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编号:10502992
优秀运动员血浆脂质水平和载脂蛋白基因多态研究
http://www.100md.com 《中国运动医学杂志》 1998年第3期
     作者:陈吉棣 拾景达 陈志民 吴玉珍 刘晓鹏

    单位:

    关键词:优秀运动员;高脂血症;基因多态;训练特征;膳食

    优秀运动员血浆脂质水平和载脂蛋白基因多态研究 北京医科大学运动医学研究所 提要 对200名集训队优秀运动员高脂血症的发生率、脂质指标的特征和载脂蛋白基因多态的研究表明:运动员高脂血症的检出率为18%。举重和体操运动员的血浆TC、LDLC和ApoB平均水平显著高于其它项目运动员,而Apo AI低于其他项目。69名运动员ApoAI—CIII—AIV和ApoB基因多态分析,出现的S+和X+基因型的相对频率分别是0.167和0.065。具有S+基因型者血浆TG水平显著高于S-者;具有X+基因型者的血浆TC水平显著高于X-者。运动员膳食具有高蛋白、高脂肪(高饱和脂肪酸)、低糖、高胆固醇和高钠等特点,可能会通过遗传和特殊的训练方式联合作用于运动员的脂代谢并可能形成高脂血症。
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    Plasma Lipid Levels and Apolipoprotein Gene Polymorphisms of Chinese Elite

    Athletes Training in Different Sport Events

    Chen Jidi, Shi Jingda, Chen Zhiming, Wu Yuzhen, et al

    Institute of Sports Medicine, Beijing Medical University

    Study on the incidence of hyperlipidemia, characteristics of plasma lipids, apolipoprotein gene polymorphisms of 200 Chinese elite athletes showed: The incidence of hyperlipidemia of athletes was 18%. Average plasma TC, LDLC, and Apo B levels were significantly higher in lifters and gymnasts, but the Apo A levels were lower in them. Analysis of the gene polymorphisms of Apo AI-CIII-AIV cluster and Apo B of 69 Chinese elite athletes showed that the relative frequency of the rare S+ allele of ApoAI-CIII-AIV and X+ of ApoB was 0.167 and 0.065 respectively. Average TG levels of athletes with S+ allele were significantly higher than those with S- allele. TC levels of athletes with X+ allele were significantly higher than those with X- allele. Nutritional survey showed that the athletes had a diet of high protein, high fat (high saturated fatty acid), high cholesterol and high sodium characteristics which may have combined impacts on lipid metabolism through specific sports training and genetics and may develop hyperlipidemia.
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    Key words:Elite athletes, hyperlipidemia, gene polimorphisms, training characteristics, diet

    体力活动、特别是有氧运动被证实是有益于脂质代谢、控制体重、对心脏血管有保护作用的重要因素[1—4];而静态生活和高脂肪(尤其是高饱和脂肪酸)、高胆固醇、高钠饮食与高脂血症、高心肌梗塞发生率和冠心病死亡率相关[1]。集训队优秀运动员长年进行系统的大运动量训练,在体能、器官机能和生活质量等方面多数均优于无训练者,但他们长期摄取高脂肪、高蛋白、高胆固醇和高钠饮食,是否会发生高脂血症?已引起关注。高脂血症是引起动脉粥样硬化的量重要的危险因素之一,又是一个多因素、多基因的疾患,为进一步了解引起运动员高脂血症发生的情况和引发因素,我们于1994—1995年间对运动员血浆脂质水平及特征、载脂蛋白(Apo)AI-CIII-AIV和ApoB基因多态和膳食营养状况进行研究,为预防高脂血症提供依据。
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    1. 内容与方法:

    1.1 受试者 是200名集训队优秀运动员,其中男114人、女86人,平均年龄19.5岁(12~29岁),运动项目分布在举重、体操、羽毛球、篮排球、游泳、田径(投掷)等7个项目。运动员均健康、无心、肝、肾等疾患。

    1.2 血脂和脂蛋白检测方法 冬训期内,运动员经12小时空腹,取出肘静脉血4ml, 肝素抗凝,于4小时内在4℃下、2000r/min离心10分钟,上层血浆用于检测胆固醇(TC),酶反应试剂盒测试;甘油三酯(TG)用乙酰丙酮微量法;高密度脂蛋白(HDLC)和低密度脂蛋白(LDLC)用酶试剂盒;ApoAI和ApoB用免疫比浊法分析[5]

