Содержание
- Введение
- Физические упражнения и инфекции
- Влияние физической нагрузки на иммунитет
- Регулярная физическая активность и частые упражнения улучшают аспекты иммунной системы на протяжении всей жизни
- Влияют ли упражнения и регулярная физическая активность на иммунологическое старение?
- Стареющая иммунная система
- Взаимосвязь между физическими упражнениями с признаками старения адаптивной иммунной системы
- Экспериментальные данные молодых людей: могут ли физические упражнения предотвратить или отсрочить старение иммунной системы?
- Экспериментальные данные пожилых людей: могут ли физические упражнения ограничить или остановить старение адаптивной иммунной системы?
- Резюме экспериментальных данных
- Механизмы влияния физической нагрузки на иммунитет
- Заключение
Введение
Физическая активность на протяжении всей жизни является мощным средством снижения риска неинфекционных заболеваний, включая рак, сердечно-сосудистые заболевания и другие хронические воспалительные заболевания. Данные также показывают, что физически активный образ жизни снижает риск заражения рядом инфекционных заболеваний, включая вирусные и бактериальные инфекции.
Несомненно, интенсивные физические нагрузки оказывают глубокое влияние на состав и функциональные возможности иммунной системы. Поведение почти всех популяций иммунных клеток в кровотоке тем или иным образом изменяется во время и после физической нагрузки. Однако на протяжении десятилетий было широко признано, что эти изменения приводят к временному снижению иммунитета в течение нескольких часов после тренировки.
Новые исследования развеивают ошибочное представление, что физическая тренировка вредна для иммунологического здоровья. Так же исследования демонстрируют, что интенсивные физические упражнения не подавляют иммунитет, а улучшают иммунный надзор, например, приводя к усилению антибактериального и противовирусного иммунитета.
В ходе новых исследований появились данные, свидетельствующие, что регулярная физическая активность и частые упражнения, снижающие системную воспалительную активность и улучшающие аспекты иммунной функции, также приводит к изменениям классических биомаркеров старения иммунной системы. Эти изменения можно интерпретировать как ограничение или задержку иммунологического старения.
В литературе сформировался распространенный миф, что участие в интенсивных аэробных упражнениях, особенно если они энергичны и продолжительны, может нанести ущерб иммунной системе. Основы этих мифов лежат в научных публикациях 1980-х и 1990-х годов, которые широко рецензировались во многих источниках.
Результаты этих ранних исследований привели к формированию трех принципов иммунологии и физической нагрузки, которые до сих пор в целом не подвергались сомнению в литературе:
- риск инфекции увеличивается после длительных и энергичных аэробных упражнений;
- энергичные упражнения могут привести к временному снижению уровня IgA (иммуноглобулина) в слюне, что приводит к более высокому риску инфекций;
- снижение числа иммунных клеток периферической крови, которое происходит через несколько часов после интенсивной физической нагрузки, представляет собой период подавления иммунитета.
С годами эти наблюдения привели к созданию так называемой гипотезы «открытого окна», которая утверждает, что иммунная система подвергается риску через несколько часов после интенсивных упражнений, что приводит к повышенному риску инфекций в последующие дни.
Физические упражнения и инфекции
Более века предполагалось, что физическая активность повышает риск инфекций. Однако более глубокое исследование взаимосвязи между физическими упражнениями и восприимчивостью к инфекциям проводилось только в конце XX века.
На этом этапе основная цель многих исследований, конца 1980-х и начала 1990-х годов, заключалась в том, чтобы определить, увеличилась ли заболеваемость инфекциями среди профессиональных спортсменов и спортсменов-любителей.
Одно из таких наблюдений проводилось на спортсменах в течение нескольких недель после соревнований по бегу на длинные дистанции. Оно показало, что треть из 150 бегунов, участвовавших в ультрамарафоне «Два океана» 1982 года на 56 км в Кейптауне (Южная Африка) сообщали о симптомах инфекций верхних дыхательных путей (насморк, боль в горле, чихание) в течение 2 недель после соревнования.
Контрольная группа, того же возраста, что и спортсмены, была дома, сообщила только о половине случаев ИВДП (инфекция верхних дыхательных путей) за тот же период.
Отдельное исследование, проведенное примерно в то же время, показало, что более короткие беговые дисциплины, такие как бег на 5 - 10 км и полумарафон (21 км), по-видимому, не вызывают увеличения частоты ИВДП, о которых сообщают сами пациенты, что позволяет предположить, что симптомы ОРВИ усиливаются только при длительной физической нагрузке.
Основным ограничением каждого из вышеупомянутых исследований является то, что ни одна из инфекций, о которых сообщали сами пациенты, не была клинически подтверждена лабораторными анализами. Как следствие, возник вопрос, представляют ли собой ОРВИ, о которых сообщали сами пациенты, в этих исследованиях подлинными инфекциями?
