Вплив фізичних вправ на лімфоцити та цитокіни Британський журнал спортивної медицини

Візьміть додому повідомлення

Сильні фізичні вправи викликають імунні зміни, включаючи лімфопенію, нейтрофілію та підвищений рівень прозапальних цитокінів.

Напружені фізичні вправи пов’язані зі зниженням стійкості до інфекцій верхніх дихальних шляхів, таких як застуда в дні після тренування, тоді як помірні фізичні навантаження, здається, забезпечують певний захист від інфекцій.

Що стосується харчових добавок, то експериментально показано, що поглинання вуглеводів до, під час та після важких фізичних навантажень помірне навантаження, індуковане імуносупресією.

Існують епідеміологічні докази, що підтверджують анекдотичне враження 1, що регулярні фізичні вправи підвищують стійкість до таких інфекцій, як застуда, тоді як важкі тренування пов'язані із збільшенням інфекцій верхніх дихальних шляхів. 2, 3 Також є накопичувальні докази того, що фізичні вправи - це спосіб життя, який забезпечує певний захист від злоякісних утворень. 4 Стало ясно, що помірні фізичні навантаження стимулюють імунну систему і можуть бути дещо відповідальними за зменшення захворюваності, пов’язаного з фізичними вправами. Однак важкі фізичні вправи викликають імуносупресію в період відновлення і можуть пояснити підвищений ризик зараження у спортсменів. 5, 6

Інтерес до впливу фізичних навантажень на імунну систему не обмежується лише фізичними вправами. Дійсною метою є те, що результати досліджень з імунології фізичних вправ можуть бути інтегровані в розуміння імунологічних процесів у клінічній медицині. Крім того, результати в галузі імунології фізичних вправ можуть допомогти скерувати спортсменів та внести рекомендації щодо охорони здоров'я щодо фізичних вправ та інфекцій.

У цій статті подано огляд різних аспектів імунології фізичних вправ. Описано вплив гострих та хронічних фізичних навантажень на функцію лімфоцитів та рівень цитокінів, після чого обговорюються клінічні наслідки. Крім того, представлені основні механізми дії та обговорена можливість дієтичного втручання.

Методи

Пошук літератури за останні 15 років був проведений за допомогою Medline та вибраних робіт. Найважливіші імунологічні методи включають методи імуноферментного аналізу для вимірювання концентрації білка цитокінів у циркуляції та кількісну ланцюгову реакцію полімерази для вимірювання мРНК для різних цитокінів. Проточна цитометрія використовувалась для виявлення субпопуляцій лімфоцитів з використанням моноклональних антитіл. Функцію лімфоцитів оцінювали за допомогою проліферативних реакцій лімфоцитів, а цитотоксичну активність вимірювали аналізом вивільнення 51 Cr.

Наслідки гострих фізичних вправ

Вплив гострої вправи на функцію лімфоцитів

Що стосується гострих фізичних навантажень, існує кілька послідовних закономірностей щодо субпопуляцій лейкоцитів у крові. Концентрація нейтрофілів зростає під час фізичних вправ і продовжує зростати після фізичних вправ. 7 Концентрація лімфоцитів збільшується під час фізичних вправ і опускається нижче значень, виявлених перед фізичними вправами після інтенсивних тривалих фізичних вправ, але не пригнічується після помірних фізичних навантажень. 7 Підвищена концентрація лімфоцитів обумовлена рекрутуванням усіх субпопуляцій лімфоцитів у кров. Таким чином, CD4-Т-клітини, CD8-Т-клітини, CD19-В-клітини, CD16-клітини природних кілерів (NK) і CD56-NK-клітини збільшуються під час фізичних вправ і зменшуються після інтенсивних фізичних вправ, що тривають принаймні одну годину. Крім того, після інтенсивних тривалих фізичних вправ функції NK і B-клітин пригнічуються. Таким чином активність NK-клітин (здатність NK-клітин лізувати певну кількість клітин-мішеней пухлини) пригнічується. Крім того, пригнічується вироблення антитіл у циркуляції, а також локальна продукція секреторного IgA у слизовій. 8, 9

Гострий напад фізичних вправ викликає мобілізацію всіх субпопуляцій лімфоцитів до крові. Після інтенсивних тривалих фізичних вправ концентрації всіх субпопуляцій лімфоцитів знижуються, функція NK і Т-клітин пригнічується, а місцева продукція секреторного IgA у слизовій пригнічується. Нейтрофіли збільшуються у відповідь на фізичні вправи і продовжують збільшуватися в період після фізичних вправ.

