提要 本实验旨在观察补体系统在有氧运动影响下的应答性特征及适应性变化，并解释变化的可能机理。受试者为16名未经运动训练的大学女生，连续从事有氧运动8周，结果发现，C3和C4几乎不受一次性负荷影响，且随有氧运动进行，在前4周逐步降低，第6周出现一过性回升，但随即跌至更低水平。表明机体在有氧运动初期有一个免疫低下期。这些现象与运动应激与适应过程中神经-内分泌-免疫网络的相互作用有关。

关键词 免疫 运动免疫 非特异性免疫 运动应激 补体 C3 C4

一、前言

补体(complement,C)是血清中正常存在的、与免疫有关并具有酶样活性的一组球蛋白。在本世纪60年代，随着人们分离、提取补体成分的成功，证明补体是包含多种成分的血浆蛋白，故又称补体系统。其中包括了参与补体激活的成分，也包括了调控补体系统的各种灭活因子的抑制因子。

补体系统在人体的免疫应答及免疫适应中起着非常重要的作用。它作为机体非特异性免疫的因素之一，在非特异性免疫中起重要作用。同时，通过免疫调理、免疫粘附、中和病毒、溶菌杀菌等，在特异性免疫中也担当着重要角色。

目前，国内外对于运动与补体的研究较少。这可能与人们公认补体在血液中含量相对稳定、与抗原刺激无关、且不随机体特异性免疫建立与增强而升高等特性有关。为此，本实验旨在观察补体对于有氧运动的应答与适应。补体系统由20余种成分组成，我们选取了其中生物作用最突出、在补体两条激活途径中起关键作用且在血清中含量最高的最重要成分C3和C4作为补体系统的代表性指标。

二、实验设计和方法

1、受试者 西北大学经济管理学院二年级女生16名。平均年龄21.2±0.9yr，平均身高163.4±3.2cm，平均体重54.5±4.8kg。

2、实验仪器与材料

（1）Quinton5500型活动跑台(美国)；

（2）Monark829E功率自行车(瑞典)；

（3）CH-B14S-T型生物显微镜(日本)；

（4）LXJ-Ⅱ型离心沉淀机(上海医用分析仪器厂)；

（5）C3免疫扩散板(北京科海医用检测试剂公司)；

（6）C4免疫扩散板(北京科海医用检测试剂公司)。

3、测试指标及测试方法

（1）测试指标 C3及C4；

（2）测试方法 使用单向免疫扩散法。

4、实验设计

（1）应答性反应：在为期8周的有氧运动开始前(零周)，首先在活动跑台上进行第一次运动测试(9Km*h-1，坡度为0，15min)。于运动前、运动后即刻及恢复1小时抽取静脉血样。离心沉淀分离血清，使用免疫单扩散法测定C3和C4。

（2）适应性变化：受试者每日分别在功率自行车(90W，60RPM，15min)和活动跑台(9Km·h-1，坡度为0，15min)上进行总时间为30分钟的有氧运动，共进行8周。分别于WK1、WK2、WK4、WK6和WK8周末上午进行运动测试(负荷方式及采血等与第一次运动测试相同)。

5、数据统计处理 对测试数据进行常规处理，以P＜0.05作为差异显著性水平。

三、结果

1、C3对有氧运动的应答性反应与适应性变化(表1)

由表1可见，C3对初次负荷应答性反应基本特征为：在运动后有一定幅度的上升，且在恢复1小时后回落。但运动后即刻值与安静值比较无显著差异(P＞0.05)。恢复1小时后反而上升，呈现过度反应现象。随有氧运动的进行，对运动负荷的总体反应特征为：运动后升高，但幅度变小，恢复较快，C3对有氧运动的适应性进程(图1)总体规律为：第2周安静值与零周相比，呈明显下降趋势(P＜0.05)，第4周与第2周无显著差异。至第6周呈现一过性回升，第8周又呈明显跌落趋势，与第6周值形成明显差异(P＜0.05)。

图1 C3在有氧运动过程中适应性变化的时间过程（fig.1 Time course of C3 adaptation to aerobic exercise）

2、C4对有氧运动的应答性反应与适应性变化(表2)

图2　C4在有氧运动过程中适应性变化的时间过程（fig.2 Time course of C4 adaptation to aerobic exercise）

由表2可见，C4对初次负荷应答性反应的基本特征为：运动后稍有上升但无显著性差异。1小时即恢复。在随后的几周训练中，C4对各次测试的基本应答规律均如此，表明C4受一次性负荷影响较小。但由适应性变化可明显看出，虽则C4受运动负荷影响较小，但随有氧运动的进行，却呈现出特定变化(图2)。在前4周，随训练进行，呈进行性降低趋势。第2周时与安静值相比已呈显著性差异，跌幅达22%(P＜0.05)。至第4周降至最低点，与运动前安静值呈现显著性差异(P＜0.05，降低幅度达26%之多)。至第6周明显回升，但随即在第8周又急剧下降，仅呈现一过性升高。与实验前相比，呈现非常显著性差异(P＜0.01)，跌幅竟高达35%左右。

四、讨论与分析

1、C3与C4在运动适应过程中降低的可能机理

各种免疫学教材及专著［1，2，3，4］，在描述补体系统的理化特征时，均认为补体具有与抗原刺激无关、有自我调控维持含量的能力等，因而公认是免疫反应中含量最稳定的免疫物质。但本实验却注意到一个非常显著的现象，即C3与C4在对一次性运动的应激反应中其变化基本符合上述特征，但在有氧运动进程中却呈逐步下降趋势且与运动前安静值呈显著差异。下面试分析其可能机理。