Чтобы внести ясность в этот вопрос, исследование с использованием мазков из носоглотки и зева у спортсменов, которые сообщали о симптомах ОРВИ в течение 5-месячного периода, включая периоды соревнований, показало, что немногие из сообщаемых ими инфекций были бактериальной или вирусной природы.
Из 37 эпизодов ОРВИ, о которых сообщили спортсмены в этом исследовании, только 11 (30% от общего числа) имели положительный лабораторный диагноз. Эти результаты выставляют ранее обсуждавшиеся марафонские исследования в ином свете и открывают возможность того, что многие из зарегистрированных ИВДП были симптомами других неинфекционных причин: аллергия, астма, воспаление слизистой оболочки или травму эпителиальных клеток дыхательных путей из-за усиленной вентиляции или воздействия холодного воздуха.
В немногих случаях клинически подтвержденных ИВДП, по-видимому, вызваны вирусами, в частности риновирусами (то есть «простудой»), а не бактериальной инфекцией, что соответствует типичной частоте ОРВИ на уровне населения.
В ранее клинико-лабораторном исследовании заболеваемости спортсменов выяснили, что доля спортсменов с подтвержденной инфекцией в течение 5-месячного периода, частота симптомов ИВДП была выше у тех, кто показал самое быстрое время в гонке, и у тех, кто выполнил больший объем тренировок перед гонкой.
Эти ранние наблюдения способствовали появлению гипотезы «J-образной кривой» (отображающий экспоненциальный рост заболеваемости). Эта гипотеза предполагает, что те, кто выполняет чрезмерный объем упражнений в течение недель и месяцев, что иногда называют «перетренировкой» или «интенсивной тренировкой», подвергаются большему риску инфекций.
Однако стоит отметить, что посещение любого массового мероприятия — будь то марафон или что-то другое — может увеличить риск заражения новыми инфекционными патогенами, из-за массового скопления людей.
Например, в одном исследовании на Ближнем Востоке, было показано, что около 40% людей, посещающих Хадж — многолюдное религиозное мероприятие в Саудовской Аравии — сообщают о ИНВД. В этом исследовании риск заражения был выше среди тех, кто дольше всего находился в толпе.
Таким образом, важно учитывать, что есть другие внешние факторы, часто не измеряемые в контексте исследований физических упражнений и заболеваний, вероятно, играют большую роль в риске заражения, а не только участие в физические упражнения как таковые.
Например, недавно было продемонстрировано, что авиаперелеты являются важным предиктором симптомов заболевания у спортсменов. Инфекции, связанные с авиаперелетами, усугубляются дальними рейсами, пересекающими несколько часовых поясов, что связано со многими другими факторами, которые, как известно, влияют на иммунную функцию, включая воздействие гипобарической гипоксии, радиацию, изменения температуры, нарушение сна, утомляемость, измененное или неправильное питание, обезвоживание и психологический стресс.
Вопреки вышеупомянутым сообщениям, что физические упражнения повышают заболеваемость инфекциями, часто упускается из виду, что есть другие исследования, которые показывают, что физические упражнения могут снизить заболеваемость инфекциями. Например, недавнее исследование 1509 шведских мужчин и женщин в возрасте 20–60 лет показало, что более высокие уровни физической активности были связаны с более низкой частотой ИВДП.
Еще одно исследование, но с гораздо меньшим, но очень подробным анализом записей о заболеваниях, которые вели 11 профессиональных спортсменов в течение периода с 3 до 16 лет, показал, что общее количество тренировочных часов в год было обратно пропорционально количеству зарегистрированных дней болезни.
Точно так же другое исследование пловцов, за которыми наблюдали в течение 4 лет, показало, что у спортсменов национального уровня частота инфекций была выше, чем у более профессиональных спортсменов международного уровня.
И наконец, исследования бегунов ультрамарафонцев, которые выполняют самый большой объем упражнений среди спортсменов, показали, что эти люди сообщают о меньшем количестве дней, по болезни, по сравнению с населением в целом. Например, среднее количество дней болезни, зарегистрированных за 12 месяцев, составило 1,5 дня в исследовании с участием 1212 бегунов на сверхмарафонские дистанции и 2,8 дня в исследовании с участием 489 бегунов на сверхмарафонские дистанции.
Результаты этих исследований сравнили с данными из отчета Министерства здравоохранения и социальных служб США за 2009 год, показав, что население в целом сообщает, в среднем, о 4,4 днях болезни в год. Таким образом, в ряде исследований ставится под сомнение «J-образная кривая», указывающая на то, что спортсмены, выполняющие самые большие тренировочные нагрузки, болеют чаще, чем спортсмены, соревнующиеся и тренирующиеся на более низком уровне.
