雌二醇对未经训练的健康人群中运动引起的肌肉损伤和心率变异性影响

《Experimental Physiology》：Influence of oestradiol on exercise induced muscular damage and heart rate variability in a non-trained healthy population

　　摘要

本研究评估了雌二醇（E2）对未经训练的健康女性在运动引起的肌肉损伤（EIMD）和表现的影响。36名年轻健康的女性进行了直至力竭的阶梯运动，测量了重复次数、疼痛感知和幸福感（通过问卷在运动后15分钟和48小时进行评估），以及静息状态和运动后15分钟时的血压（使用血压计）和心率变异性（HRV；使用H10极化带）。在静息状态和运动后2小时采集了血浆样本，检测了白细胞介素（IL）-1α、IL-6、IL-1ra、IL-10（多重ELISA）、肌酸激酶（CK）和乳酸脱氢酶（LDH）的活性，以及E2的水平（使用分光光度法）。通过统计分析比较了E2水平低（<40 pg/mL；n=18）和高（≥40 pg/mL；n=18）的女性组。两组之间的重复次数没有差异，且与E2水平无关。与E2水平低的女性组相比，E2水平高的女性组在运动后2小时的 lower-body 疼痛感知显著较低，并且在运动后48小时的幸福感评分较高。运动后2小时的IL-6和IL-10水平在两组之间没有差异，但这两种细胞因子都与E2水平呈正相关。LDH水平在E2水平高的女性组中较低，并与E2水平呈负相关。静息状态下的血压与E2水平呈负相关。运动后48小时的总体疼痛感受与LDH水平呈正相关，与IL-10水平呈负相关，而幸福感则呈现相反的相关性。在静息状态或运动后，无论是时间域还是频率域的HRV参数上，两组之间或E2水平与HRV参数之间均未发现差异。总之，在未经训练的女性中，雌激素水平会影响EIMD，减轻疼痛感知。这些效应可能与E2通过IL-6/IL-10肌因子信号通路对肌肉膜的保护和加速肌肉纤维再生有关。根据这些数据，雌激素似乎不影响HRV，因此孕酮的作用值得进一步研究。

**本研究的核心问题是什么？** 在未经训练的女性中，雌二醇是否影响运动引起的肌肉损伤（EIMD）、表现或心率变异性（HRV）？** 主要发现及其重要性是什么？** 在未经训练的女性中，雌激素水平会影响EIMD，减轻疼痛感知。这些效应可能与骨骼肌膜的保护和增强的IL-6/IL-10肌因子信号通路有关。雌激素水平似乎不影响HRV，无论是在静息状态还是运动后。本研究有助于增进对女性性激素在体育锻炼中影响的认识。

**1 引言**

体育活动，尤其是在高强度下进行时，会导致肌肉损伤，称为运动引起的肌肉损伤（EIMD）（Ertel等人，2020年）。这一过程的特点是肌肉纤维断裂、炎症、疼痛和力量下降，从而限制了后续的运动表现，通常在24-72小时内消退（Docherty等人，2022年）。在肌肉纤维损伤发生后，细胞内酶（如肌酸激酶（CK）和乳酸脱氢酶（LDH）会被释放，并引发局部炎症反应。在此过程中，从骨骼肌释放的白细胞介素（IL）-6是关键因素之一，它有助于招募免疫细胞进行肌肉组织修复（Peake等人，2015年）。IL-6还调节抗炎细胞因子的产生，包括IL-1受体拮抗剂（IL-1ra）和IL-10（Petersen & Pedersen，2005年），从而有助于炎症的消退和肌肉恢复（Pedersen，2011年；Pedersen & Fischer，2007年）。为了确保研究的公平性，必须包括女性参与者，并考虑卵巢周期和激素变化对生理反应的影响（Cabre等人，2024年；Oosthuyse & Bosch，2017年；Oosthuyse等人，2023年）。一个尚未解决的相关问题是卵巢周期激素对EIMD的影响（Romero-Parra等人，2021年）。有证据表明，在雌激素水平较低的月经周期阶段，促炎细胞因子往往较高（Notbohm等人，2024年），一项荟萃分析描述了黄体期的炎症反应更强烈（Notbohm等人，2023年）。对运动的疼痛敏感性和肌肉损伤生物标志物（如CK）的释放也取决于性别。与男性相比，女性的疼痛感知持续时间更长，而CK的反应恢复得更快，这两者都受到卵巢激素的影响（Oosthuyse & Bosch，2017年）。运动后的表现和努力感知似乎也受到卵巢周期的影响。在女性运动员中，有证据表明在雌激素水平高峰的周期阶段肌肉力量更大（Kissow等人，2022年），尽管最近的一项荟萃分析报告称，力量似乎受到月经周期中性激素波动的微小影响（Blagrove等人，2020年）。与月经周期的中间阶段相比，卵巢周期的中间阶段表现和幸福感更高（Antero等人，2023年），而在卵巢周期的前半段工作努力程度较低（De Larochelambert等人，2024年）。另一方面，一项荟萃分析显示口服避孕药对表现的影响可以忽略不计（Elliott-Sale等人，2020年）。总体而言，关于卵巢周期对运动表现和EIMD的影响尚无明确结论，尤其是在未经训练的个体中。可能的原因是样本量小、分析的生物标志物数量和相关性不足、周期阶段的定义不明确以及人群在训练水平和肌肉适应方面的异质性，这强调了需要进一步进行严格和全面的研究（Cabre等人，2024年；Coleseno-Semple等人，2025年；Oosthuyse等人，2023年；Sims等人，2023年）。我们的研究聚焦于未经训练的女性以及17β-雌二醇（E2）的作用，因为它是代谢、骨骼肌生长和膜保护活动的主要调节因子（Oosthuyse等人，2023年）。心率变异性（HRV）是一个有价值的生理指标，用于评估交感神经系统（SNS）和副交感神经系统（PNS）的调节。在运动员中，HRV已被用于评估激活能力和恢复能力（Güng?r等人，2024年）、训练适应（Kiss等人，2016年）以及过度训练和表现（Lundstrom等人，2023年）。关于卵巢周期对HRV影响的现有数据并不一致。在静息状态下，一些研究表明在雌激素水平较低的卵巢周期阶段HRV较大，PNS占主导地位，而在黄体期则减少（Tenan等人，2014年）；其他研究则显示在高雌激素水平的增殖阶段PNS活动占主导地位（Brar等人，2015年）；还有一些研究未发现年轻女性之间的差异，尽管在绝经后女性观察到HRV下降（Ramesh等人，2022年）。在女性运动员中，当雌激素水平较低时观察到HRV较高（Sims等人，2021年），但缺乏未经训练女性的数据。基于上述差距，本研究的目的是评估在从事休闲体育活动的未经训练的健康女性中E2水平对EIMD不同表现的影响，即疼痛感知、炎症和肌肉损伤。我们还评估了其对表现和HRV的可能影响。

