國立臺中教育大學教育暨管理學院體育學系碩士論文
指導教授:方世華 教授
攝取綠茶對巧固球選手比賽前後
免疫功能變化之影響
The Effects of Green Tea Ingestion on The Changes of
Immune Responses in Tchoukball Players after
A Competitive Training Match
研究生:何承訓 撰
謝 辭
隨著論文的完成,碩士生的求學生活即將告一段落,兩年半的學習時光,雖 然忙碌但也十分充實。回顧這段日子裡,阿里山與台中兩地往返奔波,歷經阿里 山公路因八八風災而殘破不堪的困境,終於順利完成碩士學位,內心確實百感交 集。一路行來,點滴在心,這本論文的完成,需要感謝的貴人很多,謹以此文表 達我的誠摯謝意。 首先要感謝指導教授方世華老師,感謝老師耐心協助我讓論文一步一步從荒 蕪到結實,終於得以完成;感謝老師這二年半來對我的悉心指導與鼓勵,不僅在 學術研究方面給予我寶貴見解外,在生活中更給予我許多協助與提醒,在此向恩 師致上最誠摯的感謝。再者要感謝呂香珠老師引領學生進入運動科學領域,在運 動生理學方面奠定深厚的基礎;同時要感謝李再立老師的鼓勵與分享,給了我一 個值得追隨的榜樣;更感謝兩位老師於百忙之中撥冗詳閱論文並於口試時給予寶 貴建議,使本論文更臻完善。另外還要感謝系上所有師長,為我在研究的路上奠 定良好的基礎。 在實驗方面,感謝佩玉學姐教導我許多分析技術以及實驗應有的態度,給了 我一個良好的模範。感謝實驗室夥伴每每、宗益、淑宜、育輝在實驗上的協助。 感謝宣霈學長及佳陽學長在技術上的協助。更感謝榮傑、宜芳、中教大籃球隊及 巧固球隊,有你們的參與才能順利完成實驗。 感謝服務學校的校長、同仁們的支持,尤其是式玫主任、政甫老師、德仙阿 姨、志和老師和宣晴老師的協助,以及班上學生淑蘭、冠媖、淑貞、晧霖、凱旋 和冠宇的乖巧及體諒,讓我得以順利完成學業。 感謝同窗奮鬥的曜駿、竣宇及昆佑在研究上的鼓勵與分享;更感謝班上所有 的同學,能和你們一起學習,真的非常開心。 感謝我的好友們,佳政、育竹、盈君、富元、柏任以及建光在實驗和生活中 的協助與鼓勵。最後,感謝我最摯愛的家人在這兩年半期間的包容與支持,讓我在研究所期 間無後顧之憂,得以順利完成學位。 兩年半的碩士生活,這九百多個日子裡涵蓋了酸甜苦辣的不同心情滋味,經 歷每個階段的考驗後,都讓我成長不少。在完成這本論文的過程中遇到許多相挺 相伴的貴人,這篇謝辭只能簡單表達我的感謝之意,每句簡單的話語背後都包含 著深厚的感激。謹以此論文獻給所有關心承訓的親人與朋友,謝謝您們!
何承訓
謹誌於 嘉義縣阿里山鄉十字國民小學 中華民國一百年一月攝取綠茶對巧固球選手比賽前後
免疫功能變化之影響
摘 要
過去運動科學研究發現從事適度運動可以提昇免疫系統的功能,但從事長時 間高強度運動反而會抑制免疫的功能,因此有學者提出運動強度和上呼吸道感染 風險之間具有 J 型曲線的關係。本論文以台中教育大學巧固球隊 14 名男性隊員 作為研究對象,實驗採用雙盲交叉設計,間隔一周。在巧固球比賽前一小時隨機 平均分配攝取綠茶或安慰劑,依據受試者體重計算出所要攝取的咖啡因 (6 mg/kg) 及兒茶素 (22 mg/kg) 含量,再換算為每位受試者要攝取的綠茶量。在攝 取補充劑前以及運動停止後立即分別採集唾液及血液樣本一次。研究結果發現安 慰劑組在比賽後唾液中總蛋白質、乳鐵蛋白以及澱粉酶的表現均顯著增加,而賽 前攝取綠茶者增加更為顯著。無論是否攝取綠茶,在比賽後唾液中 sIgA 的絕對 濃度沒有明顯的變化,而 FRSA 則皆顯著降低。此外,安慰劑組在比賽後血液中 CD4 T 淋巴細胞、CD4 / CD8 比值、表現早期活化指標 CD69 的 CD4 T 淋巴細胞 以及表現 TLR2 接受器的巨噬細胞之百分比均顯著上升,而自然殺手細胞的百分 比則是明顯下降,若在賽前攝取綠茶則原來上升細胞百分比的現象消失,也明顯 降低了比賽後血液中吞噬細胞的吞噬能力,但自然殺手細胞的百分比會顯著上 升。另一方面,安慰劑組在比賽後血液中紅血球、血紅素、紅血球容積比以及平 均紅血球容積均顯著下降,若是比賽前補給綠茶,則會發現選手賽後血液中紅血 球、血紅素以及紅血球容積比明顯高於安慰劑組。同時也指出賽前攝取綠茶明顯 降低比賽後血漿中的乳酸脫氫酶活性,但無助於改善運動後血漿中肌酸激酶活性 顯著上升的現象。由目前研究結果顯示在比賽前攝取綠茶除了可以提昇比賽後的 先天性免疫反應,並且可能可以減少肌肉損傷的程度而減緩發炎現象,同時也可能經由增加紅血球而增強有氧能力。本論文結果指出在比賽前補充綠茶似乎有助 於運動員在激烈比賽後部份先天性免疫能力的提昇,避免在高強度運動後出現上 呼吸道感染的症狀,這將可作為教練及運動員選擇營養增補劑時的參考。
The effects of green tea ingestion on the changes of immune responses
in tchoukball players after a competitive training match
Abstract
The relationship between exercise and susceptibility to infection has been modeled in the form of a “J”-shaped curve. While engaging in moderate activity may enhance immune function above sedentary levels, excessive amounts of prolonged, high-intensity exercise may impair immune function. Therefore, this study investigated the influence of green tea ingestion on immune responses to high-intensity exercise. In a randomized crossover design, 14 members of the National Taichung University tchoukball team played for two competitive training matches which were separated by a 1-week resting period. Participants ingested placebo (PLA) or green tea (GT; 22 mg/kg body mass catechins and 6 mg/kg body mass caffeine) 1 h before exercise. Venous blood samples and unstimulated saliva samples were collected before consumption of beverages and immediately post-exercise. This study found that salivary secretion of total protein, lactoferrin and -amylase activity significantly increased after game. Furthermore, there was a more significant increase in these salivary parameters on GT group. After game, there were no significant changes on salivary Immunoglobulin A concentrations but a significant reduction in free radical scavenging activity levels of both groups. Besides, there was a significant increase in CD4+/CD8+ ratio and the percentage of CD4+ cell, CD4+CD69+ cell and CD14+ TLR2+ cell after game. Additionally, the percentage of CD56+CD16+ cell on PLA significantly reduced. However, this phenomenon was not observed on GT. We observed that the percentage of CD56+CD16+ cell significantly increased on GT. On the other hand, there was a significant reduction in phagocytic
capacity on GT. We also found that Red Blood Cell, Hemoglobin, Hematocrit and Mean Corpuscular Volume significantly decreased in PLA group, but increased in GT group after exercise. At the same time, results indicated that consumption of green tea significantly suppressed lactate dehydrogenase activity, but no effect on the elevated post-exercise creatine kinase activity. These major findings suggest that green tea ingestion not only elevated innate immune responses after intensive exercise but also compromised inflammation by decreasing the level of muscle damage. Meanwhile, it may improve aerobic capacity by increasing red blood cells. In conclusion, green tea ingestion is beneficial to improve innate immunity of athletes after competitive training matches which may help preventing the upper respiratory tract infection. These findings could be used as a reference when coaches and athletes select nutritional supplements.
