Силовые тренировки и иммунитет — различия между версиями
Admin13 (обсуждение | вклад) |
Admin20 (обсуждение | вклад) |
||
| Строка 1: | Строка 1: | ||
| − | |||
| − | + | = Нейрогормональная регуляция работы иммунитета под воздействием физической нагрузки = | |
| − | |||
| − | + | Для регуляции ростовых процессов, сохранения гомеостаза и физиологического отклика на стрессовое воздействие гормональная и нервная система должны работать согласованно. Область науки, которая изучает взаимодействие между двумя этими системами, именуется нейроэндокринологией. Регуляция функций иммунитета может разделяться на местную – обусловленную за счёт биохимических процессов, образуемых на уровне клеток, и общую – за счёт контроля со стороны обеих систем – нервной и гормональной. Наряду с этим, гормональная, нервная и иммунная системы сложным образом связаны между собой и имеют некоторые физиологические особенности корреляции. Эти 3 системы организма обусловлены наличием общего набора лигандов, включающего в себя цитокины, пептиды и нейромедиаторы. Следовательно, работа иммунитета может зависеть от нервной и гормональной систем, и наоборот. Физическая нагрузка является для организма стрессом, который стимулирует физиологический отклик нейрогормональной системы, описанный ранее как «общесистемный механизм [[Адаптация|адаптации]]». Работа нейрогормональной и иммунной систем поддерживает вариативность иммунного отклика, который будет зависеть от степени интенсивности и длительности тренировочных нагрузок, а также от внешних факторов, характера питания и восстановительного периода. | |
| − | + | В данной статье будет проведён анализ нейрогормонального и иммунного ответа под воздействием физических нагрузок с учётом их вариативности (разового тренировочного воздействия, длительных физических нагрузок), также будет рассмотрена связь между описываемыми системами и микротравматизацией мышечных волокон в процессе тренинга. Отклик иммунной системы на тренировочную нагрузку зависит от интенсивности и длительности тренировочного стресса, восстановительных возможностей организма, а также от количества и качества потребляемой пищи. В большинстве случаев физиологический отклик и адаптация к физическим тренировкам являются накопительными факторами, которые усиливают своё воздействие на организм при постепенном увеличении нагрузок (то есть происходит приспособление организма к нагрузкам). Опосредованные физической нагрузкой микротравмы в мышечных волокнах способствуют стимуляции функций иммунитета. Нейрогормональная и иммунная ответная реакция в ответ появление микротравм в мышечной ткани помогает в изучении возможностей этого комплекса, состоящего из 3-х систем, а также в изучении мышечного роста. Осознание важности процессов регуляции иммунной функций, а также вероятной роли иммунитета в адаптации организма к нагрузкам имеет немаловажное значение при построении тренировочного плана. | |
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | |||
| − | + | = Симпатическая ЦНС = | |
| − | + | ||
| − | |||
| − | + | ЦНС делится на парасимпатическую и симпатическую нервную систему. Первая контролирует функционирование организма в спокойном состоянии, а вторая способствует усилению физических способностей организма во время возникновения стрессовой ситуации и, как правило, участвует в реакции «бей или беги». Стрессовый ответ вне зависимости от его этиологии регулируется совместной работой симпатической системы и оси «[[Гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковая система|гипоталамус-гипофиз-надпочечники]]». Симпатическая НС продуцирует особые нейромедиаторы в кровь – катехоламины. Стимуляции симпатической НС под действием норадреналина активизирует секрецию [[Адреналин|адреналина]] в [[Надпочечники|надпочечниках]] симпатическими нейронами в мозговом слое. Количество катехоламинов в системе кровообращения в процессе воздействия физических нагрузок увеличивается, наряду с этим, баланс этих двух гормонов смещён в сторону норадреналина на несколько пунктов. Имеется прямая зависимость роста уровня адреналина и норадреналина от длительности тренировочного процесса. Наряду с этим зависимость концентрации катехоламинов от степени прилагаемых нагрузок растёт по экспоненте. | |
| − | |||
| − | + | == Транспорт белых клеток крови (лейкоцитов) == | |
| + | |||
| − | + | Основным воздействием адреналина и норадреналина на работу иммунитета является их участие в рекрутировании белых клеток крови. Применение экзогенных катехоламинов для увеличения работоспособности организма или использование ингибиторов адренорецепторов в ходе физической работы выявило, что адреналин (лиганды бета1- и бета2-адренорецепторов) приводит к ускорению транспорта лимфоцитов и нейтрофильных гранулоцитов в кровь при воздействии физических нагрузок. Норадреналин (существенно влияющий на бета1- и мало значимый для бета2-адренорецепторов) оказывает менее выраженное воздействие на лимфоциты в крови при систематических занятиях спортом (в сравнении с тем же адреналином). Следовательно, рост количества цАМФ внутри клеток, который объясняется формированием связей адреналина с бета2-рецепторами, является немаловажным аспектом для транспорта лимфоцитов и нейтрофильных гранулоцитов в общий кровоток. | |
| + | В тканях, в которых осуществляется рост и кумуляция иммунных клеток (вилочковая железа, лимфоузлы, гланды, костный мозг), процесс иннервации происходит за счёт деятельности симпатической НС при помощи нейропептида Y и адренергических нервных окончаний. Такое взаимодействие с ЦНС имеет большое значение в регуляции работы клеток иммунитета, при этом, оно оказывает несущественное воздействие на транспорт лейкоцитов, сопряжённый с физическими упражнениями. | ||
| − | + | == Функции лейкоцитов == | |
| − | + | Простое объяснение того, что адреналин с норадреналином в комбинации подавляют иммунитет, не даёт рассмотреть симпатическую НС в качестве сложно регулируемой системы. Однократное влияние этих двух гормонов на иммунитет представляет из себя сложный поэтапный процесс угнетения механизма выработки интерлейкина-2 и интерферона-Y, а также полное отсутствие непосредственного влияния на механизм выработки прочих видов интерлейкина (интерлейкина-2, - 4, -6, -10, -S). Воспалительный отклик иммунной системы на адреналин и норадреналин является результатом подавления выработки интерлейкинов-2 и -12, другими словами происходит стимуляция за счёт угнетения ингибирующих процессов. По сравнению с краткосрочным тренировочным воздействием, постоянное влияние катехоламинов способствует подавлению чувствительности адренорецепторов, а также угнетению их экспрессии. Следовательно, краткосрочное и постоянное воздействие стресса оказывает разное воздействие на иммунные функции. | |
