本論文擬觀察巧固球選手進行比賽前後免疫功能變化之情形,並研究運動前 攝取綠茶是否會影響因高強度運動所造成的免疫功能變化,進而改善高強度運動 可能造成免疫功能降低的現象。
第貳章 文獻探討
第一節 巧固球運動 (Tchoukball) 介紹
瑞士學者布蘭特 (Dr. Hermann Brandt) 於 1970 年,結合籃球、排球、壁球、
手球而創造了巧固球運動。因為將球擲向網時會產生 Tchouk 的聲音而稱之為 Tchoukball,引進這項運動到台灣的方瑞民教授遂直接音譯為「巧固球」。台灣的 巧固球發展歷史約三十餘年,台灣在 1981 年第三屆法國國際巧固球錦標賽中首 次奪得男子組冠軍,也揭開台灣巧固球輝煌歷史(黃進成,2002)。最近,在 2009 年的世界運動會中,台灣再度勇奪男子組與女子組的巧固球金牌,巧固球運動顯 然是台灣具有國際競爭力的運動項目之一。巧固球設計的特色在於不侵犯對手身 體,強調禮讓、正當競爭、團隊合作。巧固球的比賽可分為單網、雙網,正式賽 制都是採用雙網賽,雙網賽球場分為 7 人制與 9 人制兩種,7 人制球場長 30 公 尺,寬 20 公尺;9 人制球場長 40 公尺,寬 20 公尺。以端線中點為圓心,三公 尺為半徑,向場內劃一圓弧,在端線與圓弧內的地區即為禁區。比賽時間分為三 局,每局 15 分鐘。巧固球最大的特色就是「三三三」規則,有七項「三」的規 定,即三節、三秒、三步、三傳、三射網、三公尺與三犯規。不論傳球、射網都 必須遵守「三秒」、「三步」、「三傳」、「三射網」原則,持球不能超過三秒、持球 移動不能超過三步、傳球不能超過三次、射網不能超過三次。球員射網後,球反 彈回比賽場內並彈出至禁區外時,若對手沒辦法接住而讓球落地,則進攻隊就算 得一分,然後換邊發球。如果球沒有成功擊中球網,反彈至界外、掉落禁區內,
或碰到射網球員時,都算對手得分,交換進攻權。在進攻或防守時,球員都不能 阻擋對方進行攻擊、射球動作或妨礙對方防守(呂秀美、闕月清,2006)。
第二節 免疫系統介紹
ㄧ、免疫系統簡介 (The Immune System)
免疫系統是人體防禦機制的統稱,當有微生物入侵時,免疫系統將動員許多
的免疫細胞及產生具防禦能力的蛋白質,執行保護的功能。人體的免疫系統包括 先天性免疫系統 (The Innate Immune System) 和適應性免疫系統 (The Adaptive Immune System) (Parham, 2005)。
(一)先天性免疫系統
人體的表面由上皮細胞形成一個屏障,隔絕了外界含病原菌的環境,這些上 皮組織包括皮膚以及涵蓋呼吸道、腸胃道及生殖泌尿道的黏膜。上皮組織不僅屬 於機械性的屏障,也會藉由分泌一些化學物質來抑制微生物的附著及生長,例 如:淚水和唾液中的溶菌酶會分解細菌細胞壁,胃、陰道或皮膚的酸性環境也會 抑制微生物生長。此外,有非病原性微生物的正常菌叢存在於上皮組織,可以和 病原性微生物競爭養分及附著點。若病原菌突破天然的屏障進入體內後,則由作 用細胞 (effector cells) 例如:白血球、吞噬細胞等,進行吞噬細菌、病毒等功能。
同時,作用細胞也會釋放出許多不同的細胞激素 (cytokines),細胞激素會使血管 細胞的間隙增加,促進血流中的血漿蛋白滲出至結締組織,局部的體液增加造成 腫脹,壓迫神經末端產生疼痛,在感染處引發一個發炎 (inflammation) 反應的狀 態。另外有一些血清中的蛋白質稱為補體 (complement),活化後的分子可以標 幟到病原菌上,幫助作用細胞攻擊病原菌的效率,這些作用統稱為先天性免疫力 (innate immunity) (Parham, 2005)。
(二)適應性免疫系統
