耿青青，郝選明

(1.山東體育學(xué)院基礎(chǔ)理論系，山東濟(jì)南 250102;2.華南師范大學(xué)體育科學(xué)學(xué)院，廣東廣州 510631)

長(zhǎng)期遞增負(fù)荷跑臺(tái)對(duì)大鼠骨髓Pro B細(xì)胞、Pre B細(xì)胞發(fā)育的影響

耿青青1，郝選明2

(1.山東體育學(xué)院基礎(chǔ)理論系，山東濟(jì)南 250102;2.華南師范大學(xué)體育科學(xué)學(xué)院，廣東廣州 510631)

目的:探討運(yùn)動(dòng)性免疫失衡對(duì)骨髓B細(xì)胞分化、發(fā)育的影響。方法:SPF級(jí)雄性SD大鼠128只，隨機(jī)分成絕對(duì)安靜組(Absolute control，C)組，運(yùn)動(dòng)前安靜組(Control，A)、運(yùn)動(dòng)后即刻組(Immediate，I)、運(yùn)動(dòng)后 3h 組(3 Hours，3H)，進(jìn)行6周遞增負(fù)荷跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)，分別在第0、2、4、6周用流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)其骨髓中Pro B、Pre B細(xì)胞數(shù)量及凋亡率。結(jié)果:六周遞增負(fù)荷運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，在第0周pro B、pre B細(xì)胞數(shù)量及凋亡率均沒(méi)有顯著性變化。第2周J組，pro B數(shù)量呈顯著性下降(P＜0.05)，pre B呈非常顯著性下降(P＜0.01)，3H組基本恢復(fù)到A組(P＞0.05)。4周J組、6周J組pro B、pre B呈顯著性下降(P＜0.05)，3H組基本恢復(fù)到A組，而同一時(shí)相的凋亡率變化則呈相反趨勢(shì)。結(jié)論:提示六周遞增運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，機(jī)體根據(jù)運(yùn)動(dòng)需要，通過(guò)改變凋亡率，進(jìn)而改變?cè)缙诎l(fā)育中B細(xì)胞的數(shù)量百分比，以求盡可能維持免疫穩(wěn)態(tài);并發(fā)現(xiàn)pre B細(xì)胞對(duì)運(yùn)動(dòng)負(fù)荷更敏感，易受運(yùn)動(dòng)的刺激而發(fā)生凋亡，細(xì)胞數(shù)量百分比顯著性下降。

B淋巴細(xì)胞;發(fā)育;細(xì)胞凋亡;骨髓;運(yùn)動(dòng)性免疫失衡

本研究在前期工作的基礎(chǔ)上，利用運(yùn)動(dòng)性免疫失衡動(dòng)物跑臺(tái)模型大鼠為研究對(duì)象，討論運(yùn)動(dòng)性免疫失衡對(duì)骨髓B細(xì)胞分化、發(fā)育的影響，為運(yùn)動(dòng)員疲勞診斷和防治提供理論依據(jù)。

1 研究對(duì)象、動(dòng)物分組、運(yùn)動(dòng)方案和方法

1.1 研究對(duì)象、動(dòng)物分組及運(yùn)動(dòng)方案

1.1.1 研究對(duì)象及動(dòng)物分組

SPF級(jí)雄性SD大鼠(8周齡，體重130－150 g)128只，隨機(jī)分為實(shí)驗(yàn)組(96只)和對(duì)照組(即絕對(duì)安靜組，32只)，每組8只，共16組。

1.1.2 運(yùn)動(dòng)方案

參照郝選明等的通過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)性探索獲得的運(yùn)動(dòng)性免疫失衡發(fā)生、發(fā)展的動(dòng)物模型［1，2］:模擬運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練安排－－長(zhǎng)時(shí)間、大強(qiáng)度且負(fù)荷遞增。

低強(qiáng)度適應(yīng)性運(yùn)動(dòng)(10 m/min)訓(xùn)練1周后，負(fù)荷遞增至20 m/min。隨后，每周遞增負(fù)荷增量5 m/min。至第6周，達(dá)到40 m/min，基本達(dá)到大鼠最大負(fù)荷強(qiáng)度。隨運(yùn)動(dòng)負(fù)荷逐步加大，免疫功能無(wú)法完全恢復(fù)，形成越來(lái)越明顯的運(yùn)動(dòng)性免疫失衡現(xiàn)象。研究證實(shí)此運(yùn)動(dòng)模型比較成功。