ВПЛИВ ГІСТКОЇ ВПРАВИ НА РІВНІ ЦИТОКІНІВ

Сильні фізичні вправи викликають підвищений рівень цитокінів у крові (рис. 1). Встановлено, що інтерлейкін (ІЛ) -6 посилюється в ряді досліджень. 10–17 Таким чином, після марафону рівень ІЛ-6 підвищується в 100 разів. Незважаючи на те, що початкові дослідження припускали, що рівень IL-1 був підвищений у відповідь на фізичні вправи, 18 останніх досліджень з використанням більш конкретних аналізів не показали збільшення або лише незначне збільшення. Дослідження нашої групи не показали впливу фізичних вправ на рівні протизапального цитокіна, що трансформує фактор росту -β1 (A D Toft, неопубліковані дані). Показано, що концентрації фактора некрозу пухлини (TNF) -α зростають у 2–3 рази у 17 після важких фізичних навантажень. Збільшення IL-6 супроводжується збільшенням концентрацій антагоніста рецептора IL-1 (IL-1ra), природного інгібітора IL-1. 14, 16, 17 Таким чином, рівень IL-6 досягає максимуму відразу після припинення фізичних вправ, тоді як рівень IL-1ra зростає лише після тренування, досягаючи максимуму приблизно через дві години.

Останні дані нашої групи показують, що рівень циркуляції розчинних рецепторів TNF-α (sTNF-αR) 1 і 2, а також хемокінів IL-8 і запального білка макрофагів (MIP-1β) також підвищується у відповідь на важкі фізичні навантаження 17 (K Островський та А. Д. Тофт, неопубліковані дані). Таким чином, фізичні вправи викликають сильну протизапальну реакцію.

МОЖЛИВІ АСОЦІАЦІЇ МІЖ РЕАГУВАННЯМ ЦИТОКІНІВ І ШКОДОЮ М'ЯЗІ

Bruunsgaard et al 13 порівняли концентричний та ексцентричний велоергометр і виявили зв'язок між підвищеним рівнем IL-6 та пошкодженням м'язів, що ілюструється збільшенням рівня креатинкінази. Таким чином, рівень IL-6 збільшився більше під час ексцентричних вправ, і було знайдено значну зв'язок між піком IL-6 і піком креатинкінази в наступні дні (r = 0,722; p = 0,028). Ексцентрична модель велосипеда призводить до уповільненого пошкодження м’язів, з піковим рівнем креатинкінази на чотири-п’ятий день після тренування.

Нещодавно було виявлено одне джерело ІЛ-6. Нам вдалося виявити мРНК IL-6 у зразках біопсії скелетних м’язів, отриманих від бігунів після марафону. 14 Ці дані вказують на те, що IL-6 виробляється місцево у відповідь на важкі фізичні вправи або пошкодження м’язів, спричинені фізичними вправами. МРНК IL-1ra не було в скелетних м’язах, але експресувалось мононуклеарними клітинами крові, отриманими після марафону, але не раніше, що вказує на те, що локально продукований IL-6 індукує системну протизапальну реакцію.

Наслідки хронічних вправ

Як було розглянуто, імунна функція (рівень спокою) у спортсменів порівняно з не спортсменами має більше подібностей, ніж відмінностей. 19 Природний імунітет може бути дещо підвищений, тоді як, як повідомляється, функція нейтрофілів дещо пригнічена. На адаптаційну імунну систему (стан спокою) загалом, здається, значною мірою не впливають інтенсивні та тривалі фізичні вправи. 20-22 Вроджена імунна система, як видається, по-різному реагує на хронічний стрес при інтенсивних фізичних вправах, при цьому активність NK-клітин має тенденцію до посилення, тоді як пригнічується функція нейтрофілів. 23– 26

Часто виявляється, що природний імунітет (рівень активності NK-клітин у стані спокою) підвищений у спортсменів порівняно з не спортсменами. Більшість інших імунних параметрів не відрізняються між спортсменами та не спортсменами, якщо вимірювати їх у спокої.

Клінічні наслідки

Важливим питанням є те, чи викликані фізичними вправами зміни концентрацій лімфоцитів у циркулюючому басейні, пропорційний розподіл субпопуляцій лімфоцитів та функція цих клітин мають клінічне значення, особливо щодо стійкості до інфекційних захворювань та злоякісних новоутворень.