“高生活水平、低训练强度”的生活方式对女性耐力运动员的血红蛋白含量以及促红细胞生成素-铁调素-肝素轴产生了影响

铁需求与调节轴在高原训练中的响应：一项女性耐力运动员的21天高住低训研究。

　　
本研究聚焦于21天高海拔低训练（Live High-Train Low, LHTL）干预对女性耐力运动员铁代谢需求及血红蛋白质量（Hbmass）的影响。通过对比干预组（INT）与常氧对照组（CON），研究系统评估了EPO-ERFE-肝细胞素轴动态变化与常规铁生物标志物（如血清铁蛋白、转铁蛋白受体等）的关联性，旨在揭示铁代谢调节机制在低氧适应中的具体作用。

### 研究背景与核心问题
高海拔训练已被证实能通过刺激肾脏分泌促红细胞生成素（EPO）促进红细胞生成，进而提升携氧能力。然而，铁作为红细胞生成必需元素，其供需平衡在低氧环境中的作用尚不明确。尤其针对女性群体，因月经周期和铁需求波动较大，此前研究多关注男性运动员，导致性别特异性差异存在争议。本研究通过对比干预组（在2500米模拟海拔中生活训练）与常氧对照组（常规训练环境），重点探究以下问题：（1）LHTL对铁代谢核心标志物（如肝细胞素、ERFE）的影响；（2）常规铁生物标志物（如血清铁蛋白、转铁蛋白饱和度）与Hbmass变化的关联性；（3）女性运动员在低氧暴露下的铁代谢适应性特征。

### 研究设计与关键发现
#### 参与者特征与实验方案
研究纳入15名国家级至国际级水平女性越野滑雪、 биатлон и ski-орienteering运动员。通过自身选择分为干预组（INT，n=8）和对照组（CON，n=7）。干预组在模拟海拔2500米（每日低氧暴露约18小时）进行21天LHTL训练，对照组维持常氧训练环境。所有参与者基线铁蛋白水平均处于临界值（20-35 μg/L），其中INT组5人、CON组3人存在轻度铁缺乏（血清铁蛋白＜35 μg/L）。

#### 血红蛋白质量（Hbmass）变化
干预组Hbmass在21天后显著提升3.8%（p<0.001），而对照组未出现统计学差异。这种差异提示低氧暴露可能通过激活EPO-ERFE-肝细胞素轴促进红细胞生成。值得注意的是，Hbmass提升与血清铁蛋白水平呈正相关（Day 0至Day 6变化r=0.87，p=0.005），表明铁储备的充足性可能影响低氧适应效果。

#### 铁代谢调节轴动态
EPO在干预组第6天达到峰值（较基线上升35.6%，p=0.037），但第21天回落至基线以下（下降42.4%，p=0.019）。此波动与红细胞生成周期相吻合：短期EPO激增刺激骨髓红细胞增殖，长期则可能因铁源耗竭或反馈调节导致EPO水平回调。值得注意的是，肝细胞素和ERFE在6天及21天干预期均无显著变化，这与Breenfeldt Andersen等（2021）关于急性低氧暴露的研究结果一致，但与P?oszczyca等（2023）在男性运动员中观察到的ERFE下降现象存在差异，提示性别因素可能影响铁代谢调节轴的响应模式。

#### 常规铁生物标志物分析
1. **血清铁蛋白**：干预组21天后下降13.9%（p=0.044），但组间差异不显著。这种下降可能与运动性铁流失增加有关，而非单纯低氧暴露的影响。值得注意的是，前6天铁蛋白水平下降幅度与Hbmass增幅呈显著正相关（r=0.87，p=0.005），提示维持铁蛋白水平可能对促进Hbmass适应具有关键作用。

2. **转铁蛋白受体（sTfR）**：干预组sTfR在21天后上升13.9%（p=0.013），而对照组无变化。sTfR作为铁转运蛋白的膜受体，其升高通常反映骨髓对铁的即时需求增加。值得注意的是，转铁蛋白饱和度（TSAT）和血清铁水平在两组均未出现统计学差异，表明虽然sTfR升高提示铁转运需求增加，但未检测到铁利用效率的异常变化。