Несмотря на вышеуказанные исследования, существует довольно много противоречивых исследований, показывающие, что регулярные физические упражнения уменьшают риск инфекций и сколько же исследований, показывающих, что физические упражнения увеличивают количество инфекций.
Действительно ли «повышенная частота» симптомов заболевания среди спортсменов, встречается чаще, чем среди населения в целом? Например, крупные исследования показали, что примерно 7–10% спортсменов, участвующих в Олимпийских играх, сообщают о симптомах болезни в течение недели соревнований. Однако накопленные данные свидетельствуют, что заболеваемость среди спортсменов существенно не отличается от населения в целом.
В контексте занятий физическими упражнениями в пожилом возрасте кажется нелогичным, что частота симптомов ИВДП обратно пропорциональна возрасту. Однако как было показано в одном исследовании, симптомы ИВДП чаще встречаются у бегунов более молодого, чем старшего возраста. Но вышеупомянутое исследование не подтвердило инфекции с помощью лабораторных анализов. Примечательно, что если физическая нагрузка действительно подавляет иммунную систему, можно ожидать, что пожилые люди, у которых обычно более слабая иммунная система, будут подвергаться наибольшему риску после физических упражнений.
Наиболее вероятным объяснением различий в симптомах заболеваний между группами спортсменов являются другие факторы, присутствующие перед соревнованиями, такие как усталость, дефицит питательных веществ, психологический стресс или воздействие окружающей среды.
Более десяти лет назад некоторые исследования показали, что реактивация латентных вирусов, таких как вирус Эпштейна-Барра, был ответственен за симптомы болезни после физических упражнений. В выводах получилось толкование, что в болезни виноваты не новые патогены, а подавление иммунитета, вызванное физическими упражнениями, что привело к потере вирусного контроля.
Стоит отметить, что вирусы герпеса могут реактивироваться даже при полностью функционирующей иммунной системе, например, в ответ на адренергическую активность, активные формы кислорода и воспалительные процессы, показатели которых увеличиваются во время тренировки.
В совокупности утверждение, что участие в изнурительных тренировках приводит к повышению заболеваемости инфекциями, остаются ложными. Если симптомы ОРВИ наблюдаются после интенсивной физической нагрузки, маловероятно, что причина инфекционная. Однако, если инфекция или нарушение иммунитета подтверждены, их триггером, скорее всего, будет физическое, пищевое и психологическое благополучие человека. В контексте массовых спортивных мероприятий вполне вероятно, что повышенное воздействие патогенов или влияние факторов окружающей среды, которые могут повлиять на иммунную функцию (например, путешествия, нарушение сна), скорее всего, объясняют истинную причину заболевания.
Влияние физической нагрузки на иммунитет
Исследование слюнного иммуноглобулина
Таким образом вторым направлением иммунологии является оценка вызванных физической нагрузкой изменений иммунитета слизистых оболочек, главным образом путем измерения уровней IgA в слюне. Учитывая, что IgA является наиболее распространенным иммуноглобулином в секрете слизистых оболочек, его основная роль заключается в ингибировании вторжения патогенов, изолированные изменения IgA в слюне после физической нагрузки считаются важными в свете предположительно более высокого риска инфекций среди спортсменов.
В одной из самых ранних и наиболее цитируемых статей в этой области исследований было обнаружено, что IgA снижается на 20% после 2-3 часов катания на снеговых лыжах. Другое исследование показало, что этот эффект носит временный характер: концентрация IgA в слюне снижалась сразу после 2 часов интенсивных упражнений на велосипеде и оставалась низкой в образцах, собранных через 1 час после тренировки, но возвращалась к нормальному уровню в течение 24 часов.
Критика этих исследований в то время заключалась в том, что сообщаемые абсолютные уровни IgA не адекватно контролировали количество вырабатываемой слюны, и, таким образом, эти результаты могут неверно отражать секрецию IgA. Хотя некоторые исследования, измеряющие скорость секреции IgA, подтверждают ранние данные о концентрации IgA, другие показали противоречивые результаты.
Например, в соответствии с предыдущими наблюдениями у тренированных бегунов было обнаружено, что скорость секреции IgA снизилась на 25% от предмарафонского до 90-минутного постмарафона. В аналогичным отдельном исследовании у профессиональных спортсменов после 2-часовой тренировки по гребле наблюдалось 20% снижение скорости секреции IgA.
Исследование, изучающее влияние упражнений различной интенсивности, в том числе упражнений средней и высокой интенсивности до изнеможения, показало, что, хотя скорость потока слюны уменьшилась, скорость секреции IgA фактически увеличилась. По словам авторов, упражнения до изнеможения влияют на количество слюны, но не на ее качество.