    1.3 ApoAI-CIII-AIV基因多态 血样离心后、下层血细胞分离出白细胞、提取DNA[6],用OD260和OD280计算样品浓度与纯度后,通过两对引物进行PCR体外扩增[6,7](采用中国科学院遗传所90AD型PCR仪),再用SacI和XbaI酶切[7,8],电泳后进行限制性片段长度多态性(RFLPs)分析。
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    1.4 对举重和田径两项目的运动员12人进行了食物称重法营养调查。

    2. 结果与分析

    2.1 运动员血浆脂质水平及其特征:

    200名运动员血浆脂质的平均水平是TC:5.14±0.72mmol/L, TG:1.26±0.39mmol/L,HDL-C:1.08±0.24mmol/L,LDL-C:2.56±0.71mmol/L, ApoAI/ApoB:1.65±0.37,TC-HDLC/HDLC:4.34±0.92,LDLC/HDLC:2.46±0.88。数据所示除TC-HDLC/HDLC高于正常外,其它都在正常范围内[9]。采用国内常用临床标准:TC>6.2mmol/L (240 mg/dl)或TG>1.69mmol/L (150mg/dl)诊断,运动员的高脂血症的检出率为18%;若以美国NIH的高胆固醇血症的界限值TC>5.2mmol/L(200mg/dl)或以TG>1.24mmol/L(110mg/dl)为诊断依据,则运动员血脂水平高出界限值的检出率为76.5%。进一步分析不同项目运动员血浆脂质水平和血浆TC>5.2mmol/L的检出率,见到举重、体操和羽毛球3项运动员的高脂血症检出率比其它项目高(表1),而且这3项运动员的血浆TC和LDLC平均水平显著高于其它项目,P<0.05(表2、3);血浆TC平均值还超出5.2mmol/L。运动员血浆TG水平与TC水平不一致;游泳运动员的血浆TG水平显著高于其它项目,可能与游泳运动员摄入脂肪量多有关[10],但游泳运动员血浆RF值(risk factor:即TC—HDLC/HDLC值)显著低于举重、体操和田径运动员(表2)。运动员血浆ApoAI和ApoB数据表明举重和体操运动员的AoAI浓度最低、ApoB在各项目中相对最高,ApoAI/ApoB值也显著低于其它项目(表4);LDLC/HDLC值也以举重和体操两项运动员为最高(表3)。羽毛球运动员TC、LDLC水平虽显著高于其它项目,但该项运动员的HDLC和ApoAI水平高,ApoB水平低,因此其RF指数均正常。田径运动员HDLC水平过低,致使TC—HDLC/HDLC指数异常(表2、3)。从总体分析,因训练项目不同,运动员的血脂水平有明显差异。游泳和篮排球运动员脂质水平和RF值相对的处于良好状态(表1—4)。举重和体操两项目的运动训练中,分别是以爆发用力和静止用力为特征,脂质水平及脂质特征与其它项目不同,容易引发动脉粥样硬化的脂质如:TC、TG、LDLC、ApoB的水平高,而保护性的脂质如:HDLC、ApoAI的水平低;国外也有爆发用力和静止用力不利于脂质代谢的研究报道[11,12]。运动员平均的血浆脂质与往年类似项目的数据比较,TC和TG水平有增高的趋势、而HDLC有降低的趋势[10,13](表5),可能与膳食因素有关,还需要进一步控制条件深入研究。
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    2.2 运动员ApoAI-CIII—AIV和ApoB基因多态及其与血浆脂质水平的关系:

    受试者中69名运动员ApoAI-CIII—AIV和ApoB基因多态结果列于表6:运动员ApoAI-CIII—AIV基因经SacI酶切,有2名运动员表现为少见的S+/+纯合子等位基因型,19名运动员表现为少见的杂合子等位基因S-/+;少见等位基因S+的相对频率为0.167。ApoB基因经XbaI酶切后,有9名运动员出现少见的X-/+等位基因,未见到纯合子X+/+的等位基因型,X+等位基因的相对频率为0.065,与正常人的数据比较[14],运动员S+和X+的相对频率略高于正常人,但差别不显著,p>0.05,此差别,特别是不同项目运动员在载脂蛋白基因型的变异,尚有待进一步扩大例数的研究。

