CC BY
72НАУЧНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ
УДК 617.571
ОСОБЕННОСТИ ИММУННОГО СТАТУСА СПОРТСМЕНОВ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)
Н. Н. Иванчикова, Н. В. Шераш,
Государственное учреждение «Республиканский научно-практический центр
спорта»
Аннотация
В статье представлен обзор отечественных и зарубежных работ по проблеме адаптации иммунной системы спортсменов к физическим нагрузкам. Показана взаимосвязь различных показателей иммунного статуса спортсменов с функциональным состоянием. Определены перспективные направления дальнейших исследований в данной области.
PECULIARITIES OF THE IMMUNE STATUS OF ATHLETES (LITERATURE REVIEW)
Abstract
The article provides an overview of national and foreign works on the problem of immune system adaptation to physical exertion in athletes. The relationship between various immune status indicators of athletes and their functional state is shown. Prospective directions for further research in this area have been identified.
Введение
Иммунная система является одним из наиболее чувствительных индикаторов, отражающих реакцию организма на воздействие различных факторов внешней среды, в том числе социально-психологических. Любые нарушения постоянства внутренней среды организма сопровождаются более или менее выраженными формами иммунных реакций. Известно, что уже с конца ХХ в. более трети всей патологии человека протекает в сочетании с клиническими признаками иммунной недостаточности, что определяет важность изучения иммунодефицитных состояний [1].
Современный спорт высших достижений с присущими ему интенсивными физическими и психоэмоциональными нагрузками, иногда нерегламентированным применением фармакологических препаратов относит спортсменов к группе риска по срыву адаптационных механизмов иммунной системы и развитию различных иммунозависимых заболеваний.
Исследования за последние 35 лет свидетельствуют о снижении иммунитета у спортсменов в периоды интенсивных тренировок и соревнований. Стрессы, с которыми сталкиваются спортсмены (интенсивные физические нагрузки, длительные перелеты, энергетический дефицит при физических нагрузках, психологический стресс, тревога, депрессия) влияют на иммунную функцию посредством активации гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой оси, симпатической нервной системы и иммунорегуляторных гормонов.
Известно, что у спортсменов как врожденный, так и приобретенный иммунитет временно снижается на 15-70 % в течение нескольких часов после тяжелой физической нагрузки, потенциально предоставляя «открытое окно» для инфекций [2].
Установлено, что по продолжительности время, затраченное на лечение инфекционных заболеваний у спортсменов, занимает второе место после времени, затраченного на лечение травм [3].
Для спортсмена снижение иммунитета представляет не только риск развития заболеваний, но и снижение спортивных результатов. Спортивная деятельность характеризуется повышенной скоростью распада (повреждения) и восстановления клеток и тканей организма. Иммунная система задействована как в процессах обезвреживания продуктов распада, так и в процессах регенерации - восстановления
тканей. Следовательно, нарушения работы иммунной системы в первую очередь скажутся на течении процессов адаптации к физической нагрузке и лишь впоследствии станут заметны в форме клинических проявлений вторичных иммунодефицитных состояний - повышении частоты инфекционных и аллергических заболеваний [4, 5].
Изучение иммунного статуса спортсменов приобретает особую актуальность в условиях пандемии коронавирусной инфекции.
Цель исследования - изучить по данным литературы особенности иммунного статуса спортсменов и определить перспективные направления дальнейших научных исследований в спортивной иммунологии.
Методы исследования - анализ отечественной и зарубежной литературы по проблеме изменения иммунного статуса спортсменов в зависимости от направленности тренировочного процесса и этапа подготовки. К рассмотрению принимались научные работы, опубликованные в печати или сети «Интернет»: научные статьи, рефераты статей, методические материалы. Отобранные работы, отражающие наиболее актуальные темы исследований, систематизировались и анализировались.