**2 方法**

**2.1 伦理批准**

向女性提供了关于参与研究的程序的口头和书面信息，有兴趣的女性提供了书面知情同意书。该研究获得了马德里自治大学研究伦理委员会的批准（参考编号CEI-136-2901，批准日期为2024年2月9日），符合《赫尔辛基宣言》中的伦理标准。个人数据受2018年12月5日的西班牙有机法律3/2018和欧盟法规2015/2283的保护，这些法规保障了参与者的安全。

**2.2 参与者**

参与者是通过非概率策略从马德里自治大学（西班牙）的医学、护理和生物医学工程专业的学生中招募的。纳入标准是健康的成年人、具备足够的西班牙语知识以及年龄≥18岁（根据现行西班牙法律规定的法定年龄）。排除标准包括活跃吸烟者、身体组成超出正常范围、多囊卵巢综合征、慢性炎症性疾病（糖尿病、高血压、肥胖或乳糜泻）以及总活动量超过60 METs kcal/kg/周的训练者。根据这些标准，招募了36名月经规律的健康女性（西班牙籍，中位年龄20.0 [19.0, 23.0]岁）。所有参与者都是非吸烟者，血压正常（收缩压<120 mmHg，舒张压<80 mmHg），未服用任何药物，没有心血管或炎症并发症的历史，也没有高强度的体育训练。

**2.3 实验设计**

在第一次访问时，女性填写了以下问卷：（1）关于年龄、教育水平、经济状况和整体健康状况的专门社会人口统计问卷；（2）成人及青少年活动问卷（AQuAA；Chinapaw等人，2009年），这是一个经过验证的工具（Busschaert等人，2015年），用于调查常见的体育或休闲活动的频率和强度（Liu等人，2011年）。根据AQuAA，计算了总活动量（以代谢当量任务MET计）（kcal/kg/周）。在此次访问中，还评估了身体组成。使用身高计（Tanita WB 380-H；BioLogica S.L.，巴塞罗那，西班牙）测量身高和体重，并用卷尺和阻抗法（Bodystat 520，SN 510802；BioLogica S.L.）测量腰围和臀围。通过这些测量获得了以下参数：体质指数（kg/m2）、腰臀比（WHI，单位：a.u.）、脂肪质量（% kg）、肌肉质量（% kg）和基础代谢率（kcal/天）。在下次访问时，要求女性在之前一天避免剧烈运动。在此次访问中，询问了女性的月经周期阶段，将月经视为28-35天的周期的一个标志。根据这些信息，将女性分为卵泡期（第1-8天和第25天及以上）和黄体期（第9-24天）。还询问了女性是否使用基于激素的避孕措施。在静息状态和运动后15分钟测量了心血管参数（血压和HRV）。在静息状态和运动后2小时采集了血液样本。运动后立即和运动后48小时评估了疼痛感知和幸福感。图1显示了实验设计。

