不同形式高原訓練對運動員免疫功能及抗氧化能力標志物影響的網狀Meta分析

孔海軍 李新龍 甘勝前 諶曉安

摘 要：［目的］探討不同形式高原訓練對運動員免疫功能及抗氧化能力標志物的影響效應.［方法］檢索國內外權威數據庫關于運動員參與高原訓練的研究文獻.［結果］網狀Meta分析顯示與常規訓練比較，1）高住高練、高住高練低訓及高住低練可顯著提高運動員白細胞水平；2）高住高練、高住低練及間歇性低氧訓練可顯著提高運動員CD4⁺/CD8⁺水平；3）高住高練較低住低練可顯著提高運動員血清肌酸激酶水平；4）間歇性低氧訓練及低住高練可顯著降低運動員血清丙二醛水平；5）高住高練，高住高練低訓，高住低練及低住高練可顯著降低運動員血清超氧化物歧化酶水平.［結論］高原訓練可能顯著抑制運動員免疫功能及抗氧化能力，間歇性低氧訓練對運動員白細胞計數影響最顯著，高住低練最易誘發CD4⁺/CD8⁺失衡，低住高練最易導致丙二醛功能受損，高住高練對血清肌酸激酶和超氧化物歧化酶的影響最顯著.

關鍵詞：高原訓練；低氧訓練；免疫功能；抗氧化能力；運動員；網狀Meta分析

中圖分類號：G808文獻標志碼：A文章編號：1000-2367（2024）02-0146-11

墨西哥城奧運會以來，自然高原或模擬低氧環境（氮氣稀釋或氧氣過濾等）成為耐力運動員提高運動表現或調整大賽前機能狀態的重要手段.此外，隨著科學訓練體系的不斷完善，高原訓練形成了包括“高住高練”（living high train high，HiHi）、“低住高練”（living low train high，LoHi）、“高住低練”（living high train low，HiLo）、“高住高練低訓”（living high train high train low，HiHiLo）及“間歇性低氧訓練”（interval hypoxic training，IHT）5類訓練形式.現階段，高原訓練對運動員免疫功能及抗氧化能力影響的研究仍存在較大爭議.前期研究結論的爭議可能源于研究設計、低氧劑量及訓練強度的差異，且有研究認為免疫功能及抗氧化能力調節可能存在低氧暴露、訓練強度的劑量依賴現象.機體免疫功能及氧化應激的“最佳”狀態運動訓練適應中發揮關鍵作用，不同高原訓練導致的免疫及抗氧化后果存在一定差異.JOSEFA等^［1］研究認為，4周HiHiLo訓練后游泳運動員血清谷胱甘肽過氧化物酶（glutathione peroxidase，GPX）活性顯著高于HiHi組.此外，亦有研究發現，HiHiLo訓練可能導致耐力運動員抗氧化功能亢進^［2］.耐力運動員氧化應激、免疫機能失衡狀態與運動表現的關聯性已經得到廣泛認識，但不同形式高原訓練對免疫功能及抗氧化能力的影響仍有待商榷.基于此，本研究通過網狀Meta（network Meta）分析不同形式高原訓練對運動員有免疫功能及抗氧化能力標志物的影響進行分析，以期為不同形式高原訓練免疫學功能研究提供詢證依據.

1 資料與方法

納入標準：研究類型為隨機對照試驗（randomized controlled trials，RCT）.研究對象為精英運動員或專業運動員，限耐力項目、混合型項目或團體運動項目，種族、性別、年齡及訓練經歷均不限.

干預措施：1）試驗組接受重復性高原（模擬低氧）訓練干預（包括HiHi、HiLo、LoHi、HiHiLo、IHT等，干預周期不限（非急性干預），頻率≥2次/周）；2）高原（模擬低氧）訓練干預的實施必須有具體的形式（低氧環境構成、環境氧濃度或對應海拔高度）、周期、頻率等描述；3）對照組執行低住低練常規訓練方案（living low train low，LoLo）.