Результаты исследования и их обсуждение
Оценке состояний функционального/нефункционального перенапряжения/ перетренированности в спорте придается большое значение. Не существует однозначного мнения о роли цитокинов в диагностике нефункциональной перетренированности. В работе A. C. Hackney, K. J. Koltun предполагается, что увеличение концентрации провоспалительных цитокинов после значительных по объему и/или интенсивности тренировочных нагрузок приводит к снижению физической работоспособности спортсмена [6]. Напротив, R. Joro, A. Uusitalo, K. C. DeRuisseau, M. Atalay установили, что увеличение содержания интерлейкина-6 и интерферона-а после интенсивных физических нагрузок, вероятно, связано с активацией восстановительных процессов в организме спортсменов в период отдыха [7].
Тренировки, направленные на развитие выносливости, сдвигают Т-клеточный иммунитет в сторону противовоспалительного состояния (снижается количество Т-клеток периферической крови 1-го типа и их способность продуцировать провоспалительные цитокины, интерферон-у, а также повышается число регуляторных Т-клеток, которые обычно вырабатывают противовоспалительные цитокины, интерлейкин-4 и интерлейкин-10, соответственно). Это ухудшает способность иммунной системы вызывать воспалительный ответ, что может увеличивать риск инфекции и вирусной реактивации [8].
Взаимосвязь тренировочных нагрузок с изменением иммунологических показателей у спортсменов подтверждено и в исследовании G.F. Borges et al.: увеличение объемов тренировочных нагрузок вызывало уменьшение провоспалительных цитокинов плазмы IL- 1ß и IL-8, совпадающее с зарегистрированным увеличением инфекций верхних дыхательных путей у гребцов на байдарках и каноэ высокой квалификации. Не выявлено существенных изменений концентрации цитокина-6, интерферона-у и интерферона-а, а также не наблюдалось различий в величине и характере изменений цитокинов в течение тренировочного сезона между спортсменами высокой квалификации (женщины и мужчины) данного вида спорта [9].
Длительные физические нагрузки приводят к выраженному воспалительному ответу, в основном характеризующемуся мобилизацией лейкоцитов и увеличением циркулирующих маркеров воспаления, продуцируемых иммунными клетками и, следовательно, реализация значительных объемов нагрузок на выносливость может приводить к более высоким уровням цитокинов, лейкоцитов, C-реактивного белка и увеличивать риск травм и хронического воспаления [10].
Для объяснения различий в результатах исследований по данной тематике корректно рассматривать влияние физической нагрузки на функцию иммунной системы как стрессового фактора [11-14]. Предполагается, что любой стресс вызывает в основном иммунносупрессивное действие. Однако тип и характер стрессового влияния может определять направленность изменений функции иммунной системы: если стрессовый фактор воспринимается организмом как негативный (дистресс), степень нейроэндокринной активации может привести к угнетению функций
иммунной системы. Если этот фактор воспринимается как положительный (эустресс), нейроэндокринные механизмы адаптации могут стимулировать усиление деятельности иммунной системы [11, 15].
В исследовании L. C. Keaney et al. было показано, что определение слюнного секреторного иммуноглобулина А (SIgA) и Т-клеток информативно при прогнозировании риска развития инфекционных заболеваний у спортсменов. Другие показатели иммунитета в данном исследовании не рассматривались [16].
C.S. He et al. выявили, что концентрация витамина D в плазме положительно взаимосвязана со скоростью секреции иммуноглобулина A в слюне. Также низкая концентрация витамина D была связана с более низкой провоспалительной продукцией цитокинов моноцитами и лимфоцитами. Таким образом, низкое содержание витамина D может быть важной детерминантой риска развития инфекционных заболеваний у спортсменов, тренирующихся на выносливость, а иммунный статус спортсменов может быть изменен с помощью витамин D-зависимых механизмов [17].
