Иммунитет и марафон

Часть 1.
Относительно недавно было проведено два исследования, оба на мышах. В первом, мышей разделили на две группы: первая с комфортом отдыхала в своих клетках, а вторая накручивала на своих «беговых дорожках» до утомления. Так продолжалось целых три дня, после чего коварные исследователи заразили всех мышек вирусом гриппа. Через несколько дней, большая часть мышек-бегунов слегла с простудой, имея при этом более тяжело протекающий процесс заболевания, тогда как большая часть отдыхавших мышек была здорова (Murphy EA, et al. Brain Behav Immun. 2008 Nov;22(8):1152-5). 

Во втором эксперименте, не менее коварные учёные из предыдущей группировки сначала заразили мышек вирусом гриппа. После этого, все мышки были поделены на три группы: первая отдыхала, вторая группа спокойно бежала кросс в течение 20-30 минут, а третья наслаждалась бегом в течение двух с половиной часов. Каждая группа повторяла свою деятельность в течение трех дней, до момента начала развития симптомов простуды. Вирус гриппа, подсаженный коварными очкариками в халатах, довольно грозен по отношению к мышам, и примерно половина отдыхавших мышек из первой группы умерла. Однако, лишь 12% бегавших кросс мышек покинули этот бренный мир, тогда как в группе любителей длинного бега смертность со-ставила 70%, а выжившие в третьей группе отличались особо тяжелыми симптомами болезни по сравнению с контрольной (первой) группой (Murphy EA, et al. Brain Behav Immun. 2008 Nov;22(8):1152-5).

Как относиться к подобным находкам, означает ли это, что занятия спортом вредят иммунитету? Этот вопрос становится особенно важен, когда сходятся два события: осенние старты (в том числе и марафоны), и начало заболеваемости гриппом и простудой. Большое количество работ, посвященных этому вопросу, включая и упомянутые исследования на мышах, привели к переосмыслению более ранней концепции, которую физиологи назвали «J-образная кривая», определяющей взаимосвязь физической активности и состояния иммунитета. Согласно этой модели, как риск заболеть простудой или гриппом, так и вероятность того, что болезнь будет проходить довольно тяжело, снижается при «тренировках умеренной интенсивности» (Miles MP. Exerc Sport Sci Rev. 2009 Oct;37(4):155). Однако, риск заболеть или получить особенно тяжелое течение заболевания высок при интенсивных занятиях спор-том, либо при длительной интенсивной подготовке. Определения интенсивных занятий спортом различаются в учёной среде, однако большинство характеризует такие занятия, как длящиеся час или более (сюда же попадают и старты, не только тренировки), во время которых частота сердечных сокращений и дыхания растёт, при этом субъективно эта тренировка (или старт) определяются как тяжелые.

До сих поря неясно, почему занятия спортом повышают риск заболевания. Одной из основных версий является то, что интенсивные тренировки и стар-ты подавляют иммунный ответ организма на период времени, приходящийся сразу после финиша или прекращения тренировки. Кроме того, длительность этого периода подавленного иммунитета тем дольше, чем более дли-тельной или интенсивной была тренировка. Этот период сниженного иммунитета в может длиться от нескольких часов до нескольких дней.

Относительно недавнее исследование, проведенное на профессиональных футболистах, оценивало клеточные маркёры активности иммунной системы в слюне спортсменов как до, так и после интенсивного 70 минутного матча (Moreira A, et al. J Strength Cond Res. 2009 Oct;23(7):1968-73). До игры в слюне большинства игроков содержались нормальные уровни иммуноглобулинов, соединений, помогающих нам противостоять инфекции. После матча, концентрация иммуноглобулинов в слюне большинства игроков значимо снизилась.