**2.4 运动方案**

运动方案包括在弹性箱（Vevor ES，马德里，西班牙）上进行重复的踏步上升和下降动作，箱子的高度大约等于参与者膝盖到地面的距离。踏步频率设置为每分钟15次，并使用节拍器进行调节（如Larsen等人，2007年所述）。整个运动过程中，有工作人员使用节拍器进行监督，确保下降踏步的时间（3秒）足够长，以保证运动的离心成分。此外，一名健康专业人士和研究团队成员在整个运动过程中对参与者进行了指导。运动持续到自愿力竭，使用Borg主观用力等级量表（Borg，1982年）进行评估，并记录了完成的重复次数（上下踏步的次数）。

**2.5 测量**

**2.5.1 疼痛感知和幸福感问卷**

**2.5.1.1 疼痛感知评估**

运动完成后立即和运动后48小时（通过电话）通过问卷评估疼痛（如Tavares等人，2018年所述）。问卷使用1-5的Likert量表，间隔0.5分（从1：无疼痛到5：剧烈疼痛），涵盖了20个不同的肌肉部位（左侧10个，右侧10个）。lower-body 疼痛感知是左侧和右侧股四头肌、小腿肌肉、腹部肌肉、腘绳肌和臀部肌肉疼痛的总和（评分范围在10到50分之间）。upper-body 疼痛感知是左侧和右侧胸部、肩膀、颈部、下背部和上背部肌肉疼痛的总和（评分范围也在10到50分之间）。总体疼痛感知是所有肌肉区域疼痛总和的结果，最低分为20分，最高分为100分。分数越高，疼痛感知越强烈。

**2.5.2 主观幸福感问卷**

运动48小时后，女性完成了主观幸福感问卷，该问卷评估了疲劳、睡眠质量、一般肌肉酸痛、压力水平和情绪，使用5分的Likert量表（1到5分，间隔0.5分）。总体幸福感是通过将五个评分相加确定的。分数越高，幸福感越强或疲劳感知越低（McLean等人，2010年）。

**2.5.2 心血管参数评估**

在静息状态和运动后15分钟测量了心血管参数。收缩压和舒张压（SBP和DBP；单位：mmHg）是使用臂带和数字式血压计（A&D Medical，美国加利福尼亚州圣何塞市）测量的。在进行测量时，参与者采取坐姿，背部得到支撑，双脚平放在地板上，测量的手臂保持在心脏水平位置。连续进行两次测量，每次测量间隔1分钟，然后使用平均值进行后续分析。平均动脉压（MAP；单位：mmHg）的计算公式为DBP + [(SBP + DBP)/3]。心率变异性（HRV）是在10分钟的仰卧休息期间使用Polar H10胸部电极带（Polar Electro Ltd，芬兰Kempele）进行评估的，电极的位置与V4心电图导联类似，稍微向左倾斜至乳头下方。Polar H10连接到ELITE HRV智能手机应用程序（https://elitehrv.com/）以采集数据，该应用程序提供以下参数：（1）时域参数：心率（HR，单位：次/分钟），R-R间期（单个心跳中连续R波之间的时间，单位：秒），R-R间期连续差异的均方根（RMSSD，单位：毫秒），以及R-R间期差异超过50毫秒的连续心跳百分比（pNN50，单位：%）；（2）频域参数，通过快速傅里叶变换和Welch功率谱密度估计得到低频功率（LF，0.04–0.15 Hz；单位：毫秒2），高频功率（HF，0.15–0.40 Hz；单位：毫秒2）和总功率（TP，单位：毫秒2）。此外，还计算了HR/LF（Tanoue等人，2022年）、LF/HF和HF/TP比率，以及标准化的LF（LF/(LF + HF)和标准化的HF（HF/(LF + HF)和ln(HF)）。本研究遵循了欧洲心脏病学会和北美起搏与电生理学会的指南（Malik等人，1996年）。

2.5.3 血样提取和处理
在休息时以及运动后2小时采集血样，这是炎症生物标志物显著升高的时间点（Ramiro-Cortijo等人，2025年）。在严格的卫生和安全协议下，使用Tasso+ M20设备（Tasso Inc.，美国华盛顿州西雅图市）采集0.5毫升的毛细血管血样，并将其收集在锂肝素微采集管（Vacutainer，BD，美国新泽西州Franklin Lakes市）中。血样在4°C下以900 g的离心力离心10分钟，得到的血浆在-80°C下保存直至分析（体积在250至300微升之间）。

2.5.4 血浆17β-雌二醇水平
血浆E2通过酶联免疫吸附测定法（ELISA）（Estradiol Parameter Assay，产品编号KGE014，R&D Systems，美国明尼苏达州明尼阿波利斯市）进行检测，按照制造商的说明操作。简要来说，样品用三氯乙酸去蛋白后，加入100微升的雌二醇一抗溶液，清洗后，将100微升的标准品或样品与50微升的雌二醇结合物混合，然后加入底物溶液并进一步孵育。通过微孔板读数器（Synergy HT Multi-Mode，BioTek，美国佛蒙特州Winooski市）在490纳米波长下评估光密度。雌二醇的标准曲线范围为3000至12.3皮克/毫升。根据制造商的数据，检测内的精度为变异系数（CV）5.4%，检测间的精度为CV 7.6%，灵敏度范围为2.14至12.1皮克/毫升。根据Frederiksen等人（2020年）的方法，根据血浆E2水平将参与者分为低水平（<40皮克/毫升或约<150皮摩尔/升）和高水平（≥40皮克/毫升）两组。