    表1 不同项目运动员血浆TC>5.2mmol/L的发生率

    Table 1 The Incidence of Plasma TC>5.2mmol/L of
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    Athletes Training in Different Sport Events

    运动员

    Athletes

    调查总数

    N investigated

    血浆胆固醇>5.2mmol/L的检出率(%)

    % of Incidence of TC>5.2mmol/L

    举重 Lifers

    体操 Gymnasts

    羽毛球 Badminton Players
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    游泳 Swimmers

    篮排球 Basketball &

    Volleyball Players

    田径(投掷) Track &

    Field (Throwers)

    44

    20

    50

    31

    35

    20

    68.2a
, 百拇医药
    55.0ac

    66.0a

    19.4b

    22.9b

    33.0bc

    数据右上角英文字母不同的有显著差别,P<0.05

    Data not sharing a common letter differ significantly, P<0.05 表2 运动员血浆TC,TG和TC—HDLC/HDLC水平

    Table 2 Plasma TC, TG, and TC—HDLC/HDLC Levels of Athletes
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    Althletes

    N

    TC (mmol/L)

    TG(mmol/L)

    TC-HDLC

    举重 Lifers

    体操 Gymnasts

    羽毛球 Badminton Players

    游泳 Swimmers

    篮排球 Basketball & Volleyball Players

    田径(投掷) Track & Field (Throwers)
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    44

    20

    50

    31

    35

    20

    5.44±0.87a

    5.28±0.41a

    5.46±0.68a

    4.79±0.63b

    4.76±0.73b
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    4.78±0.78b

    1.14±0.54ab

    1.03±0.35a

    1.25±0.28b

    1.55±0.47c

    1.22±0.32b

    1.39±0.25bc

    4.78±1.23a

    4.08±1.27bc
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    3.66±0.76c

    3.80±0.62c

    3.63±0.77c

    4.72±1.78ab

    数据右上角英文字母不同的有显著差别,p<0.05.

    Data not sharing a common letter differ significantly, p<0.05 表3 运动员血浆HDLC,LDLC和LDLC/HDLC水平

    Table 3 Plasma HDLC, LDLC, and LDLC/HDLC Levels of Athletes
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    Althletes

    N

    HDLC(mmol/L)

    LDL-C(mmol/L)

    LDLC/HDLC

    举重 Lifers

    体操 Gymnasts

    羽毛球 Badminton Players

    游泳 Swimmers

    蓝排球 Basketball & Volleyball Players

    田径(投掷) Track & Field (Throwers)
, 百拇医药
    44

    20

    50

    31

    35

    20

    0.96±0.14cd

    1.10±0.18b

    1.21±0.22a

    1.02±0.14bc

    1.15±0.19a
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    0.88±0.26d

    2.89±0.96a

    2.96±0.58a

    2.78±0.60a

    2.44±0.55c

    1.96±0.63b

    2.16±0.18bc

    3.03±1.13a

    2.87±0.64a
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    2.38±0.61b

    2.43±0.56b

    1.71±0.59c

    2.44±1.60ab

    数据右上角英文字母不同的有显著差别,p<0.05.

    Data not sharing a common letter differ significantly, p<0.05 表4 运动员血浆ApoAI, ApoB和Apo AI/ApoB水平

    Table 4. Plasma ApoAI, ApoB, and ApoAI/ApoB Levels of Athletes
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    Althletes

    N

    ApoAI(mg/dL)

    ApoB(mg/dL)

    ApoAI/ApoB

    举重 Lifers

    体操 Gymnasts

    羽毛球 Badminton Players

    游泳 Swimmers

    篮排球 Basketball & Volleyball Players

    田径(投掷) Track & Field (Throwers)
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    44

    20

    50

    31

    35

    20

    124±8a

    111±8b

    139±12c

    138±15c

    148±20d

    172±20e
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    99±22a

    95±11a

    76±10b

    85±17c

    87±17c

    86±22c

    1.30±0.42a

    1.19±0.13a

    1.88±0.26c

    1.70±0.48bd
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    1.76±0.38bc

    2.00±0.46e

    数据右上角英文字母不同的有显著差别,p<0.05.

