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1 Journal of Sport Health and Leisure 第二十期 12 頁 -25 頁 No.20 pp.12~25 民國一 一年六月 June 2013 女性在黃體中期與濾泡中期從事激烈運動對免疫功能的影響 陳玉英 1 戴雨婷 2 邱琴瑟 3 郭堉圻 3 徐孟達 2 1 中原大學 2 國立臺灣師範大學體育學系 3 國立台北護理健康大學 摘要 本研究主要目的是探討女性在黃體中期及濾泡中期從事激烈運動後, 免疫功能的變化情形 以 8 名健康且具規律月經週期的大學女生為對象 ( 年齡 :21.66±1.29 歲 ; 身高 : ±6.26 公分 ; 體重 :56.81±6.01 公斤 ), 依平衡秩序法使受試者分別在濾泡中期以及黃體中期各進行一次原地踏車衰竭運動測驗, 並於運動前 運動後立即及運動後 24 小時採取血液樣本, 以進行白血球數目與淋巴細胞亞群比例之分析 所得資料以 SPSS17.0 進行重複量數二因子變異數分析 結果發現 :1. 單核球數目在月經週期與測量時間因子間的交互作用達顯著水準 (F= 3.81, p<.05), 濾泡中期運動後立即的單核球數目顯著高於運動前 2. 總白血球數 嗜中性球數 淋巴球數 淋巴細胞亞群 (Th 細胞 Tc 細胞 B 細胞 NK 細胞 ) 比例與 CD4+/CD8+ 比值在月經週期與測量時間因子交互作用未達顯著水準 (p>.05) 3. 進行衰竭運動測驗後, 血液中總白血球數目 淋巴球數目及 NK 細胞比例顯著上升, 在 24 小時後總白血球數目及 NK 細胞比例顯著回復 Th 細胞比例與 CD4+/CD8+ 比值在運動後顯著下降, 在運動後 24 小時也顯著恢復 4. 血液中的總白血球在黃體中期的數目顯著高於濾泡中期 (p<.05) 經本研究發現 : 雖然女性在黃體中期總白血球數目較高, 但運動後免疫功能的變化, 主要來自激烈運動立即的影響, 運動後 24 小時則逐漸恢復至運動前水平, 而月經週期間的影響不顯著 因此, 本研究建議女性從事單次激烈運動時, 無論是黃體期或濾泡期都應特別注意運動後恢復期間的保健工作, 避免身體因受暫時免疫抑制現象的影響, 而受到細菌的侵襲 未來的研究則應增加受試者人數及月經週期間女性激素的採樣次數, 以進一步瞭解運動後免疫功能的變化與女性激素濃度波動的可能連結 關鍵詞 : 女性激素 免疫功能 濾泡中期 黃體中期 12

2 第二十期 2012 年 6 月 壹 緒論 過去運動免疫學的研究發現, 人體免疫功能會受到運動型態 運動持續時間與負荷強度等因素的調控而產生差異性的反應, 而這些運動對免疫功能的影響, 可能還會隨著受試者年齡 生理機能與體能狀態而有所改變, 甚至性別也是影響因素之一 2010 年第 93 期知識通訊評論在 動物實驗研究中偏用雄性的問題 專題報導中指出, 科學家較少使用雌性動物進行研究, 主要是因為雌性生物體有週期性的生殖激素, 變數較多 事實上, 男女大不同, 除了生理構造外, 生殖激素是性別差異的重要關鍵, 它們的波動使女性有明顯的月經週期 女性月經週期主要受雌激素 (estrogen) 與助孕酮 (progesterone) 濃度的調控, 可區分為濾泡期 (follicular phase) 與黃體期 (luteal phase), 雌激素和助孕酮在濾泡期時濃度較低, 黃體期時逐漸上升到高峰 ( 簡辰霖 簡盟月與吳英黛,2008; 蕭安廷, 2007) 近期的研究指出, 免疫相關器官和細胞具有性激素受體, 如 :T 細胞 巨噬細胞具有雌激素受體 (Bird Karavitis & kovacs,2008) 透過受體的作用, 性激素對免疫系統產生調節作用 因此, 女性在月經週期中性激素濃度的變化, 可能是促成免疫功能差異性表現的主因 (Angstwurm Gartner & Ziegler-Heibrock, 1997 ; Faas 等, 2000;Bouman 等,2001) 回顧運動的文獻, 發現運動對免疫功能的影響也有明顯的性別差異 (Schouten,1998), 且女性的反應高過男性 (Timmons Tarnopolsky Snider & Bar-Or,2006;Timmons Tarnopolsky & Bar-Or,2006;Edward Burns Ring & Carroll,2006) 研究者推論女性可能因為性激素濃度在不同月經週期間的波動, 使得運動刺激對免疫功能的影響不盡相同 (Northoff 等,2008) 事實上, 多數的研究對運動後免疫功能的研究, 主要仍聚焦在運動型態 強度 時間和性別之間的差異, 而就月經週期或性激素變化觀點進行探討的研究較為少見, 結果也有一些分歧 介入長時間中等強度運動的研究發現, 月經週期對運動前後的總白血球數目沒有產生顯著的影響 (Timmons, Hamadeh, Devries & Tarnopolsky, 2005 ; Redmond, Pieklo, Coughlin, Matthews & Paolone,2009) 而 Navalta, Sedlock, Park & McFarlin(2007) 研究在不同月經週期進行跑步機衰竭運動測試, 結果發現運動後立即的單核球凋亡比例在黃體期和濾泡期間沒有差異 研究者認為可能受到高強度生理壓力的影響 ( 例如 : 從事衰竭運動 ), 削減了高濃度女性激素對細胞凋亡的抑制作用 不過,Northoff 等 (2008) 研究運動後免疫基因的表現, 結果發現從事激烈運動後, 部分的抗炎基因在黃體期顯著的比濾泡期向下調節 (p<.05), 而部分的促炎基因則黃體期顯著比在濾泡期向上調節 (p<.05) 推論在黃體期時, 對人體產生較大的外部壓力源如運動, 可能會影響黃體期免疫基因的特定表現 綜合上述的研究發現, 運動後免疫功能的變化有性別差異, 這種差異有可能來自高濃度女性激素波動的影響 為釐清雌激素濃度是否介入運動後免疫功能的變化, 本研究採用白血球數目與淋巴細胞亞群為免疫功能的評估指標, 並 13