2.5.5 血浆细胞因子
使用定制的Ella?超灵敏多重免疫测定系统试剂盒（Bio-Techne Corp.，美国明尼苏达州明尼阿波利斯市），按照制造商的协议，同时定量30微升血浆样本中的白细胞介素（IL-1α、IL-6、IL-1ra、IL-10）浓度。该系统利用预涂有细胞因子特异性检测抗体的微流控通道和微反应器来自动化重复测量。记录荧光信号（相对荧光单位，RFU），并根据标准曲线计算细胞因子浓度（皮克/毫升）。每种细胞因子的定量下限（LLOQ）和上限（ULOQ）分别为：IL-1α（0.49–1880皮克/毫升），IL-6（0.28–2652皮克/毫升），IL-1ra（7.37–4500皮克/毫升）和IL-10（0.38–1446皮克/毫升）。根据制造商的数据，该试剂盒的检测间精度CV<20%。

2.5.6 血浆肌肉损伤生物标志物
使用商业试剂盒（Cromakit，西班牙格拉纳达市），按照制造商的说明，测定肌酸激酶（CK；产品编号TK41251）和乳酸脱氢酶（LDH；产品编号SP41214）的活性，作为肌肉损伤的标志物。所有反应在37°C下进行，读数以蒸馏水为基准进行校正。为了测定CK活性（检测限=0.878–1300 U/L），将5微升血浆与250微升工作反应液（含有磷酸肌酸+ADP）混合并孵育2分钟，在CK存在下产生肌酸和ATP。之后，每分钟在340纳米波长下读取吸光度3分钟。吸光度越高，CK活性越大。CK活性（U/L）的计算方法是吸光度差值与这些差值平均值的乘积（ΔAbs/min）× 11.3。为了测定LDH活性（检测限=2–1500 U/L），将4.2微升血浆与250微升工作反应液（含有丙酮酸+NADH+H+）混合并孵育1分钟，在LDH存在下生成l-乳酸和NAD+。然后，每分钟在340纳米波长下读取吸光度3分钟。吸光度越高，LDH活性越低。LDH活性（U/L）的计算方法是吸光度差值与这些差值平均值的乘积（ΔAbs/min）× 13.6。由于CK和LDH的测量可能受到肌肉质量的影响（Ramiro-Cortijo等人，2025年），这些测定结果与肌肉质量相关。

2.6 统计分析
统计分析使用R软件（版本4.5.0，R Foundation for Statistical Computing，奥地利维也纳）在RStudio界面（版本2025.09.2+418）中进行，使用了rio、CompareGroups、ggplot2、ggpubr、dplyr、devtools、ggcorrplot、effectsize和nlme等包。定量数据以中位数和四分位数范围（IQR）[Q1, Q3]表示。本研究未使用任何数据丢失的插补技术。组间差异（高E2 vs. 低E2）通过Mann–Whitney U检验进行验证，并使用Bonferroni校正来控制多重比较，Spearman的rho系数（ρ）用于探索定量变量之间的相关性，包括雌二醇与感知疼痛、心血管参数、细胞因子和肌肉损伤生物标志物浓度之间的关系。此外，通过双向重复测量方差分析（ANOVA）分析疼痛、心血管参数、细胞因子或肌肉损伤生物标志物的变化，提取了受试者之间的主效应（E2组；Pgroup）、受试者内随时间的变化（Ptime）以及它们的交互效应（E2组 × 时间；Pint）。效应大小以Cohen's d的绝对值表示，分为小效应（|d|～0.2）、中等效应（|d|～0.5）和大效应（|d|～0.8）。d的95%置信区间通过其原始值（95% CI）估计。重复测量ANOVA的效应大小通过eta-squared（η2）表示，分为小效应（η2～0.01）、中等效应（η2～0.06）和大效应（η2～0.14）。统计显著性以P值<0.05为准，当P<0.1时描述趋势。