| + | Помимо этого, адреналин и норадреналин могут регулировать работу естественных Т- и NK-киллеров. Катехоламины, в частности адреналин, способствуют увеличению числа естественных киллеров в общем кровотоке и снижению цитотоксических эффектов у этих клеток. Уменьшение активности, по всей вероятности, является результатом сокращения продукции интерлейкина-2 и -12, которое опосредовано влиянием адреналина и норадреналина. | ||
| + | Так как стимуляция большинства клеточных процессов происходит за счёт увеличения количества цАМФ в клетках, учёные предположили, что регуляция функций лимфоцитов на фоне увеличения показателей адреналина и норадреналина в крови обусловлена активностью макрофагов и наличием оксида азота в общем кровотоке. Подтверждение функционирования данного механизма было обнаружено при исследовании крыс. Полученные результаты при воздействии краткосрочного тренировочного стресса, в одном из экспериментов помогли сделать вывод, что спустя 2 часа после инъекции адреналина отмечалось подавление активности NK-клеток. Наряду с этим отмечался рост числа моноцитов вдвое, что позволило сделать вывод о том, что простагландины, продуцируемые моноцитами, угнетают цитотоксическую активность Т- и NK-киллеров. Исходя из этого довода, при подавлении синтеза простагландинов за счёт применения индометацина, угнетения активности естественных киллеров также не должно происходить. Это говорит о том, что подавление функций Т-киллеров и NK-киллеров объясняется не только влиянием одного лишь адреналина, а осуществляется с помощью воздействия простагландинов, синтезируемых из моноцитов. При этом имеются сведения, показывающие уменьшение активности естественных киллеров даже на фоне использования ингибиторов простагландина. | ||
| − | + | = Ось «гипоталамус-гипофиз-надпочечники» = | |
| − | + | Ось «[[Гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковая система|гипоталамус-гипофиз-надпочечники]]» оказывает транспортную функцию, с помощью которой происходит передача импульсов от гипоталамуса к [[Передняя доля гипофиза|передней доле гипофиза]], а затем в кору надпочечников. В ответ на различные стрессовые ситуации гипоталамус секретирует в кровь [[Кортикотропин|кортикорелин (АКТГ)]] и антидиуретический гормон (аргинин-вазопрессин). Кортикорелин и аргинин-вазопрессин стимулирующим образом воздействуют на синтез АКТГ (кортикотропина) в аденогипофизе. Главной функцией вазопрессина является стимуляция абсорбции жидкости в почечных лоханках. Кортикотропин, являясь гормоном, по общему кровотоку транспортируется в ткани надпочечников и вызывает выработку ГКС (глюкокортикостероидов), основным представителем которых является [кортизол]. Следовательно, кортизол – финальный компонент в гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системе. Плюс ко всему, кортизол является одной из составляющих механизма обратной связи и способствует угнетению выработки кортикорелина и АКТГ. Обладая стероидным воздействием на организм, кортизол может проходить через клеточную оболочку и взаимодействовать с рецепторами, локализованными внутри клетки. Активность кортизола и прочих глюкокортикостероидов оказывает влияние на функциональность клеток за счёт их стимуляции и подавления транскрипции белков, которые могут происходит намного быстрее. Кортизол угнетает большое количество иммунных процессов, вдобавок к этому, данный стрессовый гормон является основным регулятором, сохраняющим иммунные функции от чрезмерно агрессивного влияния внешних и внутренних стрессовых факторов. К примеру, если воспалительная реакция не будет регулироваться механизмами эндогенного контроля, то произойдёт разрушение воспалённых тканей и, как следствие, это приведёт к их апоптозу. | |
| + | Влияние кортизола на функции иммунитета выражается в угнетении воспалительных реакций. За счёт такого воздействия искусственные аналоги ГКС нередко применяются в терапии воспалительных и аутоимунных патологий. Взаимодействие кортизола с ГКС-рецепторами приводит к стимуляции ГКС-зависимого элемента и дальнейших процессов трансформации. Особое любопытство представляет процесс стимуляции липокортина-1 и белков, участвующих в подавлении воспалительных реакций (антагонистов рецептора интерлейкина-1). | ||
| + | Степень активности оси «гипоталамус-гипофиз-надпочечники» коррелирует с определённым показателем, при котором поддерживается полноценный иммунный ответ (при отсутствии разрушающего действия на организм). Различные виды физической активности могут привести к хроническому росту концентрации кортизола и ослаблению защитных функций иммунитета. К примеру, подавление иммунных функций, обусловленное наличием депрессии, приводит к росту концентрации кортизола. И напротив, при гипокортицизме (заболевании надпочечников) продукция ГКС (в частности, кортизола) осуществляется в минимальных количествах, что в свою очередь увеличивает риск возникновения аутоиммунных и воспалительных заболеваний. Патологии, приводящие к увеличению или уменьшению концентрации ГКС в крови, именуются гиперкортицизмом и гипокортицизмом, соответственно. В физиологическом диапазоне активность надпочечников определяется с учетом выработки кортикотропина под воздействием стресса, исходя из этого, можно считать нормой вариативность степени реакции на стресс, обусловленной индивидуальными особенностями работы оси «гипоталамус-гипофиз-надпочечники». | ||
| + | Обоюдная корреляция между работой иммунитета и нейрогормональной системы состоит в том, что цитокины, участвующие в формировании воспалительной реакции, а именно ФНО-альфа, интерлейкины-6 и лейкемия-ингибирующий фактор (ЛИФ), способны оказывать стимулирующее воздействие на ось «гипоталамус-гипофиз-надпочечники» и усиливать выработку кортизола в кровь. Лейкемия-ингибирующий фактор, нужен для выработки кортикотропина и кортизола во время воспалительного процесса, плюс ко всему, он также участвует в стимуляции системы «гипоталамус-гипофиз-надпочечники за счёт индукции ФНО-альфа и интерлейкинов. Это говорит о том, что биохимические импульсы, которые стимулируют воспалительную реакцию, аналогичным образом активизируют механизм обратной связи, подавляющий собственную функциональность. Вдобавок была выявлена обратная функция такой корреляции, в частности: лимфоциты могут продуцировать большое количество гормонов гипофиза, к примеру, такое происходит после их активизации антигенами либо за счёт интерлейкина-12, а это, в свою очередь, стимулирует выработку гормона роста. | ||
