運動性低血紅蛋白形成過程中遞增負荷跑臺運動對大鼠紅細胞及網(wǎng)織

1、運動性低血紅蛋白形成過程中遞增負荷跑臺運動對大鼠紅細胞及網(wǎng)織 關鍵詞：運動性低血紅蛋白；遞增負荷跑臺運動；紅細胞參數(shù)；網(wǎng)織紅細胞參數(shù)摘要：研究長時間遞增負荷跑臺運動最終造成大鼠運動性血紅蛋白降低過程的不同階段中，紅細胞參數(shù)和網(wǎng)織紅細胞參數(shù)的發(fā)展變化規(guī)律。研究顯示：運動負荷遞增的過程中有三點提示：1)運動開始階段，若紅細胞體積分布寬度RDW、網(wǎng)紅體積分布寬度RDWr正常，單個網(wǎng)紅內(nèi)及單個紅細胞內(nèi)血紅蛋白含量CH、CI-Ir正常，網(wǎng)紅百分比Retie不變或有升高，則HBC、HCT、HGB下降可能為運動應激引起的生理性血液稀釋現(xiàn)象。2)骨髓由于運動應激的影響而加快加強的造血反應在滿足了機體運動氧需求

2、后已暫告一段落時，雖然紅細胞和血紅蛋白仍保持較高水平，但高熒光網(wǎng)紅百分比或未成熟網(wǎng)紅百分比的再次上升提示血液學機能狀況下降的開始。3)溶血性血紅蛋白降低的紅細胞及網(wǎng)紅細胞參數(shù)特征為：RBC、HGB、HCT不變或降低，RMI、Retie、Retie#上升，紅細胞及網(wǎng)紅細胞體積分布寬度RDW和RDWr增加?？偨Y(jié)：通過監(jiān)測運動員訓練過程中紅細胞及網(wǎng)織紅細胞各參數(shù)的變化，能早期監(jiān)控和預防運動性低血紅蛋白的發(fā)生。運動性血紅蛋白降低是限制運動成績提高的重要因素之一，如何早期監(jiān)控和預防該運動性病癥一直是學術界關注的焦點。紅細胞及其相關參數(shù)對貧血的直接診斷、鑒別有重要的意義；網(wǎng)織紅細胞是紅細胞的前身，可直接反

3、映骨髓造血功能的盛衰，監(jiān)測網(wǎng)織紅細胞及其相關參數(shù)有助于判斷紅細胞的早期活動度，無疑對外周血中網(wǎng)織紅細胞及其相關參數(shù)的研究和使用必將使運動性貧血的監(jiān)測和診斷從成熟紅細胞階段提前到骨髓中的造血階段，為提前采取相應的措施提供了完全的安全可行條件。1材料與方法1.1實驗動物與分組實驗動物為雄性Wistar大鼠48只，體重220克左右(表1)，由中國醫(yī)學科學院實驗動物研究所提供，動物許可證編號為SCXKll000010，動物級別：SPF級。隨機、篩選分為6組：安靜對照組群(Congroup24只)、遞增負荷跑臺運動組群(Trgroup44只)，其中安靜對照組群又分三組：安靜對照二周組(Con2group

4、)、安靜對照四周組(COn4group)、安靜對照六周組(Cor6group)，每組各8只；遞增負荷跑臺運動組群又分三組：運動二周組(Tr2group)、運動四周組(Tr4group)、運動六周組(Tr6group)，每組分別為8只，分籠飼養(yǎng)。實驗動物飼料為全價營養(yǎng)顆粒飼料，由北京科澳協(xié)力飼料有限公司提供(京動許字(2000)第015號，含鐵量為1025mg/100g)；動物飼養(yǎng)環(huán)境溫度為232，濕度4060，分籠飼養(yǎng)，自由飲食、飲水，自然晝夜節(jié)律變化光照。1.2訓練方式正式訓練前進行一周的適應性運動。訓練方式為遞增負荷跑臺訓練(跑臺型號BCPT96型)，跑速為3035m/min，坡度為0，起

5、始跑距為300m，每次遞增60m，一周訓練6日，休息1日。全部訓練時間為7周。第一、二周：每天訓練一次；第三一第六周：每天訓練兩次。1.3取材方法每組實驗鼠均在末次訓練結(jié)束后24h左右用烏拉塔(25)行腹腔麻醉，腹主動脈取血，置0.5mL于采血管中，EDTA2K抗凝，于4h內(nèi)測定。1.4測試指標及統(tǒng)計方法紅細胞、網(wǎng)織紅細胞相關指標23項采用德國BayerADVIA120六分類血球分析儀測試，測試結(jié)果用SPSS統(tǒng)計學軟件包進行，顯著性水平為P0.05，非常顯著水平為P0.01，實驗數(shù)據(jù)用平均數(shù)標準差表示。2實驗結(jié)果2.1運動二周組大鼠紅系相關指標的變化運動二周組大鼠的紅細胞及其參數(shù)與安靜二周對照