3. **铁代谢平衡指标**：研究同时监测了铁蛋白指数、血清铁和转铁蛋白水平。除铁蛋白指数在干预组出现趋势性变化（p=0.053）外，其他指标均未显示显著组间差异。这表明常规铁生物标志物可能无法全面反映低氧暴露下的铁代谢动态变化。

### 关键结论与机制探讨
#### 铁代谢调节的双向调控机制
研究揭示了低氧暴露下铁代谢的复杂调节模式：（1）短期（6天）内EPO激增直接驱动红细胞生成，但未触发ERFE和肝细胞素的即时响应；（2）长期（21天）干预后，尽管EPO水平回落，但sTfR持续升高提示铁需求仍在增加；（3）铁蛋白水平与Hbmass变化存在时间依赖性关联，短期铁储备状态可能通过肝细胞素-ERFE轴影响铁利用效率。

#### 性别差异的潜在机制
与既往男性运动员研究结果不同，本研究中女性运动员的ERFE和肝细胞素水平均未出现显著变化。推测可能原因包括：（1）女性月经周期导致的铁流失波动可能掩盖低氧暴露的即时效应；（2）高海拔训练中女性可能通过调整铁吸收策略（如增加肠黏膜DFO1表达）来维持铁平衡；（3）样本量限制（每组仅7-8人）可能影响统计效力。

#### 实践启示
1. **铁补充策略优化**：研究证实前6天铁蛋白水平维持与Hbmass增幅呈正相关，建议运动员在LHTL开始前3天启动铁补充（推荐剂量8-12mg元素铁/日），以避免铁动员导致的肝细胞素水平异常波动。

2. **监测指标选择**：常规铁生物标志物（如sTfR）在低氧暴露后可能出现滞后性变化，而肝细胞素和ERFE在女性群体中可能缺乏敏感性。建议采用动态监测策略，结合铁蛋白水平、sTfR变化率和EPO波动曲线进行综合评估。

3. **低氧暴露时间窗**：研究显示EPO在6天干预期达到峰值，但Hbmass提升需要持续21天。这提示在制定LHTL方案时，需平衡急性刺激（如前6天EPO峰值）与慢性适应（21天Hbmass提升）的协同效应。

### 研究局限性
1. **铁摄入监控不足**：尽管要求参与者记录饮食，但未进行24小时膳食回顾分析，可能影响铁摄入量评估的准确性。
2. **月经周期干扰**：未对月经周期进行标准化分组，可能掩盖铁代谢的性别特异性变化。
3. **Hbmass测量方法**：采用单次碳氧血红蛋白测定法，未进行双盲重复测量，可能影响结果稳定性。
4. **生物标志物时间分辨率**：未在更低时间分辨率（如每日或每两小时）监测肝细胞素和ERFE，可能遗漏瞬时调节信号。

### 未来研究方向
1. **性别特异性研究**：建议扩大样本量（尤其是非运动员女性群体），探讨月经周期不同阶段对铁代谢调节的影响。
2. **分子机制解析**：需结合转录组测序和蛋白互作组学，明确低氧暴露下ERFE与肝细胞素的协同调控机制。
3. **动态监测技术**：开发基于可穿戴设备的铁代谢实时监测系统，结合连续血液采样技术（如指尖连续监测）提升研究时效性。
4. **铁补充剂量优化**：基于不同铁蛋白基线水平（<35 vs ≥35 μg/L），建立个体化铁补充剂量模型。

### 总结
本研究首次系统揭示了女性耐力运动员在LHTL干预中的铁代谢调节特征，证实：（1）短期（6天）EPO激增是Hbmass提升的关键驱动因素；（2）铁蛋白水平与Hbmass变化存在时间依赖性关联；（3）常规铁生物标志物联合铁代谢调节轴监测可更精准评估低氧暴露下的铁需求状态。这些发现为优化高海拔训练计划提供了理论依据，特别是对女性运动员群体具有特殊指导价值。后续研究需结合多组学技术和更精细的时间分辨率监测，深入解析铁代谢动态调节网络。