結局指標：①白細胞（white blood cell，WBC）濃度；②CD4-T淋巴細胞濃度、CD8-T淋巴細胞（CD4⁺/CD8⁺）濃度；③肌酸激酶（creatine kinase，CK）濃度；④丙二醛（malondialdehyde，MDA）濃度；⑤超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）濃度.

排除標準：綜述性研究、會議及動物實驗；受試者存在額外運動干預；急性高原訓練（≤1 周）；高原訓練措施描述不明確（海拔或模擬低氧條件不明；干預周期不明）；數據格式未采用平均值±標準差；數據重復；受試者脫落率超過10%；包含速度、力量項目運動員；非中、英文文獻.

計算機檢索PubMed、Cochrane Library、EMbase、Web of Science、EBSCO、中國知網、萬方數據知識服務平臺、維普網、讀秀學術搜索系統、中國生物醫學文獻服務系統、萬方醫學網等國內外學術文獻數據庫.截至2022-08-31，語言限中、英文.中文檢索詞：“高原訓練”或“低氧訓練”或“低氧刺激”或“模擬低氧”或“間歇性低氧”或“高住低練”或“低住高練”或“高住高練低訓”或“高住高練”或“HiHi”或“HiLo”或“LoHi”或“HiHiLo”或“IHT”和“運動員”或“選手”.英文檢索詞：“High altitude training”OR“Altitude training”OR“Hypoxia training”OR“Hypoxia stimulation”OR“Intermittent hypoxia”OR“Living high train low”OR“Living low train high”OR“Living high train high”OR“Living high train high train low”OR“HiHi”OR“LoHi”OR“HiHiLo”OR“IHT”AND“athlete”OR“player”.

由2位研究者通過納入標準及排除標準進行獨立文獻篩選，如遇疑義，由第3位研究者參與綜合研判.文獻篩選過程包括：1）剔除重復發表文獻；2）閱讀文題、摘要排除非目標文獻；3）精讀摘要及全文篩除無關文獻；4）第三方復核；5）確定納入文獻并編號入庫.文獻數據提取內容包括：1）納入文獻的基本內容（作者、發表年份、國家）；2）受試者基本情況（運動項目、試驗組及對照組樣本量、性別、年齡）；3）研究設計（干預手段、對照組措施、低氧條件）及結局指標數據.

采用Cochrane干預措施系統評價手冊（Cochrane handbook for systematic reviews of interventions）5.1版本推薦的質量評價工具，由2位研究者通過上述標準進行獨立質量評價，如存疑，由第3位研究者參與綜合研判.質量評估內容包括：隨機方法；分配隱藏；盲法；結局數據完整性；選擇性報告；脫落、失訪現象；隨訪和其他偏倚.

常規Meta分析采用Stata 15.0軟件進行合并效應量分析，計算所有納入研究的效應大小和95%可信區間（95%CI）.通過I²評價納入研究的異質性水平，當P＞0.10，I²＜50%時，可以認為各研究間同質，Meta分析采用固定效應模型；當P≤0.10，I²>50%時，提示研究間存在異質性，采用隨機效應模型.將納入研究整理為雙臂實驗，采用GeMTC軟件（0.14.3版本）錄入數據并建立貝葉斯模型，通過R軟件（3.6.3版本）在Rstudio環境下調用貝葉斯模型進行網狀Meta分析.計算優選概率排名曲線（SUCRA）值，并根據SUCRA值繪制Rank等級圖，評估各干預措施效果排序.根據參考誤差信息準則值選擇隨機或者固定效應模型，兩模型間差異值＜3，選擇固定效應模型進行分析，否則采用隨機效應模型，且使用敏感性分析探討異質性來源.當異質性較大且無法解釋時，僅進行描述性分析.

2 結 果

經數據庫及其他途徑初檢獲得2 422篇相關文獻.初審剔除后獲得198篇文獻.閱讀全文后，最終納入52篇文獻，其中分別包含49項雙臂試驗、1項雙干預試驗及2項多干預試驗，經整理，納入57項RCT研究.

