运动引起的高体温与肠道通透性的关系VIP

运动引起的高体温与肠道通透性的关系：一项系统回顾摘要背景： 延长和剧烈的体育锻炼增加肠道通透性，肠道内毒素通过肠道屏障转移到达血液。内毒素被免疫系统识别，引发全身性炎症反应，并可能影响身体活动能力，在严重的情况下，诱发中暑。然而，运动导致高体温的强度与肠道通透性的变化之间的关系尚未阐明。目的：在这个系统回顾里，我们评估运动导致的核心体温升高，是否与运动诱发肠道通透性增加相关。方法： 2016年9月，筛选了MEDLINE/PubMed和Science数据库网站，没有任何日期限制。16个研究在健康的参与者中进行，提供了原始数据，并测量了运动诱发的核心体温和肠道通透性的变化。这些研究通过测定尿里的含糖量，血里的肠脂肪酸结合蛋白或脂多糖含量评估肠道通透性。结果：16个研究中大多数的研究，运动增加核心体温和肠道通透性。两个参数之间正相关，相关性很强（r =0.793，P0.80，非常强。显著性差异设置在p 39 ，所有试验中观察到肠道通透性增强（10/10，100%）。上述分析采用参加体育锻炼的受试者数量取代试验数目，观察到类似的结果（图2b）。 最后，核心体温和由测定尿乳果糖/鼠李糖比值决定的肠道通透性强的正相关 (r = 0.793; r2 = 0.629; p39。一个可能的招致批评的是，如此高的核心体温，现实生活中这样的研究结果有效性有限。然而，热应激条件下通常观察到户外竞技运动员核心体温接近40 ，支持我们研究结果中的相关性。 总的来说，本系统回顾的数据与一些体外研究报告一致，热应激对于紧密连接通透性的影响是剂量依赖性的，越严重的热应激与更高的通透性相关。此外，目前的数据证实了运动过程中的高温水平与肠道通透性之间存在正相关，与先前Pals等人的报道一致。值得注意的是，八个研究的汇总分析结果，总的来说，直肠温度的增加占运动导致的肠道通透性变量的63%（图3），而不是Pals等人的报道的34%。这些数据也似乎质疑了Sawka等人的观点，他们挑战核心体温是引起中暑的关键因子的观念。因为肠道与中暑的病理生理有关联，由于目前数据显示运动引起的核心体温增加和肠道通透性增加有直接的关联，运动引起的高体温水平对于中暑发生非常重要，无法忽略这一点。 在20个评估试验中，有五个试验没有报告运动后肠道通透性增加。Pals等人没有观察到受试者在40或60%VO2peak跑步时，相对休息时肠道通透性增加的现象。虽然Lambert等报道，脱水的受试者在70%VO2peak跑步60分钟，肠道通透性增加，当他们被允许运动时摄水，肠道通透性没有改变。脱水与热损失时核心体温增加相关，因此夸大了运动中的高体温。因此，没有脱水的条件下，肠道通透性没有增加可能是核心体温调控良好的结果，运动结束时体温达到38.4可以作为依据。Yeh等间接评估了体力活动受试者在凉的环境（22 ）和高温环境（33）跑步60分钟后的肠道通透性。作者报道了在高温环境下跑步后血浆内毒素浓度升高，而在凉爽的环境中没有升高。值得注意的是，33环境下运动导致高热相对于22是夸张的。最后，Kuennen等人观察到男性在50%VO2max进行45分钟的运动，无论是运动前还是热适应7天后，尿乳果糖排泄没有变化。这些结果没有考虑到热适应方案结束后受试者核心体温到达39 。在这项研究中的肠道通透性变化缺乏可能与只测量了尿乳果糖尿，而没有测尿乳果糖-鼠李糖比有关。 在Marchbank的研究中，12名健康男性进行高强度的20分钟（80% VO2max）的跑步机跑步，显示肠道通透性增加，尽管他们没有一个核心体温达到38.5。可能高强度的运动可能有助于肠道功能的改变。80% VO2peak下跑步60分钟相对于休息状态增或40和60% VO2peak下跑步，加肠道通透性的结果，也支持这一假说（即运动强度是肠道通透性的独立触发因素）。