运动性低血红蛋白形成过程中递增负荷跑台运动对大鼠红细胞及网织

1、运动性低血红蛋白形成过程中递增负荷跑台运动对大鼠红细胞及网织 关键词：运动性低血红蛋白；递增负荷跑台运动；红细胞参数；网织红细胞参数摘要：研究长时间递增负荷跑台运动最终造成大鼠运动性血红蛋白降低过程的不同阶段中，红细胞参数和网织红细胞参数的发展变化规律。研究显示：运动负荷递增的过程中有三点提示：1)运动开始阶段，若红细胞体积分布宽度RDW、网红体积分布宽度RDWr正常，单个网红内及单个红细胞内血红蛋白含量CH、CI-Ir正常，网红百分比Retie不变或有升高，则HBC、HCT、HGB下降可能为运动应激引起的生理性血液稀释现象。2)骨髓由于运动应激的影响而加快加强的造血反应在满足了机体运动氧需求

2、后已暂告一段落时，虽然红细胞和血红蛋白仍保持较高水平，但高荧光网红百分比或未成熟网红百分比的再次上升提示血液学机能状况下降的开始。3)溶血性血红蛋白降低的红细胞及网红细胞参数特征为：RBC、HGB、HCT不变或降低，RMI、Retie、Retie#上升，红细胞及网红细胞体积分布宽度RDW和RDWr增加。总结：通过监测运动员训练过程中红细胞及网织红细胞各参数的变化，能早期监控和预防运动性低血红蛋白的发生。运动性血红蛋白降低是限制运动成绩提高的重要因素之一，如何早期监控和预防该运动性病症一直是学术界关注的焦点。红细胞及其相关参数对贫血的直接诊断、鉴别有重要的意义；网织红细胞是红细胞的前身，可直接反

3、映骨髓造血功能的盛衰，监测网织红细胞及其相关参数有助于判断红细胞的早期活动度，无疑对外周血中网织红细胞及其相关参数的研究和使用必将使运动性贫血的监测和诊断从成熟红细胞阶段提前到骨髓中的造血阶段，为提前采取相应的措施提供了完全的安全可行条件。1材料与方法1.1实验动物与分组实验动物为雄性Wistar大鼠48只，体重220克左右(表1)，由中国医学科学院实验动物研究所提供，动物许可证编号为SCXKll000010，动物级别：SPF级。随机、筛选分为6组：安静对照组群(Congroup24只)、递增负荷跑台运动组群(Trgroup44只)，其中安静对照组群又分三组：安静对照二周组(Con2group

4、)、安静对照四周组(COn4group)、安静对照六周组(Cor6group)，每组各8只；递增负荷跑台运动组群又分三组：运动二周组(Tr2group)、运动四周组(Tr4group)、运动六周组(Tr6group)，每组分别为8只，分笼饲养。实验动物饲料为全价营养颗粒饲料，由北京科澳协力饲料有限公司提供(京动许字(2000)第015号，含铁量为1025mg/100g)；动物饲养环境温度为232，湿度4060，分笼饲养，自由饮食、饮水，自然昼夜节律变化光照。1.2训练方式正式训练前进行一周的适应性运动。训练方式为递增负荷跑台训练(跑台型号BCPT96型)，跑速为3035m/min，坡度为0，起

5、始跑距为300m，每次递增60m，一周训练6日，休息1日。全部训练时间为7周。第一、二周：每天训练一次；第三一第六周：每天训练两次。1.3取材方法每组实验鼠均在末次训练结束后24h左右用乌拉塔(25)行腹腔麻醉，腹主动脉取血，置0.5mL于采血管中，EDTA2K抗凝，于4h内测定。1.4测试指标及统计方法红细胞、网织红细胞相关指标23项采用德国BayerADVIA120六分类血球分析仪测试，测试结果用SPSS统计学软件包进行，显著性水平为P0.05，非常显著水平为P0.01，实验数据用平均数标准差表示。2实验结果2.1运动二周组大鼠红系相关指标的变化运动二周组大鼠的红细胞及其参数与安静二周对照

6、组相比，各项指标平均值均低于后者，除平均红细胞血红蛋白量(MCH)(P0.05)外，其余指标组间均无显著性差异(P0.05)。运动二周组大鼠的网织红细胞及其参数与安静二周对照组相比，网织红百分数(Retic)、低荧光网织红百分数(LR)、高荧光网织红百分数(HR)、未成熟网织红百分数(IRF)组间有非常显著性差异(P0.01)，而中荧光网织红百分数(MR)、单个网织红内血红蛋白分布宽度(cHDWr)、网织红细胞体积分布宽度(RDWr)、网织红细胞内血红蛋白分布宽度(HDWr)组间有显著性差异(P0.05)，其余参数组间无显著统计学差异(P0.05)。其中Retic、HR、IRF、CHDWr、R