6、組相比，各項指標平均值均低于后者，除平均紅細胞血紅蛋白量(MCH)(P0.05)外，其余指標組間均無顯著性差異(P0.05)。運動二周組大鼠的網(wǎng)織紅細胞及其參數(shù)與安靜二周對照組相比，網(wǎng)織紅百分數(shù)(Retic)、低熒光網(wǎng)織紅百分數(shù)(LR)、高熒光網(wǎng)織紅百分數(shù)(HR)、未成熟網(wǎng)織紅百分數(shù)(IRF)組間有非常顯著性差異(P0.01)，而中熒光網(wǎng)織紅百分數(shù)(MR)、單個網(wǎng)織紅內(nèi)血紅蛋白分布寬度(cHDWr)、網(wǎng)織紅細胞體積分布寬度(RDWr)、網(wǎng)織紅細胞內(nèi)血紅蛋白分布寬度(HDWr)組間有顯著性差異(P0.05)，其余參數(shù)組間無顯著統(tǒng)計學差異(P0.05)。其中Retic、HR、IRF、CHDWr、R

7、DWr、HDWr等運動組低于對照組，LR、MR等指標運動組高于對照組。2.2運動四周組大鼠紅系相關指標的變化運動四周組大鼠的紅細胞及其參數(shù)與安靜四周對照組相比，紅細胞(RBC)、紅細胞比積(HCT)、平均紅細胞血紅蛋白濃度(MCHC)、血紅蛋白(HGB)等指標水平高于后者，且RBC、HCT、MCHC三者組間有非常顯著性差異P0.01，HGB組間有顯著性差異P0.05。運動四周組大鼠的網(wǎng)織紅細胞及其參數(shù)與安靜四周對照組相比，網(wǎng)織紅絕對值(Retic#)、網(wǎng)織紅百分數(shù)(Retic)組問有非常顯著性差異(P0.01)，中熒光網(wǎng)織紅百分數(shù)(MR)、單個網(wǎng)織紅細胞內(nèi)血紅蛋白量(CHr)組間有顯著性差異(

8、P0.05)，安靜組各指標水平高于運動組，其余參數(shù)組間無顯著統(tǒng)計學差異(P0.05)。2.3運動四周組大鼠觸珠蛋白Hp、血漿游離血紅蛋白濃度FHB的變化運動四周大鼠觸珠蛋白Hp、血漿游離血紅蛋白濃度FHB與安靜對照組相比，組間未見顯著統(tǒng)計學差異。2.4運動六周組大鼠紅系相關指標的變化與安靜六周對照組相比，運動六周組大鼠的紅細胞數(shù)(RBC)、血紅蛋白(HGB)、紅細胞壓積(HCT)非常顯著地低于對照組水平(P0.01)，單個紅細胞內(nèi)血紅蛋白分布寬度(CHDW)、紅細胞體積分布寬度(RDW)等非常顯著地高于對照組水平(P0.01)，平均紅細胞體積(MCV)顯著地高于對照組水平(P0.05).其它參

9、數(shù)組間無顯著統(tǒng)計學差異P0.05。運動六周組大鼠的網(wǎng)織紅細胞及其參數(shù)與安靜六周對照組相比，網(wǎng)織紅百分數(shù)(Retic)、單個網(wǎng)織紅細胞內(nèi)血紅蛋白量(cm)、單個網(wǎng)織紅內(nèi)血紅蛋白分布寬度(CHDWr)非常顯著地高于對照組(P0.01)，未成熟網(wǎng)織紅百分比(IRF)顯著地高于對照組，網(wǎng)織紅細胞絕對值(Refic#)非常顯著地低于對照組(P0.01)，低熒光網(wǎng)織紅百分數(shù)(LR)顯著地低于對照組(P0.05)，其余參數(shù)組間無顯著統(tǒng)計學差異(P0.05)。2.5運動四周組大鼠觸珠蛋白Hp、血漿游離血紅蛋白濃度FI-IB的變化由表9知：運動六周大鼠觸珠蛋白Hp、血漿游離血紅蛋白濃度FI-IB兩指標與安靜對照