3 结果
3.1 研究对象特征和雌二醇浓度
所有女性均为单身，月收入低于500欧元，并报告偶尔或周末饮酒和啤酒。参与者每天进食3-4次，未报告补充剂的摄入。三名女性报告使用基于激素的避孕方法（孕激素）。低E2组的血浆雌二醇水平为12.3 [4.20, 22.5]皮克/毫升（约45皮摩尔/升），高E2组为134.0 [62.9, 252.0]皮克/毫升（约490皮摩尔/升；P < 0.001）。低E2组女性的自我报告的卵巢周期天数为6.5 [4.0, 8.8]天，高E2组为17.0 [15.0, 20.0]天（P = 0.004）。低E2组和高E2组在年龄、身体组成参数或日常身体活动方面没有显著差异（表1）。表1. 根据血浆雌二醇（E2）的身体组成和身体活动。所有（n = 36）
低E2组（n = 18）
高E2组（n = 18）
P
年龄（岁）
20.0 [19.0, 24.0]
20.0 [19.0, 24.0]
19.5 [19.0, 22.2]
0.540
体重（kg）
55.7 [51.8, 60.2]
55.5 [52.5, 59.9]
56.0 [49.8, 60.4]
0.924
BMI（kg/m2）
21.4 [19.8, 22.5]
21.1 [19.9, 22.3]
21.4 [20.0, 22.9]
0.739
WHI（a.u.）
0.73 [0.70, 0.75]
0.73 [0.70, 0.74]
0.73 [0.69, 0.75]
0.764
总体水分（L）
28.6 [26.2, 29.2]
28.6 [26.1, 29.2]
28.5 [26.5, 29.3]
0.924
脂肪质量（%）
27.7 [26.1, 29.7]
27.7 [26.0, 29.7]
27.6 [26.5, 28.6]
0.899
肌肉质量（%）
33.3 [31.3, 34.5]
32.0 [31.4, 35.0]
33.6 [31.4, 33.8]
0.740
基础代谢率（kcal）
1394 [1307, 1468]
1390 [1323, 1467]
1408 [1295, 1486]
0.862
总活动量（kcal/千克/周）
30.9 [20.3, 43.2]
33.3 [23.1, 49.3]
30.5 [19.1, 41.7]
0.402

注：数据显示中位数和四分位数范围 [Q1, Q3]。P值由Mann–Whitney U检验得出。缩写：BMI，身体质量指数；BMR，基础代谢率；n，样本量；WHI，腰臀比。


3.2 雌二醇对运动表现和疼痛感知的影响
两组之间的重复次数没有显著差异（低E2组 = 299 [181, 450]次，高E2组 = 298 [160, 404]次；P = 0.837），按肌肉质量标准化的重复次数也显示了相似的结果（低E2组 = 17.2 [10.9, 23.9]次/千克肌肉，高E2组 = 16.0 [8.88, 22.5]次/千克肌肉；P = 0.752）。雌二醇水平与重复次数没有显著相关性（ρ = 0.10 [?0.24, 0.42]；P = 0.558）。关于运动后立即（15分钟）的疼痛感知，低E2组的女性报告的下半身疼痛程度高于高E2组，这接近统计显著性（P = 0.052；|d| = 0.35；95% CI ?1.00, 0.31）。运动后48小时，低E2组的下半身疼痛感知增加了10.8%，而高E2组增加了0.15%。然而，没有发现时间或交互作用（组 × 时间）的影响，两组之间的疼痛时间演变相似。对于总疼痛感知，没有观察到组的主效应。然而，时间效应接近显著性（P = 0.073；η2 = 0.12），表明疼痛随时间增加，这与预期一致。运动后48小时，低E2组的总疼痛感知增加了11.2%，而高E2组增加了1.4%。同样，没有交互作用，两组的总疼痛时间演变相似（表2）。雌二醇水平与疼痛评分没有显著相关性。表2. 根据血浆雌二醇（E2）的疼痛感知。所有（n = 36）
低E2组（n = 18）
高E2组（n = 18）
P1
P组
P时间
P时间
15分钟后的下半身疼痛（a.u.）
29.0 [22.0, 33.2]
30.0 [23.2, 34.8]
27.5 [20.5, 31.1]
0.304
0.052
0.199
48小时后的下半身疼痛（a.u.）
30.0 [26.0, 34.0]
31.2 [26.5, 38.0]
28.0 [26.0, 32.4]
0.099
15分钟后的总疼痛（a.u.）
39.0 [33.5, 45.6]
40.0 [34.2, 47.0]
38.0 [31.2, 45.4]
0.631
0.188
0.073
48小时后的总疼痛（a.u.）
40.0 [36.0, 50.5]
42.0 [38.0, 54.9]
39.0 [36.0, 48.1]
0.155

注：数据显示中位数和四分位数范围 [Q1, Q3]。P值由Mann–Whitney U检验得出。缩写：BMI，身体质量指数；BMR，基础代谢率；n，样本量；WHI，腰臀比。

3.2 雌二醇对运动表现和疼痛感知的影响
两组之间的重复次数没有显著差异（低E2组 = 299 [181, 450]次，高E2组 = 298 [160, 404]次；P = 0.837），按肌肉质量标准化的重复次数也显示了相似的结果（低E2组 = 17.2 [10.9, 23.9]次/千克肌肉，高E2组 = 16.0 [8.88, 22.5]次/千克肌肉；P = 0.752）。雌二醇水平与重复次数没有显著相关性（ρ = 0.10 [?0.24, 0.42]；P = 0.558）。关于运动后立即（15分钟）的疼痛感知，低E2组的女性报告的下半身疼痛程度高于高E2组，这接近统计显著性（P = 0.052；|d| = 0.35；95% CI ?1.00, 0.31）。运动后48小时，低E2组的下半身疼痛感知增加了10.8%，而高E2组增加了0.15%。然而，没有发现时间或交互作用在静息状态或运动后2小时，雌激素水平与IL-1ra之间均无相关性。IL-10水平在雌二醇组之间没有显著差异，且随时间或交互作用也没有显著变化（图2d）。在静息状态下，雌激素水平与IL-10之间没有相关性，但在运动后2小时出现显著的正相关（ρ = 0.61 [0.34, 0.79]；P < 0.001）。此外，运动后2小时的IL-10与运动后48小时的总体疼痛感知呈负相关（ρ = ?0.28 [?0.47, ?0.06]；P = 0.014），并与幸福感呈正相关（ρ = 0.31 [0.09, 0.50]；P = 0.006）。