中英文縮寫對照表
英文
縮寫
中文
antigen presenting cell APC 抗原呈現細胞
bovine serum albumin BSA 牛血清白蛋白
cluster of differentiation CD 分化集群
creatine kinase CK 肌酸激酶
cytotoxic T cell TC cell 毒殺性 T 細胞
enzyme linked immunosorbent assay
ELISA 酵素連結免疫吸附法
epicatechin EC 表兒茶素
epicatechin gallate ECG 表兒茶素沒食子酸酯
epigallocatechin EGC 表沒食子兒茶素
epigallocatechin gallate EGCG 表沒食子兒茶素沒食子酸酯
free radical scavenging activity FRSA 清除自由基能力
green tea extract GTE 綠茶萃取物
helper T cell TH cell 輔助性 T 細胞
high-performance liquid chromatography
HPLC 高效液相層析法
immunoglobulin A IgA 免疫球蛋白 A
inducible nitric oxide synthase iNOS 誘發性一氧化氮合成酶
interferon gamma IFN-γ 干擾素-γ
interleukin 12 IL-12 介白素 12 lactate dehydrogenase LDH 乳酸脫氫酶 lipopolysaccharide LPS 脂多醣 major histocompatibility complex MHC 主要組織相容性抗原複合物 nitric oxide NO ㄧ氧化氮
nuclear factor kappa B NF-κB 細胞核轉錄因子–κB
peripheral blood mononuclear cells
PBMCs 周邊血液單核球細胞
phosphate buffered saline PBS 硫酸鹽緩衝鹽水
salivary IgA sIgA 唾液免疫球蛋白 A
目錄
中文摘要 ... I 英文摘要 ... III 中英文縮寫對照表 ...V 目錄 ... VI 表目錄 ...VIII 圖目錄 ... IX 第壹章 緒論... 1 第一節 研究動機 ... 1 第二節 研究目的 ... 1 第貳章 文獻探討... 3 第一節 巧固球運動介紹... 3 第二節 免疫系統介紹 ... 3 ㄧ、免疫系統簡介... 3 (一)先天性免疫系統 ... 4 (二)適應性免疫系統 ... 4 (三)黏膜免疫系統 ... 5 第三節 運動對免疫系統之影響 ... 6 一、運動與免疫系統簡介 ... 6 二、運動對黏膜免疫系統之影響 ... 7 (一)運動對 sIgA 之影響... 7 (二)運動對唾液抗菌蛋白之影響 ... 9 三、不同運動強度對淋巴細胞群之影響 ... 10 (一)中強度運動對淋巴細胞之影響 ... 10 (二)高強度運動對淋巴細胞之影響 ... 10 第四節 補給綠茶對運動後免疫功能變化之影響 ... 12 一、綠茶簡介 ... 12 二、攝取茶多酚對運動能力及免疫系統之影響 ... 13 (一)兒茶素的代謝 ... 13 (二)攝取茶多酚對運動能力之影響 ... 13 (三)攝取茶多酚對免疫系統之調節 ... 14 三、攝取咖啡因對運動能力及免疫系統之影響 ... 15 (一)咖啡因的代謝 ... 15 (二)攝取咖啡因對無氧運動能力之影響 ... 15 (三)攝取咖啡因對有氧運動能力之影響 ... 16 (四)攝取咖啡因對運動後免疫系統變化之影響... 17 第參章 研究方法與步驟 ... 19第一節 實驗設計流程 ... 19 第二節 研究對象 ... 20 第三節 實驗地點 ... 20 第四節 綠茶的製備 ... 20 第五節 飲食與身體活動的控制 ... 21 第六節 實驗當日流程 ... 21 第七節 樣本採集方法 ... 21 一、血液樣本的採集... 21 二、唾液樣本的採集... 22 第八節 檢體分析方法 ... 22 一、唾液樣本 ... 22 (一)總蛋白質之分析 ... 22 (二)sIgA 之分析 ... 22 (三)乳鐵蛋白之分析 ... 23 (四)澱粉酶之分析 ... 23 (五)清除自由基能力之分析... 24 二、血液樣本 ... 24 (一)血球計數... 24 (二)不同淋巴細胞亞群之分析... 24 (三)白血球吞噬能力之分析... 25 (四)肌酸激酶之分析 ... 25 (五)乳酸脫氫酶之分析 ... 26 第九節 儀器設備 ... 26 第十節 統計分析 ... 26 第肆章 研究結果... 27 第伍章 討論與結論 ... 30 結果圖表 ... 35 參考文獻 ... 43 附錄一 ... 56 附錄二 ... 57
表目錄
表 1 受試者基本資料 ... 35 表 2 比賽中之最大心跳率與平均心跳率 ... 36 表 3 兒茶素及咖啡因之含量... 37 表 4 攝取綠茶對於比賽後黏膜免疫指標變化之影響 ... 38 表 5 攝取綠茶對於比賽後不同免疫細胞變化之影響 ... 39 表 6 攝取綠茶對於比賽後血液生化值變化之影響 ... 40圖目錄
圖 1 兒茶素結構圖 ... 12 圖 2 實驗設計流程 ... 19 圖 3 實驗當日流程圖 ... 21 圖 4 攝取綠茶對於比賽後吞噬細胞吞噬能力變化之影響 ... 41 圖 5 攝取綠茶對於比賽後血清中乳酸脫氫酶及肌酸激酶活性變化之影響... 42第壹章 緒論
第一節 研究動機
過去運動科學研究發現從事適度運動者可以提昇免疫功能,且比不常運動的 坐式生活者受到上呼吸道感染的機率較低,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具有 J 型曲線的關係 (Nieman, 1994)。 針對運動對於免疫系統的影響,目前已知在高強度運動後,發現唾液免疫球 蛋白 A (salivary Immunoglobulin A, sIgA) 濃度 (Gleeson, 2000)、sIgA 相對於總蛋 白質 (total protein) 的濃度 (Krzywkowski, et al., 2001; Moreira, et al., 2009) 及淋巴細胞群 CD4+
/CD8+ 比值 (Gleeson & Bishop, 2005; Hinton, Rowbottom, Keast, & Morton, 1997; Natale, et al., 2003) 皆有顯著降低的情況,另外也會引發體內產 生較強的發炎反應 (Ispirlidis, et al., 2008)。在過去有關調節免疫功能的保健食品 研究中 (Sato & Miyata, 2000),顯示綠茶富含的兒茶素可以刺激 T 細胞的增生 (Kamath, et al., 2003),並證實具有良好的抗發炎作用 (Singh, Akhtar, & Haqqi, 2010)。同時,兒茶素能直接抑制感冒病毒的活性,有效避免上呼吸道受到病毒 感染 (Song, Lee, & Seong, 2005)。此外,近年來有研究指出綠茶中的咖啡因可以 顯著提昇運動後 sIgA 濃度 (Bishop, Walker, Scanlon, Richards, & Rogers, 2006)。 然而有關探討攝取綠茶對高強度運動所造成免疫系統變化之影響,目前還無定 論,因此這是值得探討的問題。 在 2009 年的世界運動會巧固球比賽中,台灣再度勇奪男子組與女子組金 牌,顯示我國巧固球選手具有國際競爭力。為了避免因高強度運動造成的免疫抑 制影響選手的運動表現,對於台灣巧固球選手在高強度運動前後免疫功能變化情 形值得分析研究。
第二節 研究目的
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)
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)
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 相比皆無顯著差異 (Walsh, Bishop, Blackwell, Wierzbicki, & Montague, 2002)。