適應性免疫系統主要由 T 淋巴細胞以及 B 淋巴細胞所組成,這些細胞在適 應性免疫系統中扮演著辨識、攻擊以及記憶的功能,提供具專一性的方法抵禦侵 入的病原菌,並在下次碰到相同的病原菌時,可以誘發更快更強的免疫反應。B 細胞在骨髓中發育和成熟,而 T 細胞的分化與成熟則是在胸腺中進行,可分為 輔助性 T 細胞 (helper T cell, TH cell) 及毒殺性 T 細胞 (cytotoxic T cell, TC cell) 兩大類,輔助性 T 細胞的細胞標誌為 CD4 (cluster of differentiation, CD),而毒殺
性 T 細胞的細胞標誌為 CD8。T 細胞的活化需透過抗原呈現細胞 (antigen presenting cell, APC) 表面上的主要組織相容性複合物 (major histocompatibility complex, MHC) 呈現抗原,當辨認到專一性抗原之後,使 T 細胞成為活化的狀 態,毒殺性 T 細胞以辨認 MHC 第一型分子呈現胜肽抗原的方式而活化,殺死被 病毒感染的細胞,輔助性 T 細胞以辨認 MHC 第二型分子呈現胜肽抗原的方式而 活化,分泌細胞激素來幫助巨噬細胞和 B 細胞活化,可以調節體液或細胞免疫 反應。B 細胞辨識到抗原後活化而分化成漿細胞以製造特異性的抗體,抗體可以 在人體外部(如唾液)及內部(如血清)的體液中發現。根據結構與功能的不同 分為幾種不同類型的抗體。免疫球蛋白 G (Immunoglobulin G, IgG) 是血清中含量 最高的一種抗體,與特定抗原結合後,加速吞噬細胞吞入或是活化補體系統破壞 胞外微生物及毒素。IgA 抗體是由黏膜下淋巴組織中的 B 細胞製造,被輸送穿過 黏膜上皮細胞,可抑制細菌黏附黏膜上皮,以及中和病毒或細菌毒素侵入上皮細 胞 (Brandtzaeg, et al., 1999),因此 IgA 是在黏液中最主要的抗體。IgM 抗體是遇 到感染後最先分泌出的抗體,可藉由活化補體系統,使得病原菌被消滅。另外血 清中含量最少的 IgE 抗體會結合釋放過敏介質的細胞,例如肥胖細胞和嗜鹼性白 血球等,在過敏反應中扮演重要的角色。整個適應性免疫反應透過 T 細胞與 B 細胞的共同合作而終止感染,達到對抗病原菌以保護宿主的目的 (Parham, 2005)。
(三)黏膜免疫系統 (The Mucosal Immune System)
黏膜組織包括了分佈在口、眼瞼膜、鼻腔、腸道及泌尿生殖道的黏膜,是人 體與自然界各種抗原接觸的主要部位。由於黏膜組織所分泌的黏液含有免疫球蛋 白、抗菌蛋白及許多不同的酵素,可以保護上皮細胞免於受到感染。另外黏膜相 關的淋巴系統 (Mucosa-associated lymphoid system) 在人體傳遞抗原訊息扮演重 要的角色。尤其以腸道與呼吸道相關(口鼻腔與扁桃腺)的淋巴組織為最重要。
其次是生殖泌尿道相關淋巴組織。目前對於黏膜免疫系統的研究,由於唾液取得
不具侵入性,而且含有高量的 sIgA 及富含多種抗菌蛋白,如:乳鐵蛋白
(lactoferrin)、澱粉酶 (α-amylase) 及溶菌酶等,形成了對抗呼吸道病原菌感染時 的重要防線 (de Almeida Pdel, Gregio, Machado, de Lima, & Azevedo, 2008)。因 此,當評估不同的壓力或運動強度對黏膜免疫系統影響時,唾液中成分的分析常 被用來當作關鍵的指標。
第三節 運動對免疫系統之影響 一、運動與免疫系統簡介