3 女性在黃體中期與濾泡中期從事激烈運動對免疫功能的影響 以女性月經週期中較為明確的黃體中期與濾泡中期介入運動刺激, 希望能深入瞭解女性於不同月經週期中, 從事急性衰竭運動是否會對免疫功能的表現產生不同程度的影響, 並期盼本研究結果能夠提供女性在運動時健康保健的參考資訊 貳 方法 一 研究對象本研究以健康大專女學生為對象, 受試者基本條件為 : 有兩個月以上規律的月經週期, 並於實驗前六個月未曾服用過避孕藥 共有 10 名受試者參加本研究, 但只有 8 名完成所有實驗取得完整數據 二 實驗地點 ( 一 ) 國立臺北護理健康大學 : 衰竭運動測試實驗 ( 二 ) 國立臺灣師範大學體育運動大樓運動生化實驗室 : 白血球數目分析 ( 三 ) 國立臺灣師範大學理學院貴重儀器實驗室 : 淋巴細胞亞群比例分析 三 實驗方法與步驟 ( 一 ) 實驗方法與步驟 1. 實驗前受試者每日 6 到 7 點間自行測量基礎體溫並記錄至少 2 個月 2. 以平衡次序法, 令受試者分別在濾泡中期及黃體中期, 各接受一次原地固定式腳踏車漸增負荷至衰竭之運動測驗, 實驗流程採用 Miyazaki 等 (2001) 研究, 即以 15W 為阻力暖身 3 分鐘, 之後每分鐘增加 15W, 鼓勵受試者盡力使轉速維持在 60rpm 以上, 若低於 55rpm 立即停止運動 ( 二 ) 運動測試流程如圖 所示 運動前採血 測量心跳率 測量身高及體重 運動後立即採血 測心跳率 運動後 24 小時採血 測心跳率 休息 10 分鐘 運動測試 測試後 24 小時 圖 1: 運動測試流程 14

4 第二十期 2012 年 6 月 四 實驗儀器 ( 一 ) 電子溫度計 (Rex, MT1622, China): ( 二 ) 原地固定式腳踏車 ( Lode, MedGraphics Corival Cycle Ergometer,Netherlands) ( 三 ) 氣體分析儀 ( Vmax 29c, SensorMedics Corporation,USA) ( 四 ) 高速離心機 (Hsiangtai, Centrifuge CN-15,Taiwan) ( 五 ) 白血球數目分析 :sysmex 牌 KX-21 全自動血球計數儀 (sysmex KX-21 complete blood count,cbc,japan) ( 六 ) 白血球細胞表面抗原分析 : 流式細胞儀 (FACSCalibur flow cytometer, America) 五 血液樣本處理與分析採集血液樣本後, 分裝入一般試管與 EDTA 管中 一部份血液以 sysmex KX-21 全自動血球計數儀為分析工具, 算出血液中白血球數目後, 再依顆粒球 淋巴球和單核細胞球所佔的比例, 而換算出其細胞總數 (cell/ml) 其他血液則以流式細胞儀分析淋巴亞群 CD3+CD4+ CD3+CD8+ CD3-CD19+ CD3 -CD16+CD56+ 佔淋巴細胞的比例 六 資料分析本研究所有資料利用統計套裝軟體 SPSS 19.0 版進行分析 資料處理如下 : ( 一 ) 以重複量數二因子變異數分析, 考驗在濾泡中期和黃體中期進行衰竭運 動後, 體內血液中總白血球 淋巴球 單核球與嗜中性球數目, 及考驗淋巴細 胞亞群含 :Th 細胞 (CD3+CD4+) 比例 Tc 細胞 (CD3+CD8+) 比例 B 細胞 (CD3 - CD19+ ) 比例 NK 細胞 ( CD3 - CD16+CD56+) 比例以及 CD4+/CD8+ 比值 ( 二 ) 當二因子有交互作用, 且單純主 要效果達顯著差異時, 以 LSD 法進行事 後比較, 若沒有交互作用, 則進行主要 效果比較 ( 三 ) 本研究以 α=.05 為顯著水準 參 結果 表 受試者基本資料 n=8 平均數 ± 標準差 年齡 ( 歲 ) 21.66±1.29 身高 ( 公分 ) ±6.26 體重 ( 公斤 ) 56.81±6.01 BMI (kg/ m 2 ) 21.03±2.00 體脂肪 (%) 22.44±3.79 一 受試者基本資料分析 : ( 一 ) 受試者平均年齡 身高 體重 BMI 及體脂肪之基本資料 ( 二 ) 受試者性激素之基本資料 本研究受試者平均月經週期為 31.50± 2.73 天, 月經週期的判定透過女性激素 濃度的檢測輔之, 所得資料經相依樣本 t 考驗統計分析, 結果發現在黃體中期血 液中雌激素濃度與助孕酮濃度皆顯著高 於濾泡中期 (p<.05) 15

5 女性在黃體中期與濾泡中期從事激烈運動對免疫功能的影響 表 受試者不同月經週期之雌激素濃度 雌激素濃度 (pg/ml) 助孕酮濃度 (ng/ml) 濾泡中期 23.48± ± 0.23 黃體中期 81.09±43.25* 4.70± 2.88* *: 代表與濾泡中期有顯著差異,p<.05 ( 三 ) 受試者在不同月經週期之運動表現於濾泡中期及黃體中期進行的衰竭 相依樣本 t 考驗分析, 結果顯示受試者在不同經期內所進行之運動測試, 各項運動表現數據沒有顯著差異 (p>.05) 運動測試, 所得之各項運動表現資料以 表 受試者不同月經週期從事衰竭運動之基本資料 衰竭運動表現 濾泡中期平均數 ± 標準差 黃體中期平均數 ± 標準差 運動時間 ( 秒 ) ± ±87.47 最大運動阻力 (W) ± ±20.23 最大運動心跳 ( 次 / 分 ) ± ±5.61 最大攝氧量 (ml/min/kg) 27.13± ±2.88 二 不同月經週期從事衰竭運動之白血球數目變化本研究檢測所得之各項白血球資發現, 在不同的月經週期進行衰竭運動料, 以重複量數二因子變異數分析進行測試時, 單核球數目有顯著的變化, 即考驗, 結果發現總白血球 嗜中性球及濾泡中期運動後立即顯著的較濾泡中期淋巴球數目在月經週期及時間點二因子運動前來的高, 而在黃體中期則無顯著交互作用未達顯著水準 (p>.05), 但單影響 各項結果如表 核球數目交互作用顯著 (F= 3.81, 表 不同月經週期運動前後總白血球數目之變化分析表 ( 單位 : 個 / 毫升 ) 運動前 運動後 運動後 24hr F 值 (n=8) M±SD M±SD M±SD 總白血球 濾泡期 5125± ± ±682 F= 0.60,p>.05 黃體期 5725± ± ±882 嗜中性球 濾泡期 2963± ± ±659 F= 0.84,p>.05 黃體期 3200± ± ±876 淋巴球 濾泡期 1700± ± ±346 F=1.92,p>.05 黃體期 1987± ± ±136 單核球 濾泡期 462± ±266 * 525±158 F= 3.81,p<.05 黃體期 538± ± ±139 濾泡期運動後 > 運動前 * : 代表與運動前有顯著差異,p<.05 p<.05) 進一步使用單純主要效果比較 16

