AngⅡ作用于肾小球出球小动脉及系膜细胞AngⅡ受体，引起出球小动脉强烈收缩，肾小球血量下降，血流缓慢，造成毛细血管膨胀，肾小球滤过膜通透性增加，血浆蛋白滤出增加，因而尿蛋白增加，表明AngⅡ在蛋白尿的形成中有重要作用。在运动过程中醛固酮浓度增加，不完全是由于肾素水平的升高［14］，K+、ACTH浓度的增加，醛固酮廓清率降低都有可能导致醛固酮浓度的升高。

血浆醛固酮的浓度随运动时间的增加而增加。在运动过程中，肾素－血管紧张素系统对调节醛固酮分泌起着重要作用。其意义在于尽力维持体内水和电解质的平衡，特别是在炎热环境进行长时间运动时，其调节作用更为重要，加速肾远曲小管对钠离子的重吸收，减少失钠、失水，对细胞外液的容量具有重要的作用。

4 小结

4.1 30km跑后尿蛋白、白蛋白、β2－微球蛋白显著增多，提示机体出现运动性肾功能异常，肾小球、肾小管可能受到暂时性损伤。

4.2 30km跑后，血清肾素－血管紧张素－醛固酮系统应激明显，表现为血清肾素、血管紧张素Ⅱ活性显著升高，其在一定程度上参与运动性蛋白尿的生成，但其对肾脏功能的影响机制需进一步探讨。

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