Любые незначительные изменения IgA, возникающие после физической нагрузки, кажутся клинически незначимыми, поскольку может показаться, что повышенная частота симптомов ОРВИ, предполагаемая после энергичных и продолжительных физических упражнений, не связана с иммуноглобулиновым статусом слюны. Полевое исследование участников Comrades Marathon (ультрамарафон на 86,5 км) в Южной Африке показало, что уровни IgA в слюне за 4 недели до забега и через 2 недели после забега не были связаны с частотой ИВДП, о которой сообщали сами пациенты.
В этом случае, возможно, виновата инфекция, не вылеченная до участия в упражнениях, или какая-то другая идиосинкразия — генетически обусловленная реакция, возникающая у некоторых людей в ответ на определённые неспецифические раздражители.
Эти результаты показывают, что иммунная система может быть функционально изменена основным заболеванием или уже отличается у «предрасположенных к болезням» спортсменов, а не упражнения, влияющие на иммунную функцию как таковую.
Недостатком исследований, изучающих связь между иммунитетом слизистых оболочек и предполагаемым риском инфекции, вызванной физической нагрузкой, является то, что состояние здоровья полости рта редко оценивается адекватно.
Поскольку оптимальное здоровье полости рта редко встречается у взрослых — почти у всех наблюдается кариес, гингивит или пародонтит. Кроме того, заболевания пародонта являются сложными и многофакторными и в результате исследования сообщают о больших колебаниях уровней IgA в зависимости от статуса заболевания у разных людей, вероятно, из-за индивидуального состава слизистой оболочки разных носителей.
Кроме того, заболевание полости рта является распространенной проблемой среди спортсменов, что, вероятно, вызвано большим объемом и частым потреблением углеводов, а у некоторых — пренебрежением гигиеной полости рта, возможно, из-за практических ограничений.
Таким образом, изменения воспалительного статуса полости рта должным образом не учитывались, и появляющиеся слюнные биомаркеры воспаления полости рта могут послужить искажающим фактором.
Как подчеркивалось в другом тесте, слюнный IgA также очень уязвим к краткосрочным колебаниям, в частности, из-за циркадных ритмов, обычно достигающих пика утром и затем снижающихся. Поскольку секреция IgA в слюне контролируется парасимпатической и симпатической нервной системой, психологический стресс также играет важную роль в регуляции уровня IgA.
Исследования на животных показали, что уровни IgA в слюне могут варьироваться в 27 раз у одного и того же хозяина за короткий период времени. На уровни IgA в слюне также влияют такие факторы, как половые различия, диета, этническая принадлежность, болезни, лекарства, табак…
Чтобы преодолеть некоторые из этих вариаций содержания IgA в слюне, часто в исследованиях оценивают только секреторный IgA, поскольку он представляет собой IgA, продуцируемый местными плазматическими клетками слизистой оболочки, а не IgA из кровотока, транспортируемого кровотоком.
Хотя этот подход может уменьшить ошибку, большая часть IgA в слюне содержит секреторный компонент и сам по себе подвержен большим вариациям. Принимая во внимание эти многочисленные соображения, есть предположение, что измерение IgA в слюне, как изолированное измерение иммунной системы рисует слишком запутанную картину, и было бы амбициозно утверждать, что любые изменения в слюнной IgA после физической нагрузки отражают состояние иммунитета в целом.
Учитывая ограничения измерения IgA в слюне, проводятся исследования для изучения IgA в других биологических жидкостях. Недавнее исследование показало связь между снижением уровня IgA в слезе и заболеваемостью.
Комплексные методы оценки
Другие ученые перешли к более комплексным подходам, которые включают полное стоматологическое обследование, биомаркеры воспаления полости рта и экологию слизистой оболочки, например, изменения количества лимфоцитов.
Во время интенсивных аэробных упражнений обычно наблюдается резкое увеличение числа лимфоцитов в периферической крови, что приводит к представлению, что во время физических упражнений, по-видимому, стимулируется иммунная система.
С другой стороны, через несколько часов после тренировки обычно наблюдается, что общая частота лимфоцитов в периферической крови снижаются по сравнению с уровнями до тренировки, что заставляет некоторых предположить, что тренировка вызывает кратковременное подавление иммунитета (так называемая гипотеза «открытого окна»).
Временные изменения частоты лимфоцитов крови через несколько часов после тренировки, классический двухфазный ответ лимфоцитов на интенсивную физическую нагрузку, продолжающуюся не менее 45–60 минут. Сначала характеризуется выраженным лимфоцитозом — повышенное содержание лимфоцитов в крови. Этот ответ характеризуется резким притоком естественных клеток-киллеров, количество которых увеличивается до 10 раз.
Эта зависимая от интенсивности упражнений мобилизация частично обусловлена увеличением усилий и артериального давления во время упражнений, что вызывает рециркуляцию лимфоцитов в кровоток.