6 第二十期 2012 年 6 月 將總白血球 嗜中性球及淋巴球數目進行主要效果比較發現, 總白血球數目在時間點因子有顯著的變化, 在衰竭運動測試後顯著升高, 而在運動後 24 小時則有明顯降低的現象 (p<.05) 淋巴 球數目在運動後亦顯著高於運動前 (p<.05), 運動後 24 小時淋巴球數目呈現恢復的趨勢但並不顯著 各項結果如表 表 白血球數目時間點之主要效果檢定分析 ( 單位 : 個 / 毫升 ) 運動前 運動後 運動後 24hr F 值 M±SD M±SD M±SD 總白血球 n= ± ±400 a 5625±193 b F= 15.05,p<.05 運動後 > 運動前運動後 > 運動後 24hr 嗜中性球 n= ± ± ±183 F= 2.28,p>.05 淋巴球 n= ± ±212 a 1806±59 F= 4.93,p<.05 a : 代表與運動前有顯著差異,p<.05 運動後 > 運動前 b : 代表與運動後立即有顯著差異,p<.05 月經週期因子之主要效果比較, 總白血球數目在月經週期的差異達顯著水準 (F= 9.56,p<.05), 黃體期顯著高 於在濾泡期 而嗜中性球與淋巴球數目在濾泡中期與黃體中期沒有差異 各項結果如表 表 白血球數目月經週期因子之主要效果分析 ( 單位 : 個 / 毫升 ) 濾泡中期 黃體中期 F 值 M±SD M±SD 總白血球 n= ± ±300 * F= 9.56,p<.05 黃體中期 > 濾泡中期 嗜中性球 n= ± ±248 F= 5.11,p>.05 淋巴球 n= ± ±108 F= 1.50,p>.05 * : 代表與濾泡中期有顯著差異,p<.05 17

7 女性在黃體中期與濾泡中期從事激烈運動對免疫功能的影響 三 不同月經週期從事衰竭運動之淋巴細胞亞群比例變化情形 本研究淋巴球細胞亞群之各項資料 進行重複量數二因子變異數分析, 結果 發現 Th Tc B NK 細胞比例及 CD4+/CD8+ 比值之月經週期及時間點二因子均沒有 交互作用 結果如表 表 不同月經週期運動前後淋巴細胞亞群比例之變化分析 ( 單位 :%) 運動前 運動後 運動後 24hr F 值 (n=8) M±SD M±SD M±SD Th 細胞 濾泡期 37.57± ± ±7.93 F=1.58,p>.05 黃體期 34.89± ± ±5.05 Tc 細胞 濾泡期 67.22± ± ±7.88 F=0.14,p>.05 黃體期 65.81± ± ±3.49 B 細胞 濾泡期 13.00± ± ±5.76 F= 2.85,p>.05 黃體期 12.16± ± ±6.20 NK 細胞 濾泡期 13.58± ± ±6.36 F=0.36,p>.05 黃體期 15.02± ± ±3.77 CD4 + /CD8 + 濾泡期 1.43± ± ±0.28 F= 1.06,p>.05 比值 黃體期 1.36± ± ±0.37 * : 代表與運動前有顯著差異,p<.05 就月經週期及時間點等兩因子分別進行主要效果檢定, 結果發現 Th NK 細胞比例及 CD4+/CD8+ 比值時間點因子達顯著水準,Th 細胞比例及 CD4+/CD8+ 比 值在運動後顯著降低, 在運動後 24 小時則有顯著回升的現象 而 NK 細胞在運動後顯著上升,24 小時後則顯著恢復 結果如表 (1), 表 淋巴細胞亞群時間點之主要效果檢定分析 ( 單位 :%) 運動前 運動後 運動後 24hr F 值 M±SD M±SD M±SD Th 細胞 n= ± ±1.94 a 34.13±2.10 b F= 26.04,p<.05 運動後 < 運動前運動後 < 運動後 24hr Tc 細胞 n= ± ± ±1.38 F=1.54,p>.05 B 細胞 n= ± ± ±2.10 F= 3.56,p>.05 NK 細胞 n= ± ±2.35 a 12.25±1.72 b F=14.21,p<.05 運動後 > 運動前運動後 > 運動後 24h CD4 + /CD8 + 比值 n= ± ±0.11 a 1.33±0.11 b F= 10.01,p<.05 運動後 < 運動前運動後 < 運動後 24hr a : 代表與運動前有顯著差異,p<.05 b : 代表與運動後立即有顯著差異,p<.05 18

8 第二十期 2012 年 6 月 月經週期因子之主要效果分析發現 各項資料在濾泡中期與黃體中期沒有顯 著差異, 其相關資料如表 所示 肆 討論 表 淋巴細胞亞群月經週期因子之主要效果分析 ( 單位 :%) 濾泡中期 黃體中期 F 值 M±SD M±SD Th 細胞 n= ± ±2.03 F= 0.02,p>.05 Tc 細胞 n= ± ±1.00 F= 0.14,p>.05 B 細胞 n= ± ±1.90 F= 0.00,p>.05 NK 細胞 n= ± ±2.56 F= 5.11,p>.05 CD4 + /CD8 + 比值 n= ± ±0.11 F= 1.22,p>.05 一 月經週期對衰竭運動 白血球數目與淋巴細胞亞群的影響情形女性月經週期可為分為兩個階段, 以排卵 (ovulation) 日為分界點, 排卵之前稱為濾泡期 (follicular phase), 排卵之後稱為黃體期 (luteal phase) 隨著月經週期的變化體內的女性激素會明顯波動, 雌激素和助孕酮是調控月經週期重要的女性激素, 濾泡期兩激素濃度較低, 而黃體期時濃度則明顯升高 ( 蕭安廷,2007) 本研究配合基礎體溫測量, 