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为探究既往 SARS-CoV-2 感染是否增加运动性中暑(EHS)风险,研究人员对 20 名参与者开展 1 小时热湿环境(35℃/35% RH)骑行实验,监测生理指标与免疫标志物。发现感染组 HR、Tc、Tb等无显著差异,IL-1RA 和 IFN-γ 升高,提示感染史不增 EHS 风险且免疫功能良好。
在全球新冠疫情持续影响下,运动与热环境中的健康风险成为焦点。既往研究显示,动物模型中病毒感染可能增加运动性中暑(Exertional Heat Stroke, EHS)风险,但人类数据尚不明确。尤其是 SARS-CoV-2 感染后,患者可能出现长期呼吸系统、肌肉骨骼系统及体温调节功能异常,这对职业安全、军事训练和运动员表现均有潜在影响。然而,目前缺乏针对新冠康复者在热环境中运动时的生理及免疫应答研究,无法明确感染史是否会增加 EHS 风险,也难以制定针对性的运动指导建议。
为填补这一空白,美国高点大学(High Point University)的研究人员开展了相关研究。他们招募 20 名健康参与者(10 名新冠感染史者、10 名对照组),在 35℃、35% 相对湿度的环境中进行 1 小时骑行运动,强度设定为产生 7.0 W/kg 的代谢产热。研究监测了心率(HR)、食管温度(Tc)、平均体温(Tb)、分钟通气量(VE)、耗氧量(VO2)等生理指标,并在运动前、后及恢复期采集血样,检测白细胞介素 1 受体拮抗剂(IL-1RA)、干扰素 γ(IFN-γ)等免疫标志物。研究结果发表在《European Journal of Applied Physiology》。
研究采用的关键技术方法包括:
- 环境控制实验:使用气候控制舱模拟热湿环境(35℃/35% RH),确保实验条件一致。
- 运动生理学监测:通过食管 thermistor、皮肤 thermistor 及心率带连续记录体温和心率,计算平均体温(Tb)和生理应激指数(Physiological Strain Index, PSI)。
- 间接 calorimetry:测量运动中的 VE、VO2、二氧化碳产生量(VCO2)和呼吸交换率(RER),评估代谢反应。
- 血液免疫分析:利用 ELISA 技术检测血浆中 IL-1RA、IFN-γ 等细胞因子浓度,分析免疫应答差异。
研究结果
1. 代谢与热应激反应无显著差异
- 代谢指标:感染组与对照组在 VE、VO2、VCO2、RER 及代谢产热(W/kg)等方面均无显著差异(所有 p>0.05),表明新冠感染史不影响运动中的能量代谢。
- 热应激参数:两组的 Tc、平均皮肤温度(Tsk)、Tb、HR 及 PSI 在运动过程中上升速率相似(p>0.05),提示感染史未增加热应激下的体温调节或心血管负担。
2. 免疫标志物呈现特异性变化
- IL-1RA:运动后 1 小时,感染组 IL-1RA 水平较基线升高 195±104%(p=0.012),显著高于对照组的 44±18%(p=0.002)。IL-1RA 作为抗炎细胞因子,可拮抗促炎因子 IL-1β 的作用,表明感染组可能存在更强的抗炎反应。
- IFN-γ:感染组运动后 1 小时 IFN-γ 升高 105±50%(p=0.021),而对照组无显著变化。IFN-γ 具有直接抗病毒活性,其升高可能提示感染组在热应激下仍维持抗病毒免疫能力。
- 其他细胞因子:IL-6、IL-8、肿瘤坏死因子 α(TNF-α)等促炎因子在两组间无显著差异,且均在运动后逐渐恢复基线,表明新冠感染史未引发异常炎症反应。
结论与讨论
本研究首次证实,既往 SARS-CoV-2 感染不会显著改变热湿环境中运动的代谢反应或增加 HR、Tc、Tb的上升速率,提示感染史人群在适度热环境运动中无显著 EHS 风险升高。免疫方面,感染组 IL-1RA 和 IFN-γ 的特异性升高表明其免疫功能正常,甚至可能通过增强抗炎和抗病毒应答维持内环境稳定。
研究意义在于:
- 打破认知误区:反驳了 “新冠感染史可能增加运动中暑风险” 的推测,为康复者重返运动或职业活动提供科学依据。
- 免疫机制解析:揭示 IL-1RA 和 IFN-γ 在热应激下的免疫调节作用,为长期新冠(Long COVID)的机制研究提供新方向。
- 公共卫生指导:支持疫情后恢复正常体力活动的安全性,尤其对运动员、军事人员及高温作业者的健康管理具有参考价值。
尽管研究存在样本量较小、未纳入长新冠患者等局限,但其结果为新冠康复者的运动风险评估奠定了基础,未来可进一步探索不同感染阶段及基础疾病对热应激反应的影响。