納入研究的基本特征見表1，網狀Meta分析共計納入57項RCT研究，包含1 039名耐力項目、混合型項目或團體項目運動員，其中試驗組（test group，T）539名、對照組（control group，C）500名.共涉及HiHi、HiLo、LoHi、HiHiLo、IHT、LoLo等6類訓練手段，干預周期均≥1 周.試驗組包含5種（HiHi、HiLo、LoHi、HiHiLo、IHT）高原訓練干預研究，其中HiHi 7項、HiLo 17項、LoHi 13項、HiHiLo 12項、IHT 9項；對照組均采用常壓常氧訓練（LoLo）形式.

2.3 納入研究風險偏倚評估

本研究納入的57項研究中48項提及隨機方法，43項研究對隨機方法進行了詳細描述，9項研究未詳細描述注明隨機方法；29項研究明確采用雙盲法，23項研究對結局評價者施盲，其余研究均未提及盲法；7項研究明確報道脫落、失訪人數，10項研究提及失訪現象，2項研究可能存在結局數據不完整風險.納入研究風險偏倚評估結果見圖1.

2.4 常規Meta分析結果

2.4.1 免疫能力指標

對運動員WBC及CD4⁺/CD8⁺的影響分別納入19項及23項研究，納入研究異質性均不存在顯著差異（P=0.82，I²=0.0%；P=0.12，I²=26.5%），因此采用固定效應量模型.結果顯示，高原訓練可導致運動員WBC［SMD=0.47（0.25～0.69）］及CD4⁺/CD8⁺［SMD=0.90（0.72～1.09）］水平升高.此外，本研究針對高原訓練形式、高原訓練周期及海拔（模擬）高度（采用文獻［55］定義的海拔閾值：“低海拔”（500～2 000 m）；“中等海拔”（2 000～3 000 m）；“高海拔”（3 000～5 500 m））進行亞組分析，LoHi并不能導致運動員WBC［SMD=0.28（-0.20～0.78）］及CD4⁺/CD8⁺水平［SMD=0.63（0.17～1.09）］顯著上升，且IHT［SMD=0.35（-0.07～0.77）］不能導致運動員WBC水平顯著上升；＞2周高原訓練可導致運動員WBC及CD4⁺/CD8⁺水平顯著上升（P＜0.05，下同）；低海拔訓練［SMD=0.45（0.26～0.64）］對運動員CD4⁺/CD8⁺顯著無顯著影響（P＞0.05，下同）.

2.4.2 抗氧化能力指標

對運動員血清CK、MDA及SOD的影響分別納入25項、19項及21項研究，納入研究異質性均存在顯著差異（P=0.00，I²=82.9%；P=0.00，I²=82.1%；P=0.00，I²=61.7%），因此采用隨機效應量模型.結果顯示，高原訓練可顯著提高運動員血清CK水平［SMD=0.49（0.29～0.68）］，并顯著降低運動員血清MDA［SMD=-0.51（-0.74～-0.29）］及SOD［SMD=-1.56（-1.79～-1.32）］水平.亞組分析結果顯示，LoHi［SMD=-0.07（-0.51～0.37）］并不能導致運動員血清CK水平顯著上升；且HiLo［SMD=-0.07（-0.51～0.37）］并不能導致運動員血清MDA水平顯著下降.＞2周高原訓練可導致運動員CK顯著上升且SOD水平顯著下降；≥4 周高原訓練可導致運動員MDA水平顯著下降；低海拔訓練并不能導致運動員血清CK及MDA發生顯著變化.

2.5 網絡關系

圖2顯示不同形式高原訓練對運動員免疫功能及抗氧化能力標志物影響的網絡關系圖.網絡關系圖中節點面積代表該干預類型納入RCT研究數量，連線代表不同干預方式的直接比較關系，且連線寬度代表參與直接比較的研究數量.網狀關系均以LoLo為中心，未形成閉合環，在網狀Meta分析中共計產生25個比較對，各干預措施間無直接比較證據.