После прекращения физической нагрузки классическая двухфазная реакция на физическую нагрузку характеризуется резким снижением лимфоцитов в кровотоке. Этот обычно наблюдается примерно через 1 – 2 часа после тренировки, когда количество лимфоцитов ниже, чем до тренировки; частота лимфоцитов обычно возвращается к уровню перед тренировкой в течение 24 часов.
Подобно предполагаемому снижению уровня IgA в слюне, обсуждавшемуся ранее, считалось, что численное снижение лимфоцитов крови, возникающее в это время, представляет собой «двойную опасность», временно подвергая человека нарушению иммунной системы и одновременно обеспечивая «открытое окно» для инфекций.
Однако более современная точка зрения состоит в том, что эта транзиторная лимфопения через 1 – 2 часа после тренировки полезна для иммунного надзора и регуляции, а не подавляет иммунную систему.
Широко распространено мнение, что физические упражнения перераспределяют иммунные клетки в периферические ткани (например, поверхности слизистых оболочек) для осуществления иммунного надзора. Считается, что эти иммунные клетки выявляют и уничтожают другие клетки, инфицированные патогенами, или те, которые стали поврежденными или злокачественными, что называется гипотезой упражнения для повышения иммунитета.
Основополагающее исследование, с использованием флуоресцентного отслеживания клеток у грызунов, показало, что Т-клетки в больших количествах перемещаются в периферические ткани, включая кишечник и легкие, а также в костный мозг после физической нагрузки. Предполагается, что это перераспределение отражает усиление иммунного надзора в местах, где патогены могут встречаться во время и после физических упражнений (например, в легких, кишечнике).
В этом контексте данные свидетельствуют, что апоптоз (регулируемый процесс программируемой клеточной гибели) стареющих Т-клеток стимулирует продукцию или мобилизацию новых клеток на периферию, что было предположительно вызвано физическими упражнениями.
Связи между апоптозом, вызванным физическими упражнениями в прошлом интерпретировались как вредные, и предполагалось, что апоптоз может быть ответственным за падение числа лимфоцитов в первые часы после тренировки.
Онкология и физические упражнения
Ключевой пример, иллюстрирующий, как перераспределение иммунных клеток, вызванное физическими упражнениями, полезно для здоровья хозяина, можно найти в быстро развивающейся области онкологии. Недавнее исследование продемонстрировало ингибирование возникновения опухоли и прогрессирования заболевания у активных грызунов. В этой работе инфильтрация естественных клеток-киллеров была значительно повышена в опухолях активных по сравнению с неактивными грызунами, что привело к выводу, что присутствие естественных клеток-киллеров в опухолевых участках, перераспределяемых адреналином во время физической нагрузки, обеспечивает устранение опухоли, что можно считать формой «упражнения иммунотерапии».
Важно отметить, что в вышеуказанном исследовании, при введении адреноблокатора — устранило вызванное адреналином перераспределение иммунных клеток, что свело на нет противоопухолевый эффект физических упражнений.
Хотя эти исследования ограничены грызунами, появляется все больше доказательств того, что физические упражнения могут способствовать противораковым эффектам у людей. Например, в ключевом исследовании, недавно проведенном на людях, было показано, что естественные клетки-киллеры перераспределяются после физической нагрузки и обладают способностью проявлять повышенную цитотоксичность против клеток миеломы и лимфомы.
В свете этих результатов в настоящее время проводятся исследования, направленные на использование положительного влияния интенсивных упражнений на кинетику лимфоцитов в целях иммунотерапии рака. Вышеупомянутые исследования подразумевают, что физическая нагрузка, лимфоцитоз и последующая лимфопения благотворно влияют на способность иммунной системы выявлять и нейтрализовывать поврежденные и опухолевые клетки в периферических тканях. Эти процессы могут быть непосредственно ответственны за снижение заболеваемости раком среди физически активных людей на протяжении всей жизни.
Упражнения вызывают иммунный надзор, а не подавление иммунитета. Убедительные доказательства указывают на то, что снижение количества лимфоцитов (и других иммунных клеток) в периферической крови через несколько часов после интенсивной и продолжительной физической нагрузки не отражает подавление иммунитета. Вместо этого наблюдаемая лимфопения представляет собой повышенное состояние иммунного надзора и иммунной регуляции, обусловленное мобилизацией клеток в периферические ткани. Таким образом перенос лимфоцитов, вызванный физической нагрузкой, могут принести пользу.
Регулярная физическая активность и частые упражнения улучшают аспекты иммунной системы на протяжении всей жизни
Иммунный ответ на вакцинацию
Существует множество методов для оценки воздействия поведенческих вмешательств на иммунитет, но, возможно, оптимальным средством оценки иммунной системы на системном уровне является оценка иммунного ответа на иммунные реакции, например, на вакцинацию.