抽血檢測雌激素及助孕酮素之濃度, 藉以輔助確認月經週期, 以實施衰竭運動測驗 一般而言, 在不同月經週期從事運動, 運動表現並沒有顯著差異 ( 黃美雪, 1987; 陳帝佑,1997; 張鳳儀 陳全壽, 1998; 王鶴森,2001) 不過, 有研究認為隨著運動項目的不同, 受月經週期的影響程度可能並不一致 ( 黃美雪 黃惠貞,2004), 短時間的無氧動力受到月經週期的影響較為明顯 ( 吳燕珊,2002) 本研究在濾泡中期及黃體中期進行的兩次衰竭運動測試, 所測得之各項運動表現, 無論是運動時間 最大阻力 最大心跳或最大攝氧量均沒有顯著差異 白血球是產生免疫反應的主角, 主要可分為顆粒球 淋巴球及單核球三大 類 本研究發現黃體中期所測得之白血球數目有高於濾泡中期的趨勢, 而其中總白血球數目的差異達顯著水準 2000 年 Faas 等人以 13 名規律月經週期的健康女性為對象探討月經週期與免疫功能的研究, 發現黃體期總白血球數顯著高於濾泡期 Bouman 等 (2001) 也發現總白血球數會受到不同月經週期的調節, 但淋巴球及單核球數目則沒有明顯差異 這兩個研究同時觀察以體外刺激單核球細胞激素 IL-1β 及 TNF-α 的分泌情形, 結果也發現在黃體期 IL-1β 及 TNFα 的濃度顯著高於濾泡期 這種總白血球數 IL-1β 及 TNF-α 在不同月經週期的差異, 可能是由於在黃體期受到雌激素和助孕酮濃度的調節, 抑或是在濾泡期卵巢中發育的濾泡對於先天性免疫反應產生抑制的作用, 其中的機制目前仍不明確, 尚待進一步研究以釐清其關聯性 在淋巴細胞亞群比例方面, 本研究發現無論是 Th 細胞 (CD3+CD4+) 比例 Tc 細胞 (CD3+CD8+) 比例 B 細胞 (CD3 - CD19+ ) 比例及 NK 細胞 (CD3 - CD16+CD56+) 比例及 CD4+/CD8+ 比值, 在兩月經週期間並沒有顯著差異 而 Weinberg, Enomoto, Marcus, 與 Canniff(2011) 研究不同月經週期之調節性 T 細胞 (CD4+IL10+ 和 CD8+FoxP3+) 19

9 女性在黃體中期與濾泡中期從事激烈運動對免疫功能的影響 比例的差異情形時, 發現 CD4+IL10+ 比例在黃體期顯著高於濾泡期, 而 CD8+FoxP3+ 比例則沒有達顯著差異 由於助孕酮會刺激細胞激素 IL-10 的分泌, 所以這種 CD4+IL10+ 比例上的差異現象, 可能是因黃體期中助孕酮濃度顯著上升所致 (Enomoto, 2007 ; Bento, 2009) Chao, Wu, Chen, Hung 與 Ho(2006) 研究 30 名具規律月經週期的健康女性也得到與本研究相似的結果, 即 T 細胞 B 細胞及 NK 細胞的比例, 在濾泡期及黃體期沒有顯著的差異 推測黃體期助孕酮濃度的升高, 或許受到個別差異及高變異量等因素影響, 使得對淋巴細胞亞群比例的改變並不如預期明顯, 欲瞭解詳細的原因則有進一步深入研究的必要 二 不同月經週期從事衰竭運動對白血球數目的影響分析表 發現, 女性從事單次衰竭運動, 總白血球 嗜中性球及淋巴球數目在月經週期及時間點因子間交互作用不顯著 (p>.05) 但單核球數目交互作用達顯著水準 (F= 3.81,p<.05), 即單核球數目明顯的受月經週期及運動前後時間點的影響, 經進一步的分析發現, 在濾泡中期衰竭運動後單核球數目比運動前顯著升高 (p<.05) 而表 的時間點因子的主要效果分析發現, 受試者總白血球數目 嗜中性球及淋巴球數目受衰竭運動的影響, 有運動後上升,24 小時後逐漸恢復的趨勢 但運動後升高只有總白血球及淋巴球達顯著水準 (p<.05), 且運動 24 小時後降低的現象也只有總白血球有統計上的意義 (p<.05) 表 月經週期因子的主要效果分析發現, 本研究受試者黃體中期之白血球數目有高於濾泡中期的趨勢, 但只有總白血球數目達顯著水準 (p<.05) Redmond, Pieklo, Coughlin, Matthews 和 Paolone(2009) 以 7 名健康女性進行 45 分鐘 70% 最大攝氧量的跑步運動, 結果發現濾泡期和黃體期之運 動前 後與恢復期之總白血球數目沒有差異存在, 其後的分析指出總白血球數目在運動後顯著的高於運動前, 濾泡期及黃體期間則沒有顯著差異 雖然有運動型態 強度及持續時間上的差異, 但一些研究也證實, 衰竭運動後總白血球數目有顯著提升的現象 (Fry 等,1992; Vider 等,2001) 至於運動後總白血球數目立即提升的主要原因,Iversen, Stokland, Rolstad 和 Benstad(1994) 等人認為可能是腎上腺素增加而刺激白血球從骨髓 脾臟以及輸出淋巴管釋放出所致 針對運動對淋巴球數目的影響, Timmons, Hamadeh, Devries 和 Tarnopolsky(2005) 以 6 名規律月經週期及 6 名服用避孕藥的女性為對象, 分別在黃體期及濾泡期各進行一次 90 分鐘 60% 最大攝氧量的原地踏車運動, 結果發現服用避孕藥組之運動後淋巴球數目在黃體期顯著高於濾泡期 規律月經組之運動後淋巴球數目, 在濾泡期和黃體期間則沒有差異 1994 年 Nieman 指出由於淋巴細胞較具敏感性, 容易受到單次運動強度 形式以及持續時間的影響 且從事高強度衰竭運動後淋巴球會逐漸移向受傷的肌肉, 導致淋巴球數目以及比例從新調整 (Nieman, 2000) 本研究結果也發現單次短時間的衰竭運動會影響淋巴球數目的變化, 但具規律月經週期的女性, 在兩不同月經週期進行相同的運動, 淋巴球數目的差異並不明顯, 這與 Timmons 等人的研究結果一致 Navalta, Sedlock, Park 和 McFarlin(2007) 在探討不同月經週期進行衰竭運動是否會對於單核球細胞凋亡比例產生影響的研究中發現, 運動後立即的單核球凋亡百分比在黃體期 (22.7%) 與濾泡期 (23.7%) 間沒有差異, 因此推論女性激素雖然能對細胞凋亡產生抑制的效果, 但受到高強度的生理壓力刺激如 : 衰竭運動, 則會削減其防禦細胞凋亡的機制 本研究的結果是 20