1.2 取材時(shí)間、骨髓單細(xì)胞懸液制備、流式染色步驟

1.2.1 取材時(shí)間

第0周末即尚未運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練前，完成一個(gè)定量運(yùn)動(dòng)負(fù)荷(10 m/min，30 min)，分別在運(yùn)動(dòng)前安靜狀態(tài)、運(yùn)動(dòng)后即刻、運(yùn)動(dòng)后3小時(shí)，無(wú)菌取骨髓和脾臟。隨后分別于第2、4、6周最后一次訓(xùn)練完成后48小時(shí)測(cè)試取樣。取樣日進(jìn)行與上周相同負(fù)荷的跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)，分別在運(yùn)動(dòng)前安靜狀態(tài)、運(yùn)動(dòng)后即刻、運(yùn)動(dòng)后3小時(shí)，無(wú)菌取大鼠股骨骨髓。

絕對(duì)安靜組(對(duì)照組)32只，正常喂養(yǎng)，不運(yùn)動(dòng)，分別于第0、2、4、6周末處死，測(cè)試相同指標(biāo)，用于判別大鼠生長(zhǎng)對(duì)這些指標(biāo)的影響。

1.2.2 流式細(xì)胞術(shù)

于大鼠股骨抽取骨髓;制備新鮮骨髓單細(xì)胞懸液，對(duì)細(xì)胞計(jì)數(shù)，將細(xì)胞濃度調(diào)至5×106/ml。骨髓中兩個(gè)亞群的表型分別為:Pro－B cell:CD45RA+(CD43+IgM－);Pre－ B cell:CD45RA+(CD43－IgM－);采用直接染色法，上流式細(xì)胞儀FACS Calibu上收集并進(jìn)行表型分析。

1.3 數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)值均以(x±SD)表示，SPSS17.0統(tǒng)計(jì)分析軟件完成，兩組間比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，多組之間比較采用單因素方差分析。顯著性差異水平為P＜0.05，非常顯著性差異水平為P＜0.01。

2 研究結(jié)果

2.1 六周遞增負(fù)荷運(yùn)動(dòng)中pro B，pre B細(xì)胞數(shù)量百分比及凋亡率的流式測(cè)定

圖1 流式細(xì)胞術(shù)測(cè)定結(jié)果圖

2.2 六周生長(zhǎng)發(fā)育對(duì)大鼠pro B、pre B細(xì)胞數(shù)量百分比及凋亡率的影響

為了觀察六周生長(zhǎng)發(fā)育對(duì)大鼠pro B、pre B細(xì)胞數(shù)量百分比及凋亡率的影響，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)了第0、2、4、6周的絕對(duì)安靜組(對(duì)照組)。統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示(見(jiàn)表3，4，5，6)，六周生長(zhǎng)發(fā)育對(duì)大鼠pro B、pre B細(xì)胞數(shù)量百分比及凋亡率的影響無(wú)顯著性差異(P＞0.05)。

2.3 六周遞增跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)中大鼠骨髓Pro B、Pre B細(xì)胞數(shù)量百分比變化

表1 Pro B細(xì)胞在骨髓細(xì)胞中的數(shù)量百分比(%)

表2 Pre B細(xì)胞在骨髓細(xì)胞中的數(shù)量百分比(%)

在6周遞增負(fù)荷運(yùn)動(dòng)中，0周:各組間pro B、pre B細(xì)胞數(shù)均無(wú)顯著性差異。

2周:與A組比，J組分別呈顯著性(P＜0.05)、非常顯著性下降(P＜0.01)，3h組均基本恢復(fù)到A組水平(P＞0.05);與 J組比，3h組分別呈顯著性(P＜0.05)、非常顯著性上升(P＜0.01)。

4周:與A組比，J組均呈顯著性下降(P＜0.05)，3h組均基本恢復(fù)到A組水平;與J組比，3h組均呈顯著性上升(P＜0.05)。

6周:與A組比，pro B細(xì)胞 J組呈顯著性下降(P＜0.05)，3h組基本恢復(fù)到A組水平，而 pre B細(xì)胞，J組呈顯著性下降(P＜0.05)，3h組呈顯著性升高(P＜0.05);與J組比，pro B、pre B細(xì)胞 3h組呈顯著性上升(P ＜0.05)(見(jiàn)表1，2)。

2.4 六周遞增負(fù)荷運(yùn)動(dòng)中骨髓Pro B、Pre B細(xì)胞凋亡率的變化

表3 骨髓Pro B細(xì)胞在體凋亡率(%)