Влияние физических упражнений на иммунный ответ на антигенную провокацию. С возрастом иммунитет людей падает, поэтому исследование влияния физических упражнений и вакцинации на возрастных подопытных качественно позволит построить качественную картину. Введение вакцины позволит оценить общую способность иммунной системы распознавать и обрабатывать антиген.
Недавно проанализированные данные, указывают на то, что однократное занятие физическими упражнениями, по-видимому, усиливает иммунный ответ на вакцинацию как у молодых, так и у пожилых людей. В большинстве исследований, проведенных на сегодня, изучались упражнения с отягощениями на мышцы плеча, которые выполнялись незадолго до вакцинации
Еще в одном недавнем исследовании было обнаружено, что реакция антител у женщин в возрасте 55 – 75 лет значительно улучшалась, когда непосредственно перед вакцинацией выполнялись аэробные упражнения умеренной интенсивности; однако у мужчин не было обнаружено никаких положительных эффектов.
В другом исследовании не сообщалось о положительном влиянии однократного 45-минутного занятия ходьбой средней интенсивности на иммунный ответ на вакцинацию против гриппа и пневмококка. Исследование проводилось на женщинах в возрасте около 47 лет.
Еще одно, совсем недавнее, исследование не обнаружило влияния упражнений с отягощениями на реакцию антител на вакцинацию против гриппа у взрослых примерно 73 лет. Возможно, что ряд факторов, включая иммунологическое старение, биологический пол и различия в уровне половых гормонов, а также, возможно, латентные инфекции (например, вирусы герпеса), ограничивают иммуностимулирующие эффекты физических упражнений.
Вакцинация и последствия частых тренировок
Исследования влияние регулярных физических тренировок на иммунный ответ на вакцинацию, обеспечивают убедительную поддержку аргумента, что физические упражнения укрепляют, а не подавляют иммунитет.
Как минимум восемь исследований продемонстрировали повышенный ответ на вакцинацию у пожилых людей, как правило, старше 60 лет, которые физически активны. Например, в одном из ранних исследований взрослые в возрасте 62 лет и старше были разделены на три группы: активные (занимающиеся энергичными физическими упражнениями в течение не менее 20 минут три или более раз в неделю), умеренно активные (занимающиеся регулярными физическими упражнениями, но с меньшей интенсивностью и частотой). и малоподвижный образ жизни (не занимающиеся физическими упражнениями).
Через две недели после вакцинации против гриппа было показано, что титры сывороточных антигриппозных IgG и IgM были выше у активных по сравнению с малоподвижными взрослыми.
Кроме того, недавнее исследование показало, что у мужчин в возрасте 65 – 85 лет, которые регулярно выполняли умеренные или интенсивные физические упражнения, наблюдался более высокий ответ антител по сравнению с неактивными контрольными группами в ответ на вакцину против гриппа.
Основная критика испытаний вакцин и упражнений, заключается в том, что многие из них сосредоточены исключительно на максимальном титре антител после вакцинации, и не проводят последующие исследования заболеваемости инфекциями в качестве показателя статуса защиты после вакцинации.
Таким образом, неизвестно, являются ли различия, наблюдаемые с абсолютными титрами антител между группами с физической нагрузкой и контрольной группой (малоактивной), с точки зрения защиты от инфекций.
Три элегантных исследования на грызунах показывают, что положительные эффекты, помимо титра антител, могут быть вызваны интенсивными физическими упражнениями. В одном из этих исследований было обнаружено, что реакция антител на воздействие гриппа была ниже у грызунов, которые тренировались, по сравнению с теми, кто еще не тренировался.
Тренированные мыши по-прежнему были защищены и не проявляли никаких признаков инфекции при повторном воздействии вируса. Более того, в более раннем исследовании, проведенном теми же авторами, было обнаружено, что у мышей, выполнявших активную физическую нагрузку перед заражением гриппом, наблюдалась меньшая тяжесть протекания болезни.
Таким образом, получается так, что физические упражнения усиливают иммунные реакции. В соответствии с этой точкой зрения, исследование на грызунах, проведенное независимой группой обнаружили, что мыши, которые тренировались в течение 20–30 минут с умеренной интенсивностью через 4 часа после заражения гриппом, имели значительно более высокую выживаемость (18 из 22 выжили 82%) по сравнению с мышами, которые не тренировались после заражения гриппом (10 из 23 выжили 43%).
Резюме: физические упражнения усиливают иммунный ответ или, по крайней мере, не подавляют иммунные реакции у молодых и пожилых людей. Эти наблюдения, которые противоречат наблюдениям, основанным на гипотезе «открытого окна», физическая тренировка не имеет пагубных иммунных последствий для здоровья.
Таким образом, физические упражнения следует поощрять, особенно для пожилых людей, которые подвергаются наибольшему риску инфекций.