Большое значение в спортивной медицине имеет профилактика и коррекция иммунных нарушений, причем в основном исследования посвящены фармакологическим средствам. Однако, учитывая преимущественно метаболический характер иммунных дисфункций у спортсменов, приоритетным направлением в их профилактике может быть разработка полноценных сбалансированных рационов и создание продуктов повышенной биологической ценности иммуноориентированной направленности [18]. В исследовании N.P. Walsh et al. представлен новый теоретический взгляд на то, как питание может влиять на иммунный статус спортсмена. Актуальным в настоящее время является изучение пищевых добавок, показанных для снижения влияния инфекции на организм спортсменов. Дальнейшие исследования должны продемонстрировать преимущества применения добавок для снижения заболеваемости спортсменов, без уменьшения адаптации к тренировочным нагрузкам и побочных эффектов [19].
В работе S. Bermon et al. показано, что прием углеводов в ходе тренировочных занятий препятствует снижению иммунного статуса спортсменов, поскольку способствует поддержанию нужного уровня глюкозы в крови. Это приводит к уменьшению секреции гормона стресса кортизола в ответ на физические нагрузки. При этом прием углеводов в количестве 60 г/ч при длительных тренировках снижает прирост концентрации цитокинов, положительно влияет на количество и функции Т-лимфоцитов, оптимизирует лейкоцитарный ответ, улучшает функцию нейтрофилов [20].
A. La Gerche с соавторами попытались оценить взаимосвязь между физическими нагрузками, различными нарушениями в работе сердца и увеличением провоспа-лительных цитокинов IL-1P, IL-12p70, интерферона-а, которые наиболее вовлечены в патологию сердца. В результате было установлено, что дисфункция сердца после интенсивных упражнений на выносливость была связана с повышенной экспрессией провоспалительных цитокинов. Это дает основание для дальнейших научных работ, изучающих взаимосвязь воспаления с дисфункцией миокарда, вызванной физической нагрузкой [21].
У спортсменов с пролапсом митрального клапана (особенно у женщин) в процессе адаптации к длительным и интенсивным физическим нагрузкам чаще проявляются изменения со стороны иммунной системы, чем у спортсменов без патологии сердца. В частности, снижается общее количество лейкоцитов, уровень иммуноглобулинов А и М [22].
У спортсменов независимо от наличия или отсутствия стрессорной кардиомиопатии (СКМП) как у мужчин, так и у женщин выявляется гипофункция В-системы иммунитета, о чем свидетельствует снижение В-лимфоцитов и их функциональной активности. Однако получены различия по функциональной активности В-лимфоцитов в различные периоды тренировочного цикла между группами спортсменов: со СКМП и без данной патологии. Так, в соревновательный период в обеих группах отмечалось снижение функциональной активности В-лимфоцитов с последующим восстановлением в переходный период в группе спортсменов без СКМП. В группе спортсменов со СКМП в переходный период
функциональная активность В-лимфоцитов еще более снижалась. Такие же данные получены при изучении функциональной активности Т-лимфоцитов в различные периоды тренировочного цикла. В соревновательный период функциональная активность Т-лимфоцитов снижалась в обеих группах. Однако в группе спортсменов без СКМП в переходный период отмечалось ее восстановление, в то время как в группе спортсменов со СКМП выявлено еще более выраженное снижение данного показателя [23].
В исследовании, проведенном с участием 25 спортсменов-мужчин по кикбоксингу оценивали взаимосвязь содержания тестостерона, кортизола, провоспалительного цитокина с уровнем агрессии. Установлено, что цитокин IL-
1в может быть потенциальным новым маркером агрессии, и во взаимосвязи с гормональными показателями являться информативным для диагностики и прогнозирования работоспособности спортсменов [24].
В исследовании на гребцах-академистах высокой квалификации показано, что значения мышечной массы отрицательно коррелируют с уровнем интерферона-у в сыворотке, тогда как кардиореспираторная выносливость отрицательно взаимосвязана с уровнем ^-8 в сыворотке [25].