Nieman 等 (2002) 觀察 98 位馬拉松選手於馬拉松競賽後,無論是否補充碳水化 合物,運動停止後 1.5 小時的 sIgA 濃度顯著下降。Novas, Rowbottom, 與 Jenkins (2003) 在優秀女性網球選手訓練期間,觀察 1 小時網球訓練後 sIgA 的變化情 況,發現到運動後 sIgA 的分泌速率顯著下降,但濃度不變。Moreira 等 (2009) 以 巴西聖保羅足球隊為受試者,指出一場 70 分鐘足球練習賽後 sIgA 相對於總蛋白 質的濃度顯著下降,但 sIgA 的濃度不變。
另一方面,亦有研究顯示運動後 sIgA 的分泌量沒有變化或顯著上升。 Sari-Sarraf, Reilly, 與 Doran (2006) 以 8 位有運動習慣的健康男性為受試者,比 較 90 分鐘足球特殊間歇跑步以及連續跑步後 sIgA 的變化情況,實驗發現進行兩 種不同類型的運動後 sIgA 的濃度皆無顯著改變。Allgrove, Gomes, Hough, 與 Gleeson (2008) 以 10 位健康男性進行固定式自行車運動測驗,運動強度分別為
50 % V‧O2max、75 % V‧O2max以及漸增強度至衰竭為止,結果指出進行相同運動時
間但不同強度運動後, sIgA 濃度皆無顯著改變。Li 與 Gleeson (2004) 以 8 名健
康男性進行兩小時、強度為 60% V‧O2max的固定式自行車運動,分別在運動前、
運動中、運動停止前 2 分鐘及運動停止後ㄧ及二小時採集唾液,實驗發現運動停 止前 2 分鐘採集時間點的 sIgA 濃度顯著上升。Sari-Sarraf, Reilly, Doran, 與 Atkinson (2007) 以 10 位有運動習慣的健康男性為受試者,比較一天一回合及一 天兩回合 90 分鐘足球特殊間歇運動後 sIgA 的變化情況,結果指出運動後 sIgA 的濃度及分泌速率皆顯著上升。此外,進行 90 分鐘足球特殊間歇跑步運動後, 間隔 48 小時,再進行一次特殊間歇跑步,研究顯示這兩回合 90 分鐘足球運動後 sIgA 的濃度顯著上升,但 sIgA 相對於總蛋白質的濃度無顯著改變 (Sari-Sarraf, Reilly, Doran, & Atkinson, 2008)。
由以上的研究得知,以運動員為受試者的實驗多數發現在運動後 sIgA 的分 泌量顯著降低,而非選手的受試者在運動後 sIgA 的分泌量有著不變或上升的情 況。Gleeson (2000) 指出在 2000 年以前許多有關運動與 sIgA 的研究結果亦有相 同的現象。
(二)運動對唾液抗菌蛋白之影響 近幾年來已經發現抗菌蛋白對降低上呼吸道感染的機率有相當重要的影響 力,雖然有關運動影響唾液抗菌蛋白表現的研究並不多,有研究觀察澳洲游泳國 家隊隊員在七個月游泳訓練期間唾液乳鐵蛋白的變化情形,每個月固定採集唾 液,結果顯示在整個訓練期間,唾液乳鐵蛋白濃度有下降的趨勢 (Cox, et al., 1999)。West 等 (2010) 觀察 17 名優秀男性划船選手在六個月訓練期間以及進行 最大功率和非最大功率划槳運動後唾液中乳鐵蛋白的變化情形,研究發現在最大 功率的划槳運動後,唾液乳鐵蛋白及溶菌酶的濃度顯著上升,而在整個訓練期 間,划船選手的唾液乳鐵蛋白及溶菌酶的濃度無明顯改變,同時也指出選手的唾 液乳鐵蛋白濃度顯著低於未接受訓練的健康男性。He 等 (2010) 觀察 8 名大學籃 球運動員在三個月籃球賽季期間唾液中乳鐵蛋白的變化情形,結果發現在訓練及 比賽期間選手的唾液乳鐵蛋白濃度顯著低於賽季結束後恢復期間的濃度。亦有研 究指出跆拳道選手在競賽期間會發現到唾液中乳鐵蛋白的濃度明顯下降 (Tsai, et al., 2009; Tsai, et al., 2010)。
另外,有研究觀察運動後唾液抗菌蛋白的立即性變化。Walsh 等 (1999) 以 8 名訓練良好的健康男性進行 60 分鐘自行車間歇運動,每回自行車間歇運動包 括 1 分鐘 100 % V‧O2max及 2 分鐘 30 % V‧O2max的運動強度,分別在運動前、運動 停止後 5 分鐘及運動停止後 1 到 24 小時間採集唾液,研究指出運動後唾液澱粉 酶的活性顯著增加。Li 與 Gleeson (2004) 以 8 名健康男性進行兩小時、強度為 60% V‧O2max的固定式自行車運動,分別在運動前、運動中、運動停止前 2 分鐘 及運動停止後ㄧ及二小時採集唾液,實驗發現運動後唾液澱粉酶的活性顯著增 加。Allgrove 等 (2008) 以 10 位健康男性進行固定式自行車運動測驗,運動強度 分別為 50 % V‧O2max、75 % V‧O2max以及漸增強度至衰竭為止,結果顯示進行 75 % V ‧ O2max以及衰竭運動後的唾液澱粉酶及溶菌酶分泌率顯著增加。Chiodo 等 (2009) 以 10 位跆拳道黑帶男性選手為受試者,觀察跆拳道比賽前後唾液澱粉酶的變
化,研究發現比賽後立即觀察到唾液澱粉酶的活性顯著增加。 針對目前已知運動對於唾液抗菌蛋白的影響,在單次高強度運動後,唾液抗 菌蛋白的表現會顯著提升,但在整個訓練期間唾液抗菌蛋白卻有不變或下降的趨 勢。 三、不同運動強度對淋巴細胞群之影響 (一)中強度運動對淋巴細胞之影響 有研究顯示中強度運動後淋巴細胞的百分比顯著增加。Mazzeo 等 (1998) 以 6 名年輕男性和 9 名老人為對象,從事強度為 50% V‧O2max的腳踏車運動 20 分 鐘,在運動前和運動後立刻採血分析,研究發現運動後兩組受試者的淋巴細胞亞 群 CD4+、CD8+ 細胞的百分比均顯著增加。Natale 等 (2003) 讓 8 名健康男性進 行 2 小時 60~65 % V‧O2max的腳踏車運動,在運動前、運動後每 5 分鐘、1、2、3、 4、5 小時收集血液樣本,結果指出運動後白血球增多的現象持續到運動停止後 3 小時。在淋巴細胞亞群方面,運動後立即採血分析發現 CD3+、CD3+ CD4+、 CD3+CD8+ 細胞的百分比皆有顯著增加現象。對 B 淋巴細胞數目則未有顯著影 響。Lancaster 等 (2005) 以 7 名體能良好的男性進行 2.5 小時 65 % V‧O2max的腳 踏車運動,實驗顯示運動後白血球及淋巴細胞總數均顯著增加,其中淋巴細胞亞 群 CD3+
CD4+ 及 CD3+CD8+ 細胞的百分比亦顯著增加。Nieman, Henson, Austin,
與 Brown (2005) 以 15 位健康女性為受試者,比較靜態坐姿與進行 30 分鐘步行 運動,分別在運動前、運動後立即採集以及運動後 1 小時採集血液。研究指出, 在運動後立即可以觀察到步行組之單核球、淋巴球、B 淋巴細胞都顯著增加。 由以上的研究發現到,低於 70 % V‧O2max的中等強度運動,在運動期間,總 白血球、淋巴球濃度皆有增加現象。運動後,淋巴細胞亞群 CD3+ CD4+ 及 CD3+CD8+ 細胞的百分比有顯著上升的現象。 (二)高強度運動對淋巴細胞之影響
目前有關高強度運動對血液中淋巴細胞數目的影響,Hinton, Rowbottom, Keast, 與 Morton (1997) 以 5 名耐力性跑者為受試者,進行 15×1 分鐘強度為 95 % V ‧ O2max間歇跑步運動,研究顯示 CD8+ 及 CD56+ 細胞的百分比在運動後立即採 血的時間點顯著增加,而 CD4+ 細胞的百分比減少、CD4/CD8 比值顯著減少, 另外 CD19+ 細胞的百分比無顯著改變。Ronsen 等 (2001) 以 9 名耐力型運動員 進行一天一回合或一天兩回合的 75 分鐘 75 % V‧O2max腳踏車運動,兩次不同的 運動結束時白血球、嗜中性球、總淋巴細胞、CD4+、CD8+ 細胞的百分比均顯著 增加,運動後 1 小時淋巴細胞回復正常值。 此外,CD4+ CD69+ 及 CD8+CD69+ 細 胞的表現無顯著改變。Steensberg 等 (2001) 以 9 名健康男性進行 2.5 小時強度 75 % V‧O2max腳踏車運動,運動中總淋巴細胞數目以及 CD4+、CD8+ 細胞的百分 比顯著增加,運動後的立即反應發現 CD4+ 細胞的百分比降低至比運動前更低的 水準,運動後 2 小時總淋巴細胞數目以及 CD4+、CD8+ 細胞的百分比均顯著減 少。Ibfelt, Petersen, Bruunsgaard, Sandmand, 與 Pedersen (2002) 以 7 名健康男性,