10 第二十期 2012 年 6 月 單核球數目在不同的月經週期進行衰竭運動後有顯著的變化, 且濾泡中期運動後升高顯著 因本研究主要觀察單核球數目的變化, 並未分析單核球是否處於凋亡階段, 和 Navalta 等人之研究方式不同, 故無法判定兩月經週期之單核球數目的變化是否為女性激素對細胞凋亡的抑制效果, 或是衰竭運動削減了防禦細胞凋亡的機制, 使得運動後單核球數量產生變化 總結以上的討論, 本研究發現在不同月經週期從事衰竭運動對白血球數目會有不等程度的影響, 且有運動後升高在 24 小時後逐漸恢復的趨勢, 但只有單核球數目的變化達顯著水準, 在濾泡中期衰竭運動後立即測到的單核球數目, 明顯較運動前來的高 由於雌激素對人體免疫機制有保護的作用, 雖然激烈的運動對免疫功能會有抑制行為, 但可能兩因素彼此牽制而形成不明確的效應 為深入探討其間的關係, 從劑量效應的方向深入, 是未來研究的重要課題 三 不同月經週期從事衰竭運動對淋巴細胞亞群比例的影響人體淋巴細胞可區分為 T 淋巴細胞 B 細胞及 NK 細胞三類, 再依據細胞上標記的不同, 利用流式細胞儀及雙色螢光染劑, 可將淋巴細胞順利區分出各種亞群 本研究所稱之淋巴細胞亞群是指 Th 細胞 (CD3+CD4+ ) Tc 細胞 (CD3+CD8+) B 細胞 (CD3-CD19+) 與 NK 細胞 (CD3-CD16+CD56+), 主要研究其比例及 CD4+/CD8+ 比值的差異情形 由表 發現在不同月經週期 ( 濾泡中期和黃體中期 ) 從事單次衰竭運動, 各淋巴細胞亞群比例及 CD4+/CD8+ 比值在週期及時間點因子並沒有顯著的交互作用 (p>.05) 進行主要效果分析後發現,Th 細胞比例及 CD4+/CD8+ 比值在運動後顯著降低, 在運動後 24 小時則有顯著回升的現象, 而 NK 細胞比例在運動後顯著上升,24 小時後明顯降低 但濾泡中期和黃體中期間各淋巴細胞亞群比例及 CD4+/CD8+ 比值的差異則不顯著 免疫細胞上有雌激素的受體, 因而激素的濃度變化會影響免疫系統的運作 一般而言, 女性體內正常雌激素的水平會刺激體液性與細胞媒介性免疫反應, 若體內雌激素濃度超量時, 細胞媒介性免疫反應則會受到抑制 (Olsen 和 Kovacs,1996) 研究者指出, 運動後免疫功能的變化受到性別因素的影響, 女性高於男性 (Schouten,1998;Edward Burns Ring & Carroll,2006) 2006 年 Timmons 的研究團隊發現, 具規律月經週期的 14 歲女性從事 60 分鐘的踏車運動後, 其恢復期之淋巴細胞的數目及 NK 細胞 (CD3-CD16+CD56+) 比例顯著高於同齡的男性, 而在運動後立即所測得的結果也顯著高於 12 歲不具規律月經週期的女性 (Timmons Tarnopolsky Snider & Bar-Or, 2006) 同年,Timmons 的研究團隊仍以 14 歲男 女學生為研究對象, 並將激烈運動時間控制在女性月經週期的濾泡期進行 結果發現具規律月經週期的女性在第一及第二階段運動後淋巴球數目 CD56dim 和 CD56bright 比例也都顯著高於男生 (Timmons Tarnopolsky and Bar-Or,2006) 這些結果顯示具較高濃度雌激素的女性, 免疫系統對激烈運動的壓力有較明顯的反應 事實上, 運動免疫學的相關研究大都喜歡以男性為研究對象, 主要想避免不可預知的性激素干擾, 特別是避免女性在不同月經週期性激素的波動 (Northoff 等,2008) 因此, 主要操弄月經週期或性激素濃度變項, 以探討激烈運動對淋巴細胞亞群比例影響的研究相對較少 Pehlivanoglu, Bayrak, Gurel 與 Balkanci(2012) 以 16 位規律月經週期的女性受試者, 探討在不同月經週期施以急性心理壓力後是否會對淋巴細胞亞群比例造成影響 研究者以 Stroop color-word interference( 史處普叫色作業 ) 和 cold pressor tests ( 冷加壓測試 ) 作為急性心理壓力測驗方式, 分別在濾泡期和黃體期進行一次 21

11 女性在黃體中期與濾泡中期從事激烈運動對免疫功能的影響 測驗, 結果發現測驗後心跳 血壓和皮質醇 (cortisol) 濃度顯著上升, 但不同月經週期的淋巴細胞亞群比例並沒有顯著變化 但進一步的分析指出測驗後 Th 細胞凋亡比例顯著高於測驗前的水準, 而 NK 細胞的數量在測驗後顯著增加 雖然這個研究採用的壓力源不同, 但結果是與本研究一致的 身體受壓力刺激後 ( 如 : 運動 ), 免疫系統會形成一種動態平衡 故當體內 CD4+Th 細胞數量減少時, 身體的免疫機制隨之啟動, 而使得淋巴細胞的比例產生重新分配的情形 (Frisina 等, 1994) 運動會影響 CD4+Th 細胞 CD8+Tc 細胞數目及比例, 但因 CD4+Th 細胞比 CD8+Tc 細胞更敏感, 所以在高強度運動後 CD4+Th 細胞比例的改變會更明顯 ( 蔣聖祥和王家忠,2008) 本研究雖發現月經週期對運動後淋巴球細胞亞群比例的影響不顯著, 但經主要效果分析證實女性從事約九分鐘的衰竭運動測驗就足以令 CD4+Th 細胞比例在運動後明顯下降, 而在 24 小時後逐漸回升 由於 CD8+Tc 細胞受運動的影響不顯著, 因而使得 CD4+/CD8+ 比值隨著 CD4+Th 細胞比例的變化趨勢而有一致的結果 過去的研究指出, 從事運動時因受到腎上腺素 正腎上腺素與皮質醇濃度提升的影響, 人體內的免疫機制會主動招募在脾 肝等器官內的 NK 細胞, 進入血液循環, 因此會有運動期間 NK 細胞數量顯著增加的現象 (Shephard,1997) 2001 年 Van der Pompe 等的研究也發現從事衰竭運動後,NK 細胞數量會顯著增加 因此本研究以原地固定式腳踏車漸增負荷至受試者衰竭之運動, 可能受到相同機制的影響, 也產生了運動後 NK 細胞比例顯著提升,24 小時後即恢復至運動前水準的相同結果 由上述探討發現, 