褪黑素在抗运动性疲劳中作用.doc

褪黑素在抗运动性疲劳中作用[摘要] 褪黑素(melatonin,MT)为松果体分泌的一种高亲脂性神经内分泌激素化合物,在人体内有着广泛的生理作用。本文从运动的角度阐明褪黑素与抗氧化系统、免疫以及细胞凋亡的关系,指出褪黑素能消除自由基、提高机体抗氧化和免疫能力,并能抑制细胞凋亡,补充褪黑素对运动功能的恢复有着积极的作用。 [关键词] 褪黑素;运动;抗氧化;细胞凋亡 [中图分类号] R87[文献标识码]A [文章编号]1673-7210(2010)04(a)-014-02 褪黑素(melatonin,MT)为哺乳动物和人类松果体分泌的一种吲哚类激素,由色氨酸转化而来,最早从牛的松果体中分离得到该物质。其合成与分泌具有昼夜节律性,其含量变化与环境中光照信号的周期性改变同步。褪黑素在机体内有着广泛的生物学功能,如参与中枢神经、内分泌、生殖、消化等系统的调节,并且还有抗自由基、抗细胞凋亡和提高免疫等功能,与运动关系非常密切。本文就褪黑素与运动之间的关系作一综述。 1 褪黑素、运动与抗氧化 研究表明,耐力训练可以提高红细胞中抗氧化酶的含量,不同负荷训练对红细胞自由基代谢的影响不同;自行车运动员在完成定量负荷运动后红细胞中SOD活性显著升高,CAT活性下降,而GPX活性没有显著变化[1],而大鼠在定量负荷运动后各时段红细胞SOD活性显著地持续下降[2]。研究指出,强度越大和(或)每天运动时间越长,对提高骨骼肌SOD和GPX的活性作用越明显[3]。褪黑素能显著对抗CCl4或KCl所致小鼠肝脏或脑组织丙醛含量的增加,可明显抑制环磷酰胺引起的小鼠骨髓细胞微核增多和清除自由基,可显著对抗醋氨酚所致小鼠GSH的耗竭作用,提高红细胞内SOD、CAT、全血GSH-Px活性[4]。褪黑素不但能有效清除化学反应中产生的羟自由基,也可抑制H2O2引起的过氧化脂质含量的升高,且褪黑素清除过氧化脂质的作用比维生素E、维生素C、谷胱甘肽均强,并且褪黑素可增强组织谷胱甘肽过氧化物酶的活力。 2 褪黑素、运动与免疫 机体的免疫功能体现在对抗原性异物的识别和清除,免疫系统通过一系列白细胞来去除抗原性异物,或一系列细胞因子、淋巴因子调节免疫反应。运动对人体免疫能力有直接影响。有实验表明,运动员在大运动量的强化训练期或竞技比赛中,上呼吸道感染风险明显增加[5],可能是过量运动引起的急性免疫反应,此时机体免疫处于免疫功能减弱期,人体免疫力下降。不同运动量急性运动后,红细胞C3b受体(RBC-C3bR)活性与安静时相比显著性下降,其下降程度与运动量大小呈正相关。运动量是影响乃至决定RBC-C3bR活性变化的主要因素。急性运动后小鼠脾脏淋巴细胞对分裂和抗原的增殖反应明显增强,而辅助性T细胞比值上升,脾淋巴细胞培养液中IL-2活性增强,但腹腔巨噬细胞分泌IL-1水平无明显变化[6]。 褪黑素可增加免疫器官的重量,提高外周血中淋巴细胞百分数,促进抗体形成T、B淋巴细胞增殖反应,刺激细胞因子产生,参与神经内分泌免疫网络的调控,且褪黑素在介导免疫功能昼夜节律方面发挥重要作用[7]。研究发现,松果体切除的小鼠注射ML后,小鼠恢复了胸腺以及外周的免疫功能,对小鼠中断ML补充治疗后,小鼠又回到免疫低下状态,再给予小鼠ML治疗,其免疫功能参数又均恢复[8]。褪黑素对正常小鼠能通过增加CD4+和CD8+T细胞的百分比,增加细胞免疫功能,保持CD4+/CD8+比值正常,维持Th/T比例,发挥免疫调节作用。褪黑素对免疫功能低下或缺陷者,则是通过提高CD4+、CD8+和T细胞的百分含量,改变CD4+/CD8+比值,调整Th/T比例而发挥免疫增强作用[9]。 3 褪黑素、运动与细胞凋亡 细胞凋亡是一个非常复杂的生理和病理过程。研究表明,引起细胞氧化的因素对细胞凋亡有着积极的作用,消除自由基的各种因素能抑制氧化诱导的细胞凋亡,自由基可诱导细胞凋亡。因此,运动、自由基与细胞凋亡有很大关系。研究表明,细胞凋亡与疲劳有关,并且随疲劳程度加深,细胞凋亡的比例越高,运动诱导骨骼肌细胞发生凋亡时,其肌细胞内钙含量显著升高,并且运动后产生的自由基的浓度与肌细胞凋亡程度显著相关,在细胞凋亡的时间上,运动后即刻和运动后48 h小鼠肌肉肌细胞凋亡率显著高于非运动组[10],而MT预处理能明显因减少氧中毒所致的细胞凋亡。研究表明,细胞在发生凋亡早期,其胞质内钙离子浓度呈持续性升高,钙离子浓度的升高激活钙依赖性酶,进而使DNA断裂和使胞质内蛋白质发生交联,引起细胞凋亡。Biral等[11]也认为正常肌肉在离心运动中的过度牵拉会使一些肌细胞膜蛋白丢失,也会导致骨骼肌细胞凋亡或坏死。因此,MT抑制细胞凋亡的原因可能是通过抑制线粒体释放细胞色素C和抑制线粒体跨膜电位的降低而减少自