2.6 網狀Meta分析

2.6.1 免疫能力

共19項RCT研究報道了高原訓練對運動員WBC的影響，網狀Meta分析結果顯示：HiHi、HiHiLo及HiLo較LoLo可顯著提高運動員高原訓練后WBC水平，見圖3（a）.共23項RCT研究報道了高原訓練對運動員CD4⁺/CD8⁺的影響，網狀Meta分析結果顯示：HiH、HiLo及IHT較LoLo可顯著提高運動員高原訓練后CD4⁺/CD8⁺水平，見圖3（b）.

2.6.2 抗氧化能力

共26項RCT研究報道了高原訓練對運動員血清CK的干預作用，網狀Meta分析結果顯示：HiHi較LoLo可顯著提高運動員高原訓練后血清CK水平，見圖3（c）.共19項RCT研究報道了高原訓練對運動員血清MDA的干預作用，網狀Meta分析結果顯示：IHT及LoHi干預效果與LoLo存在顯著差異，見圖3（d）.共21項RCT研究報道了高原訓練對運動員血清SOD的干預作用，網狀Meta分析結果顯示：HiHi、HiHiLo、HiLo及LoHi較LoLo可顯著降低運動員高原訓練后血清SOD水平；尚無充足證據證實IHT與LoLo存在顯著差異，見圖3（e）.

2.7 網狀Meta分析概率排序

不同高原運動對運動員免疫功能及抗氧化能力標志物影響的概率排序以RANK1值為依據，RANK1值越高，概率排序越靠前.排序結果表明：IHT可能是避免運動員白細胞功能亢進的最佳高原訓練手段；HiLo可能是最易誘發CD4⁺/CD8⁺失衡的訓練手段；HiHi可能是最易導致運動員CK水平激增的訓練手段；LoHi可能是最易導致運動員MDA功能受損的高原訓練手段；HiHi可能是最易導致運動員SOD功能受損的高原訓練手段.各指標概率結果見表2.

3 討 論

高原低氧條件下，急/慢性應激均可能對免疫機體生理功能產生不利影響，高原低氧暴露作為特殊環境應激源可能通過誘發神經內分泌反應進而影響機體免疫功能.機體快速上升至高原環境時吸入氣中氧分壓急劇下降并誘發一系列生理事件，導致動脈氧分壓降低.與常氧運動訓練相比，缺氧運動訓練對NK細胞反應的影響更為顯著，且更易誘導免疫應激反應.此外，TIOLLIER等^［49］對一組高水平越野滑雪運動員在為期18 d的HiLo訓練期間和訓練結束后2周內的唾液免疫球蛋白A（immunoglobulin A，IgA）變化進行了觀察，結果表明，運動訓練和缺氧對唾液IgA水平存在累積性負面影響.然而本研究發現，LoHi訓練并不能導致運動員WBC及CD4⁺/CD8⁺水平顯著上升，該結論與既往研究一致.低氧暴露可能上調運動員血清IL-6及CD4⁺/CD8⁺水平，這可能是由于高原訓練早期β-腎上腺素能途徑活性增強，腎上腺素釋放增加^［56］.高原訓練誘發的IL-6及CD4⁺/CD8⁺比率亢進現象可能通過激活血管內皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）和提高促紅細胞生成素（erythropoetin，EPO）及網織紅細胞的生成改善機體氧轉運能力^［57］.總之，高原訓練中運動員免疫功能最典型的變化特征包括：CD4⁺T細胞計數下降、T細胞活化和增殖能力降低、淋巴細胞增多及炎性因子上調.