進行 1.5 小時強度為 75 % V‧O2max下坡跑運動,結果指出運動結束時淋巴細胞亞 群 CD4+、CD8+ 細胞的百分比顯著增加,並在運動後 2 小時回復到基礎值。 Natale 等 (2003) 讓 8 名健康男性進行 5 分鐘強度在 90~95% V‧O2max腳踏車運 動,運動結束時 CD3+、CD4+、CD8+ 細胞的百分比顯著增加,其中 CD3+CD8+ 細 胞的百分比在運動後所增加的幅度比 CD3+ CD4+ 細胞更高,因此導致運動後立 即觀察到 CD4+
/CD8+ 比值顯著降低。Cordova, Sureda, Tur, 與 Pons (2010) 以 12
名職業排球運動員在四個月的競賽期前後,進行固定式自行車衰竭運動,研究顯 示無論是在競賽期前或後,均發現衰竭運動後 CD3+ 淋巴細胞總數顯著增加。 由以上運動強度高於 75 % V‧O2max的研究可知,在高強度運動後淋巴細胞亞 群 CD3+ CD4+、CD3+ CD8+ 細胞數目皆有增加現象,而且 CD3+CD8+ 細胞所改變 的幅度大於 CD3+ CD4+ 細胞,使得 CD4+/CD8+ 比值在運動後呈現下降的結果。 此外,高強度運動對 B 細胞以及 T 淋巴細胞活化指標 CD4+ CD69+ 和 CD8+CD69+ 的影響較小,無明顯的改變。
第四節 補給綠茶對運動後免疫功能變化之影響
一、綠茶簡介
茶是屬於 Camellia 屬,Theaceae 科。茶葉依發酵的程度區分為三大類:(1) 發 酵茶,如紅茶,採收後的茶在乾燥與曝曬過程中,葉片中的酵素會產生氧化聚合 作用 (oxidative polymerization) 即發酵作用,葉片中的兒茶素 (catechins) 與其他 酚類物質聚合成褐色或紅色的化合物為茶黃素 (theaflavins),形成紅茶獨特的顏 色;(2) 半發酵茶,如烏龍茶,其發酵程度約為發酵茶的百分之二十至百分之七
十;(3) 未發酵茶,如綠茶(green tea,學名 Camellia sinensis),是茶葉採收後立
即烘烤或榨汁,保有最多茶葉的原始成分,阻止茶中的兒茶素發生酵素性氧化, 所以未發酵茶中的兒茶素含量最多 (Khan & Mukhtar, 2007)。
綠茶中的成分,包括多酚類 (polyphenols)、咖啡因 (caffeine)、維生素 (vitamine) 及礦物質 (minerals) 等,主要的兩大成分為多酚類與咖啡因。其中多 酚類為最重要的一群,尤其是兒茶素,被認為最具有健康益處。
多酚類:含量約佔茶葉(乾物)的 36 %,其中 80 %的多酚屬兒茶素類 (H. N. Graham, 1992),主要的兒茶素分別為:(−)-epigallocatechin gallate (EGCG), (−)-epigallocatechin (EGC),(−)-epicatechin gallate (ECG),以及(−)-epicatechin (EC)。其結構分別為:
圖 1 兒茶素結構圖 (Khan & Mukhtar, 2007) 兒茶素已被證實具有下列功能:抗氧化及清除自由基 (Erba, et al., 2005);促進脂
肪氧化作用 (Klaus, Pultz, Thone-Reineke, & Wolfram, 2005);抑菌及抗病毒 (Wu & Wei, 2002);抗癌、抗腫瘤及抗突變 (Khan & Mukhtar, 2007);免疫調節 (Sato & Miyata, 2000)。
咖啡因:含量約佔茶葉(乾物)的 2~4 %,除了具有提神的功效外,咖啡因對 人體生理反應的影響包括促進脂解作用 (Dodd, Herb, & Powers, 1993)、增加兒茶 酚胺 (catecholamine)(Graham & Spriet, 1995)、興奮中樞神經系統 (Sinclair & Geiger, 2000) 等作用。 維生素及礦物質:綠茶中含有少量的維生素,主要的維生素為 C、E,以及 鋅、硒及錳等礦物質。 由於許多研究顯示兒茶素具有良好的保健效果,因此富含兒茶素的綠茶漸漸 被視為日常生活中的保健飲料。 二、攝取茶多酚對運動能力及免疫系統之影響 (一)兒茶素的代謝 研究指出攝取綠茶後 1.3 至 1.6 小時會發現血液中兒茶素濃度達到最高值。 而 EGCG、EGC 和 EC 的半衰期分別為 3.4 至 3.7 小時、1.7 至 2.1 小時以及 2.0 至 2.4 小時,大部分的兒茶素經由尿液在 8 小時內排出體外 (Lee et al., 2002)。 (二)攝取茶多酚對運動能力之影響 目前只有極少研究探討攝取茶多酚對運動能力的影響。Murase, Haramizu, Shimotoyodome, Nagasawa, 與 Tokimitsu (2005) 以 BALB/c 鼠為實驗對象,補充 十週的 0.2 及 0.5 % (wt/wt) 綠茶萃取物 (green tea extract, GTE),觀察老鼠在 7 L/min 的水流中游泳至衰竭的時間。發現補充 0.2 % 綠茶萃取物且配合運動訓練 的老鼠游泳至衰竭的時間,比只做運動訓練的老鼠增加 8 %;而補充 0.5 % 綠 茶萃取物且配合運動訓練的老鼠則增加 24 %。此外,以相同的增補方式,觀察 老鼠在漸增式運動中跑步至衰竭的時間,也有相似的結果,因此可以證明綠茶萃 取物對於提升運動耐力具有正面的幫助 (Murase, Haramizu, Shimotoyodome,
Tokimitsu, & Hase, 2006)。在人體實驗方面,Richards, Lonac, Johnson, Schweder, 與 Bell (2009) 以 19 位健康受試者攝取 7 顆 EGCG 錠片(135 mg/每顆)或安慰 劑後進行漸增式腳踏車運動,攝取方式為運動前 48 小時開始每天攝取三顆,最 後運動前兩小時再攝取一顆錠片。研究顯示,短期內攝取 EGCG 能夠顯著提昇 受試者的最大攝氧量。Dean, Braakhuis, 與 Paton (2009) 讓自行車選手分別攝取
EGCG 錠片(270 mg/每顆)、咖啡因或安慰劑三種不同增補劑後進行 60 分鐘強 度為 60 % VO2max的腳踏車運動,接著開始 40 km 的計時賽。結果指出攝取 EGCG 錠片並不會提昇 40 km 計時賽的運動成績。 以綠茶當作運動增補劑對運動員之影響似乎隨著不同的對象與運動內容而 有不同的發現,但這對於是否可以提昇運動表現是一個新的課題,然而目前對其 作用尚無定論,因此,仍需進一步的研究。 (三)攝取茶多酚對免疫系統之調節 茶多酚對於免疫系統的作用在於調節免疫細胞功能以及抗發炎等。由許多動 物實驗已證實茶多酚可以調解免疫細胞的功能,包括提高 B 細胞、T 細胞的數目 及自然殺手細胞的活性 (Sato & Miyata, 2000)。每天注射 80 mg/kg 的綠茶萃取物 進入老鼠腹膜,亦可以刺激 T 細胞的增生,且增加自然殺手細胞 30 %的活性 (Yan, 1992)。根據人體實驗發現,攝取綠茶膠囊可以經由增加介白素 12 (interleukin 12, IL-12) 的分泌而刺激 T 細胞的增生,而每天攝取 750 至 900 ml 的茶,可以使週 邊血液單核細胞受裂殖素刺激時能產生較多的干擾素-γ (interferon-γ, IFN-γ),顯 示茶可使人體更有效率地對抗外來的病原菌 (Kamath, et al., 2003)。 茶多酚具有良好的抗發炎作用,可抑制周邊血液單核細胞被脂多醣 (lipopolysaccharide, LPS) 刺激後產生促發炎激素,如腫瘤壞死因子 (tumor necrosis factor α, TNF-α)、介白素 1 及介白素 6 等 (Singh, et al., 2010)。茶多酚也 可以藉由降低細胞核轉錄因子 (nuclear factor–κB, NF-κB) 的活化而抑制 LPS 刺 激巨噬細胞產生ㄧ氧化氮 (nitric oxide, NO)、誘發性一氧化氮合成酶 (inducible