Исследования, изучающие влияние физических упражнений на иммунную функцию, стремились установить, применимы ли наблюдаемые преимущества, описанные ранее у молодых людей, такие как к пожилым людям.
Тем не менее важно отметить, что многие исследования в этой области трудно интерпретировать: выявления вирусных, бактериальных инфекций и опухолевых клеток — это процесс сложный для изучения, и сравнение между молодыми и пожилыми людьми затруднено, отчасти из-за сопутствующих возрастных изменений.
Частые тренировки
Иммунная компетентность в состоянии покоя оценивалась в перекрестных исследованиях, в которых сравнивались пожилые люди, дифференцированные по уровню физической активности, путем изучения иммунной функции до и после тренировок.
Ученые пришли к выводу, что, несмотря на ухудшение физической формы и иммунной компетентности, старение, по-видимому, не сводит на нет иммунологические преимущества, которые можно получить от упражнений. Физические упражнения на протяжении всей жизни могут привести к улучшению иммунитета даже в пожилом возрасте.
Влияют ли упражнения и регулярная физическая активность на иммунологическое старение?
Стареющая иммунная система
Старение связано с глубокими изменениями почти всех врожденных и адаптивных иммунных клеток, что приводит к изменению иммунных реакций. Эти изменения обусловлены более низким количеством стволовых клеток. Однако обнадеживает данные свидетельствующие, что упражнения могут задерживать или ограничивать возрастное снижение иммунной компетентности.
Взаимосвязь между физическими упражнениями с признаками старения адаптивной иммунной системы
В небольшом количестве исследований изучалось, влияет ли активный образ жизни на характеристики пула Т-клеток. У молодых людей одна из интерпретаций исследований может заключаться в том, что упражнения предотвращают или, по крайней мере, задерживают иммунное старение, тогда как у пожилых людей эти данные могут быть интерпретированы как противодействие или ограничение развития возрастного иммунного старения.
Экспериментальные данные молодых людей: могут ли физические упражнения предотвратить или отсрочить старение иммунной системы?
Были исследованы у 16 молодых людей (50% мужчин; 18 ± 2 года), классифицированных как очень активные (хорошо тренированные футболисты, которые занимаются 9–12 часов в неделю) и 16 молодых людей (50% мужчин; 19 ± 2 года), классифицированных как нетренированные, которые занимаются физическими упражнениями 2–3 часах физических упражнений в неделю.
Результаты свидетельствуют, что регулярные физические упражнения могут ограничивать, с возрастом, накопление Т-клеток памяти и снижение числа наивных Т-клеток. При этом отмечено, что такой эффект характерен исключительно для мужчин.
Среди женщин поначалу, полученные данные, не имели статистической значимости, пока не учли проценты жира в организме. Стало очевидно, что есть другие факторы, которые влияют на старение иммунной системы.
Недавно было проведено очень небольшое исследование с участием 15 мужчин в возрасте 30 ± 4 лет, участники которого были классифицированы для измерения физиологических параметров и параметров образа жизни. Были сформированы три группы (сидячие, активные и очень активные).
Оказалось, что среди молодых людей (моложе 40 лет), которые выполняли упражнения в экстремальных объемах, например, более чем в 5–10 раз больше рекомендуемой физической активности в неделю (12–25 ч в неделю), это может способствовать небольшому снижению Т-клеток и небольшому увеличению Т-клеток памяти. Возможно, эти изменения связаны с реактивацией латентных вирусов, которая может быть независимой от иммунной функции и вызвана адренергической активностью, вызванной физической нагрузкой, окислительным стрессом и воспалительными цитокинами.
Экспериментальные данные пожилых людей: могут ли физические упражнения ограничить или остановить старение адаптивной иммунной системы?
В одном исследовании приняли участие 102 мужчины в возрасте от 18 до 61 года (в среднем 39 ± 6 лет). Как и в случае с работой по изучению взаимосвязи между активным образом жизни и признаками старения иммунной системы у молодых и людей среднего возраста, аналогичные ассоциации были выявлены у пожилых людей, состоящих из 61 мужчины в возрасте 65–85 лет мужчины в «тренированных» группах имели Т-клетки с самыми длинными теломерами.
В другом недавнем исследовании сравнивали 125 взрослых (55–79 лет), которые поддерживали высокий уровень езды на велосипеде на протяжении всей жизни, с 75 неактивными людьми того же возраста. Количество Т-клеток была выше, а частота клеток памяти была ниже среди велосипедистов.
Резюме экспериментальных данных
Таким образом, данные показывают, что на характеристики пула Т-клеток, по-видимому, влияет активный образ жизни, определяемый физическими упражнениями, уровнем физической активности или кардиореспираторной подготовкой. Похоже, что как среди молодых, так и среди пожилых людей активный образ жизни обычно связан с меньшим количеством Т-клеток памяти и более высоким количеством и долей Т-клеток.