事实上，当受试者在40% VO2peak下跑步，他们最后平均核心体温为38 ，肠道通透性相对休息时没有增加。然而，上述的假设是Yeh等人的研究结果没有证实，让受试者在70% VO2peak下跑步机上跑步，采用Marchbank研究中类似的强度，观察到的最终核心核心低于38.5 ，没有运动引起的血浆内毒素浓度变化 八个试验测定LPS浓度，Kuennen的研究和Yeh的研究中的一项试验没有报道受试者因强体力活动而血LPS增加。 Kuennen的研究没有报道血LPS明显改变，可以解释为受试者身体状况良好（VO2max = 55.6ml/kg/min)。事实上，有氧训练的受试者内毒素血症出现时的核心体温大致比没有训练的受试者高1.2。此外Yeh等人的研究，受试者在适度的环境体温（22）下完成锻炼，核心体温达到38.4，血浆内毒素水平没有明显变化。相反，相同的受试者在热的环境温度（33）下进行相同的运动方案，内毒素血症增加。这些研究强调了运动引起的核心体温增加对于触发肠道通透性是重要的这一概念。 细菌移位可能引起以白细胞（中性粒细胞、淋巴细胞、粒细胞的活化，和单核细胞）激活和炎性细胞因子的生产/释放，如促/抗炎细胞因子、免疫球蛋白、热休克蛋白和核因子（NFkB）为特征的炎症反应。然而，可以中肯地说，肠道通透性增加和细菌易位与热相关疾病或中暑的形成不是必然的。在大多数情况下，机体能够应对肠道通透性增加和细菌移位，而不产生任何严重的健康变化.。在热应激下运动的小鼠，与肠梗阻小鼠比较，细菌易位是短暂的，不那么大。肠梗阻小鼠细菌移位扩散快，细菌到达所有研究的器官和室腔。有趣的是在一些研究里，高热啮齿动物的血液和肝脏中，同时观察高的细菌量。肝脏中的高细菌负荷可能表明肝脏在适当地清除血液循环中多余的细菌。 高体温程度与肠道通透性增加显著正相关，并不能保证这些参数之间存在直接因果关系.。最近Dokladny团队表示，目前尚不清楚哪些变量（高体温程度或运动强度）对于引起肠屏障功能障碍中扮演了更重要的角色。虽然体温高是细胞毒性的，可能影响紧密连接蛋白，高体温状态对于心血管系统也构成负担，尤其是锻炼的人。在这些条件下，血液从内脏循环转向活动的肌肉和皮肤血管，热环境下这种心血管转移的幅度比在冷环境下高。肠道的血流量减少，可能会促进局部氧化应激，引起组织损伤和通透性增加。从这个意义上讲，60分钟的跑步机上跑步，核心体温上升前，缺血环境已经建立。 在大多数选择的研究里，受试者都接受强度接近70%VO2max的运动。VO2max百分比的选择也许是因为体力活动的人在这样强度下长时间运动（约1小时），可以产生大量的代谢热。然而，在这样的强度运动下对于肠道功能的影响是矛盾的，因为一些研究表明增加肠道通透性或LPS浓度，和其他一些没有表现出这样的结果。存在争议的研究结果表明，运动强度作为一个独立的因素分析时，并不能预测肠道通透性。事实上图3入组的研究中，运动强度和肠道通透性的相关性系数的计算显示相关性是弱的，没有统计学意义（ = 0.195；2 = 0.038；P = 0.590）数据没有显示。这种相关性分析应谨慎解释，因为八项研究中运动时间相差相当大（从20到60分钟）。因此，在现有文献资料的基础上，运动强度可认为与运动时间、环境条件、训练状况和水合状态相关，决定运动引起的高体温程度，随之的肠道通透性。4.1运动科学中测定肠通透性的方法 一个评估肠道通透性常用的方法是测定乳果糖/鼠李糖（或乳果糖/甘露醇）比。该方法包括双糖（乳果糖）和单糖（鼠李糖、甘露醇）的摄入，其次是试验后尿液中的浓度测量。肠道通透性指数可以通过相对量的尿糖排泄除以糖摄入计算。要考虑充分多的探头测定糖的摄入，如乳果糖（分子量342 Da）、鼠李糖（164 Da），甘露醇（182 Da），不能在体内代谢。