    Data not sharing a common letter differ significantly, p<0.05 表5 我国优秀运动员近年血浆脂质水平的变化

    Table 5 Changes of Plasma Lipid Levels of Chinese Elite

    Athletes over the Recent Years

    年份

    Time
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    人数

    N

    胆固醇(mmol/L)

    Cholesterol(mmol/L)

    甘油三酯

    Triglyceride(mmol/L)

    高密度脂蛋白(mmol/L)

    HDL-C(mmol/L)

    1987

    1989

    1991

    1994-5
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    184

    243

    114

    200

    4.48±0.73a

    5.25±0.81b

    5.04±0.83c

    5.14±0.72bc

    0.90±0.20a

    0.99±0.16b

    1.12±0.20c
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    1.26±0.39d

    1.47±0.20a

    1.41±0.19b

    1.40±0.20b

    1.08±0.24c

    数据右上角英文字母不同的有显著差别,p<0.05.

    Data not sharing a common letter differ significantly, p<0.05 表6 69名优秀运动员ApoAI—CⅢ—AIV

    和ApoB基因型的相对频率
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    Table 6. Relative Frequencies of the Genotypes of

    ApoAI—CIII—AIV and ApoB Gene of 69 Elite Athletes

    ApoAI—CIII—AIV

    Apo B

    S-/+&

    S+/+

    S-/-

    X -/+

    X-/-

    数目 Number**
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    频率 Frequencies

    正常人群的

    参考频率

    Ref.Freq.of

    Normal People

    23

    0.167

    0.207

    115

    0.833

    0.793

    9
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    0.065

    0.0279

    129

    0.935

    0.9721

    **指等位基因数 **refers to numbers of allele

    我们将具有 S+ 等位基因型者的各项血浆脂质水平与S-/-者比较,观察到具有S+等位基因运动员的TG水平显著高于S-/-基因型者,1.4±0.5mmol/L比1.2±0.3mmol/L,P<0.05;此外,具S+基因型者血浆LDLC水平也有高于S-基因型者的趋势。同时,具有X+少见等位基因型运动员的血浆TC水平显著高于X-基因型者,5.8±1.8mmol/L比5.1±0.9mmol/L,P<0.05;具X+基因型者血浆LDLC水平也有高于X-/-基因型者的趋势(表7);而不同基因型者其它各项血浆脂质水平未见明显差异。以上结果表明运动员血浆TG与TC水平的增高与载脂蛋白ApoAI—CIII—AIV和ApoB基因型有一定关联,这与我们研究教练员(绝大多数来自于优秀运动员)载脂蛋白基因多态所获结果是一致的[14]
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    表7 不同基因型运动员血浆脂质水平的比较

    Table 7 Comparison of plasma lipid levels within different genotypes in athletes

    Lipids

    Genotypes of ApoAI—CIII—AIV

    Genotypes of ApoB

    (mmol/L)

    S-/-

    S+/+

    S-/+

    X-/-
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    X-/+

    TC

    TG

    LDLC

    5.1±1.1

    1.2±0.3

    2.3±1.1

    5.7±0.6

    1.8±0.4

    2.3±1.0

    5.2±0.9

    1.4±0.5**
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    2.6±0.8

    5.1±0.9

    1.2±0.4

    2.3±1.0

    5.8±1.8##

    1.2±0.4

    2.8±1.5

    **:数据与基因型为S-/-的数据比较有显著差别,P<0.05.

    Data compared with those of Genotype S-/- showed difference, P<0.05

    ##:数据与基因型为X-/-的数据比较有显著差别,P<0.05.
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    Data compared with those of Genotype X-/- showed difference, P<0.05.

    2.3 运动员膳食营养调查结果:

    2.3.1 运动员的热能摄入量是4844Kcal/d(田径)和3687Kcal/d(举重),按体重计算分别是60.8±7.2Kcal/d/Kg(田径)和50.0±12.0Kcal/d/Kg(举重),与我们推荐的建议供给量相似[15,16]

    2.3.2 运动员三大能源物质的摄入量及其分配比例:

    运动员蛋白质摄入量按体重计算,为4.1±0.5g/kg(田径)和2.8±0.6g/kg(举重),达到惊人的高水平,并类似于西方过高蛋白质的膳食。蛋白质热能分别是总热量的27.5±2.4%(田径)和22.5±3.9%(举重),血浆TC浓度增高与田径运动员蛋白质摄入量过多有一定关系。高蛋白食物往往含有大量脂肪和胆固醇,而且在消化代谢过程会增加肝、肾负担和体液的酸度。蛋白质摄入量过多与摄食肉、鱼、奶、蛋、水产类食物量增加有关,田径与举重运动员的一日平均摄入的高蛋白类食物分别是784±335g和565±163g。
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    运动员脂肪的摄入量与往年相似[10],田径和举重运动员的脂肪平均摄入量分别为总热量的41.1±3.8%和46.7±4.5%以上,饱和脂肪酸占总脂肪量的39.2%和41.5%。远高于目前西方国家要减少饱和脂肪酸至<10%热量的目标[11],多不饱和脂肪酸的比例相对较低。

    田径和举重运动员膳食中碳水化合物平均摄入量分别为总热能量的31.3±3.6%和30.7±2.7%。他们的主食摄入量分别是354±132g/d和394±114g/d,三大营养素的分配亟待改善。

    2.3.3 运动员胆固醇摄入量仍较高,田径与举重运动员分别是1055±399mg/d和594±351mg/d,远超出国内建议的供给量[15—16],与国外建议<100mg/1000Kcal的推荐膳食胆固醇摄入量比较,也超出2.18和1.6倍[1]。田径与举重运动员的钠摄入量分别是5.83±2.64g/d和6.21±1.78g/d,也高出<4g/d的目标。
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    2.3.4 运动员膳食中各种元素和维生素的平均摄入量、除维生素B1不足外,都已基本满足需要量。田径和举重运动员维生素B1的摄入量分别是1.94±0.46mg/d和1.04±0.18mg/d,与运动员目前膳食中主食量较少,而且所用的主食均为精白米和面,同时绿叶菜摄入量不足等原因有关。

    以上数据表明运动员膳食具有高蛋白、高脂肪、低糖、高胆固醇和高钠等特点,这些特点均有利于形成高脂血症或脂质代谢紊乱[1]

    3 讨论

    运动员高脂血症检出率较高,血浆脂质水平与往年比较有上升的趋势,很可能与近年来增加了高蛋白、高脂肪(尤其是高饱和脂肪酸)、高胆固醇及高钠饮食有关。载脂蛋白ApoAI—CIII—AIV和ApoB基因多态和血脂关系的分析虽表明:具有少见等位基因型S+和X+者的血浆TG和TC水平分别高于S-和X-者,这提示基因是影响血脂水平的一个重要因素;但遗传基因有缺陷的情况下,有合理的膳食或其它良好环境因素作用下,有可能不表达高脂血症。另外,不同项目运动员在同一膳食供应条件下,营养素摄入水平虽会有差别,但多数均具有高蛋白、高脂肪和高胆固醇等特点,然而因训练内容方法不同,血浆脂质水平却有显著的差别。本研究中举重和体操两项运动员的脂代谢紊乱情况比较重,可能与训练中爆发用力或静止用力的训练方式有关,需要深入探讨,此结果对无训练者采取运动措施强身时,应考虑大强度的爆发用力或静止用力不利于脂质代谢。
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    4 小结

    4.1 运动员高脂血症(TC>6.2mmol/L或TG>1.69mmol/L)的检出率为18%。血浆TC或TG高于临界线(TC>5.2mmol/L或TG>1.24mmol/L)的检出率为76.5%。7个不同项目中,举重和体操运动员的血浆TC和LDLC水平显著高于其它项目运动员;提示大强度的爆发用力和静止用力训练不利于脂质代谢,在健身运动中不宜采用。进行此两种训练者应注意全面身体训练和合理营养。

    4.2 69名运动员ApoAI—CIII—AIV和ApoB基因型分析,出现的S+和X+基因型的相对频率分别是0.167和0.065,略高于正常人的频率。具有S+基因型者血浆TG水平显著高于S-者;具有X+基因型者的血浆TC水平显著高于X-者,表明血浆脂质增高与基因型有一定关联,提示基因缺陷者更应注意合理膳食和其他健康的生活方式。

    3。运动员膳食具有高蛋白、高脂肪、低糖、高胆固醇 和高钠等特点,可能是形成运动员高脂血症发病率高的一个主要原因。提示运动员应注意预防通过膳食因素引起的脂质代谢紊乱。
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    *本课题为卫生部基金资助项目部分工作

    5 参考文献

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    (1998.04.05收稿), 百拇医药