nitric oxide synthase, iNOS) 及腫瘤壞死因子基因的表現 (Yuan, Gong, Sun, Zheng, & Li, 2006),因此可降低發炎的現象。另一方面,研究證實高兒茶素濃度 (2000 ~ 5000 μg/mL) 的綠茶能夠直接抑制多種細菌在上呼吸道的生長 (Hamer, 2007),也有實驗顯示含有 2000 μg/mL 兒茶素的綠茶萃取物能夠直接降低感冒病 毒紅血球凝集素 (hemagglutinin) 的活性,使病毒感染初期無法進行細胞融合, 並且抑制神經氨糖酸苷酶 (neuraminidase) 的活性,使細胞內的病毒增殖功能受 到抑制,有效避免上呼吸道被病毒感染的效果 (Song, et al., 2005)。 許多研究皆證實攝取綠茶具有免疫調節的功用,但目前還無研究探討攝取綠 茶對運動後造成免疫系統變化之調節,因此這是值得探討的問題。 三、攝取咖啡因對運動能力及免疫系統之影響 (一)咖啡因的代謝 咖啡因是屬於甲基黃嘌呤 (1,3,7-trimethylxanthine) 的化合物。口服咖啡因 後會被腸胃快速吸收,並且於 40 至 60 分鐘後血漿濃度達到最高值,咖啡因於人 體內的半衰期約為 3 至 5 小時。攝取咖啡因後主要經由尿液排出,排空期大約為 3 至 5 小時 (Keisler & Armsey, 2006)。因此,一般研究設計在攝取咖啡因後 30 至 90 分鐘開始進行運動測驗。
(二)攝取咖啡因對無氧運動能力之影響
Doherty, Smith, Hughes, 與 Davison (2004) 讓 11 位男性自行車選手攝取 5 mg/kg 咖啡因或安慰劑一小時後進行 3 分鐘(2 分鐘固定功率以及 1 分鐘全力衝 刺)的自行車衝刺測驗,實驗發現咖啡因組的最後一分鐘平均輸出功率顯著高於 安慰劑組,顯示咖啡因有助於提升 1 分鐘衝刺的最大輸出功率。Schneiker, Bishop, Dawson, 與 Hackett (2006) 在 10 位男性運動選手攝取 6 mg/kg 咖啡因或安慰劑 一小時後進行兩次 36 分鐘的運動測驗,單次 36 分鐘測驗內容包括 18×4 秒衝刺, 4 秒衝刺後以 35 % V‧O2max強度進行 100 秒的動態恢復以及 20 秒的靜態休息,研
究結果指出,咖啡因組在第一次或第二次運動測驗的無氧運動能力,皆顯著優於 安慰劑組。另外 8 位男性自行車選手攝取 5 mg/kg 咖啡因或安慰劑,在實驗室進 行 1 公里的自行車衝刺測驗,研究顯示咖啡因組的平均速度、平均輸出功率以及 最大輸出功率皆顯著高於安慰劑組 (Wiles, Coleman, Tegerdine, & Swaine, 2006)。
然而,其他針對非選手的研究結果發現與上述研究不一致的現象。Greer, McLean, 與 Graham (1998) 以 9 名健康男性受試者在運動測驗前一小時攝取 6 mg/kg 咖啡因或安慰劑後,進行 4×30 秒 Wingate 無氧動力測驗,每次 30 秒 Wingate 測驗後休息 4 分鐘,實驗顯示攝取咖啡因對 Wingate 測驗的血乳酸、正腎上腺素、 腎上腺素、攝氧量、平均功率、峰值功率和動力遞減率皆無顯著差異。Crowe, Leicht, 與 Spinks (2006) 讓 17 名健康受試者(含 5 名女性)攝取 6 mg/kg 咖啡因 或安慰劑後 90 分鐘進行 2×60 秒的 Wingate 測驗,研究指出攝取咖啡因對平均功 率、峰值功率皆無顯著差異。 綜合上述實驗得知,多數研究結果顯示攝取咖啡因有助於運動選手的無氧運 動能力,而對一般非選手受試者沒有幫助。 (三)攝取咖啡因對有氧運動能力之影響 針對咖啡因是否有助於提昇耐力運動表現的研究,Graham 與 Spriet (1995) 以 8 位受過良好訓練的耐力運動員攝取 3、6 或 9 mg/kg 咖啡因或安慰劑後一小 時,進行 85 % V‧O2max強度跑步至衰竭之運動測驗。發現攝取 3 mg/kg 或 6 mg/kg 這兩組的耐力運動時間顯著長於安慰劑組,但 9 mg/kg 這組的運動表現卻無更增 進的效果,顯示咖啡因的劑量可能也是影響其功效的因素之一。Jackman, Wendling, Friars, 與 Graham (1996) 分析 14 位受試者在攝取 6 mg/kg 咖啡因或安
慰劑後進行間歇腳踏車測驗,運動方式是先以運動強度為 100 % V‧O2max踩腳踏
車 2 分鐘休息 6 分鐘,接著再運動 2 分鐘休息 6 分鐘,隨後運動至衰竭,實驗結 果顯示,攝取咖啡因後顯著提升耐力運動時間(咖啡因組 vs. 安慰劑組;4.93 ±
9 mg/kg 咖啡因後進行室內 2000 公尺划船運動,結果划船成績顯著進步 0.7 % 和 1.3 %。另外,Jenkins, Trilk, Singhal, O'Connor, 與 Cureton (2008) 以 13 名受過良 好訓練的自行車選手分別攝取 1 、2 或 3 mg/kg 咖啡因後一小時進行 15 分鐘、 強度為 80 % V‧O2max的固定式自行車運動,再加上 15 分鐘 V‧O2peak的衝刺,以在 這段期間內所完成的功當作其運動表現的指標,研究顯示 2 mg/kg 和 3 mg/kg 這 兩組所完成的功明顯高於安慰劑組。 但仍有報告指出攝取咖啡因對耐力運動員進行戶外路跑時的運動表現成績 無顯著的成效。Cohen 等 (1996) 以 7 名訓練有素的耐力跑運動員分別攝取 0、5、 6 mg/kg 咖啡因後進行 21 km 的戶外路跑賽,在運動前以及運動後立即採血分 析,實驗發現,各組之間 21 km 的完成時間及血乳酸濃度皆無顯著差異。van Nieuwenhoven, Brouns, 與 Kovacs (2005) 以 98 名訓練有素的耐力跑運動員在 18 km 的戶外路跑賽前以及第 4.5 km、9 km、13.5 km 時,分別攝取 150 ml 的水、 運動飲料或是運動飲料加上 150 mg/L 咖啡因,咖啡因劑量為 90 mg,研究顯示 攝取不同飲料對於 18 km 的完成時間皆無顯著影響。 由上述文獻得知,多數研究顯示咖啡因能有效延長運動至衰竭的時間,但部 分研究發現咖啡因無助於實際比賽中的運動表現。因此針對咖啡因與運動表現的 相關性仍需進一步的探討。至於咖啡因影響運動能力的可能機制,在 Williams (1991) 的文章中指出,可能有三種情況,包括 1.促進腎上腺素分泌以刺激中樞 神經系統和運動單位活化。2.增加神經傳遞物質釋放以增進神經肌肉傳遞。3.改 變肌間 Ca2+濃度進而擴大肌纖維收縮力。 (四)攝取咖啡因對運動後免疫系統變化之影響 近年來有關攝取咖啡因對於運動後免疫系統的研究發現以 8 名受過良好訓 練的男性攝取 6 mg/kg 咖啡因或安慰劑一小時後,進行 90 分鐘、強度為 70% V ‧ O2max的固定式自行車運動,分別在攝取咖啡因前、運動前、運動停止後立刻採 集及運動停止後ㄧ小時採集血液。結果發現攝取咖啡因組在運動前的淋巴球總
數、CD8+ 淋巴細胞亞群數目、CD4+CD69+ 及 CD8+CD69+ 百分比皆顯著高於攝 取安慰劑組,在運動停止後立刻採集時間點的 CD4+ CD69++ 及 CD8+CD69+ 百分 比也顯著高於攝取安慰劑組,兩組在運動停止後ㄧ小時的淋巴球總數皆顯著低於 攝取咖啡因前時間點的淋巴球總數,而在所有時間點的 CD4+ 淋巴細胞亞群的數 目皆無明顯差異 (Bishop, Fitzgerald, Porter, Scanlon, & Smith, 2005)。另外,Bishop, Walker, Scanlon, Richards, 與 Rogers (2006) 以 11 名受過良好訓練的男性攝取 6
mg/kg 咖啡因或安慰劑一小時後,進行 90 分鐘、強度為 70% V‧O2max的固定式自 行車運動,分別在攝取咖啡因前、運動前、運動開始後 45 分鐘、運動停止後立 刻採集及運動停止後ㄧ小時採集唾液。實驗指出攝取咖啡因組在運動開始後 45 分鐘時間點的 sIgA 濃度和分泌速率以及在運動停止後立刻採集時間點的 sIgA 濃 度皆顯著高於攝取安慰劑組,此外,攝取咖啡因組在運動前、運動開始後 45 分 鐘、運動停止後及運動停止後ㄧ小時採集時間點的澱粉酶分泌率及活性皆顯著高 於攝取安慰劑組。Walker, Caudwell, Dixon, 與 Bishop (2006) 以 19 名受過良好訓 練的男性攝取 6 mg/kg 咖啡因或安慰劑一小時後,進行 90 分鐘、強度為 70% V ‧ O2max的固定式自行車運動。與攝取安慰劑組相比,結果顯示攝取咖啡因會減緩 運動所導致嗜中性白血球氧爆能力的下降,並增加了淋巴球總數,但不影響嗜中 性白血球的數量。但是若在固定式自行車運動後,再進行固定功率的計時衝刺, 則咖啡因組的淋巴球總數卻顯著低於安慰劑組,但對於衝刺運動後嗜中性白血球 氧爆能力的下降則沒有影響 (Walker, et al., 2008)。 由上述研究可知攝取咖啡因顯著影響運動後免疫系統的改變,可以提高運動 後 sIgA 濃度以及淋巴細胞 CD4+ CD69+ 及 CD8+CD69+ 的百分比,並減緩運動所 導致嗜中性白血球氧爆能力的下降。