Выявлено отрицательное влияние на мышцы спортсмена повышенных концентраций ^-6 после значительных по объему физических нагрузок [26].
Необходимо отметить, что во время интенсивной физической нагрузки мобилизация В-клеток осуществляется за счет незрелых клеток CD27-IgD-/CD10 [27], в отличие от Т-клеток и НК-клеток.
В работе D. КоБ^геша-Кошак et а1. установлено, что различные по интенсивности и объему физические нагрузки способствуют разным иммунным ответам у физически активных молодых мужчин. Нагрузки преимущественно аэробной направленности вызывали активацию альтернативного пути системы комплемента, в то время как нагрузки анаэробной направленности вызывали незначительные изменения системы комплемента [28].
В настоящее время отсутствуют рандомизированные исследования о последствиях коронавирусной инфекции среди спортсменов, поэтому ряд авторов, учитывая информацию о возможности снижения иммунитета у данной группы атлетов, рекомендуют в сложившихся эпидемиологических условиях тренироваться не более 60 мин в день с интенсивностью, не превышающей 80 % от максимально возможной [29].
Заключение
Таким образом, остается неясным вопрос о том, подвержены ли спортсмены большему риску лабораторно-подтвержденных инфекций по сравнению с населением в целом и являются ли высокоинтенсивные и/или объемные физические нагрузки прямой причиной и/или сопутствующим фактором, ответственным за возможное повышение восприимчивости к инфекции среди спортсменов [3]. Исследования должны учитывать сезонные колебания, поскольку подтвержденные инфекционные заболевания более распространены в осенние и зимние месяцы (около 70 %) по сравнению с весной и летом (около 35 %) [30, 31]. Важно сравнить спортсменов разных видов спорта (например, виды спорта с различной структурой соревновательной и тренировочной деятельности). Для будущих экспериментальных исследований также будет важно контролировать такие переменные, как сон, питание, социально-бытовой стресс и т.д., которые могут повлиять на выбранные конечные показатели даже в лабораторных условиях. Это создаст некоторые сложности, поскольку даже в лабораторно контролируемых исследованиях приходится сталкиваться с рядом иммуномодулирующих психологических переменных [30]. Кроме того, психологические особенности, такие как эмоциональный интеллект и психическая выносливость, могут влиять на способность человека регулировать настроение и психологическое напряжение во время длительных упражнений [32-34].
В научных исследованиях должны быть разделены психосоциальная и физиологическая основы снижения иммунитета у спортсменов.
В связи с развитием нанотехнологий весьма актуальным является и разработка портативного экспресс-анализатора для непрерывного контроля иммунного статуса спортсменов на различных этапах подготовки [35]. Учитывая, что заболевание
спортсмена может нарушить учебно-тренировочный процесс и повлиять в целом на его работоспособность, а также отсутствие по ряду вопросов иммунологического контроля в спорте однозначного мнения, необходимо проводить дальнейшие исследования для установления, как стрессоры индивидуально и во взаимосвязи влияют на иммунитет, заболеваемость и работоспособность спортсменов [16].
Список использованных источников
1. Маркова, Т. П. Практическое пособие по клинической иммунологии и аллергологии / Т. П. Маркова, Л. В. Лусс, Н. В. Хорошилова. - М.: ООО «ТОРУС ПРЕСС», 2005 - 176 с.
2. Walsh, N. P. Recommendations to maintain immune health in athletes / N. P. Walsh / / European journal of sport science. - 2018. - Vol. 18, № 6. - Р. 820-831.
3. Simpson, R. J. Can exercise affect immune function to increase susceptibility to infection? / R. J. Simpson [et al.] / / Exercise immunology review. - 2020. - Vol. 26. - Р. 8-22.
4. Gunzer, W. Exercise-induced immunodepression in endurance athletes and nutritional intervention with carbohydrate, protein and fat- what is possible, what is not? / W. Gunzer, M. Konrad, E. Pail // Nutrients. - 2012. - Vol. 4, № 9. - Р. 1187-1212.