Кстати, учёные пока точно не понимают, почему интенсивные тренировки подавляют иммунитет. Упрощенный механизм действия иммунной системы состоит в выработке иммунных клеток, которые называются T1-хэлперы, после попадания вируса в организм. Эти T1-хэлперы вызывают воспаление и другие изменения в организме, представляющие первую линию обороны против вируса. Однако если воспалительная реакция, изначально «полезная», длится достаточно долго, она перестает быть управляемой, и становится источником проблем для организма. В этом случае иммунной системе необходимо несколько уменьшить количество Т1-хэлперов и вызванной этими клетками воспалительной реакции. При этом борьба против вируса, попавшего в организм, не повредит самому организму. Снижать количество клеток Т1 иммунная система будет при помощи других иммунных клеток, называемых Т2-хэлперы, действие которых приводит к формированию противовоспалительного ответа. По сути, Т2-хэлперы являются водой, тушащей пожар, вызванный Т1-хэлперами в организме. Однако, для того, чтобы это произошло, организм должен чётко настроить и поддерживать баланс между Т2 и Т1-хэлперами.

У мышек, ставших героями этой заметки, умеренные тренировки приводили к сдвигу соотношения между Т1 и Т2 в сторону последних. Это сдвиг был не-значительный, но достаточный для того, чтобы успешно противостоять вирусу гриппа. Как отмечают авторы статьи, похоже, что умеренные тренировки немного подавляют выработку Т1-хэлперов, и немного усиливают выработку Т2-хэлперов (Martin SA, et al. Exerc Sport Sci Rev. 2009 Oct;37(4):157-64.).

С другой стороны, интенсивные или продолжительные тренировки могут избыточно подавить выработку Т1-хэлперов. Длинные, тяжелые беговые тренировки или другой тип упражнений могу подавить первую линию обороны против вируса до того, как будет выполнена работа по защите организма. Это повышает чувствительность к вирусной инфекции. Поэтому, если вы только что завершили длинный 30 километровый бег, и ваша иммунная система подавлена, не спешите общаться с чихающим и кашляющим коллегой. Одно из самых простых мероприятий, кстати, мыть руки как можно чаще, уменьшая риск заражения.

В общем, умеренные тренировки, такие как спокойный бег или прогулка, могут усилить иммунитет и снизить длительность и выраженность симптомов вирусной инфекции. Тем не менее, нужно трезво оценивать свое состояние. Если чувствуете, что вам нехорошо, особенно при наличии повышенной температуры, головной боли, рекомендуется прекратить занятия спортом до выздоровления. Нормально заниматься спортом при лёгкой простуде, очень часто состояние может даже улучшиться после тренировки. Однозначно необходимо избегать тяжелых тренировок даже при лёгкой простуде, поскольку это может привести к дисбалансу Т1 и Т2 клеток и нарушению адекватного иммунного ответа.

Часть 2.

В 2000 году был проведен опрос среди 1700 участников Стокгольмского марафона относительно того, болели ли участники простудой или каким-то другим вирусным заболеванием примерно за три недели до или после марафона. Примерно одна пятая бегунов отмечала симптомы заболевания в течение указанного периода. Эта частота выше, чем в общей популяции, однако большая часть стартовавших не заболевала. Означает ли это, что подготовка к марафону, сам старт и период после него относительно безопасны в плане развития вирусных инфекций? Можно ли говорить о том, что иммунитет марафонца лучше справляется с вирусными заболеваниями, чем иммунная система нетренированного человека?

Одним из наиболее ранних исследований иммунитета у марафонцев была работа Larrabee, опубликованная в 1902 году (Larrabee RC. J Med Res. 1902; 7: 76-82). В ней было показано, что у четырех финишеров Бостонского марафона 1901 года отмечалось значительное повышение нейтрофилов (клетки-камикадзе, наиболее многочисленная группа клеток белой крови (лейкоциты), основной задачей которой является уничтожение болезнетворных бактерий в крови и тканях) в крови. Как отмечал автор статьи, «физическое напряжение у атлетов превышало все физиологические нормы», а изменения в крови были похожи на имеющие место у тяжелых инфекционных пациентов. В последующие десятилетия активно изучался вопрос, как же ведет себя иммунная система у марафонцев и в целом спортсменов, участвующих в тех видах спорта, где необходима выносливость. Было показано, что дли-тельные и интенсивные тренировки приводят к ряду нарушений в работе иммунной системы, а при комбинации с другими стрессовыми факторами вызывают повышенный риск развития инфекций верхних дыхательных путей (ВДП).