1. 招募受試者 2. 講解實驗流程並簽署同意書 3. 建立受試者基本資料 1. 檢測身體組成 2. 受試者空腹狀態採集血液及唾液 1. 攝取綠茶或安慰劑 2. 攝取後安靜休息 60 分鐘 進行正式的巧固球比賽 運動結束後立即採集血液及唾液 分析檢體 並進行統計分析 1. 綠茶的泡製 2. 綠茶的檢測 一週後攝取綠茶或安慰劑
第參章 研究方法與步驟
第一節 實驗設計流程
圖 2 實驗設計流程第二節 研究對象
以台中教育大學巧固球隊 14 名男性隊員作為研究對象,部份隊員曾參與 2009 世界運動會巧固球賽獲得第一名,以及 2009 年全國師生盃巧固球賽獲得社 會組第二名。在實驗開始前,每位受試者均接受健康情況的問卷調查,確認每位 受試者均沒有代謝及心血管疾病,也無服用任何藥物。受試者必須詳細閱讀受試 者須知,了解本實驗的目的、過程以及受試者權利,並簽署受試者同意書。將受 試者隨機分成兩組,實驗採用雙盲交叉設計,受試者需參加 2 場的巧固球比賽, 每場巧固球比賽共分為 3 節,每節 15 分鐘,間隔休息 5 分鐘。第一場巧固球比 賽,受試者隨機平均分配攝取綠茶或安慰劑,間隔ㄧ週,交換受試者所攝取的補 充劑,進行第二場比賽。比賽進行過程,每位受試者可以自由攝取水份,但不攝 取食物或是其他飲料。第三節 實驗地點
本實驗比賽在台中教育大學中正樓的室內球場進行,身體組成檢測及檢體採 集則在生理實驗室進行,採集後的血液與唾液樣本在台灣體育學院運動科學實驗 室進行分析。第四節 綠茶的製備
茶葉購自天仁茗茶公司,茶葉品種為碧螺春綠茶。泡製方法參考自 Yang, Hwang, 與 Lin (2007) 所發表的文章,300 g 的茶葉加上 9000 ml 的水以 25 ℃冷 泡 24 小時。泡製完成的綠茶委託中國醫藥大學藥學系李珮端教授實驗室以高效液相層析法 (high-performance liquid chromatography, HPLC) 的方法檢測綠茶中
兒茶素 (EGCG, EGC, ECG & EC) 以及咖啡因的含量。泡製完成的綠茶放置於 -20 ℃冰箱,直到實驗前才解凍使用。依據受試者體重計算出所要攝取的咖啡因 (6 mg/kg) 及兒茶素 (22 mg/kg) 含量,再換算為每位受試者要攝取的綠茶量。另
外,製備安慰劑時用等量的水加上人工甘味劑。在比賽進行期間,受試者可隨意 飲用礦泉水。
第五節 飲食與身體活動的控制
正式實驗前一週至實驗結束期間,除了避免飲用咖啡因、酒精、茶、維生素 C 及服用營養補充劑或其他藥物,請受試者盡量維持與平日相同的飲食習慣與身 體活動。受試者於正式實驗的前一天晚上 10 點過後需禁食,至少需空腹 8 小時。第六節 實驗當日流程
實 驗 圖 3 實驗當日流程圖第七節 樣本採集方法
一、血液樣本的採集 由合格護理人員採集血液樣本,採坐姿抽取橈側靜脈血 20 ml,置於含有抗 08:00 09:00 10:00 11:00 攝 取 綠 茶 或 安 慰 劑 。 進 行 巧 固 球 比 賽 。 比 賽 結 束 立 即 採 集 血 液 及 唾 液 進 行 分 析 。 紀 錄 比 賽 過 程 之 心 跳 率 。 前 一 晚 禁 食 至 少 八 小 時 。 檢測身體組成並採集血液及唾液 。凝血劑(heparin)之試管中。 二、唾液樣本的採集 受試者在唾液採集前必須先漱口,避免雜質殘留於口中,漱口後 5 分鐘開始 使用唾液收集管收集未受刺激時的唾液,每次收集 2 ml。開始收集唾液前先吞嚥 殘留口中的唾液,以靜態坐姿,額頭微向前傾,唾液自然流下的方式收集唾液。
第八節 檢體分析方法
一、唾液樣本 (一)總蛋白質之分析檢測工具為 BCA protein assay kit (Pierce, USA),參考操作手冊之步驟,每一 唾液樣本均作三重複測定,其方法如下:先將 reagent A、B 以 50:1 比例混合成 working reagent,在 96 孔盤中分別加入 BCA albumin 標準品及不同唾液樣本, albumin 標準品以 working reagent 稀釋為 250, 125, 62.5, 31.25, 15.63, 7.81, 3.91 (ug/ml),再以 working reagent 稀釋不同唾液樣本 1: 25,接著每孔加入 200 μl, 在 37℃反應 30 分鐘後,以酵素免疫分析儀測量波長 540 nm 之吸光值,依 albumin 標準品之標準曲線以內插法計算出檢體中蛋白質濃度。
(二)sIgA 之分析
sIgA 以酵素連結免疫吸附法 (enzyme linked immunosorbent assay, ELISA) 測得。步驟依序為:每一唾液樣本均作三重複測定,以 coating buffer 稀釋 anti-human IgA (Sigma : I9889) 1: 800,每孔加入 100 μl 於 96 孔盤,於 4 ℃冰箱 中靜置一夜,使抗體附著於盤底。接著以 washing buffer 沖洗後,每孔加入牛血 清白蛋白 (bovine serum albumin, BSA) 溶液 150 μl,於室溫 25 ℃靜置 10 分鐘, 再以 washing buffer 沖洗。接著加入抗體標準品 human IgA (Sigma : I2636) 及不 同唾液樣本,human IgA 以硫酸鹽緩衝鹽水 (phosphate buffered saline, PBS) 稀釋 為 500, 250, 125, 62.5, 31.25, 15.63, 7.81 (ug/l),以 PBS 稀釋不同唾液樣本 1: 500,
每孔加入 100 μl,於室溫 25 ℃靜置 90 分鐘後以 washing buffer 沖洗。接著加入 anti-human IgA peroxidase conjugate (Sigma : A3062),以 PBS 稀釋抗體 1: 5000, 每孔加入 100 μl,於室溫 25 ℃靜置 90 分鐘後以 washing buffer 沖洗。最後加入 100 μl 呈色試劑,試劑為 alkaline phosphatase yellow (Sigma : P7998),於室溫下 反應 30 至 40 分鐘。以酵素免疫分析儀測量波長 405 nm 之吸光值,依抗體標準 品之標準曲線以內插法計算出 sIgA 濃度。
(三)乳鐵蛋白之分析
乳鐵蛋白以 ELISA 測得。步驟依序為:每一唾液樣本均作三重複測定,以
coating buffer 稀釋 sheep anti-human lactoferrin(ABcan : ab35303) 1: 1000,每孔加
入 100 μl 於 96 孔盤,於 4 ℃冰箱中靜置一夜,使抗體附著於盤底。接著以 washing buffer 沖洗後加入 BSA 溶液,每孔 200 μl,於室溫 25 ℃靜置 60 分鐘,再以 washing buffer 沖洗。接著加入標準品 human lactoferrin (Sigma : L0502) 及不同唾液樣 本,human lactoferrin 以 PBS 稀釋為 2000, 1000, 500, 250, 125, 62.5, 31.25
(pg/ml),以 PBS 稀釋不同唾液樣本 1: 2000,每孔加入 100 μl,於室溫 25 ℃靜置 90 分鐘後以 washing buffer 沖洗。接著加入 rabbit anti-lactoferrin (ABcan :
ab15811),以 PBS 稀釋抗體 1: 500,每孔加入 100 μl,於 4 ℃冰箱中靜置一夜後 以 washing buffer 沖洗。再加入 goat anti-rabbit IgG conjugated with alkaline phosphatase (ZYMED : 816122),以 PBS 稀釋抗體 1: 10000,每孔加入 100 μl,於 室溫 25 ℃靜置 120 分鐘後以 washing buffer 沖洗。最後加入 100 μl 呈色試劑,試 劑為 alkaline phosphatase yellow (sigma : P7998),於室溫下反應 40 至 50 分鐘。 以酵素免疫分析儀測量波長 405 nm 之吸光值,依標準品之標準曲線以內插法計 算出乳鐵蛋白濃度。
(四)澱粉酶之分析
檢測工具為 Salivary α-amylase assay kit (Salimetrics, USA),參考操作手冊之 步驟,其方法如下:先將澱粉酶基質溶液以及分析儀預熱至 37℃,持續 20 分鐘, 以澱粉酶稀釋溶液稀釋不同唾液樣本 1: 20。在 96 孔盤中加入 8 μl 不同的稀釋唾