在不同月經週期從事衰竭運動對淋巴細胞亞群比例的影響並不明顯, 且因各淋巴細胞亞群的特性與功能不盡相同, 因而運動後的變化趨勢也不相同 而運動後淋巴細胞亞群 的變化主要在於 CD4+Th 細胞 CD56+ NK 細胞比例及 CD4+/CD8+ 比值上, 衰竭運動會使 CD4+Th 細胞比例及 CD4+/CD8+ 比值在運動後明顯下降, 而 CD56+ NK 細胞比例, 則衰竭運動後明顯較運動前高, 但這些改變在 24 小時後都會恢復至運動前的水準 雖然運動後體內免疫系統會形成一種動態平衡, 但由於 CD4+Th 細胞比例及 CD4+/CD8+ 比值的過度下降代表此時體內適應性免疫系統被抑制, 因此, 女性運動從事者在運動後應加以注意其運動保健, 以避免上呼吸道感染等相關疾病之罹患風險 四 結論本研究以八名歲健康女大學生為對象, 以平衡秩序法分別在兩不同月經週期內進行平均耗時約九分鐘之固定腳踏車衰竭運動, 在運動前 運動後立即及 24 小時後採血分析白血球數目及淋巴細胞亞群比例, 以探討女性在不同月經週期從事激烈運動對免疫功能的影響 結論如下 : ( 一 ) 本研究受試者在兩不同月經週期之總白血球數目有明顯差異, 黃體期顯著高於濾泡期, 但嗜中性球 淋巴球與單核球數目及淋巴細胞亞群比例的差異並不顯著 ( 二 ) 本研究受試者從事衰竭運動時, 單核球數目在月經週期及時間點因子有顯著的交互作用, 濾泡中期之運動後單核球數目顯著的高於運動前 總白血球及淋巴球數目受運動的影響, 在運動後顯著高於運動前, 且總白血球數目在 24 小時後顯著下降 ( 三 ) 不同月經週期從事衰竭運動淋巴細胞亞群 (CD4+Th 細胞 CD8+Tc 細胞 CD19+ B 細胞 CD56+ NK 細胞 ) 比例與 CD4+/CD8+ 比值月經週期與時間點沒有交互作用,F 值未達顯著水準 但受到運動效果的影響,Th 細胞比例與 CD4+/CD8+ 比值在運動後顯著下降, 並在運動後 24 小時恢復 ;NK 細胞比例在運動後顯著提升, 也在運動後 24 小時恢復 ; 而 B 細胞 22

12 第二十期 2012 年 6 月 和 Tc 細胞比例在運動前後沒有顯著變化 ( 四 ) 總結本研究發現, 女性從事單次激烈運動時, 免疫系統功能主要受運動所影響, 不同月經週期的影響並不明顯 運動後立即的改變較大, 但在 24 小時後會逐漸恢復至運動前的水平 這些立即的免疫系統變化, 主要是回應運動刺激對身體生理機能所產生的影響, 當壓力源消失即可恢復至原先的水準 因此女性從事單次激烈運動時, 無論是黃體期或濾泡期都應特別注意運動後恢復期的保健工作, 避免在免疫抑制期受到細菌的侵襲 ( 五 ) 本研究發現白血球數目在不同月經週期確實存在差異, 但可能由於受試者人數較少 變異量偏大而影響結果 建議未來的相關研究應可增加受試者人數, 並增加運動期間女性激素的採樣, 以進一步了解女性的免疫功能和女性激素的劑量關係 引用文獻 一 中文部分王鶴森 (2001) 月經週期對換氣閾值及運動時生理反應的影響 體育學報 31 輯, 吳燕珊 (2002) 月經週期與月經症候群對大專排球選手運動表現之影響 國立台灣師範大學碩士論文 陳帝佑 李銓萍 劉宇 黃長福 (1997) 女性運動員月經週期對肌力表現影響的動態時間序列分析 大專體育學術研討會專刊, 黃美雪 (1987) 女子壘球隊員生理期間與非生理期間基本運動能力與壘球技術能力差異之比較 體育學報第十輯, 黃美雪 黃惠貞 (2004) 月經週期對運動表現影響之探討 輔仁大學體育學刊, 第三期, 張鳳儀 陳全壽 (1998) 月經週期對女性運動員的影響 中華體育,12(3), 蔣聖祥 王家忠 (2008) 運動對人體免疫功能的影響研究 巢湖學院學報,10 (6), 簡辰霖 簡盟月 吳英黛 (2008) 雌激素在血管與心肌的作用 物理治療,33(5), 蕭安廷 (2007) 基礎體溫表在婦科陰道出血的應用 中醫婦科醫學雜誌, 9,32-34 二 西文部分 Bento, C. A., Hygino, J., Andrade, R. M., Saramago, C. S., Silva, R. G., Silva, A. A.,Linhares, U. C., Brindeiro, R., Tanuri, A., Rosenzwajg, M., Klatzmann, D., Andrade, A.F. (2009). IL-10-secreting T cells from HIV-infected pregnant women down regulate HIV-1 replication: effect enhanced byantiretroviral treatment. Journal of Acquired Immune Deficiency Syndromes, 23, Bird, M. D., Karavitis, J., & Kovacs, E. J. (2008). Sex differences and estrogen modulation of the cellular immune response after injury. Cell Immunology, 252, Bouman, A., Moes, H., Heineman, M. J., De Leij, L. F., & Faas, M. M. (2001). The immune response during the luteal phase of the ovarian cycle: increasing sensitivity of human monocytes to endotoxin. Fertility and Sterility, 76, Chao, K. H., Wu, M. Y., Chen, M. J., Hung, C. C., Ho, H. N. (2006). Impact of the menstrual cycle on immunologic markers in HIV-infected Taiwanese women. Taiwanese Journal of Obstetrics and Gynecology, 45 (1), Edwards, K. M., Burns, V. E., Ring, C., & Carroll, D. (2006). Individual differences in the interleukin-6 response to maximal and submaximal exercise tasks. Journal of Sports Science, 24(8), Enomoto, L. M., Kloberdanz, K. J., Mack, 23