5. Nieman, D. C. Immune and inflammation responses to a 3-day period of intensified running versus cycling / D. C. Nieman [et al.] / / Brain behavior and immunity. -2014. - Vol. 39. - P. 180-185.
6. Hackney, A. C. The immune system and overtraining in athletes: clinical implications / A. C. Hackney, K. J. Koltun // Acta clinica Croatica. - 2012. - Vol. 49. -P. 633-641.
7. Joro, R. Changes in cytokines, leptin, and IGF-1 levels in overtrained athletes during a prolonged recovery phase: A case-control study / R. Joro, A. Uusitalo, K. C. DeRuisseau, M. Atalay / / Journal of sports science. - 2017. - Vol. 35, № 23. - Р. 2342-2349.
8. Shaw, D. M. T-cells and their cytokine production: the anti-inflammatory and immunosuppressive effects of strenuous exercise / D. M. Shaw, F. Merien, A. Braakhuis, D. Dulson // Cytokine. - 2018. - Vol. 104. - Р. 136-142.
9. Borges, G. F. Variation in plasma cytokine concentration during a training season in elite kayakers / G. F. Borges [et al.] / / The journal of sports medicine and physical fitness. -2018. - Vol. 58, № 10. - Р. 1519-1524.
10. Cerqueira, E. Inflammatory effects of high and moderate intensity exercise: а systematic review / E. Cerqueira, D. A. Marinho, H. P. Neiva, O. Lourengo // Frontiers in physiology. - 2020. - Vol. 9, № 10. - Р. 1555.
11. Петрушкина, Н. А. Иммунология спорта (обзор литературы) / Н. А. Петрушкина, Н. А. Симонова, Е. В. Быков, О. И. Коломиец / / Научно-спортивный вестник Урала и Сибири. - 2019. - № 3(23). - С. 21-37.
12. Moynihan, J. A. Mechanisms of stress induced modulation of immunity / J. A. Moynihan // Brain, behavior and immunity. - 2003. - № 17(1). - Р. 11-16.
13. Padgett, D. A. How stress influences the immune response / D. A. Padgett, R. Glaser / / Trends in immunology. - 2003. - № 24. - Р. 444-448.
14. Бацков, С. С. Основы клинической иммунологии / С. С. Бацков. - СПб.: ОлимпСПб., 2003. - 121 с.
15. Петрушкина, Н. П. Микроэлементный профиль хоккеистов пубертатного возраста. Сообщение 1. Содержание цинка в образцах волос / Н. П. Петрушкина, Н. А. Симонова, О. И. Коломиец, Е. В. Быков / / Научно-спортивный вестник Урала и Сибири. - 2018. - Т. 17, № 1. - С. 61-67.
16. Keaney, L. C. The impact of sport related stressors on immunity and illness risk in team-sport athletes / L. C. Keaney, A. E. Kilding, F. Merien, D. K. Dulson / / Journal of science and medicine in sport / 2018. - Vol. 21, № 12. - Р. 1192-1199.
17. He, C. S. Influence of vitamin D status on respiratory infection incidence and immune function during 4 months of winter training in endurance sport athletes / C. S. He [et al.] // Exercise immunology review. - 2013. - Vol. 19. - P. 86-101.
18. Мокеева, Е. Г. Иммунные дисфункции и их профилактика у высококвалифицированных спортсменов: дис. ... д-ра мед. наук: 14.00.36 / Е. Г. Мокеева. - СПб., 2009. - 171 с.
19. Walsh, N. P. Nutrition and athlete immune health: new perspectives on an old paradigm / N. P. Walsh et al. / Sports medicine. - 2019. - Vol. 49, № 2. - P. 153-168.
20. Bermon, S. Consensus statement immunonutrition and exercise / S. Bermon [et al.] / / Exercise immunology review. - 2017. - № 23. - Р. 8-50.