液及標準品溶液 (high control, low control),接下來同時加入 320 μl 澱粉酶基質 溶液,最後以酵素免疫分析儀波長 405 nm 讀取第 1 分鐘以及第 3 分鐘之吸光值, 進行計算。
活性計算公式如下
Abs./min = Absorbance difference per minute △
TV = Total assay volume (0.328 ml) DF = Dilution factor (20x)
MMA = Millimolar absorptivity of 2-chloro-p-nitrophenol (12.9) SV = Sample volume (0.008 ml)
LP = Light path = 0.97 (specific to plate received with kit)
(五)清除自由基能力 (free radical scavenging activity, FRSA) 之分析
取 100 μl 溶於甲醇的 0.5 mM 之 DPPH (1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl) 加入 96 孔盤中,再於每孔中分別加入 100 μl 的 PBS 和唾液,混合均勻後避光靜置 30 分鐘後,以 540 nm 的波長偵測吸光值,將所測得之吸光值依下列公式計算其清 除自由基能力。
FRSA (%) = (Ac - As) ÷ Ac) × 100 % Ac = Absorbance with the addition of PBS
As = Absorbance with the addition of saliva samples
二、血液樣本
(一)血球計數 (complete blood count)
將全血放至全自動血液分析儀進行分析,所得數據採用 Dill 與 Costill (1974) 的公式進行校正。
先分離出周邊血液單核球細胞 (peripheral blood mononuclear cells, PBMCs),全血以 1500 rpm、25 ℃離心 5 分鐘後,吸去 plasma,加入等量的 PBS 稀釋。於 15 ml 離心管中加入適量的 Ficoll-Hypaque 後,再緩緩加入稀釋後的血 液,以 3500 rpm、25 ℃離心 30 分鐘後會呈現三層液相,吸取中間乳白色的液體, 放入 15 ml 離心管,再加入適量的 PBS 混合均勻,以 3500 rpm、25 ℃離心 20 分 鐘後倒掉上清液,沉澱物即為 PBMCs。取 106個 PBMCs 至 FACS tube,再加入 100 μl PBS 及 1 μl 抗體,抗體分別為 CD4、CD8、CD25、CD69、CD14 以及 TLR2 (BD Biosciences, USA),避光静置於 4 ℃30分鐘,再加入 2 ml PBS 以 1800 rpm、 4 ℃離心 3 分鐘,倒掉上清液,再加入 0.5 ml PBS,以流式細胞儀測得淋巴細胞 亞群所佔百分比及螢光強度。 (三)白血球吞噬能力之分析 以全血加入 10 μl E.coil-FITC mix,於 37 ℃反應 10 分鐘後,再立刻置於 4 ℃ 終止反應,之後加入 50 μl quenching solution 及 1.5 ml washing solution,以 1500 rpm、4 ℃離心 5 分鐘後倒掉上清液,再加入 1 ml lysing solution 於室溫靜置 30 分鐘,接著以 1500 rpm、4 ℃離心 5 分鐘後倒掉上清液,加入 0.5 ml PBS,以流 式細胞儀測得吞噬細胞所佔百分比及螢光強度。
(四)肌酸激酶 (creatine kinase, CK) 之分析
檢測工具為 EnzyChrom Creatine Kinase Assay Kit (BioAssay Systems,
USA),參考操作手冊之步驟,其方法如下:先將 100 μl Assay buffer、10 μl Substrate solution 和 1 μl Enzyme mix 混合配成反應試劑,預熱至 37 ℃,持續 10 分鐘。第 一、二孔分別加入 110 μl 的水以及 110 μl Calibrator,其餘每孔加入 10 μl 不同唾 液樣本和 100 μl 反應試劑,於 37 ℃靜置,最後以酵素免疫分析儀波長 340 nm 讀 取第 10 分鐘以及第 40 分鐘之吸光值,進行計算。
(五)乳酸脫氫酶 (lactate dehydrogenase, LDH) 之分析
檢測工具為 QuantiChrom Lactate Dehydrogenase Kit (BioAssay Systems, USA),參考操作手冊之步驟其方法如下:先將 170 μl Substrate buffer、14 μl MTT solution、8 μl NAD solution 以及 8 μl PMS solution 混合配成反應試劑。第一、二 孔分別加入 200 μl 的水以及 200 μl Calibrator,其餘每孔加入 10 μl 不同唾液樣本 和 190 μl 反應試劑,置於室溫,分別在第 0 分鐘以及第 25 分鐘以酵素免疫分析 儀讀取波長 565 nm 之吸光值。再以下列計算公式計算出其活性。
乳酸脫氫酶活性計算公式如下:
第九節 儀器設備
ㄧ、身體組成分析儀:Inbody 3.0 (Biospace, USA)。 二、無線心率監測錶:S725X (Polar, Finland)。 三、全自動血液分析儀:KX-21N (Sysmex, USA)。
四、酵素免疫分析儀:Benchmark Plus Microplate Spectrophotometer (Bio-Rad, UK)。
五、流式細胞儀:FACSCalibur Flow Cytometer (BD Biosciences, USA)。
第十節 統計分析
本研究以 SPSS for Windows 12.0 中文視窗版套裝軟體進行統計分析,所有 數值均以平均數及標準誤 (Mean ± SEM) 表示,統計方法為成對樣本 t 檢定 (pair t test),各項統計以 p<.05 達顯著水準。
第肆章 研究結果
以台中教育大學巧固球隊 14 名男性隊員作為研究對象,其平均年齡為 22.7 ± 0.7 歲,先講解實驗流程並簽署同意書後開始進行,用全自動身高體重計測得平 均身高為 175.5 ± 1.3 公分,平均體重為 72.7 ± 2.3 公斤,計算出身體質量指數為 23.62 ± 0.76(表 1)。將受試者隨機分成兩組,實驗採用雙盲交叉設計,受試者 需參加 2 場的巧固球比賽。第一場巧固球比賽時,受試者隨機平均分配攝取綠茶 或安慰劑,間隔ㄧ週,交換受試者所攝取的補充劑,進行第二場比賽。 為了瞭解巧固球比賽中的運動強度,讓選手配戴 S725X 無線心率監測錶 (Polar, Finland) 進行比賽,紀錄比賽中心跳率的變化,以得知兩場比賽中的最大 心跳率和平均心跳率(表 2)。第一場巧固球比賽中的平均心跳率為 160.8 ± 3.1 beats/min,最大心跳率為 185.5 ± 3.7 beats/min;第二場比賽中的平均心跳率為 157.5 ± 4.2 beats/min,最大心跳率為 182.6 ± 4.6 beats/min;兩場比賽中的最大心 跳率和平均心跳率均無顯著差異,同時顯示巧固球比賽中的平均運動強度大約為 80 % Maximum Heart Rate。綠茶的泡製後以高效液相層析法 (HPLC) 的方法檢測綠茶中兒茶素
(EGCG, EGC, ECG & EC) 以及咖啡因的含量。EGC 含量為 1155.3 μg/mL,EGCG 含量為 1030.3 μg/mL, EC 含量為 228.6 μg/mL,ECG 含量為 137.4 μg/mL,咖 啡因含量為 688.3 μg/mL(表 3)。依據受試者體重計算出所要攝取的咖啡因 (6 mg/kg) 及兒茶素 (22 mg/kg) 含量,再換算為每位受試者要攝取的綠茶量,體重 為 70 公斤的受試者大約要攝取 600 ml 的綠茶。在比賽前 60 分鐘攝取綠茶或安 慰劑,之後進行巧固球比賽,比賽前後各採集唾液以及血液檢體一次進行分析。 從受試者的唾液分析中發現兩組在總蛋白質的表現量,比賽後皆顯著高於比 賽前(安慰劑組 p < 0.01;綠茶組 p < 0.001),綠茶組在比賽後的總蛋白質濃度 亦顯著高於安慰劑組 (p < 0.05)。在澱粉酶的活性方面,兩組在比賽後的澱粉酶 活性皆顯著高於比賽前(安慰劑組 p < 0.01;綠茶組 p < 0.001),綠茶組在比賽