表4 骨髓Pre B細(xì)胞在體凋亡率(%)

在6周遞增負(fù)荷運(yùn)動(dòng)中，0周:各組間pro B、pre B細(xì)胞凋亡率均無(wú)顯著性差異(P＞0.05)。

2周:與A組比，J組pro B凋亡率呈顯著性上升(P＜0.05)，3h組有下降趨勢(shì)(P＞0.05)，而 pre B凋亡率呈非常顯著性上升(P＜0.01)，3h組則呈非常顯著性下降(P＜0.01);與J組比，胞3h組pro B細(xì)呈顯著性下降(P＜0.05)，pre B呈非常顯著性下降(P＜0.01)。

4周:與A組比，pro B細(xì)胞J組呈顯著性上升(P＜0.05)，3h組基本恢復(fù)到 A組水平(P＞0.05)，pre B細(xì)胞J組顯著性上升(P＜0.05)，3h組顯著性降低(P＜0.05);與J組比，3h組pro B細(xì)胞有下降趨勢(shì)(P＞0.05)，pre B呈非常顯著性下降(P＜0.01)

6周:與A組比，J組均呈顯著性上升(P＜0.05)，3h組pro B有下降趨勢(shì)(P＞0.05)，pre B顯著性下降(P＜0.05);與 J組比，3h組 pro B有下降趨勢(shì)(P＞0.05)，pre B呈非常顯著性下降(P＜0.01)(表3，4)。

3 討論與分析

3.1 六周遞增負(fù)荷運(yùn)動(dòng)對(duì)pro B、pre B細(xì)胞數(shù)量的影響

淋巴樣干細(xì)胞中的一部分在骨髓內(nèi)繼續(xù)分化成B細(xì)胞，B細(xì)胞經(jīng)過(guò)非抗原依賴階段和抗原依賴發(fā)育階段，前者主要包括前祖B細(xì)胞、原B細(xì)胞、前B細(xì)胞、不成熟B細(xì)胞、成熟B細(xì)胞，此階段在骨髓中進(jìn)行。Pro B細(xì)胞，進(jìn)行重鏈基因重排，當(dāng)重排成功，開(kāi)始表達(dá)μ鏈，意味著B(niǎo)細(xì)胞發(fā)育由pro B成功轉(zhuǎn)化到pre B細(xì)胞階段［3］。

六周遞增負(fù)荷運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，在WK0，運(yùn)動(dòng)并未對(duì)骨髓早期B細(xì)胞的細(xì)胞數(shù)量百分比造成明顯影響，但從WK2開(kāi)始，各運(yùn)動(dòng)組B淋巴細(xì)胞出現(xiàn)較明顯波動(dòng)，表明一次性的短時(shí)間運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)骨髓幾乎沒(méi)有影響，然而大強(qiáng)度、長(zhǎng)時(shí)間訓(xùn)練對(duì)骨髓早期B細(xì)胞發(fā)育有較顯著的影響。

經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練，骨髓pro B、pre B的細(xì)胞數(shù)量百分比變化顯著，提示對(duì)運(yùn)動(dòng)的敏感性提高。WK2 J組，pre B呈非常顯著性下降，提示pre B細(xì)胞對(duì)運(yùn)動(dòng)負(fù)荷更為敏感，易受運(yùn)動(dòng)的刺激而表現(xiàn)為細(xì)胞數(shù)量急劇減少;應(yīng)該是機(jī)體根據(jù)運(yùn)動(dòng)需要，通過(guò)調(diào)節(jié)B細(xì)胞所占骨髓總細(xì)胞的數(shù)量百分比，盡力維持免疫穩(wěn)態(tài)。

推測(cè)出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因有以下幾個(gè)方面:一方面是由于運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致機(jī)體骨骼肌炎癥反應(yīng)，進(jìn)一步促使HSCs向淋系的發(fā)育受到抑制，從而出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)初期各群B細(xì)胞計(jì)數(shù)均減少。

運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的骨骼肌適應(yīng)性改變的發(fā)生可能伴隨如中性粒細(xì)胞和吞噬細(xì)胞在肌肉損傷處聚集、骨骼肌白細(xì)胞浸潤(rùn)等炎癥反應(yīng)［4］。有研究顯示機(jī)體發(fā)生炎癥時(shí)，在多種炎性介質(zhì)誘導(dǎo)下早期造血細(xì)胞更傾向于向髓系方向分化，而向淋巴系分化的動(dòng)力則受到抑制［5］。