| + | Помимо регуляции работы иммунитета, ГКС имеют важное значение в поддержании иммунного ответа, тем самым увеличивая выживаемость при возникновении жизнеугрожающих ситуаций. ГКС также подавляют выработку соматотропина и половых гормонов, за счёт чего уменьшаются энерготраты на малозначимые для выживаемости процессы роста. ГКС аналогичным образом угнетают функции системы «гипоталамус-гипофиз-надпочечники», результатом этого является замедление метаболических процессов в состоянии гомеостаза. Для удовлетворения энергопотребностей тканей, которые подвергаются влиянию внешних стрессовых факторов, ГКС усиливают процессы кумуляции и выработки глюкозы, ускоряют расщепление жиров и белков. За счёт активизации глюконеогенеза в тканях печени [[кортизол]] может сохранять уровень сахара в крови и, следовательно, этот гормон можно рассматривать в качестве регулятора обменных процессов с участием глюкозы. На системном уровне деятельность кортизола и ГГН-системы способствует замедлению процессов роста, подавлению репродуктивной функции, угнетению метаболических реакций, снижению энергозатрат и, плюс к этому, на фоне действия кортизола происходит увеличение энергозапасов в организме. | ||
| − | + | == Транспорт лейкоцитов == | |
| − | + | Воздействие ГКС на транспорт лейкоцитов по тканям появляется существенно позже в отличие от влияния адреналина и норадреналина. Изменение числа лейкоцитов, как правило, увеличивается до максимальных значений спустя 4 часа после роста концентрации кортизола. Однако на фоне действия ГКС отмечается снижение числа моноцитов и лимфоцитов, плюс к этому наблюдается рост нейтрофильных гранулоцитов. В конце концов количество лейкоцитов растёт за счёт увеличения выработки нейтрофилов. Препараты, аналогичные ГКС и используемые в медицине, приводят к возникновению схожих эффектов. | |
| − | + | == Цитокины == | |
| − | + | Глюкокортикостероиды способны угнетать продукцию большинства цитокинов, в частности, интерлейкинов-1,-2,-3,-4,-5,-6,-8,-10,-13, макрофагов, ФНО-альфа. Однако их воздействие на секрецию Т-хелперов в Th1-клетках является более выраженным в отличие от Th2-клеток: к примеру, выработка интерлекинов-2 подавляется в большей степени, чем секреция интерлейкинов-10. Получается, что ГКС оказывают иммунносупрессорную функцию и подавляют воспалительный ответ. | |
| − | + | == Активность лейкоцитов == | |
| − | == | + | |
| − | + | Результаты изменений, связанных с ДНК-структурой, которые обусловлены действием ГКС, в иммунной системе отмечаются достаточно часто. [[Кортизол]] подавляет активность NK- и Т-киллеров, которая оценивается по их степени расщепления антигенов. Кортизол угнетает деятельность NK- и Т-киллеров за счёт сокращения скорости выработки белков-эффекторов. Клеточный иммунитет зависит от клонального разрастания (пролиферации) специфических В- и Т-лимфоцитов. Пролиферация лимфоцитов в условиях «пробирки» при воздействии цитокинов либо антигенов может являться достоверным показателем их функциональности. Кортизол подавляет пролиферативные процессы с участием Т-лимфоцитов. Влияние гормона на В-лимфоциты неоднозначно, так как при этом отмечается угнетение продукции иммуноглобулинов G и А, однако выработка иммуноглобулина Е при этом усиливается. | |
| − | = | + | = Краткосрочный тренировочный стресс = |
| − | + | Несмотря на значимость исследования влияния симпатической системы, а также гормонов гипофиза, гипоталамуса и надпочечников, стоит указать, что регуляция иммунной функции, связанная с воздействием физических нагрузок, является следствием системного влияния большинства физиологических процессов, реализуемых одновременно. При учёте сложности функционирующих систем, в том числе, и числа вероятных факторов, регулирующих воздействие стресса на весь организм, сочетание всевозможных эффектов на силу иммунного ответа будет достаточно разнообразным. Непостоянные физические нагрузки способны привести к кратковременной дифференциации лейкоцитов в крови (в том числе и в тканях), вдобавок, они могут поменять функциональность белых кровяных телец, стимулировать массовую выработку компонентов, являющихся регуляторами иммунной функции и, плюс ко всему непродолжительная нагрузка может стать одним из факторов, способствующих возникновению кратковременного либо долгосрочного воспалительного процесса, что в итоге приведёт к изменению уровня иммунной активности, который бы поддерживал защитную функцию организма, противостоял инфицированию, а также препятствовал развитию онкологических патологий. Вариативность данных изменений, как правило, измеряется через параметры физической нагрузки, сюда относятся её интенсивность и длительность. | |
| + | Наряду с этим, степень влияния стресса, на который откликается нейрогормональная система, может расти при воздействии некоторых факторов, к примеру, нерациональное восстановление после предыдущего занятия, при низком количестве питательных веществ, а также при высокой температуре воздуха. | ||
| − | == | + | == Транспорт лейкоцитов == |
| − | Несмотря на | + | Стимуляция симпатической НС, активизированная физическими нагрузками, приводит к увеличению числа различных фракций лимфоцитов. Несмотря на существенные отличия в степени отклика ЦНС у каждого индивидуума, основные нюансы перераспределения белых кровяных телец под воздействием физических нагрузок идентичны между собой. Большое количество бета-адренорецепторов свойственно для NK-киллеров, затем в порядке убывания идут: Т-, В- и Th1-лимфоциты. Экспрессия рецепторов не происходит в Th2-лимфоцитах. Изменения функциональности NK-клеток, обусловленные физическими нагрузками, а также изменение концентраций адреналина и норадреналина в крови увеличивалась параллельно с ростом интенсивности и длительности нагрузок, при том, что диапазон изменений, по сведениям некоторых учёных, мог колебаться в пределах 50-1000%. Изменения в остальных фракциях лимфоцитах при воздействии физических нагрузок были менее существенны, так как количество бета-адренорецепторов у них было существенно ниже. Помимо этого, в общий кровоток также перемещались клетки памяти либо стимулированные лимфоциты, имеющие короткие теломеры, вдобавок к этому сегментоядерных нейтрофилов было больше, чем палочкоядерных. Это значит, что в кровоток транспортируется лишь зрелые, а не вновь сформированные клетки. |
| + | С ростом длительности тренировок эффекты кортизола начинают расти над эффектами адреналина и норадреналина. Приблизительно спустя 90 минут после первого выполненного упражнения на развитие выносливости эффекты кортизола начинают себя проявлять в большей степени в отличие от эффектов катехоламинов. В случае если длительность и интенсивность тренировки достигли уровня, необходимого для роста концентрации кортизола, то спустя 2-4 часа после окончания тренинга отмечается повышение количества лимфоцитов. | ||