3.4 肌肉损伤生物标志物

在静息状态下，雌二醇组之间的CK活性没有显著差异，运动后也未检测到变化。重复测量分析未发现组间或交互作用的主效应，但存在时间的主效应趋势（Ptime = 0.068），表明运动后CK活性略有增加（图3a）。在静息状态或运动后2小时，雌激素水平与CK活性之间均无相关性。根据血浆雌二醇（E2）的肌肉损伤生物标志物数据，显示中位数和四分位数范围 [Q1, Q3]。点代表每个观察值。组间P值通过Mann–Whitney U检验并经过Bonferroni校正获得。受试者间（E2组；Pgroup）、受试者内随时间（Ptime）及其交互作用（E2组 × 时间；Pint）的主效应通过双因素重复测量ANOVA获得。在静息状态下，LDH活性在雌二醇组之间没有显著差异（P = 0.117）。然而，运动后2小时，低E2组的LDH水平高于高E2组（P = 0.016）。此外，雌二醇组的主效应显著（Pgroup = 0.047），时间效应也显著（Ptime < 0.001），表明两组运动后LDH活性均增加，但在雌二醇水平较高的女性中仍较低。未观察到显著交互作用，这意味着在不同激素条件下LDH变化的时间模式相似（图3b）。在静息状态下，雌激素水平与LDH活性之间无相关性，但在运动后2小时出现显著负相关（ρ = ?0.41 [?0.66, ?0.06]；P = 0.019）。此外，运动后15分钟的下肢疼痛感知与运动后2小时的LDH活性呈显著正相关（ρ = 0.22 [?0.01, 0.42]；P = 0.056）。LDH活性还与运动后48小时的总体疼痛感知呈显著相关（ρ = 0.24 [0.01, 0.44]；P = 0.035），并与幸福感呈负相关（ρ = ?0.27 [?0.47, ?0.05]；P = 0.017）。

3.5 心血管参数和心率变异性（HRV）变量

在静息状态或运动后15分钟，各组之间的血流动力学变量均无显著差异（图4a–c）。组、时间或其交互作用对血压也没有影响。在静息状态下，血浆E2水平与血压参数之间存在显著负相关（SBP：ρ = ?0.42 [?0.66, ?0.11]，P = 0.010；DBP：ρ = ?0.32 [?0.60, 0.01]，P = 0.058；MAP：ρ = ?0.39 [?0.64, ?0.08]，P = 0.017）。这些相关性在运动后15分钟未再检测到。根据血浆雌二醇（E2）的心血管参数数据，显示中位数和四分位数范围 [Q1, Q3]。点代表每个观察值。组间P值通过Mann–Whitney U检验并经过Bonferroni校正获得。受试者间（E2组；Pgroup）、受试者内随时间（Ptime）及其交互作用（E2组 × 时间；Pint）的主效应通过双因素重复测量ANOVA获得。时间对心率（HR）有显著主效应（Ptime < 0.001），E2组或交互作用无影响，反映了两种激素条件下运动后HR的预期增加（图4d）。雌激素水平在静息状态或运动后15分钟与HR均无相关性。所有HRV参数都观察到时间的主效应，表明运动后15分钟PNS调节和整体HRV降低（图5）。具体而言，R–R间期、RMSSD、pNN50和HF显著降低，而HR/LF和LF/HF比率增加，这与交感神经系统（SNS）占优势的急性转变一致。尽管高E2组在两个时间点的SNP指数有上升趋势，但这些差异未达到统计学显著性。HRV变量在静息状态或运动后15分钟与E2水平均无显著相关性。

4 讨论

研究卵巢周期对运动后肌肉损伤影响的研究结果并不一致，这归因于不同的人群（训练过或未训练过）、分析的分子数量较少，或评估卵巢周期的方法不同（报告与激素评估相比）（Cabre等人，2024年）。本研究的重点是评估年轻女性这一同质群体中的EIMD表现，这些女性的训练水平较低，重点关注E2，这是最具代表性的、对肌肉修复和膜保护作用最强的雌激素（Enns & Tiidus，2010年；Oosthuyse & Bosch，2017年）。我们还旨在探讨E2对HRV和运动能力的影响。