7、DWr、HDWr等运动组低于对照组，LR、MR等指标运动组高于对照组。2.2运动四周组大鼠红系相关指标的变化运动四周组大鼠的红细胞及其参数与安静四周对照组相比，红细胞(RBC)、红细胞比积(HCT)、平均红细胞血红蛋白浓度(MCHC)、血红蛋白(HGB)等指标水平高于后者，且RBC、HCT、MCHC三者组间有非常显著性差异P0.01，HGB组间有显著性差异P0.05。运动四周组大鼠的网织红细胞及其参数与安静四周对照组相比，网织红绝对值(Retic#)、网织红百分数(Retic)组问有非常显著性差异(P0.01)，中荧光网织红百分数(MR)、单个网织红细胞内血红蛋白量(CHr)组间有显著性差异(

8、P0.05)，安静组各指标水平高于运动组，其余参数组间无显著统计学差异(P0.05)。2.3运动四周组大鼠触珠蛋白Hp、血浆游离血红蛋白浓度FHB的变化运动四周大鼠触珠蛋白Hp、血浆游离血红蛋白浓度FHB与安静对照组相比，组间未见显著统计学差异。2.4运动六周组大鼠红系相关指标的变化与安静六周对照组相比，运动六周组大鼠的红细胞数(RBC)、血红蛋白(HGB)、红细胞压积(HCT)非常显著地低于对照组水平(P0.01)，单个红细胞内血红蛋白分布宽度(CHDW)、红细胞体积分布宽度(RDW)等非常显著地高于对照组水平(P0.01)，平均红细胞体积(MCV)显著地高于对照组水平(P0.05).其它参

9、数组间无显著统计学差异P0.05。运动六周组大鼠的网织红细胞及其参数与安静六周对照组相比，网织红百分数(Retic)、单个网织红细胞内血红蛋白量(cm)、单个网织红内血红蛋白分布宽度(CHDWr)非常显著地高于对照组(P0.01)，未成熟网织红百分比(IRF)显著地高于对照组，网织红细胞绝对值(Refic#)非常显著地低于对照组(P0.01)，低荧光网织红百分数(LR)显著地低于对照组(P0.05)，其余参数组间无显著统计学差异(P0.05)。2.5运动四周组大鼠触珠蛋白Hp、血浆游离血红蛋白浓度FI-IB的变化由表9知：运动六周大鼠触珠蛋白Hp、血浆游离血红蛋白浓度FI-IB两指标与安静对照

10、组相比，前者非常显著性降低，后者非常显著性升高(p0.01)。3分析与讨论在运动二周组大鼠红细胞数、血红蛋白量、红细胞压积与安静二周组相应指标水平无显著差异的情况下，网织红细胞和红细胞相关参数的变化能较好反映此阶段血液系统机能情况：红细胞及网织红细胞内血红蛋白含量、体积分布宽度、未成熟网红百分比等指标水平提示没有如缺铁、溶血等病理状况，高水平的成熟网红细胞(低荧光网红百分比LR)随时成为红细胞以补充机体活动对氧运输等功能需求的同时，中荧光网红细胞相继成熟而使这一现状得以维持；低的未成熟网红百分比提示这一阶段骨髓的造血机能并未较前亢进，结合红细胞和网红分布宽度、体积等参数确定两周低负荷的跑台运动

11、没有能使红系细胞发生从形态学区分的显著变化。二周内大鼠每天运动一次，最后一天的最大负荷为：跑距1020m，跑速3035m/min(2934min)Bedford等人的研究表明这是大鼠的小负荷运动。Whiskey(2000)等人的研究认为血液稀释可能是在运动开始时发生，也是运动开始血红蛋白浓度下降的原因。机体运动时交感神经兴奋引起血压升高以增加组织灌注压的同时，肾素血管紧张素醛固酮系统的作用增强以及抗利尿激素浓度的应激性升高，会引起血浆量增多，以增加回心血量满足心输出量增大的需要，但这种血浆量的增加与红细胞和血红蛋白的增加率不一致，从而导致红细胞或血红蛋白浓度下降及其它一些指标的变化。Oscai

12、等人(1986)的研究证实耐力训练时血量明显增加。Bartsch等(1998)认为正常的体能锻炼可以导致血浆容量增加1020。基本一致的观点认为，运动引起的高血容量反应使血红蛋白，红细胞压积下降是机体对运动适应性的表现。当血浆容量增加，机体可以在大量出汗，体力消耗后还能维持较好的循环容量。血液稀释可以降低血粘度，减少循环后负荷，有利于血液灌注和氧气运输。血红蛋白，红细胞压积的下降还可以动员促红细胞生成素增加，加速红细胞生成，维持血液成分的动态平衡。运动二周组大鼠的运动能力较好，红细胞、血红蛋白、压积与对照组比无显著差异只是均值略低，其余参数组间亦无显著差异；网织红分类参数中，低荧光和中荧光百分