（1）由于补体系统被过度激活造成补体成分的大量消耗：病理情况下，补体含量降低的原因不外乎三种：补体成分的大量消耗(如血清病、肾小球肾炎等)，补体的大量丢失(如外伤、失血、手术等)以及补体合成不足(肝硬化、重症肝炎等)。由于本实验受试者均为健康的青年学生，故可排除由上述疾病引起的补体降低。所以可能原因是：每天进行30分钟的有氧运动(相当于每天在30分钟内跑4500米)且连续两个月，由运动引起的肌细胞的损伤与修复再生、内环境的破坏等，对免疫系统提出了更高的要求，在此情况下，机体必然会动员以更高的免疫功能来进行宿主防御。作为机体免疫反应的重要一环，补体系统也必然被高度激活。由于每天均进行运动，而补体系统连续激活，必然会消耗大量补体成分，而且会造成机体免疫力降低。正常情况下，补体过度激活及其所造成的不良后果，可通过补体调控机制而避免。但由于每天坚持较长时间运动，且由于机体在运动应激过程中必然要经历警告反应期(包括休克相与反休克相)，造成机体的较大反应。在此种情况下连续坚持运动，更会加重补体系统的负担，使消耗的补体成分得不到有效补充，从而造成补体含量降低。

（2）抗体及补体调节因子的调控作用：体内存在多种可溶性以及膜结合的补体调节因子，它们以特定方式与不同的补体成分相互作用，调控补体的激活与抑制。其中比较重要的有C1抑制物，C4结合蛋白(加速C4b2b的衰变，辅助Ⅰ因子介导的C4b裂解)，H因子(加速C3bBb衰变，辅助Ⅰ因子介导的C3b裂解)，Ⅰ因子(裂解C3和灭活C3b、C4b)，CR1(加速C3转化酶解离)，膜辅助因子蛋白(辅助Ⅰ因子介导C3b、C4b降解)，促衰变因子(加速C3转化酶降解)等。这些补体调节蛋白可以抑制补体在液相中的激活，调节补体对底物工作。因此，有氧运动中补体成分降低与它的调控作用直接有关。其次，补体系统的激活主要由抗原-抗体复合物触发。在我们同步进行的抗体(IgG,IgM,IGA)测试中，其变化规律与补体的变化趋势有显著的相关性(C3、C4与IgGr=0.6683；0.6439；与IgM r=0.5805；0.6296；与IgA r=0.7569；0.9302)。表明补体水平的变化与抗体的变化直接有关。

（3）运动时内环境理化因素的改变：补体系统存在经典激活途径与旁路激活途径。补体一旦被激活后，被激活的裂解产物会产生酶样作用，依次激活下一补体，即逐步由识别阶段(C1q，C1r及C1s)过渡到效应阶段(C2、C3、C4、C5)与膜攻击阶段(C6-C9)。而由于运动中大量消耗O2与能量物质，产生出大量代谢产物(CO2，乳酸，酮体，氨基，尿毒等)，丢失大量水分，矿物质(K＋、Na＋、Ca2＋等)及维生素等，PH下降，造成内环境即细胞生存环境的较大变化。这些理化因素的变化也许会通过加速激活补体系统，使补体大量消耗合成不足而造成补体相对下降。此外，运动中由于血流重新分配，致脾血流、肾血流、肝血流相对减少等也可能与补体降低有关。

2、补体在运动适应过程中一过性升高的可能机理

由图1、图2可见，无论C3还是C4，在第6周均出现一过性反弹现象，即在第4周较低水平位突升至正常值左右，而且这种一过性反弹与免疫球蛋白的变化规律十分相似。在一过性反弹后，时常猛跌至低于前一周的低位水平。我们认为，这是由于机体为维持机能平衡而进行的一过性调控所致。在运动过程中，伴随着补体(以及Ig等)的逐步下降，机体免疫力也随之下降(这从对疾病的易感率上升可见)。但在继续运动情况下，机体必然要作出必要调节来尽力维持自身机能平衡及安全，包括充分动员神经-内分泌-免疫网络的调节作用，尽力纠正这种不平衡状态。在此努力下，会出现正向变化。但由于原有的运动进程尚在继续，使影响免疫功能的内部环境因素并未从根本上改观。因此，即便动员全部调节力量，仅可维持短时平衡而无法长久保持。一旦机体无法维持被高度加强的调节系统(造成新的不平衡)则补体下降趋势随之加剧，从而可能跌至最低点。此外，补体下跌与机体尚处于应激过程中的休克相有关。随运动继续进行，机体调控机制及补体激活机制逐步适应运动，且随身体机能提高，机体反应降低，会逐步进入反休克相直至进入抵抗期(适应期)，免疫机能逐步恢复。

在机体免疫反应中，补体与抗体两者间有密切关系，实验中我们发现，补体的降低与抗体降低同步，且均在第6周有一过性回升现象，两种现象间究竟存在何种关系，尚需进一步探讨。

五、结论

1、C3与C4应答性反应基本特征为：运动后升高，恢复期降低，但幅度不明显，即补体含量受一次性运动负荷影响不大。

2、C3与C4适应性变化基本特征为：随有氧运动进行，含量逐步降低，至第2周与第4周降至最低值。在第6周出现一过性回升，但随即跌至更低水平。

3、补体降低的可能机理包括：由于持续性运动造成补体系统过度激活，从而导致补体成分大量消耗；抗体及补体调节因子的调控作用；也可能与运动造成机体内环境变化、体内改变的理化因素影响补体激活速率、加速补体消耗、影响补体合成等有关。

4、造成第六周补体一过性升高的原因，可能与机体为维持正处于应激过程休克相的机能平衡而尽力作出的一过性、无法长久维持的神经-内分泌-免疫调节加强有关。

六、参考文献

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