4.1 雌激素对运动表现的影响

卵巢周期对运动的影响在体育领域越来越受到重视，尤其是在肌肉力量和表现方面（Cabre等人，2024年；Hamed-Hamed等人，2024年；Julian等人，2017年；Kissow等人，2022年）。然而，大多数研究集中在运动参与者身上，关于未训练女性的信息很少，她们没有像运动员那样的肌肉适应性。本研究中的群体在年龄和健康状况上是一致的，并根据报告的METs被分类为未训练者。在这一群体中，运动前的重复次数被用作运动表现指标。我们没有发现高E2组和低E2组之间的差异，也没有发现重复次数与E2之间的相关性。这与一项针对健康成年未训练志愿者的研究结果相反，该研究表明在卵泡期肌肉力量会增加（Pallavi等人，2017年）。这种改善可能与E2的作用有关，一项系统评价表明在E2水平最高的排卵期肌肉力量达到峰值（Kodete等人，2024年）。我们的研究与Pallavi等人的研究可能因方法学差异而有所不同（重复次数与手握力测试测量的肌肉力量）。因此，使用不同的研究设计和测试方法进一步探讨E2的影响将很有意义。虽然我们没有根据卵巢周期阶段比较参数，但低E2组的女性处于卵巢周期的第六天，对应于早期卵泡期，而高E2组则处于第17天，可能对应于排卵期或黄体期。

4.2 E2对疼痛感知的影响

卵巢激素浓度也会影响疼痛感知（Romero-Parra等人，2021年），有研究表明雌激素可能减轻疼痛，而孕酮可能产生负面影响（Kodete等人，2024年）。运动后的疼痛与纤维微损伤以及炎症和肿胀有关，这些都会激活肌肉中的痛觉感受器（Oosthuyse等人，2023年）。动物研究表明雌激素可以减轻运动或受伤后的骨骼肌炎症（Enns & Tiidus，2010年）。此外，在更年期，“肌肉骨骼综合征”一词被用来描述与雌激素丢失相关的骨骼肌疼痛（Wright等人，2024年）。本研究表明，高E2组的女性在运动后立即和48小时后的疼痛感较低。然而，任何时间点E2与疼痛之间均未发现相关性。需要考虑的是，痛觉不仅与雌激素有关，还取决于孕酮以及这些激素与其受体之间的相互作用（Iacovides等人，2015年）。在实验条件下，由于样本量有限，无法评估孕酮水平，未来研究中对这两种激素的评估是必要的。有趣的是，我们发现运动后48小时的幸福感得分在高E2组中更高，并且与E2呈正相关。幸福感得分不仅评估了一般的肌肉酸痛，还评估了疲劳、睡眠质量和情绪。总之，我们的结果表明雌激素对这些参数有积极影响，而疼痛本身可能取决于E2和孕酮的相对含量。

4.3 雌激素对肌肉损伤和炎症生物标志物的影响

不习惯的运动，特别是涉及离心收缩的运动，会导致微损伤和肌肉纤维膜的破坏。肌肉损伤的程度通常通过释放细胞内酶（如CK和LDH）来监测，这些酶被认为是不同运动协议下肌肉损伤的良好生物标志物（Callegari等人，2017年；Jiaming & Rahimi，2021年；Ringleb等人，2024年）。动物研究表明雌激素可以减轻肌肉膜的破坏和CK的释放（Enns & Tiidus，2010年）。在人类中，有一些数据支持雌激素的积极作用，表明接受激素替代疗法的绝经后女性在离心运动后的血清CK和LDH活性低于未接受激素治疗的女性（Dieli-Conwright等人，2009年）。此外，在进行下坡跑步的女性中，发现血浆CK与雌激素水平呈负相关（Oosthuyse等人，2023年）。在我们的研究中，我们未检测到E2对CK的影响，但在运动后低E2组的女性中LDH值较高，并且与雌激素呈负相关。这些发现表明较高的雌二醇浓度可能对运动引起的肌肉膜破坏和细胞质酶泄漏具有部分保护作用，这可能与雌激素对膜稳定性的影响有关。运动后2小时LDH与48小时幸福感之间的负相关可能支持肌肉纤维损伤、蛋白质泄漏和疼痛之间的关系。EIMD的另一个特征是炎症反应，这与循环中的细胞因子有关（Ringleb等人，2024年）。在静息状态下，低E2组的促炎细胞因子IL-1α的变化倍数更大。然而，我们未在运动期间或运动后发现IL-1α的增加，也未发现血浆雌二醇与IL-1α水平之间的相关性。同样，我们未发现两组之间IL-1ra（其受体）的差异或与E2的相关性。有证据表明，在更年期，雌激素的缺乏会增加IL-1相关家族的表达，但这主要与骨骼和骨质疏松有关（Cheng等人，2022年）。时间效应的缺乏表明，在本研究的运动条件下，IL-1α不是主要释放的细胞因子，且不受E2的影响。相反，运动后两组中的IL-6显著增加，并且在运动后2小时发现E2与IL-6之间有正相关趋势。雌激素对肌肉损伤具有保护作用，部分原因是通过促进卫星细胞的增殖来修复肌肉（Enns & Tiidus，2010年），尽管IL-6被认为是一种促炎细胞因子，但它作为运动期间释放的肌细胞因子在组织修复中起重要作用（Peake等人，2015年）。IL-6还刺激抗炎细胞因子如IL-10的释放（Ma?kowska & Sawczuk，2023年），从而有助于肌肉炎症的解决和恢复（Pedersen，2011年；Pedersen & Fischer，2007年）。由于运动后2小时E2水平也与IL-10呈正相关，我们推测雌激素的升高可能有助于更快地恢复肌肉。这也解释了运动后48小时的高幸福感以及与E2的正相关。因此，评估这些细胞因子在恢复过程中的动力学变化将非常有趣。我们发现IL-10与疼痛感知呈负相关，但与幸福感呈正相关，这表明在运动期间高E2水平下，IL-6/IL-10修复信号通路可能受到雌激素水平的影响。在48小时时评估这些肌细胞因子的水平可能有助于确认E2在恢复过程中的作用。