| + | Нейтрофильные гранулоциты схожи с лимфоцитами тем, что их уровень в организме в процессе тренировок увеличивается одновременно с ростом интенсивности нагрузок, отличия обнаруживаются лишь в том, что впоследствии, за первой волной роста нейтрофильных гранулоцитов через небольшой промежуток происходит вторая, вызванная значительным увеличением кортизола, уровень которого поддерживается ещё в течение нескольких часов. Высвобождение адреналина в кровь в процессе тренировки стимулирует рост числа нейтрофилов. Помимо этого, данный процесс зависит от многих других факторов (действия интерлейкинов-6,-8, соматотропного гормона, а также степени разрушения мышечных волокон). Поздний рост количества нейтрофилов, по всей вероятности, является следствием влияния кортизола, а также транспортировки в кровь незрелых нейтрофилов. | ||
| + | Краткосрочный рост концентрации моноцитов в кровотоке является одним из элементов быстрого физиологического отклика на физическую нагрузку. Такая реакция организма, возможно, является результатом усиления гемодинамических процессов и уменьшения степени взаимодействия клеток с эндотелием сосудов, вызванного действием адреналина и норадреналина. | ||
| − | + | == Цитокины == | |
| − | + | Вариативность изменений концентрации цитокинов под воздействием физических нагрузок отличается от изменений уровня адреналина, норадреналина и кортизола, поскольку стимуляция симпатической НС оказывает подавляющее воздействие на выработку Th1-цитокинов, почти не оказывает влияния на секрецию Th2-цитокинов (ФНО-альфа, интерлейкины-2, -12 и интерферон-Y) и совсем не воздействует на продукцию интерлейкина-4, однако оказывает стимулирующий эффект на продукцию воспалительных цитокинов (интерлейкинов-6, -8, -10). Стимуляция системы «гипоталамус-гипофиз-надпочечники» может угнетать продукцию определённых Th1-цитокинов, ФНО-альфа, интерлейкинов-6, а также влиять стимулирующим образом на Th2-цитокины (интерлейкины-4 и -10). Аналогичный иммунный отклик можно ожидать, если изменение продукции цитокинов при воздействии физических нагрузок было обусловлено высокой концентрацией адреналина, норадреналина и кортизола в крови. С данным положением согласовано отсутствие изменений либо сокращение продукции интерлейкина-2 и интерферона-Y при воздействии физических нагрузок. Также схожий иммунный ответ происходит при усилении выработки интерлейкина-8 и -10, которые отмечается в процессе тренировок. Наряду с этим физическая активность способствует возникновению в крови медиаторов воспаления, уровень которых находится в зависимости от интенсивности тренировок, при максимальном уровне нагрузки отмечается максимальное количество ФНО-альфа, интерлейкинов-6, интерлейкинов-10 и антагонистов рецептора интерлейкинов-1. Следовательно, увеличение концентрации кортизола отчасти объясняется тем, что рост количества медиаторов воспаления активизирует ось «гипоталамус-гипофиз-надпочечники» через двустороннюю сеть информационного обмена, передающую импульсы из нейрогормональной системы в иммунную, и наоборот. | |
| + | Значительным образом под воздействием тренировочных нагрузок меняется концентрация интерлейкина-6 в крови, которая растёт по экспоненте вместе с увеличением длительности нагрузок и, по всей вероятности, это также связано с ростом концентрации адреналина в системном кровотоке. Наряду с этим рост концентрации интерлейкина-6 в существенной мере обусловлен воздействием прочих факторов. Количество интерлейкинов-6 в крови может повышаться до 10000%, а зависит это от длительности и интенсивности тренировочной программы. После окончания аэробного тренинга уровень интерлейкина-6, как правило, восстанавливается до исходных значений на протяжении 1-2 часов. В случае если длительность занятия меньше по продолжительности того времени, которое требуется для развития существенных усилий в работающих мышечных группах, кинетические изменения будут замедляться и, соответственно, максимальный уровень интерлейкина-6 будет наблюдаться уже спустя 2-3 часа после окончания тренировки. | ||
| + | Основной чертой интерлейкина-6, о которой стоит сказать, является то, что в процессе тренировочной сессии данный цитокин продуцируется в поперечнополосатых мышцах намного интенсивнее, чем в лейкоцитах, адипоцитах и гепатоцитах. В последнее время было показано, что в ходе постоянной физической активности интерлейкин-6 кроме активации воспалительного ответа принимает также участие в других биохимических процессах, поэтому в настоящее время на определении его регуляционных функций сосредоточено множество исследований. К примеру, при минимальном уровне гликогена в клетках растёт концентрация АМФ-активируемой протеинкиназы, плюс к этому отмечается существенная связь между уровнем АМФ-активируемой протеинкиназы и интерлейкина-6. Следовательно, интерлейкины-6 могут участвовать в передаче импульса, если при этом отмечается рост потребностей мышечной ткани во время физических нагрузок. Рост концентрации интерлейкина-6 в крови отмечается при отсутствии микротравм в мышцах вне зависимости от увеличения количества медиаторов воспаления. Мышечная ткань во время физических нагрузок (не в спокойном состоянии) продуцирует выработку интерлейкина-6. Кроме того, в мышцах также отмечается экспрессия гена интерлейкина-6, однако это происходит не в моноцитах, а во время взятия лабораторных проб сразу после высокоинтенсивных занятий. Это говорит о том, что рост концентрации интерлейкина-6 может отмечаться и без разрушения мышечных волокон, обусловленного воздействием физических нагрузок, поэтому этот процесс можно рассматривать не только в качестве этапа воспалительного процесса, но и также как одну из составляющих физиологического ответа, которая не будет зависима от продукции цитокинов. | ||
| − | + | == Активность лейкоцитов == | |
| − | + | Уровень интенсивности и длительность тренировочной нагрузки имеют важное значение при формировании иммунного отклика, связанного с активностью клеточного иммунитета. Влияние физических нагрузок умеренной интенсивности и длительности обусловлено кратковременным усилением следующих процессов: фагоцитоз, усиление скорости формирования свободных радикалов и ускорение процессов дегрануляции. В случае если длительность и интенсивность физической работы достигла тех показателей, при которых происходил рост концентрации ГКС в крови, это приводило к некоторым изменениям функций иммунитета. Физическая активность, как правило, увеличивает скорость образования свободных радикалов. Имеются также подтверждения того, что вызванное воздействием физической нагрузки увеличение концентрации интерлейкина-6, соматотропного гормона и глутатиона может быть одним из факторов роста числа нейтрофилов в крови. В случае, если тренировочная нагрузка длится на протяжении долгого времени либо её интенсивность достаточно высока, как например, во время марафонских забегов, может отмечаться стремительное ослабление данных функций. Причиной этого может стать подавление активности нейтрофилов в процессах ответной реакции организма через некоторое время после их активизации. Следовательно, умеренная интенсивность тренировок может усиливать, а высокая интенсивность – снижать защитные функции организма, направленные на борьбу с вирусами и бактериями. | |