提示在運(yùn)動(dòng)應(yīng)激下，機(jī)體需要募集更多能量，則通過(guò)減少對(duì)淋巴細(xì)胞的供能，以保護(hù)免疫系統(tǒng)的第1道天然防線。

推測(cè)另一種可能的原因是由于運(yùn)動(dòng)能夠影響各群B淋巴細(xì)胞的分化成熟的同時(shí)，各種應(yīng)激激素的產(chǎn)生，也誘導(dǎo)早期B細(xì)胞的大量凋亡，導(dǎo)致骨髓內(nèi)各群早期B淋巴細(xì)胞計(jì)數(shù)減少［6］。因此，我們接下來(lái)的實(shí)驗(yàn)工作觀察了六周遞增負(fù)荷運(yùn)動(dòng)對(duì)骨髓早期B細(xì)胞發(fā)育各階段的細(xì)胞凋亡的影響。

此外，六周遞增負(fù)荷運(yùn)動(dòng)對(duì)骨髓早期B細(xì)胞發(fā)育的影響可能還與運(yùn)動(dòng)大量耗能，進(jìn)而減少了骨髓發(fā)育中B細(xì)胞對(duì)葡萄糖和氨基酸的攝取有關(guān)。

3.2 六周遞增負(fù)荷運(yùn)動(dòng)對(duì)pro B、pre B細(xì)胞凋亡的影響

細(xì)胞凋亡是一種由基因控制的細(xì)胞自主性死亡方式，是一種主動(dòng)的、程序性的、細(xì)胞固有的生物學(xué)過(guò)程，以凋亡小體形成、染色體DNA斷裂、胞膜及核膜皺縮為特征。在免疫系統(tǒng)的發(fā)育和功能行使過(guò)程中，細(xì)胞凋亡始終扮演重要角色，淋巴細(xì)胞的分化、成熟乃至死亡過(guò)程都伴隨著凋亡［3］。

本實(shí)驗(yàn)用流式7－AAD染料，不含固定劑的紅細(xì)胞溶血素處理細(xì)胞，染上7－AAD的細(xì)胞是中晚期凋亡細(xì)胞及壞死細(xì)胞。因嚴(yán)格控制實(shí)驗(yàn)條件的一致性，可認(rèn)為各組壞死細(xì)胞數(shù)相近，故各組的染色細(xì)胞的比較，可以認(rèn)為是凋亡細(xì)胞的比較。

Lu L等的研究發(fā)現(xiàn)B淋巴細(xì)胞在兩個(gè)發(fā)育階段發(fā)生凋亡最為顯著［7－9］:一是介于原B細(xì)胞與前B細(xì)胞之間;二是未成熟B細(xì)胞剛開(kāi)始表達(dá)IgM時(shí)。原B細(xì)胞與前B細(xì)胞交界階段正是前期B細(xì)胞進(jìn)行重鏈切割和連接的重組階段。單細(xì)胞PCR研究近來(lái)證實(shí)高達(dá)80%的原B細(xì)胞不能完成重鏈重組，因負(fù)性選擇而凋亡。

以往的體外實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)不同濃度的GC有誘導(dǎo)早期B細(xì)胞凋亡的作用，尤其是對(duì) pre－B細(xì)胞［10］。Trottier等也報(bào)道骨髓早期Pre B細(xì)胞對(duì)各種凋亡刺激敏感，在應(yīng)激時(shí)常觀察到Pre B細(xì)胞顯著性減少［11］。

六周遞增負(fù)荷運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，pro、pre細(xì)胞凋亡率的變化特征揭示，隨著運(yùn)動(dòng)負(fù)荷的增加和訓(xùn)練時(shí)間的延長(zhǎng)，應(yīng)該是機(jī)體根據(jù)運(yùn)動(dòng)需要，通過(guò)改變凋亡率，進(jìn)而改變B細(xì)胞所占骨髓總細(xì)胞的數(shù)量百分比，以求盡可能的維持免疫穩(wěn)態(tài);并且經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練，pro B、pre B細(xì)胞的凋亡率變化顯著，對(duì)運(yùn)動(dòng)的敏感性也提高。