13、比较高而高荧光百分比较低，网红百分比较低，同时，网红分布宽度较低，单个红细胞及单个网红细胞内血红蛋白含量组间均无统计学差异，推断：二周大鼠发生了运动应激下的血液稀释，但运动负荷低，血液供氧能力足以满足机体运动的耗氧需求，故网红新生活动并不亢进，红细胞及网红细胞体积均一，只是网红分类参数变动。若运动负荷继续增加，则网红生成活动加强，先后出现网红数增多、网红体积分布宽度增加、红细胞回升，此时运动应激的血液稀释基本完成。若这一过程中营养不足则可能导致贫血。如若缺铁，单个网红内血红蛋白含量及单个红细胞内含量均会降低，前者的降低先于后者提示：运动开始阶段，若红细胞体积分布宽度、网红体积分布宽度正常，单个

14、网红内血红蛋白含量及单个红细胞内含量正常，网红百分比不变或有升高，则HBC、HCT、HGB下降可能为运动应激引起的生理性血液稀释现象。运动四周组大鼠的RBC、HGB、HCT三指标非常显著地高于安静四周对照组，在二者生活、饮食完全一致的前提下，运动引起血液学状况的变化。Hp和FHB两指标排除了溶血情况的发生。运动组大鼠第三周起，每天训练两次，跑距每次增加60m，增大了的运动量使机体能量代谢增加，尤其心、脑和运动的肌肉组织能量代谢需要消耗更多的氧。增加组织氧供量的途径之一即机体内在的调节及反馈调节机制(激素或细胞因子等)如组织缺氧时促红细胞生成素EPO生成增多，等人对此做了大量的研究)，刺激骨髓造

15、血组织合成血红蛋白增加，以及向循环中释放红细胞，以增加机体对氧的需求量。综合分析临床用于以形态学划分贫血类别的三个红细胞参数平均红细胞血红蛋白浓度MCHC、平均红细胞体积MCv和平均红细胞血红蛋白量MCH可知红细胞数的增加量略高于血红蛋白的增加量，红细胞压积的升高更赖于红细胞数的增加，其它红细胞参数如红细胞体积分布宽度RDW、单个红细胞血红蛋白含量CH等亦表明正常的血细胞铁代谢状态。网红细胞绝对值、相对值及中荧光网红百分比均较对照组低，提示这一阶段红细胞新生活动并不活跃，可以推断骨髓由于运动应激的影响而加快加强的造血反应在满足了机体运动氧需求后已暂告一段落，但较高的高荧光网红百分比提示骨髓新生

16、红细胞活动可能又将有所回升。这是一个值得注意的警示，因为结合上述情况可以从另一角度说明血液学机能状况开始下降，即从适应到感受负担，逐渐增加的运动负荷已使其血液机能步入良好应激的最高限，即将有一下降走向。换言之，红细胞的发展滞后于网红，提示：运动训练中应密切监测网红的变化，以赢得调整运动负荷和营养干预的先机。运动六周组大鼠的RBC、HGB、HCT三指标水平非常显著地低于安静六周对照组，血浆结合珠蛋白(触珠蛋白)和游离血红蛋白浓度分别显著低于和高于安静对照组，说明运动六周组大鼠发生溶血情况，平均红细胞体积MCV和红细胞体积分布宽度RDW均显著高于对照组，说明运动六周组大鼠红细胞呈偏大而不均一性。临

17、床医学中MCV和RDW同时升高的可能情况为巨幼细胞贫血、溶血性贫血或白血病前期及新生儿，从网织红细胞及参数的情况看，网红百分数及未成熟网红百分比非常显著地高于对照，且由网红成熟指数的显著性升高这一典型特征，基本可排除骨髓衰竭或无效造血如VitBl2和叶酸缺乏的巨幼细胞贫血，而提示可能是溶血性贫血。运动中多种因素能引起溶血的发生。1964年，Davidson提出机械性溶血学说，认为血液流经足底部血管，足底部不断撞击地面，以及运动时肌肉不断的挤压红细胞，给予其机械性损伤，致使红细胞受到破坏，严重者出现血红蛋白尿。Schmid报道无训练经历的男子在大强度耐力训练中RBC破坏率增加200。非机械损伤的

18、因素也有很多，如红细胞氧化损伤是溶血的重要原因之一：运动时自由基生成增加，RBC膜在自由基的作用下可形成脂质自由基，发生脂质过氧化反应，使膜磷脂降解和变异导致红细胞脆性增加DuthieGG等研究运动对血液抗氧化水平的影响，与强度和时间均有关；又如运动时体温升高的因素：Kogawa将红细胞悬液放入37或42的温箱内保存一小时，发现高温环境可以引起细胞内水分的增加和红细胞渗透脆性的下降。再如运动后乳酸堆积，血液酸化，使氢离子和氯离子进入红细胞，红细胞内酸度增高，则其渗透脆性增加，变形性下降而溶血。此外，运动导致激素代谢失调等。这些变化与运动训练的频率、运动强度、持续时间、运动员的身体机能状况等多种因素有关，六周运动组大鼠最后一天的跑距达到5.76103m，机体疲劳，体重极显著地低于对照组，溶血性贫血发生。外周血中网织红细胞的数目一方面取决于骨髓红系造血，另一方面取决于从骨髓向外周血释放的早晚和快慢，释放的越早越快，血液中的网织红就越多。正常