21. La Gerche, A. Relationship between inflammatory cytokines and indices of cardiac dysfunction following intense endurance exercise / La Gerche A [et al.] / / PLoS one. - 2015. - Vol. 12, № 10(6). - e0130031. doi: 10.1371 / journal. pone.0130031.
22. Масленикова, О. М. Влияние физических нагрузок на иммунный статус у лиц с пролапсом митрального клапана / О. М. Масленикова, Т. А. Резниченко, В. Ю. Фирсакова // Фундаментальная медицина. - 2013. - Т. 9, № 4. - С. 860-862.
23. Василенко, В. С. Стрессорная кардиомиопатия у высококвалифицированных спортсменов (патогенез, ранняя диагностика): дис. ... д-ра мед. наук: 14.01.05 / В. С. Василенко. - СПб., 2012. - 235 с.
24. Pesce, M. Emotions, immunity and sport: winner and loser athlete's profile of fighting sport / M. Pesce [et al.] / / Brain, behave and immunity. - 2015. - Vol. 46. - Р. 261-269.
25. Jurimae, J. Body composition, maximal aerobic performance and inflammatory biomarkers in endurance-trained athletes / J. Jurimae , V. Tillmann , P. Purge , T. Jurimae / / Clinical physiology and functional imaging. - 2017. - Vol. 37, № 3. - Р. 288-292.
26. Inkabi, S. E. Exercise immunology: involved components and varieties in different types of physical exercise / S. E. Inkabi, G. Pushpamithran, P. Richter, K. Attakora / / Scientist journal of life sciences. - 2017. - Vol. 1, № 1. - P. 31-35.
27. Turner, J. E. Exercise-induced B cell mobilization: preliminary evidence for an influx of immature cells into the bloodstream / J. E. Turner [et al.] / / Physiology and behavior. - 2016. - Vol. 164. - P. 376-382.
28. Kostrzewa-Nowak, D. Effect of aerobic and anaerobic exercise on the complement system of proteins in healthy young males / D. Kostrzewa-Nowak, J. Kubaszewska, A. Nowakowska, R. Nowak / / Journal clinical medicine. - 2020. - № 9(8). - Р. 2357.
29. Toresdahl, B. G. Coronavirus disease 2019 (COVID-19): considerations for the competitive athlete / B. G. Toresdahl, I. M. Asif // Sports health a multidisciplinary approach. - 2020. - № 12(3). - Р. 1-4.
30. Spence, L. Incidence, etiology, and symptomatology of upper respiratory illness in elite athletes / Spence L. [et al.] / / Medicine and science in sports and exercise. - 2007. -Vol. 39. - P. 577-586.
31. Valtonen, M. Common cold in Team Finland during 2018 Winter Olympic Games (Pyeong Chang): epidemiology, diagnosis including / M. Valtonen / / British journal of sports medicine. - 2019. - Vol. 53. - P. 1093-1098.
32. Edwards, J. P. Anxiety and perceived psychological stress play an important role in the immune response after exercise / J. P. Edwards, N. P. Walsh, P. C. Diment, R. Roberts // Exercise immunology review. - 2018. - Vol. 24. - Р. 26-34.
33. Howe, C. C. F. Emotional intelligence and mood states impact on the stress response to a treadmill ultramarathon / C. C. F. Howe / / Journal of science and medicine in sport. - 2019. - Vol. 22. - P. 763-768.
34. Meggs, J. Mental toughness, and subjective performance perception in various triathletes / J. Meggs, M. A. Chen, S. Koehn // Perceptual and motor skills. - 2019. -Vol. 126. - P. 241-252.
35. Walsh, N. P. Exercise, immune function and respiratory infection: An update on the influence of training and environmental stress / N. P. Walsh, S. J. Oliver // Immunology and cell biology. - 2015. - Vol. 94, № 2. - Р. 99.
07.10.2021