| + | Изучалось также воздействие физической нагрузки на различные функции макрофагов. Хемотаксис – это процесс транспорта моноцитов и прочих клеток иммунитета к месту формированию воспалительной реакции. Фагоцитоз и компоненты, связанные с процессами формирования свободных радикалов, аналогичным образом активизируются интенсивностью упражнений и с помощью концентрации ГКС в крови. Так как, глюкокортикостероиды оказывают противовоспалительный эффект, общее угнетение различных факторов воспалительного отклика может привести к стимуляции макрофагов. Наряду с этим, на мышах было продемонстрировано, что подобное воздействие может происходить при наличии оксида азота. Следовательно, функциональность макрофагов и моноцитов при образовании травм либо во время инфекционных процессов и после завершения занятия, по всей видимости, полностью восстанавливается. | ||
| + | Основным фактором, который способствует ослаблению воздействия кортизола на иммунитет, является связанное с физической нагрузкой уменьшение чувствительности моноцитов к стрессовому гормону. После завершения тренировки отмечается подавление ингибирующего действия дексаметазона на стимулированную за счёт липополисахаридов и моноцитов продукцию интерлейкина-6. Данный процесс способствует тому, что моноциты могут усиливать выработку интерлейкина-6, без возникновения противовоспалительного эффекта кортизола. Наряду с этим продукция медиаторов воспаления, в частности, интерлейкина-6 уменьшается, исключением в данном случае являются интерлейкины-10 и интерферон-Y – на них краткосрочный тренировочный стресс влияния не оказывает. Следовательно, влияние физических нагрузок на продукцию медиаторов воспаления достаточно неоднообразно, поэтому необходимо проведение дополнительных исследований, направленных на изучение этого процесса. Следует отметить, что выработка интерлейкинов из моноцитов после высокоинтенсивных физических нагрузок менее выражена в сравнении с их выработкой в мышечной ткани. | ||
| + | Во время среднеинтенсивного и низкоинтенсивного тренинга либо при кратковременном тренинге (когда концентрация кортизола не увеличивается), распределение клеток иммунитета сопряжено с отдельными изменениями иммунных функций. Количество В-лимфоцитов, активизирующих выработку антител, в частности, иммуноглобулинов А и G, увеличивалось после среднеинтенсивных тренировок в нескольких исследованиях. Длительный тренинг приводил к уменьшению концентрации иммуноглобулина А в слюнной жидкости, что может говорить нам об ослаблении иммунных функций в слизистых оболочках. Однократный высокоинтенсивный тренинг не оказывает особого влияния на процесс формирования иммуноглобулинов после введения вакцины. Следовательно, физическая активность с умеренной интенсивностью, которая обусловлена влиянием адреналина и норадреналина, не приводит к существенным изменениям в работе гуморального иммунитета, при том, что высокоинтенсивный тренинг достаточной длительности с повышением уровня кортизола, снижает степень иммунного ответа. | ||
| + | Клеточный иммунитет зачастую угнетается после высокоинтенсивных тренировок, сопровождавшихся ростом концентрации кортизола. Обнаружение антигенов с помощью макрофагов подавляется за счёт угнетения экспрессии основного комплекса гистосовместимости, что сопряжено с ростом концентрации кортизола. С информацией, свидетельствующей об ослаблении процессов обнаружения связано проявление поздних реакций, при которых происходит увеличение чувствительности иммунных клеток к кортизолу после завершения марафонской дистанции. Эти сведения также говорят о том, что высокоинтенсивный тренинг приводит к угнетению функций клеточного иммунитета и продукции иммуноглобулинов под воздействием стимуляции антигенами. Помимо этого, ГКС могут стимулировать процессы клеточной гибели лимфоцитов и, вдобавок к этому имеются данные, подтверждающие, что интенсивная физическая нагрузка приводит не только к апоптозу простых лимфоцитов, но и также Т-клеток, моноцитов и нейтрофильных гранулоцитов. Недавние эксперименты, где применялись углеводистые смеси параллельно с плацебо, выявили схожий рост концентрации кортизола после проведённой тренировки и обнаружили прямую зависимость клеточной гибели от количества потребляемых углеводов: в контрольной группе апоптоз клеток происходил намного интенсивнее. Это, в свою очередь, свидетельствует о том, что кортизол, по всей видимости, не стимулирует клеточную гибель при воздействии физических нагрузок. | ||
| + | Воздействие физических тренировок на разрастание лимфоцитов на данный момент не исследовано. Главный вывод, который может быть сделан касательно активизированной с помощью нагрузок регуляции роста В- и Т-лимфоцитов, это то, что все полученные в ходе эксперимента данные неоднозначны и противоречивы. Таким же образом являются неоднозначными и итоги исследований, касающиеся воздействия высокоинтенсивной физической активности на деятельность Т-и В-лимфоцитов. Наряду с этим, имеется достаточное количество данных об уменьшении пролиферативного отклика при активности митогенов после высокоинтенсивного тренинга достаточной длительности. Анализ баланса стимулированных CD4 и CD8 лимфоцитов в крови, которые отвечают за экспрессию маркера CD69, выявил, что относительное число стимулированных лимфоцитов после систематических физических нагрузок практически не меняется. Выявлено также, что имеется малая вероятность снижения пролиферативной функции у Т-лимфоцитов даже после тренировок, которые приводят к росту концентрации кортизола. Установлено, что пролиферативный отклик лимфоцитов на активизацию митогенами был достаточно низок у женщин с повышенной концентрацией кортизола в крови. При том, что у Т-лимфоцитов не было зафиксировано каких-либо изменений в процессе пролиферации, обусловленной влиянием физической активности. Это также показывает нам, что пролиферативные процессы с участием В-лимфоцитов могут иметь более высокую чувствительность к кортизолу (то есть зависеть от уровня кортизола в крови) за счёт индукции с помощью тренировочных нагрузок. | ||