Что меняется в иммунной системе в ходе подготовки спортсмена к марафону? Все изменения так или иначе отражают стресс, который испытывает организм спортсмена (Nieman DC. J Appl Physiol 1997; 82: 1385-94; Nieman DC. Immunol Cell Biol 2000; 78: 496-501).

• Повышенное содержание нейтрофилов и снижение количества лейкоцитов (белые кровяные клетки, основная функция которых – защита организма от внутренних и внешних патогенов), включая падение NK- натуральных киллеров (клетки, которые являются одним из важнейших компонентов клеточного врождённого иммунитета, уничтожающие, например, вирусы) и Т-клеток (играют важную роль в приобретенном иммунном ответе).

• Снижение цитотоксической активности (то есть способности разрушать клетки) как NK, так и Т-клеток в крови и селезенке.

• Уменьшение фагоцитарной активности нейтрофилов в носу и мукоцилиарного клиренса (по-простому, это ухудшение способности уничтожать и выводить вредоносные субстанции в носу, при прохождении по нему воздуха).

• Снижение содержания иммуноглобулина A в носу и слюнных железах (иммуноглобулин A содержится преимущественно в выделениях слизистых оболочек - в слюне, слезной жидкости, носовых выделениях, поте, молозиве и в секретах легких, мочеполовых путей и желудочно-кишечного тракта , где обеспечивает защиту поверхностей, сообщающихся с внешней средой, от микроорганизмов).

• Снижение активности гранулоцитов в крови (гранулоциты относят к пер-вой линии защиты организма от микробов, эти клетки раньше других замечают непорядок и направляются в очаг воспаления).

• Нарушение активности макрофагов (клетки, способные к активному захвату и перевариванию бактерий, остатков погибших клеток и различных чужеродных или токсичных для организма частиц).

• Повышение содержания как про- так и противовоспалительных биологически активных веществ (цитокинов). Подобная реакция напоминает картину, наблюдающуюся у больных с сепсисом.

Из всех вышеперечисленных изменений, наибольшие сдвиги после марафона, как количественные, так и качественные, характерны для NK, нейтрофилов и макрофагов (компоненты врожденного, или наследственного иммунитета) (Nieman DC. J Appl Physiol 1997; 82: 1385-94; Nieman DC. Immunol Cell Biol 2000; 78: 496-501). Среди возможных причин подобных сдвигов, выделяют влияние стрессовых гормонов (изменение, вызванное тренировочным процессом), изменение температуры тела, повышение кровотока, дегидратацию (уменьшение содержания воды в организме), а также апоптоз (непрограммируемая гибель) лейкоцитов. Отмечается, что концентрация кортизола (стрессовый гормон) в крови значительно повышается после марафона, удерживаясь на высоком уровне несколько часов и влияя на функции цело-го ряда клеток.

Существует теория так называемого «открытого окна», после интенсивных тренировок или марафона, когда иммунитет значительно снижен, а вирусы и бактерии значительно легче проникают в организм, приводя зачастую к более тяжелому течению заболевания. Подобное «окно» может длиться от 3 до 72 часов, в зависимости от интенсивности нагрузки, исходного состояния и реакции иммунной системы (Рис. 1. Теория «открытого окна» - умеренные нагрузки вызывают незначительные сдвиги иммунитета, в противоположность этому, длительные, интенсивные нагрузки или марафонский бег при-водят к дисфункции иммунитета, повышая вероятность заболевания инфекциями верхних дыхательных путей). Тем не менее, попытки найти различия в базовом состоянии иммунной системы у марафонцев и не-спортсменов были неудачны, подобных различий не было найдено. По сути, не было показано, что у марафонцев есть хронические, длительно существующие нарушения иммунитета (Nieman DC, et al. Med Sci Sports Exerc 1995; 27: 986-92). Изменения, происходящие с иммунной системой марафонцев, носят острый, кратковременный характер, тогда как базовое состояние иммунной системы (или состояние приобретенного иммунитета) в целом не нарушается.