13 女性在黃體中期與濾泡中期從事激烈運動對免疫功能的影響 D. G., Elizabeth, D., Weinberg, A. (2007).Ex vivo effect of estrogen and progesterone compared with dexamethasone oncell-mediated immunity of HIV-infected and uninfected.. Journal of Acquired Immune Deficiency Syndromes, 45, Faas, M., Bouman, A., Moesa, H., Heineman, M. J., De, L. L. & Schuiling, G. (2000). The immune response during the luteal phase of the ovarian cycle: a Th2-type response? Fertility and Sterility, 74, Fry, R. W., Morton, A. R., Crawford, G. P. M., & Keast, D. (1992). Cell numbers and in vitro responses of leucocytes and lymphocyte subpopulations following maximal exercise and interval training sessions of different intensities. European Journal of Applied physiology,64 (3), Frisina, J. P., Gaudieri, T., Cable, T., Keast, D., Palmer, T. N. (1994). Effects of Acute Exercise on Lymphocyte Subsets and Metabolic Activity. International Journal of Sports Medicine,15 (1), Iversen P. O., Stokland A., Rolstad B., & Benestad H. B. (1994). Adrenaline-induced leukocytosis: recruitment of blood cells from rat spleen, bone marrow and lymphatics. European journal of applied physiology and occupational physiology, 68 (3), Miyazaki, H., Oh-ishi, S., Ookawara, T., Kizaki, T., Toshinai, K., Haga, S., Ji, L. L., & Ohno, H. (2001). Strenuous endurance training in humans reduces oxidative stress following exhausting exercise. European Journal of Applied Physiology, 84, 1-6. Navalta, J. S., Sedlock, D. A., Park, K. S., & McFarlin, B. K. (2007). Neither gender nor menstrual cycle phase influences exercise-induced lymphocyte apoptosis in untrained subjects. Applied Physiology, Nutrition, and Metabolism, 32, Nieman, D. C. (1994a). Exercise, upper respiratory tract infection, and the immune system. Medicine and Science in Sports and Exercise, 26(2), Nieman, D. C. (1994b). Exercise, infection, and immunity. International Journal of Sports Medicine, 15 (3), S131-S141. Nieman, D. C. (2000a). Special feature for the Olympics: Effects of exercise on the immune system. Immunology and Cell Biology, 78(5), Nieman, D. C. (2000b). Exercise effects on systemic immunity. Immunology and Cell Biology, 78, Northoff, H., Symon, S., Zieker, D., Schaible, E., Schafer, K.,Thoma, S., Löffler, M., Abbasi, A., Simon, P., Niess, M. A., & Fehrenbach, E. (2008). Gender and menstrual