| + | Меняющуюся активность NK-киллеров при воздействии физических нагрузок нужно рассматривать в процессе увеличения их количества, что обычно происходит в ходе тренировки и после её завершения (и даже в том случае, когда их число значительно сокращается). По всей видимости, регулирующие системы, стимулированные за счёт влияния физических нагрузок, которые контролируют деятельность Т-клеток будут отличаться в зависимости от этапа тренировки (во время занятия и после него). Для среднеинтенсивных и длительных упражнений, к примеру, 50 минут аэробной нагрузки с 50% от VO2max, рост количества Т-киллеров и их функциональности пропорциональны друг другу, что может говорить о том, что рост активности описываемых клеток является следствием увеличения их числа. Полученные данные в ходе исследований, направленных на изучение активности NK- и Т-киллеров при воздействии высокоинтенсивных нагрузок очень неоднозначны: одни результаты говорят о росте изучаемого параметра, другие свидетельствуют о его уменьшении. | ||
| + | В ходе отсроченного периода уменьшения количества NK-киллеров их иммунная активность сокращается на 50% от начального значения на период в несколько часов. Уменьшение их активности обусловлено сокращением числа иммунных клеток, подавляющим воздействием простагландина Е2 и угнетающим влиянием кортизола. Наряду с этим, количество времени, в диапазоне которого кортизол проявляет своё угнетающее действие, не равно времени изменения активности Т-киллеров и NK-киллеров при физических нагрузках. Таким образом данный гормон нельзя рассматривать в качестве гормона-регулятора активности Т- и NK-киллеров, особенно если не принимать во внимание его вероятное воздействие на концентрацию этих клеток в системном кровотоке. Одной из таких методик определения эффектов кортизола является сравнительный анализ последствий тренировок на выносливость одновременно с приёмом достаточного количества углеводов. Дополнительный приём углеводов при длительных аэробных занятиях уменьшает эндокринную реакцию на стрессовое воздействие. При этом, отличия видов иммунного отклика в таких условиях будут, по всей видимости, показывать те свойства, которые способны изменяться при совпадении времени определённых изменений с изменениями в работе клеток иммунитета. Согласно этой теории, складывается такое впечатление, что рост уровня кортизола вероятно связан с увеличением концентрации свободных радикалов в результате действия моноцитов, нейтрофильных гранулоцитов, фагоцитоза, интерлейкинов-8 и -10. Данные проведённых исследовательских работ, описывающие влияние приёма углеводов на рост лимфоцитов, относительно противоречивы. При учёте двустороннего взаимодействия иммунной системы и оси «гипоталамус-гипофиз-надпочечники» имеется вероятность того, что воспалительная реакция может оказывать стимулирующий эффект на рост концентрации кортизола. Данная гипотеза доказывает, что парентеральное введение интерлейкина-6 до того уровня, которое отмечается в процессе тренировок, приводит к значительному росту концентрации кортизола. | ||
| − | + | == Толерантность к заболеваниям == | |
| − | + | Угнетение различных иммунных функций при высокоинтенсивной и длительной работе может повышать «чувствительность» организма к появлению инфекций. Спортсмены, как правило, подвергаются большему риску возникновения инфекционных патологий, в особенности, нередко у таких людей наблюдаются инфекционные поражения дыхательных путей после проведения тренировок либо по окончанию соревнований, к примеру, воспалительные процессы отмечаются после забега на марафонские дистанции. Данные о периодичности возникновении дыхательных заболеваний у людей, занимающихся спортом, например, в соревновательных условиях, неоднозначны, при этом, по предварительному анализу, вероятность развития воспалительных заболеваний на практике завышена в 2 раза. Это говорит о том, что большая часть спортсменов во время интенсивного тренинга не заболевает инфекционными заболеваниями, при этом, вероятность их появления существенно растёт. Изменение тренировочного плана или же вероятное уменьшение физических показателей в период воспалительных заболеваний либо прочих инфекционных патологий представляет из себя существенную проблему для большинства спортсменов профессионального уровня. Вместе с тем, информация, выявленная в ходе исследований при участии людей, занимающихся спортом, может быть применима и к прочим ситуациям, имеющим отношение к преодолению существенных тренировочных нагрузок. | |
| − | + | Механизмы, которые отвечают за снижение толерантности к заболеваниям, на данный момент не выявлены полностью. Наряду с этим можно предположить, что основной вклад в увеличение риска возникновения заболеваний могут вносить определённые физиологические процессы, развивающиеся при физической деятельности человека. Время после окончания тренировочной сессии, когда отмечается уменьшение активности и концентрации лимфоцитов, замедление процессов фагоцитоза при участии нейтрофилов, локализованных в носоглоточной области, плюс также снижение концентрации иммуноглобулина А в слюнной жидкости и уменьшение презентирующего действия в отношении антигенов может быть рассмотрено в качестве периода «открытого окна», при котором вирусы получают возможность проникновения в организм за счёт ослабленного иммунитета. Основные защитные функции организма, оказывающие сопротивление бактериям и вирусным антигенам, в том числе и гуморальный иммунитет в слизистых оболочках (а также функции нейтрофилов в них) подавляются после интенсивной физической работы. Помимо этого, после высокоинтенсивного тренинга, отмечается снижение продукции иммуноглобулина А в слюне, что также относится к подавлению основных защитных функций организма. Уменьшение количества иммуноглобулина А в слюнной жидкости является главным показателем состояния защитных функций, связанных с воспалительными процессами верхних дыхательных путей. Возможность адреналина, норадреналина и кортизола в подавлении иммунного отклика 1-ого типа, а также их способности к активизации 2-ого типа иммунных реакций повышает риск возникновения заболеваний в органах дыхания. Аналогичный тип изменений функциональности Т-лимфоцитов и продукции интерлейкинов зачастую отмечается спустя 150 минут беговых упражнений. Помимо этого, увеличение выработки кортизола активизирует интерлейкин-6, секреция которого повышается при систематических физических нагрузках. Отсюда можно сделать вывод, что в организме имеется целый ряд подсистем, за счёт которых под воздействием высокоинтенсивных и длительных нагрузок осуществляется активация иммунной и нейрогормональной систем, поддерживающих функциональность Th2-клеток и механизмов формирования воспалительной реакции путём угнетения Th1-клеток. Подобные изменения подавляют защитные функции организма и могут способствовать проникновению большого количества вирусов и бактерий, причём наиболее интенсивно процесс инфицирования происходит в носоглоточной полости. | |