過去運動科學的研究發現不同的運動種類、強度與時間對於免疫功能的影響 有所不同,從事適度運動的人可以提昇其免疫功能,且比不常運動的坐式生活者 有較低的感染機率,然而,從事長時間高強度運動的人其免疫功能反而受到抑 制,因此有學者提出運動強度和上呼吸道感染風險之間形成了 J 型曲線的關係 (Nieman, 1994)。例如,根據報導指出每天從事兩小時適度運動的人得到上呼吸 道感染的機率比坐式生活而不常運動的人低 29 % (Matthews, et al., 2002)。相較 之下,參與超級馬拉松競賽的人在完成競賽後的幾個星期內會增加 100-500 %的 上呼吸道感染機率 (Nieman, Johanssen, Lee, & Arabatzis, 1990)。有研究指出在從 事單次長時間高強度運動後會短暫地損害許多免疫細胞的功能 (Ronsen,
Pedersen, Oritsland, Bahr, & Kjeldsen-Kragh, 2001)。專業的運動員似乎比一般民眾 更容易有喉嚨痛和流感的症狀,而且一旦感染了之後,運動員可能會花較長的時 間才能痊癒 (Nieman, et al., 1990)。這是一件值得關心的事,因為即使是輕微的 感染都會使運動員的運動表現下降或是讓運動員無法繼續接受高強度的訓練 (Roberts, 1986)。重複多次的高強度長時間運動會使得白血球的數目和功能下 降,這可能是由於運動時壓力荷爾蒙的增加 (Moynihan, Callahan, Kelley, &
Campbell, 1998) 以及較少成熟的白血球從骨髓中進入循環系統 (Gleeson, 2006)。在運動期間,活性氧分子 (reactive oxygen species) 的產生會逐漸增加,
使得一些免疫細胞被過多的自由基所損害而失去功能 (Niess, Dickhuth, Northoff,
& Fehrenbach, 1999)。許多不同類型的壓力,如生理、心理、環境及營養等,也 都會使免疫功能降低 (Gleeson, 2006),再加上接觸病原體的機會增加,就會使得 運動員更容易受到感染。
二、運動對黏膜免疫系統之影響
檢測運動對黏膜免疫的研究中,由於唾液取得不具侵入性,不會造成受試運 動員的心理壓力,大都以唾液當作檢體來源。唾液除了 99 %的水,其它還包含 蛋白質和電解質兩大類。唾液中的抗體以 sIgA 為主,此外,唾液中還有澱粉酶、
乳鐵蛋白及溶菌酶等多種抗菌蛋白,在黏膜表層上形成了對抗病原菌的防線,避 免病原菌的附著、結合病原菌生長所需的鐵質以及水解細菌的細胞壁等 (de Almeida Pdel, et al., 2008)。
(一)運動對 sIgA 之影響
針對最近 10 年來大家對於運動影響 sIgA 的研究結果作比較,顯示長期的足 球訓練 (Fahlman & Engels, 2005)、籃球訓練 (He, Tsai, Ko, Chang, & Fang, 2010;
Moreira, et al., 2008) 以及跆拳道訓練 (Tsai, Chou, Chang, & Fang, 2009; Tsai, Ko, Chang, Chou, & Fang, 2010) 皆會降低 sIgA 的分泌量。
在單次的運動後觀察也發現運動後 sIgA 的分泌量顯著降低,Krzywkowski 等 (2001) 以 11 位男性運動員為受試者,進行 120 分鐘、強度為 75% V‧
O2max的 固定式自行車運動,運動停止後立即採集檢體,結果指出 sIgA 相對於總蛋白質 的濃度顯著下降,但 sIgA 的濃度不變。另外,男性自行車選手進行 120 分鐘、
強度為 70 % V‧
O2max的固定式自行車運動,比較室溫及冷環境下運動後 sIgA 的變 化,研究顯示在室溫下運動後唾液流速及 sIgA 的分泌速率顯著下降,可是 sIgA 的濃度卻顯著上升。冷環境運動時的唾液流速及 sIgA 的分泌速率與室溫運動時
O2max的固定式自行車運動,比較室溫及冷環境下運動後 sIgA 的變 化,研究顯示在室溫下運動後唾液流速及 sIgA 的分泌速率顯著下降,可是 sIgA 的濃度卻顯著上升。冷環境運動時的唾液流速及 sIgA 的分泌速率與室溫運動時