4.4 雌激素对血流动力学参数和心率变异性（HRV）的影响

雌激素对血压的影响是众所周知的，特别是在绝经后妇女的研究中，这些研究表明E2丧失后血压会上升（Akhter等人，2023年）。我们在静息状态下的发现与这一证据一致，因为发现E2与血压水平之间存在负相关。然而，我们没有发现E2对运动后血压的影响，这与之前在年轻女性中进行的中等强度腿部运动研究结果相同，且不同周期阶段之间没有差异（Shiozawa等人，2023年）。我们还评估了E2对HRV的潜在影响，HRV用于监测自主神经系统功能，在体育领域被广泛使用（Schaffarczyk等人，2022年）。运动后，HRV参数的分析显示交感神经系统（SNS）占主导地位，这一点通过所有时间和频率域指标（包括HR/LF）的显著主效应得到证实，HR/LF被认为是反映运动中SNS激活的可靠参数（Tanoue等人，2022年）。总体而言，目前的结果证实E2在静息状态或运动条件下对HRV均无影响。在静息状态下，一些作者报告了卵巢周期中HRV的差异，排卵期HRV最高，月经期最低，无论是未经训练的女性（Tenan等人，2014年）还是受过训练的女性运动员（Sims等人，2021年）。一些作者强调了孕酮在这种效应中的重要性（Hamidovic等人，2023年），而E2似乎没有明显的作用（Schmalenberger等人，2020年），这一点在绝经期的背景下也得到了证实，绝经后妇女的雌激素治疗对运动前或运动后的HRV值没有影响（Harvey等人，2016年），这与我们的结果一致。由于样本量较少，我们无法评估孕酮的影响，而这本是可行的。

4.5 限制与未来方向

本研究存在一些局限性，可以在未来的研究中加以考虑。首先，尽管我们专注于雌二醇的研究，但由于血液样本量有限，无法评估孕酮的作用。评估雌激素对运动能力的影响也很有趣，但由于设备不足而无法实现。尽管重复次数直到疲劳时的小范围变化表明人群的同质性，但通过在一定重复次数后使用Borg量表评分来评估E2的影响可能会提供更多信息。第三，希望在更大的人群中验证我们的结果，包括具有不同饮食或种族背景的个体。另一种方法是采用被试内设计，在卵巢周期的不同时间点对参与者进行评估，这可能会进一步揭示卵巢周期阶段、激素水平与运动诱导肌肉损伤（EIMD）之间的关联。

4.6 结论

在未经训练的女性中，雌激素水平影响运动诱导肌肉损伤（EIMD），特别是通过减少疼痛感知。这些效应可能与骨骼肌膜的保护和IL-6/IL-10肌细胞因子信号通路的激活有关。雌激素水平降低静息血压，但不影响HRV，孕酮对这些参数的作用值得进一步研究。

作者贡献

David Ramiro-Cortijo和Silvia M. Arribas：构思和设计研究。David Ramiro-Cortijo、Ricardo Alonso de Celada、Pilar Rodríguez-Rodríguez、Stefanny Lozano Gutiérrez、Leonardo Betancourt和Santiago Ruvira：进行实验。David Ramiro-Cortijo和Silvia M. Arribas：分析数据并解释实验结果。David Ramiro-Cortijo：制作图表并起草手稿。David Ramiro-Cortijo和Silvia M. Arribas：编辑和修订手稿。所有作者都阅读并批准了最终版本的手稿，并同意对工作的所有方面负责，确保与工作准确性或完整性相关的问题得到适当调查和解决。所有被指定为作者的人都符合作者资格，所有符合作者资格的人都被列出。

致谢

作者衷心感谢Prof. Dr Ignacio Monedero Cobeta允许我们使用实验室进行实验。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。研究结果清晰、诚实地呈现，没有伪造、篡改或不当的数据操作。本研究的结果不代表美国运动医学学院的认可。

数据可用性声明

本研究生成或分析的所有数据都包含在本文及其补充信息文件中。此外，原始数据可以向相应的作者请求，并将在研究团队评估后提供，符合机构要求和数据保护及伦理规定。