後的數值也明顯高於安慰劑組 (p < 0.05),同時在澱粉酶相對於總蛋白質的變化 上,兩組在比賽後均明顯高於比賽前(安慰劑組 p < 0.01;綠茶組 p < 0.01)。 在乳鐵蛋白的絕對濃度方面,兩組比賽後皆顯著高於比賽前(安慰劑組 p < 0.01; 綠茶組 p < 0.001),綠茶組在比賽後的數值也顯著高於安慰劑組 (p < 0.05),但 在乳鐵蛋白相對於總蛋白質的濃度方面,安慰劑組在比賽前後無明顯差異,只有 綠茶組在比賽後的數值顯著高於比賽前 (p < 0.05)。在 sIgA 的絕對濃度方面,兩 組在比賽前後均無明顯變化,但在 sIgA 相對於總蛋白質的濃度方面,兩組在比 賽後的數值皆顯著低於比賽前(安慰劑組 p < 0.01;綠茶組 p < 0.001),綠茶組 在比賽後的數值也明顯低於安慰劑組 (p < 0.05)。另外,兩組在比賽後 FRSA 均 顯著下降(安慰劑組 p < 0.001;綠茶組 p < 0.001)。(表 4) 另一方面,在選手的血液分析中發現安慰劑組 CD4 T 淋巴細胞的百分比在 比賽後顯著高於比賽前 (p < 0.05),而綠茶組在比賽前後則無明顯變化。兩組在 比賽前後的 CD8 T 淋巴細胞均無明顯變化,兩組之間也無顯著差異,但兩組在 比賽後的 CD4 / CD8 ratio 皆顯著高於比賽前(安慰劑組 p < 0.05;綠茶組 p < 0.05)。在表現晚期活化指標 CD25 的 CD4 T 淋巴細胞百分比之變化方面,兩組 在比賽前後皆無明顯改變,且兩組之間也無顯著差異,但安慰劑組在比賽後表現 早期活化指標 CD69 之 CD4 T 淋巴細胞的百分比顯著高於比賽前 (p < 0.05),綠 茶組則無明顯變化。另外,安慰劑組在賽後表現 TLR2 接受器的巨噬細胞百分比 也顯著高於比賽前 (p < 0.05)。在 CD56+ CD16+ 自然殺手細胞百分比的變化方 面,安慰劑組在比賽後的數值明顯低於比賽前 (p < 0.05),而綠茶組在比賽後的 數值則顯著高於比賽前 (p < 0.05),同時也明顯高於安慰劑組賽後的數值 (p < 0.01)。(表 5) 除了不同淋巴細胞亞群的變化之外,我們也分析了血液中吞噬細胞能力的變 化。結果發現兩組受試者血液中具吞噬能力的細胞百分比在比賽前後皆無顯著變 化(圖 4A),但是在其吞噬能力上,綠茶組則是在比賽後顯著低於比賽前 (p < 0.05)(圖 4B)。
另一方面,我們分析了血液中血球百分比及生化值的變化。在白血球的變化 方面,綠茶組在比賽後顯著高於比賽前 (p < 0.05)。在紅血球以及血紅素的改變 上,安慰劑組在比賽後顯著低於比賽前 (p < 0.05),但綠茶組在比賽後顯著高於 比賽前 (p < 0.05),同時也明顯高於安慰劑組 (p < 0.05)。在紅血球容積比的變化 方面,安慰劑組在比賽後顯著低於比賽前 (p < 0.05),同時也顯著低於綠茶組 (p < 0.05)。兩組在平均紅血球容積的改變上,在比賽後的數值均顯著低於比賽前(安 慰劑組 p < 0.01;綠茶組 p < 0.001)。此外,有關平均血球血色素、平均紅血球 血色素濃度以及血小板在比賽前後或是兩組之間皆無明顯改變。(表 6) 為了瞭解攝取綠茶對肌肉損傷之影響,我們分析血清中乳酸脫氫酶及肌酸激 酶活性之變化,發現在比賽後綠茶組乳酸脫氫酶的活性顯著低於比賽前 (p < 0.05),同時也顯著低於安慰劑組 (p < 0.05)(圖 5A),而安慰劑組及綠茶組在比 賽後肌酸激酶的活性皆顯著增高(p < 0.001)(圖 5B)。
第伍章 討論與結論
本論文是第一篇有關攝取綠茶對運動後免疫系統影響之研究。我們發現安慰 劑組在比賽後唾液中總蛋白質、乳鐵蛋白以及澱粉酶的表現均顯著增加,而賽前 攝取綠茶者則有更顯著增加的情形。無論是否攝取綠茶,在比賽後 sIgA 的絕對 濃度沒有明顯的變化,但可能因總蛋白量增加後,sIgA 相對於總蛋白質的比值 在比賽後明顯的下降,同時也發現到 FRSA 皆顯著降低。此外,安慰劑組在比賽 後血液中 CD4 T 淋巴細胞、CD4 / CD8 比值、表現早期活化指標 CD69 的 CD4 T 淋巴細胞以及表現 TLR2 接受器的巨噬細胞之百分比均顯著上升,而自然殺手細 胞的百分比明顯下降,若在賽前攝取綠茶則原來上升細胞百分比的現象消失,也 明顯降低了比賽後血液中吞噬細胞的吞噬能力,但自然殺手細胞的百分比會顯著 上升。另一方面,安慰劑組在比賽後血液中紅血球、血紅素、紅血球容積比以及 平均紅血球容積均顯著下降,若是比賽前補給綠茶,在比賽後會發現選手血液中 紅血球、血紅素以及紅血球容積比明顯高於安慰劑組。同時也指出賽前攝取綠茶 明顯降低比賽後血漿中的乳酸脫氫酶活性,但無助於改善運動後血漿中肌酸激酶 活性顯著上升的現象。 在運動前攝取咖啡因會讓選手有較高的交感神經活動 (Bishop, et al., 2005; Bishop, et al., 2006),而唾液澱粉酶的活性與腎上腺素的分泌有強烈的相關性, 常被視為交感神經系統活化的指標之一 (Granger, Kivlighan, el-Sheikh, Gordis, & Stroud, 2007)。我們發現在巧固球比賽後,唾液中澱粉酶活性以及澱粉酶相對於 總蛋白質的表現均顯著的提升,先前的研究中亦有相似的發現,Li 與 Gleeson (2004) 以 8 名健康男性進行兩小時、強度為 60% V‧O2max的固定式自行車運動, 實驗發現運動後唾液澱粉酶的活性顯著增加。Chiodo 等 (2009) 以 10 位跆拳道 黑帶男性選手為受試者,研究發現比賽後立即觀察到唾液澱粉酶的活性顯著增 加。本論文中發現運動後唾液澱粉酶顯著的增加應該也代表著此時的身體有較高 的交感神經活動,也可能因此讓唾液裡呈現出較多抗菌蛋白。先前研究指出在運動前攝取 6 mg/kg 咖啡因會發現運動後唾液中澱粉酶的活性顯著高於安慰劑組 (Bishop, et al., 2006),本研究亦發現賽前攝取含有 6 mg/kg 咖啡因的綠茶者其比 賽後唾液中的澱粉酶活性顯著高於安慰劑組,可見得在運動前攝取含有咖啡因的 綠茶會讓選手有更高的交感神經活動,而引起唾液腺分泌更多的抗菌蛋白,使得 口腔黏膜中擁有較佳的先天性免疫力。相似的結果在 West 等 (2010) 觀察 17 名 優秀男性划船選手進行最大功率划槳運動後,也發現唾液中乳鐵蛋白的濃度顯著 上升。本論文亦發現如果比賽前攝取綠茶,則在賽後唾液中乳鐵蛋白的濃度增加 更為顯著,也顯示了唾液中含有較多的抗菌蛋白。 關於運動對於 sIgA 的變化方面,本論文結果發現在單次巧固球比賽後唾液 中 sIgA 的絕對值沒有明顯的變化,但可能因總蛋白量增加後,sIgA 相對於總蛋 白質的比值在比賽後明顯的下降。在以巴西聖保羅足球隊為受試者的研究中亦指 出經過 70 分鐘足球練習賽後,sIgA 的絕對值沒有明顯的變化,但 sIgA 相對於 總蛋白質的濃度也是顯著下降 (Moreira, et al., 2009)。Krzywkowski 等 (2001) 以
11 位男性運動員進行 120 分鐘、強度為 75% V‧O2max的固定式自行車運動,結果 亦指出運動後 sIgA 相對於總蛋白質的濃度顯著下降。但 Sari-Sarraf 等 (2008) 以 10 位健康男性進行 90 分鐘足球特殊間歇跑步運動後,間隔 48 小時後再進行一 次特殊間歇跑步,研究顯示運動後 sIgA 的濃度顯著上升,但 sIgA 相對於總蛋白 質的濃度無顯著改變。針對許多不同的研究呈現不同的結果,在 Gleeson, Pyne, 與 Callister (2004) 回顧性的文章中也指出運動員與非運動員在運動後 sIgA 有不 同的反應,以運動員為受試者的實驗發現在運動後 sIgA 的分泌量顯著降低,而 非選手的受試者在運動後 sIgA 的分泌量有著不變或上升的情況。另一方面,有 研究指出在運動前攝取 6 mg/kg 咖啡因會發現運動後唾液中 sIgA 絕對濃度顯著 高於安慰劑組 (Bishop, et al., 2006),但我們發現賽前攝取的綠茶中雖然也含有 6 mg/kg 咖啡因,但在比賽後唾液中 sIgA 絕對濃度卻無明顯改變,可能是由於運 動模式不同以及綠茶中其他成份而導致的差異。同時,sIgA 相對於總蛋白質的 濃度顯著低於安慰劑組,這可能是因為運動後部份抗菌蛋白(澱粉酶、乳鐵蛋白)