phase dependent regulation of inflammatory gene expression in response to aerobic exercise. Exercise Immunology Review, 14, Olsen, N.J., & Kovacs, M. A. (1996). Gonadal steroids and immunity. Endocrine Reviews, 17, Pehlivanoglu, B., Bayrak, S., Gurel, E. I., Balkanci, Z. D. (2012). Effect of gender and menstrual cycle on immune system response to acute mental stress: apoptosis as a mediator. Neuroimmunomodulation, 19 (1), Redmond, J. E., Pieklo, M. C., Coughlin, M., Matthews, T. D., Paolone, V. J. (2009). The menstrual cycle effect on the immune system response to acute exercise. Medicine and Science in Sports and Exercise,41 (5), Schouten, W. J., Verschuur, R., & Kemper, H. C. G. (1998). Habitual Physical Activity, Strenuous Exercise, and Salivary Immunoglobulin A Levels in Young Adults: The Amsterdam Growth and Health Study. International Journal of Sports Medicine, 9 (4),

14 第二十期 2012 年 6 月 Shephard, R. J. (1997a).What is the optimal type of physical activity to enhance health? British Journal of Sports Medicine, 31(4), Shephard, R. J. (1997b). Physical activity, training and the immune response. Carmel, IN: Copper Publishing Group, Timmons, B. W., Hamadeh, M. J., Devries, M. C., & Tarnopolsky, M. A. (2005). Influence of gender, menstrual phase, and oral contraceptive use on immunological changes in response to prolonged cycling. Journal of Applied Physiology, 99, Timmons, B. W., Tarnopolsky, M. A., Snider, D. P., & Bar-Or, O. (2006). Immunologcal changes in response to exercise: Influence of age, puberty, and gender. Medicine and Science in Sports and Exercise, 38(2), Timmons, B. W., Tarnopolsky, M. A., & Bar-Or, B. (2006). Sex based effects on the distribution of NK cell subsets in response to exercise and carbohydrate intake in adolescents. Journal of Applied Physiology, 100, Van der Pompe, G., Bernards, N., Kavelaars, A., Heijnen, C. (2001). An exploratory study into the effect of exhausting bicycle exercise on endocrine and immune responses in post-menopausal women: relationships between vigour and plasma cortisol concentrations and lymphocyte proliferation following exercise. International Journal of Sports Medicine, 22 (6), Vider, J., Lehtmaa, J., Kullisaar, T., Vihalemm, T., Zilmer, K., Kairane, K., Landõr, A., Karu, T., Zilmer, M. (2001). Acute immune response in respect to exercise-induced oxidative stress. Pesticide Biochemistry and Physiology, (101) 2011, Weinberg, A., Enomoto, L., Marcus, R., Canniff, J. (2011). Effect of menstrual cycle variation in female sex hormone on cellular immunity and regulation. Journal of Reproductive Immunology, 89 (1),