10、組相比，前者非常顯著性降低，后者非常顯著性升高(p0.01)。3分析與討論在運動二周組大鼠紅細胞數(shù)、血紅蛋白量、紅細胞壓積與安靜二周組相應指標水平無顯著差異的情況下，網(wǎng)織紅細胞和紅細胞相關參數(shù)的變化能較好反映此階段血液系統(tǒng)機能情況：紅細胞及網(wǎng)織紅細胞內(nèi)血紅蛋白含量、體積分布寬度、未成熟網(wǎng)紅百分比等指標水平提示沒有如缺鐵、溶血等病理狀況，高水平的成熟網(wǎng)紅細胞(低熒光網(wǎng)紅百分比LR)隨時成為紅細胞以補充機體活動對氧運輸?shù)裙δ苄枨蟮耐瑫r，中熒光網(wǎng)紅細胞相繼成熟而使這一現(xiàn)狀得以維持；低的未成熟網(wǎng)紅百分比提示這一階段骨髓的造血機能并未較前亢進，結(jié)合紅細胞和網(wǎng)紅分布寬度、體積等參數(shù)確定兩周低負荷的跑臺運動

11、沒有能使紅系細胞發(fā)生從形態(tài)學區(qū)分的顯著變化。二周內(nèi)大鼠每天運動一次，最后一天的最大負荷為：跑距1020m，跑速3035m/min(2934min)Bedford等人的研究表明這是大鼠的小負荷運動。Whiskey(2000)等人的研究認為血液稀釋可能是在運動開始時發(fā)生，也是運動開始血紅蛋白濃度下降的原因。機體運動時交感神經(jīng)興奮引起血壓升高以增加組織灌注壓的同時，腎素血管緊張素醛固酮系統(tǒng)的作用增強以及抗利尿激素濃度的應激性升高，會引起血漿量增多，以增加回心血量滿足心輸出量增大的需要，但這種血漿量的增加與紅細胞和血紅蛋白的增加率不一致，從而導致紅細胞或血紅蛋白濃度下降及其它一些指標的變化。Oscai

12、等人(1986)的研究證實耐力訓練時血量明顯增加。Bartsch等(1998)認為正常的體能鍛煉可以導致血漿容量增加1020?；疽恢碌挠^點認為，運動引起的高血容量反應使血紅蛋白，紅細胞壓積下降是機體對運動適應性的表現(xiàn)。當血漿容量增加，機體可以在大量出汗，體力消耗后還能維持較好的循環(huán)容量。血液稀釋可以降低血粘度，減少循環(huán)后負荷，有利于血液灌注和氧氣運輸。血紅蛋白，紅細胞壓積的下降還可以動員促紅細胞生成素增加，加速紅細胞生成，維持血液成分的動態(tài)平衡。運動二周組大鼠的運動能力較好，紅細胞、血紅蛋白、壓積與對照組比無顯著差異只是均值略低，其余參數(shù)組間亦無顯著差異；網(wǎng)織紅分類參數(shù)中，低熒光和中熒光百分

13、比較高而高熒光百分比較低，網(wǎng)紅百分比較低，同時，網(wǎng)紅分布寬度較低，單個紅細胞及單個網(wǎng)紅細胞內(nèi)血紅蛋白含量組間均無統(tǒng)計學差異，推斷：二周大鼠發(fā)生了運動應激下的血液稀釋，但運動負荷低，血液供氧能力足以滿足機體運動的耗氧需求，故網(wǎng)紅新生活動并不亢進，紅細胞及網(wǎng)紅細胞體積均一，只是網(wǎng)紅分類參數(shù)變動。若運動負荷繼續(xù)增加，則網(wǎng)紅生成活動加強，先后出現(xiàn)網(wǎng)紅數(shù)增多、網(wǎng)紅體積分布寬度增加、紅細胞回升，此時運動應激的血液稀釋基本完成。若這一過程中營養(yǎng)不足則可能導致貧血。如若缺鐵，單個網(wǎng)紅內(nèi)血紅蛋白含量及單個紅細胞內(nèi)含量均會降低，前者的降低先于后者提示：運動開始階段，若紅細胞體積分布寬度、網(wǎng)紅體積分布寬度正常，單個

14、網(wǎng)紅內(nèi)血紅蛋白含量及單個紅細胞內(nèi)含量正常，網(wǎng)紅百分比不變或有升高，則HBC、HCT、HGB下降可能為運動應激引起的生理性血液稀釋現(xiàn)象。運動四周組大鼠的RBC、HGB、HCT三指標非常顯著地高于安靜四周對照組，在二者生活、飲食完全一致的前提下，運動引起血液學狀況的變化。Hp和FHB兩指標排除了溶血情況的發(fā)生。運動組大鼠第三周起，每天訓練兩次，跑距每次增加60m，增大了的運動量使機體能量代謝增加，尤其心、腦和運動的肌肉組織能量代謝需要消耗更多的氧。增加組織氧供量的途徑之一即機體內(nèi)在的調(diào)節(jié)及反饋調(diào)節(jié)機制(激素或細胞因子等)如組織缺氧時促紅細胞生成素EPO生成增多，等人對此做了大量的研究)，刺激骨髓造