六周遞增負(fù)荷運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，各早期B細(xì)胞亞群，pro B，pre B細(xì)胞群凋亡率的增加，可能是運(yùn)動(dòng)通過(guò)調(diào)節(jié)早期發(fā)育中pro B，pre B細(xì)胞膜表面抗凋亡蛋白Bcl－2表達(dá)的減少而促成的。胞內(nèi)Bcl－2/Bax與細(xì)胞凋亡和存活密切相關(guān)。Bcl－2家族蛋白的表達(dá)及活性受細(xì)胞內(nèi)源及外源信號(hào)的調(diào)節(jié)，進(jìn)而激活Caspase酶，最終導(dǎo)致細(xì)胞的降解與凋亡［12］。

流式實(shí)驗(yàn)檢測(cè)到的凋亡的細(xì)胞的百分?jǐn)?shù)，其實(shí)僅是代表了在一個(gè)短暫時(shí)刻里可獲取的、并且是在體非體外培養(yǎng)狀態(tài)中的大量凋亡細(xì)胞的一小部分，而且是撲捉了在凋亡開(kāi)始發(fā)生與巨噬細(xì)胞吞噬狀態(tài)之時(shí)間段內(nèi)的細(xì)胞。流式細(xì)胞術(shù)測(cè)得的早期B細(xì)胞在骨髓中的凋亡，只是一個(gè)相對(duì)的凋亡活動(dòng)，本身并不能給予一個(gè)在體的真實(shí)凋亡率［7－9］。因此，今后觀測(cè)早期B細(xì)胞發(fā)育在體實(shí)驗(yàn)的凋亡率，有待于探索一種更直接的檢測(cè)方法。

4 小結(jié)

5.1 提示六周遞增運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，機(jī)體根據(jù)運(yùn)動(dòng)需要，通過(guò)改變凋亡率，進(jìn)而改變?cè)缙诎l(fā)育中B細(xì)胞的數(shù)量百分比，以求盡可能維持免疫穩(wěn)態(tài)，緩解運(yùn)動(dòng)性免疫失衡(如細(xì)胞免疫的抑制，體液免疫的亢進(jìn)等);

5.2 經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練，pre B細(xì)胞數(shù)量百分比呈非常顯著性下降，提示pre B細(xì)胞對(duì)運(yùn)動(dòng)負(fù)荷更敏感，易受運(yùn)動(dòng)的刺激而發(fā)生凋亡;

5.3 以往文獻(xiàn)多報(bào)道長(zhǎng)期運(yùn)動(dòng)后外周體液免疫呈亢進(jìn)狀態(tài)，細(xì)胞數(shù)量增多但分泌免疫球蛋白功能降低，而我們的研究是早期發(fā)育中pro B、pre B細(xì)胞數(shù)量下降，提示可能是長(zhǎng)期運(yùn)動(dòng)引發(fā)了骨髓B細(xì)胞發(fā)育中的代償機(jī)制，有待進(jìn)一步研究證實(shí)。

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Effects of Long－term Incremental Exercise on the Development of Pro B cell、Pre B cell in rats Bone M arrow

GENG Qing－qing1，HAO Xuan－ming2

(1.Shandong Institute of Physical Education and Sports，Jinan，Shandong 250102，China)
2.School of Physical Education and Sports Science South China Normal University，Guangzhou 510006，China)

The purpose of this study was to explore the effects of exercise－induced immune imbalance on the development of early precursor B lymphocytes in rats bone marrow.124 Sprague － Dawley rats were randomly assigned to absolute control，control，immediateness and 3 hours after exercises，respectively.The percentage of quantity and apoptosis rate of Pro B、Pre B weremeasurede by flow cytometry at the end of 0 week，2nd，4th and 6th week .The percentage of pro B、pre Bwere no significant changes atWK0A、WK0J、WK03h.As training time increases，WK2，WK4，WK6 show Jgroup was significantly decreased，3h group upward trend compared with A group at the same week.However，the apoptosis rate contrary to the present trend respectively with four stages of the cellmass.Itshowed thataccording to themovement，body changes in the early development of B cell number percentage by changing the apoptosis rate in order tomaintain the immune steady as could as possible.It concluded that pre B cellswere themost sensitive factor ofmovement，appear apoptosis after excise easily and the number of cells decreased.

B lymphocytes;evelopment;apoptosis;bonemarrow;exercise－ induced immune imbalance.

G807

A

1007－323X(2011)05－0101－05

2011－08－10

耿青青(1981－)，女，博士，講師

研究方向:運(yùn)動(dòng)免疫學(xué)，運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)

廣東省自然科學(xué)基金(9151063101000059)