| − | + | = Физическая нагрузка = | |
| − | + | Корреляцию между физической нагрузкой либо повседневной активностью и состоянием работы иммунитета можно определить за счёт объёма нагрузки и, по всей видимости, за счёт способности мышечных тканей к дальнейшему восстановлению. Бытует основное мнение касательно того, что среднеинтенсивный физический тренинг может оказывать стимулирующее воздействие на работу иммунной системы, наряду с тем, что высокоинтенсивная нагрузка может угнетать иммунную функциональность. Скорее всего, изменения, связанные с работой иммунитета и тренировочными нагрузками, являются компонентом общего физиологического отклика на стрессовое воздействие, сюда также входит ответная реакция нейрогормональной системы. Следовательно, баланс внешнего стресса и процессов восстановления может стать немаловажным элементом при определении интенсивности нагрузок. | |
| − | + | == Транспорт лейкоцитов == | |
| − | + | Концентрация лейкоцитов в системном кровотоке может использоваться в качестве незначительного параметра при определении состояния иммунитета. Наряду с этим, средняя величина отклонений данного параметра от нормальных значений на настоящий момент не выяснена. Существенные отклонения от нормы являются признаками разнообразных патологий, к примеру, уровень CD4-лимфоцитов (относятся к Т-клеткам) может использоваться в качестве индикатора прогрессирования СПИДа, а уровень нейтрофилов – нужен для идентификации воспалительных процессов в организме. Для определения влияния физической нагрузки на изменение показателей лейкоцитов (лейкоцитарной формулы) в спокойном состоянии проводились как кратковременные испытания, так и долговременные эксперименты. Некоторые из них выявили рост уровня нейтрофильных гранулоцитов, NK-киллеров и Т-киллеров у людей, тренировавшихся на развитие выносливости, при их сравнении с группой контроля. В процессе продолжительных исследований при изучении воздействия силового тренинга на организм, роста концентрации Т-клеток и NK-клеток не наблюдалось, при этом в одной из исследовательских групп всё-таки удалось зафиксировать рост лимфоцитов спустя 12 недель тренинга, и это при том, что в течение предшествующего 25-недельного тренировочного периода каких-либо изменений данного параметра не отмечалось. Не выявлено также какого-либо целенаправленного воздействия физического тренинга на количество моноцитов, CD4- и CD8-лимфоцитов, а также В- и Т-лимфоцитов. При высокоинтенсивных тренировках с большим объёмом нагрузок, который отмечается у спортсменов профессионального уровня, уровень моноцитов сократился. | |
| + | Диапазон изменений концентрации различных субполяций у лейкоцитов во время тренировок обусловлен индивидуальными особенностями организма. Воздействие тренировочного стресса на концентрацию адреналина и норадреналина не определено. Регулярная тренировочная нагрузка приводит к росту физической работоспособности, за счёт чего отмечается уменьшение процентного соотношения максимальной степени интенсивности нагрузок, нужной для завершения тренировочной сессии. К примеру, уровень кислородного потребления во время бега со скоростью 16 км\ч может быть равен примерно 90% от максимального при тренировках на выносливость. Следовательно, после тренировочного стресса для выполнения аналогичного объёма работы человеку необходимо приложить такой уровень усилия, который должен быть равен наименьшему значению от максимально допустимого показателя. Это касается практически каждого вида физических нагрузок. В отношении отклика нейрогормональной системы на влияние физической нагрузки, рост концентрации уровня адреналина и норадреналина, увеличивающийся индивидуальным образом, у каждого спортсмена происходит при работе с абсолютной степенью интенсивности. | ||
| + | Воздействие нейрогормональной системы на транспорт лейкоцитов в процессе тренировочных занятий измеряется относительным значением интенсивности, а также длительностью тренировок. Как правило относительный, а не абсолютный показатель интенсивности определяет нейрогормональный и дальнейший иммунный отклик при влиянии физических нагрузок. Результаты, полученные в ходе клинических испытаний, подтверждают подобный эффект физических нагрузок на иммунную систему, особенно, при воздействии краткосрочных высокоинтенсивных нагрузок, а также при проведении тренировок на выносливость, интервального тренинга и занятий, направленных на развитие силовых показателей. | ||
| − | + | == Цитокины == | |
| − | + | У людей с различной степенью адаптации к физическим нагрузкам зачастую не отмечается серьёзных различий уровня интерлейкинов в крови в спокойном состоянии. Наряду с этим в многочисленных исследованиях говорится о высоком уровне интерлейкинов-1-бета и интерлейкина-6 у людей, тренировавшихся на выносливость (в отличие от неподготовленных людей). Это вероятно является следствием пониженной чувствительности к подавляющему действию кортизола у физически подготовленных спортсменов. | |
| − | + | == Функции лейкоцитов == | |
| − | + | Хоть тренировка на выносливость не влияет на исходную концентрацию гормонов оси «гипоталамус-гипофиз-надпочечники» - кортикотропина и кортизола, у спортсменов-мужчин, которые выполняли упражнения аэробной направленности, зафиксировали пониженную чувствительность моноцитов к кортизолу, в отличие от физически неподготовленных спортсменов. У молодых людей, которые тренировались с акцентом на развитие выносливости, в сравнении с малоактивными мужчинами отмечается более выраженная продукция интерлейкина-6 в крови, происходящая при участии моноцитов и липополисахаридов. При всём при этом, после аэробных занятий у спортсменов с высоким уровнем адаптации к нагрузкам степень чувствительности моноцитов к молекулам кортизола увеличивалась до показателя физически неподготовленных мужчин. Это значит, что хоть тренировка на развитие выносливости и увеличивает чувствительность моноцитов, данный параметр может изменяться при некоторых условиях. Результатом данных изменений является стимуляция различных иммунных реакций, так как моноциты продуцируют большое количество интерлейкинов, оказывающих воздействие на каждую из иммунных клеток. Наряду с этим, 3-хмесячный силовой тренинг никак не влиял на выработку ФНО-альфа, интерлейкинов-1бета, -2 и -6, обусловленную стимуляцией мононуклеарных моноцитов у людей разных возрастов с артритом. Следовательно, физический тренинг существенно не влияет на функцию лейкоцитов, связанную с выработкой интерлейкинов, исключением в этом случае являются моноциты. | |