Это заключение частично подтверждается недавним систематическим обзором, в котором сделан вывод, что регулярные упражнения увеличивают количество Т-клеток в периферической крови в состоянии покоя. В целом результаты недавних исследований, изучающих взаимосвязь между активным образом жизни и характеристиками пула Т-клеток — как надежных и общепринятых биомаркеров иммуностарения, — подтверждают наблюдения некоторых исследований, показывая, что другие показатели иммунной системы, которые обычно снижается с возрастом, можно улучшить с помощью физической активности или регулярных упражнений.
Однако в этой области необходимы дальнейшие исследования, в которых используются точные измерения образа жизни (например, использование носимых устройств для оценки физической активности и измерения состава тела) и более надежные измерения иммунной системы (например, абсолютное количество клеток), а не пропорции.
Механизмы влияния физической нагрузки на иммунитет
Было высказано предположение, что связь между физически активным образом жизни с меньшим количеством Т-клеток памяти и более высоким количеством Т-клеток обусловлена эффектами тренировок.
Например, было высказано предположение, что повторные занятия физическими упражнениями могут предотвратить или отсрочить иммунологическое старение, ограничивая накопление клонов Т-клеток памяти, подвергшихся воздействию антигена, заселяя кровь невосприимчивыми к антигену Т-клетками.
В рамках этой гипотезы предполагается, что Т-клетки памяти часто мобилизуются в кровь во время регулярных упражнений с последующей экстравазацией в периферические ткани, где эти клетки подвергаются воздействию проапоптотических стимулов, таких как активные формы кислорода, глюкокортикоиды и цитокины.
Впоследствии было высказано предположение, что количество наивных Т-клеток увеличивается как часть петли отрицательной обратной связи, регулирующей количество Т-клеток и клеток памяти в иммунной системе, которая поддерживается физической нагрузкой тимопоэзом и развитием экстратимических Т-клеток. Многие исследования показали, что Т-клетки памяти мобилизуются в кровообращение во время упражнений, а затем выходят из кровотока в последующие часы.
Физически активный образ жизни может также косвенно противодействовать иммуностарению Т-клеток, возможно, путем ограничения накопления жировой ткани и дисфункции, возникающей при старении и ожирении. Ожирение связано с нарушением пролиферации лимфоцитов, более короткой длиной теломер лейкоцитов. Кроме того, у людей с ожирением было показано значительное увеличение количества дифференцированных αβ-Т-клеток и γδ-Т-клеток, при этом γδ-Т-клетки проявляли нарушенную противовирусную функцию.
При ожирении жировая ткань является основным источником провоспалительных цитокинов и активных форм кислорода, которые могут напрямую реактивировать цитомегаловирус. Таким образом, упражнения могут ограничивать иммуностарение Т-клеток за счет уменьшения висцеральной и подкожной жировой ткани, обеспечивая мощный противовоспалительный и антиоксидантный стимул. В свою очередь, более низкое системное воспаление и лучший окислительно-восстановительный баланс могут ограничивать реактивацию вируса, уменьшая стимуляцию антигенами таких вирусов, как цитомегаловирус. Кроме того, дисфункция Т-клеток также может быть частично предотвращена путем ограничения продукции активных форм кислорода.
Таким образом, физически активный образ жизни, по-видимому, ограничивает возрастные изменения клеточного состава адаптивной иммунной системы, но механизмы этого еще предстоит определить. Упражнения могут напрямую противодействовать увеличению количества Т-клеток памяти, что желательно, если предположить, что эти клетки способствуют системному воспалению, и не все они необходимы для контроля латентных вирусов.
Ограничение размножения Т-клеток памяти также предполагает фиксированный «размер» иммунной системы, ограниченную способность продуцировать антиген-наивные Т-клетки, и эти ограничения способствуют снижению иммунитета у пожилых людей. Однако физические упражнения могут косвенно влиять на накопление Т-клеток памяти, уменьшая реактивацию вируса или предотвращая старение Т-клеток.
Заключение
Современные данные эпидемиологических исследований показывают, что ведение физически активного образа жизни снижает заболеваемость инфекционными (например, бактериальными и вирусными инфекциями) и неинфекционными заболеваниями (например, раком), подразумевая, что иммунная система улучшается благодаря регулярным тренировкам.
Однако по сей день академическое обучение и даже пропаганда продолжает учитывать миф, что физические упражнения могут временно подавлять иммунную функцию.
Регулярная физическая активность и частые упражнения могут ограничивать или замедлять иммунологическое старение. Активный образ жизни, скорее всего, будет полезен, а не вреден для иммунной функции, что может иметь последствия для здоровья и болезней в пожилом возрасте.