15、血組織合成血紅蛋白增加，以及向循環(huán)中釋放紅細胞，以增加機體對氧的需求量。綜合分析臨床用于以形態(tài)學劃分貧血類別的三個紅細胞參數(shù)平均紅細胞血紅蛋白濃度MCHC、平均紅細胞體積MCv和平均紅細胞血紅蛋白量MCH可知紅細胞數(shù)的增加量略高于血紅蛋白的增加量，紅細胞壓積的升高更賴于紅細胞數(shù)的增加，其它紅細胞參數(shù)如紅細胞體積分布寬度RDW、單個紅細胞血紅蛋白含量CH等亦表明正常的血細胞鐵代謝狀態(tài)。網(wǎng)紅細胞絕對值、相對值及中熒光網(wǎng)紅百分比均較對照組低，提示這一階段紅細胞新生活動并不活躍，可以推斷骨髓由于運動應激的影響而加快加強的造血反應在滿足了機體運動氧需求后已暫告一段落，但較高的高熒光網(wǎng)紅百分比提示骨髓新生

16、紅細胞活動可能又將有所回升。這是一個值得注意的警示，因為結(jié)合上述情況可以從另一角度說明血液學機能狀況開始下降，即從適應到感受負擔，逐漸增加的運動負荷已使其血液機能步入良好應激的最高限，即將有一下降走向。換言之，紅細胞的發(fā)展滯后于網(wǎng)紅，提示：運動訓練中應密切監(jiān)測網(wǎng)紅的變化，以贏得調(diào)整運動負荷和營養(yǎng)干預的先機。運動六周組大鼠的RBC、HGB、HCT三指標水平非常顯著地低于安靜六周對照組，血漿結(jié)合珠蛋白(觸珠蛋白)和游離血紅蛋白濃度分別顯著低于和高于安靜對照組，說明運動六周組大鼠發(fā)生溶血情況，平均紅細胞體積MCV和紅細胞體積分布寬度RDW均顯著高于對照組，說明運動六周組大鼠紅細胞呈偏大而不均一性。臨

17、床醫(yī)學中MCV和RDW同時升高的可能情況為巨幼細胞貧血、溶血性貧血或白血病前期及新生兒，從網(wǎng)織紅細胞及參數(shù)的情況看，網(wǎng)紅百分數(shù)及未成熟網(wǎng)紅百分比非常顯著地高于對照，且由網(wǎng)紅成熟指數(shù)的顯著性升高這一典型特征，基本可排除骨髓衰竭或無效造血如VitBl2和葉酸缺乏的巨幼細胞貧血，而提示可能是溶血性貧血。運動中多種因素能引起溶血的發(fā)生。1964年，Davidson提出機械性溶血學說，認為血液流經(jīng)足底部血管，足底部不斷撞擊地面，以及運動時肌肉不斷的擠壓紅細胞，給予其機械性損傷，致使紅細胞受到破壞，嚴重者出現(xiàn)血紅蛋白尿。Schmid報道無訓練經(jīng)歷的男子在大強度耐力訓練中RBC破壞率增加200。非機械損傷的

18、因素也有很多，如紅細胞氧化損傷是溶血的重要原因之一：運動時自由基生成增加，RBC膜在自由基的作用下可形成脂質(zhì)自由基，發(fā)生脂質(zhì)過氧化反應，使膜磷脂降解和變異導致紅細胞脆性增加DuthieGG等研究運動對血液抗氧化水平的影響，與強度和時間均有關；又如運動時體溫升高的因素：Kogawa將紅細胞懸液放入37或42的溫箱內(nèi)保存一小時，發(fā)現(xiàn)高溫環(huán)境可以引起細胞內(nèi)水分的增加和紅細胞滲透脆性的下降。再如運動后乳酸堆積，血液酸化，使氫離子和氯離子進入紅細胞，紅細胞內(nèi)酸度增高，則其滲透脆性增加，變形性下降而溶血。此外，運動導致激素代謝失調(diào)等。這些變化與運動訓練的頻率、運動強度、持續(xù)時間、運動員的身體機能狀況等多種因素有關，六周運動組大鼠最后一天的跑距達到5.76103m，機體疲勞，體重極顯著地低于對照組，溶血性貧血發(fā)生。外周血中網(wǎng)織紅細胞的數(shù)目一方面取決于骨髓紅系造血，另一方面取決于從骨髓向外周血釋放的早晚和快慢，釋放的越早越快，血液中的網(wǎng)織紅就越多。正常