大分子如乳果糖，只会通过细胞旁路途径（即，通过缝隙连接）或通过受损的上皮细胞（例如，坏死的细胞产生）穿过肠道屏障。相反的，小分子如鼠李糖和甘露醇，通常随着乳果糖摄入，通过跨细胞途径穿过肠道屏障。因此，尿乳果糖/鼠李糖（或乳果糖/甘露醇）比率定量反映肠道完整性和吸收功能，比值升高意味通透性升高。总体而言，这一比例的测定是一个有用的，简单的，非侵入性的，可靠的估计肠道通透性的方法。 系统回顾纳入的8个研究中，通过测量渗漏入血的LPS间接测定运动导致的膜通透性改变。实验室里啮齿动物暴露于高温环境或在高温环境下进行体育锻炼的实验，显示肠道通透性增强与循环系统中的细菌水平增加有关。在肠腔内革兰氏阴性菌表面大量存在LPS。血浆内毒素脓度的升高表示防止内毒素在肠腔渗漏的肠屏障被破坏。 通透性也可以通过测量血液中I-FABP浓度进行估计。I-FABP存在于较为成熟的肠绒毛的上半部分，特别是当该组织暴露于低氧条件下。因此，I-FABP是肠黏膜损伤的一个很好的标记物，表示通透性增加。在以前的研究中，健康男性进行了约25分钟高强度跑步机跑步，同时观察血I-FABP和LPS升高，从而提示肠损伤同时发生细菌易位。 虽然测量血LPS或I-FABP浓度是估计肠道通透性的间接方法，这种内毒素或蛋白测定较乳果糖/鼠李糖具有重要优势。LPS和I-FABP在运动后血液样本在同一时点收集，没有必要在运动45小时后收集尿液样本，进行糖探针浓度分析。 另一个精确测定肠道通透性的方法是使用放射性同位素。在啮齿动物的研究中，含酸二乙三胺五乙酸（DTPA）标记的锝（99mTc）溶液灌胃，运动后测定血中99mTc-DTPA 含量。，71 。相对于低聚糖，99mTc-DTPA具有测量方便的优点和放射性的缺点。在人体试验中，放射性同位素被用于严重脓毒症或肝硬化，其他疾病患者肠道通透性测量。然而没有研究使用这种方法来评估运动对于肠道通透性的影响。4.2 目前系统评价的局限性和进一步研究的建议 本次回顾的一个重要的局限是，在所选择的16个研究受试者的数据总是整体评估 （即，如果一个实验有20个受试者进行，从所有这些受试者的平均核心体温和通透性数据进行整体分析）。在一些研究中，用于表示肠道通透性的参数表现出巨大差异，因此，我们的分析可能丢失重要的个体间的差异。此外，用于图2分析的一些核心体温数据接近温度的限制范围（即，38.5 ，38.639 ，39.139.5 ，和39.6 ）。在这种情况下，一些受试者进行相同的实验试验，却分在不同的温度范围组。我们没有进行个体分析，因为大多数选择的研究没有报告个别个体数据。 肠道通透性增加引起全身炎症反应与热相关疾病的发生相关。然而，这种炎症反应对于调节身体机能可能是重要的，特别是在一些动物物种中，在热环境下运动，有氧机能相对于在温和环境下，显着受损。Cheung和Sleivert表明，内毒素血症是机体在热环境下运动，加速疲劳的的因素之一。最近Vargas 和Marino提出了一个神经炎症的理论模型，来解释运动后急性疲劳，包括模型中相同的元素，解释了患病个体疲劳和降低生理机能。根据作者观点，强体力劳动介导白细胞介素-6释放，影响传入神经纤维和神经电路激活，最终影响运动皮层和体感区的活动，从而减少肌肉收缩的神经驱动。因此，研究调节体温，全身炎症反应，细胞因子，和疲劳的相互作用是必须的。 除了评估疲劳和全身炎症之间的关系，未来的研究应侧重于现实比赛的运动员高体温和肠道通透性方面。在本次回顾中， 16个研究中只有1个评估个体在实验室以外的状况。这项研究包括运动员参与个人有氧运动（21公里比赛）。在这种情况下，高体温和肠道通透性之间的关联，不仅可以在真正的比赛，也可以在不同的运动方式，包括团队运动进行研究。 本系统回顾的结果最适用于健康，年轻，和身体状况良好的男性，因为这些都是16个选定的研究受试者的主要特