Бытует мнение, что перетренированность снижает резистентность к заболевания верхних дыхательных путей (ВДП). Это подтверждается результатами ряда исследований, которые показывают, что риск развития этих инфекций повышен во время тяжелого тренировочного процесса, а также в течение 1-2 недель после участия в соревнованиях (Nieman DC. Med Sei Sports Exerc 2000; 32 Suppl. 7: S406-11; Nieman DC, et al. J Sports Med Phys Fitness 1990; 30: 316-28; Nieman DC, et al. J Sports Med Phys Fitness 2006; 46: 158-62).

Тем не менее, большая часть атлетов не указывает на наличие у них инфекции ВДП после соревнований. К примеру, среди участников Лос-Анджелесского марафона, лишь один из семи бегунов отмечал возникновение эпизода заболевания в течение недели после марафона, по сравнению с 2 из 10 человек, не принимавших участия в пробеге (Johanssen LM, et al. J Sports Med Phys Fitness 1990; 30: 316-28). Частота инфекций ВДП у марафонцев еще ниже в летний период, по сравнению с весенне-зимним периодом. Примерно 3% из 170 опытных марафонцев отмечали эпизод заболевания в течение недели после окончания марафона в июле. К слову, среди участников 100-мильного забега Western States Endurance Run, лишь один из четырех бегунов отмечал эпизод заболевания ВДП в течение 2-недельного срока после гонки.

Необходимо отметить, что при тяжелых тренировках, но избегании перетренированности, риск возникновения инфекции ВДП не увеличивается. Это подтверждается рядом работ, например, среди более чем 2000 участников известного нам марафона в Лос-Анджелесе, риск заболеваний ВДП был не повышен у тех, чей недельный километраж не превышал 100 км/нед (Johanssen LM, et al. J Sports Med Phys Fitness 1990; 30: 316-28). Более того, участники, чей недельный километраж при подготовке составил 40-65 километров, субъективно отмечали «защищенность от возникновения заболевания», которая, однако, исчезала после финиша (Nieman DC. Med Sei Sports Exerc 2000; 32 Suppl. 7: S406-11).

Обобщая вышеизложенное, можно сказать, что существует взаимосвязь между интенсивностью тренировок и риском заболеть. В ходе регулярных тренировок большинство атлетов должны не должны быть подвержены высокому риску заболеваний ВДП, однако этот риск возрастает при перетренированности, выходе «на пик» и после участия в марафоне. Среди других важных факторов, ослабляющих иммунную систему, можно выделить недостаток сна, тяжелый психологический стресс (в том числе и хронический), недостаток (нарушение) питания, и потерю веса. Это подтверждается данными исследования 850 немецких атлетов, среди которых риск заболеть был выше у тех спортсменов, подверженных стрессу и нарушениям сна (Konig D, et al. Exerc Immunol Rev 2000; 6: 102-20).

Другим словами, риск возникновения инфекций ВДП связан с большим количеством факторов, прямо или опосредованно влияющих на иммунитет. Важной частью тренинга является профилактика и борьба с заболеваниями. До сих пор среди атлетов и тренеров нет единого мнения, нужно ли тренироваться или отдыхать во время болезни. К сожалению, исследований подобного рода, проведенных на спортсменах, очень мало. В общем, при возникновении симптомов простуды необходимо воздержаться от интенсивных тренировок на несколько дней, до стихания симптомов. Допускаются лёгкие или умеренные нагрузки во время простудных заболеваний (при отсутствии повышенной температуры, головной боли, общей слабости). Естественно, при сильном повышении температуры, увеличении лимфоузлов, необходимо воздержаться от тренировок на срок от 2 до 4 недель, или до полного стихания симптомов.