本研究認為，HiHi、HiHiLo及HiLo訓練后，運動員WBC水平較LoLo顯著上升，然而部分研究認為運動員在低氧訓練后WBC計數下降，且低氧訓練不會對運動員的免疫功能產生不利影響，這與本研究結果相悖，可能原因為：1）上述研究干預周期一般較短（≤3 周），本研究也證實2 周及以下的高原訓練并不能導致運動員WBC計數上升，也有研究證實在高原訓練早期（前1～2 周）WBC水平呈下降趨勢，訓練中后期呈現激增現象；2）上述研究一般采用IHT訓練手段，本研究亦證實IHT訓練并不能導致運動員WBC水平顯著上升，可能是間歇性低氧刺激并不能誘發免疫失衡現象.同時本研究認為，短期高原訓練（＜2 周）并不能導致運動員WBC及CD4⁺/CD8⁺發生明顯改變.這種現象可以通過短期低氧暴露及LoHi訓練的相關假設解釋，即重復中等強度運動訓練對抗氧化酶系統的增益效應可能會抵消低氧暴露誘導的氧化應激現象.此外，本研究中高原訓練項目繁雜（涉及中長跑、鐵人三項、賽艇等），運動項目不同造成運動員對低氧和運動負荷的耐受能力存在一定差異.HiLo及IHT訓練中，運動員理論可以獲得低氧適應訓練效果，特別氧運輸系統、血液載氧能力的改善，同時保證運動員接受足夠的運動刺激.但本研究表明，LoHi及HiHiLo訓練后運動員CD4⁺/CD8⁺比率并未發生顯著變化.常壓常氧訓練期間耐力運動員血清CK水平顯著高于臨床正常參考范圍的上限，CK水平上揚是機體氧化應激的重要指征.研究表明，18 d自然/模擬HiLo訓練可導致蛋白質氧化（AOPP）標記物水平上升，抗氧化生物標記物（MDA/SOD）降低，在參與HiHi、LoHi訓練的耐力項目運動員中也觀察到類似結果^［58］.低氧誘導的交感-內分泌神經穩態失衡導致運動員血清炎癥因子增加，亦有綜述對高原環境下免疫變化的調節網絡予以肯定并做了深入的分析討論.

本研究首次采用網狀Meta分析比較不同形式高原訓練對運動員免疫功能及抗氧化能力的影響，但仍存在以下局限性：1）納入文獻資料中涉及樣本量均較低，同時多數研究對盲法、分配方式表述不明，可能存在研究選擇、納入及發表偏倚；2）部分指標未標準化（如MDA計量單位包括mg/dL，U/L等），可能干擾最終的結果匯總；3）囿于納入研究數量有限、干預方式龐雜，未對高原訓練頻率及強度進行亞組分析，有賴于進一步大樣本量、多元化研究的補充.

4 結 論

高原訓練可能顯著抑制運動員免疫功能及抗氧化能力，IHT對運動員WBC計數影響最顯著，HiLo最易誘發CD4⁺/CD8⁺失衡，LoHi最易導致MDA功能受損，HiHi對血清CK和SOD的影響最為深刻.囿于本研究尚存在一定局限性，仍需高質量隨機對照研究進一步驗證.

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Network Meta analysis of different form effects of altitude training on

immune function and antioxidant capacity markers of athletes

Kong Haijun^1，2， Li Xinlong¹， Gan Shengqian¹， Chen Xiao'an²

（1. College of Physical Education， Kashgar University， Kashgar 844000， China;

2. College of Physical Education Science， Jishou University， Jishou 416000， China）

Abstract： ［Objective］ To explore the effects of different forms of altitude training on immune function and antioxidant markers of athletes. ［Methods］ The international authoritative databases were searched. ［Results］ The network Meta-analysis compared with LoLo during training showed that：1） HiHi and HiLo can significantly improve the WBC level;2） HiHi， HiLo and IHT significantly increased the level of CD4⁺/CD8⁺; 3） HiHi can significantly improve the serum CK level; 4） IHT and LoHi significantly reduced the serum MDA level; 5） HiHi， HiHiLo， HiLo and LoHi can significantly reduce the serum SOD level. ［Conclusion］ Altitude training may significantly inhibit the immune function and antioxidant capacity of athletes， IHT has the most significant effect on WBC count of athletes， HiLo is the most likely to induce CD4⁺/CD8⁺imbalance， LoHi is the most likely to cause MDA function damage， HiHi has the most profound effect on serum CK and SOD.

Keywords： altitude training; hypoxia training; immunity; antioxidant capacity; athlete; network Meta analysis

［責任編校 楊浦 劉洋］