| + | У физически адаптированных людей после силового тренинга были выявлены отличия в характере изменений этих параметров, к примеру, нашлись отличия в связывании нейтрофилов и скорости образования свободных радикалов. При этом, полученные экспериментальным путём результаты не имеют противоречий к росту чувствительности к кортизолу. Касательно изучения прочих функциональных нюансов при изменении активности нейтрофильных гранулоцитов под воздействием физических нагрузок или же сведений, в которых сравниваются показатели физически адаптированных и неадаптированных к нагрузкам людей, можно лишь сказать о том, что они неоднозначны. | ||
| + | Активность В- и Т-клеток под воздействием физического тренинга значительно не меняется, но она также не изменяется в ходе сравнения полученных данных от тренировок адаптированных и неадаптированных людей. Долгосрочные эксперименты говорят о том, что подобного рода результаты могут касаться людей любой возрастной группы и не зависеть от типа тренировочного воздействия (аэробного либо анаэробного). Наряду с этим, в одном из исследований было показано увеличение разрастания Т-клеток спустя полгода аэробных нагрузок у людей из старшей возрастной группы. В отношении выработки антител В-лимфоцитами, их концентрация в крови и слюнной жидкости у физически подготовленных и неподготовленных людей во многих случаях соответствовала полученным ранее данным как в ходе краткосрочных, так и в процессе долгосрочных исследований. Исключением в этом случае можно считать уменьшение концентрации иммуноглобулина А в слюнной жидкости спортсменов в процессе проведения высокоинтенсивного тренинга, то есть в то время, когда тренировочный объём и интенсивность были максимальны. Отчасти гормональная система может влиять на эти изменения, которые также включают в себя лабильность относительного числа клеток и их активности (сюда относят В-, CD4-, CD-8-, и Т-лимфоциты). | ||
| + | В большинстве исследовательских работ говорится о том, что физическая нагрузка приводит к росту активности NK- и Т-киллеров, и это также является одним из факторов их количественного роста. Недавние эксперименты с участием крыс установили, что: 1) имеется прямая корреляция уровня ответной реакции от степени влияния, проявляющейся в повышении активности Т-клеток в крови под воздействием физических нагрузок, при этом после наступления «застоя» в росте мышц при умеренных нагрузках последующий рост интенсивности не приводит к увеличению мускулатуры; 2) увеличения активности Т-киллеров не отмечается во время длительного отдыха и восстановительного периода. Данные результаты вместе с полученной информацией исследований по изучению физиологической ответной реакции при воздействии высокоинтенсивных физических нагрузок говорят о том, что систематический силовой тренинг без микро- и макропериодизации даже с полным восстановлением может привести к появлению хронического угнетения функций иммунитета. У интенсивно тренирующихся спортсменов довольно трудно дифференцировать долговременные адаптационные колебания, появляющиеся в течение тренировочного периода. | ||
| + | Перетренированность появляется в том случае, при котором тренировочные объёмы либо интенсивность тренировок начинают превалировать над восстановительными способностями организма, и обусловлены возникновением переутомления, а также уменьшением физических показателей. Основными проявлениями перетренированности являются функциональные изменения симпатоадреналовой системы и системы «гипоталамус-гипофиз-надпочечники», плюс к этому снижаются иммунные функции, что повышает риск возникновения заболеваний. Это вполне предсказуемо, особенно если взять во внимание корреляцию этих систем между собой. Учёные предположили, что микротравмы, появляющиеся в мышцах, могут быть обусловлены ростом концентрации интерлейкинов и других медиаторов воспаления с дальнейшей стимуляцией системы гипоталамус-гипофиз-надпочечники, что приводит к подавлению иммунных функций. Группа исследователей под руководством Смит сделали заключение, что изменения, происходящие во время перетренированности, являются поздней стадией адаптационного процесса, при которой восстановление тканей и выживаемость особи становятся жизненно важными и приоритетными. Это предположение не является противоречивым в отношении тех сведений, которые представлены в данной статье, при этом в процессе недавних исследований у физически активных людей в период перетренированности не удалось определить увеличения концентрации медиаторов воспаления. Трудности в регуляции и корреляции иммунной и нейрогормональных систем связаны с подтверждением либо опровержением отдельных нюансов данной теории. | ||
| − | + | == Толерантность к заболеваниям == | |
| − | + | Корреляция степени тренировочных нагрузок и физической активности с толерантностью к заболеваниям связана с общими изменениями иммунных функций. Это значит, что среднеинтенсивные тренировки с умеренной длительностью могут по большей части увеличивать толерантность к развитию заболеваний или же уменьшать их продолжительность и степень заболеваемости. Одно из недавних исследований также выявило присутствие данной связи между степенью физических нагрузок и периодичностью респираторных заболеваний у здоровых людей из различных возрастных групп. С данным положением, подтверждающим уменьшение периодичности возникновения респираторных заболеваний у людей, которые занимаются силовым тренингом с умеренной интенсивностью, согласованы сведения, показывающие увеличение выработки иммуноглобулина А в слюне при воздействии физической активности. | |
| + | При увеличении интенсивности тренировочных нагрузок и объёма тренировок до максимума наряду с неполным восстановлением отмечается снижение толерантности к респираторным заболеваниям. По сведениям недавних исследований, при участии пловцов профессионального уровня, возможными механизмами, которые могут привести к увеличению периодичности респираторных заболеваний, являются увеличение концентрации иммуноглобулина А и стимулированная за счёт стресса инфекционная активность. В исследовательских работах, которые были посвящены изучению изменений тренировочных объёмов у теннисистов, установили, что концентрация иммуноглобулина А в слюнной жидкости имела обратную зависимость от объёма тренировок. Наряду с этим количества иммуноглобулина А в слюнной жидкости не помогало учёным определить точный риск возникновения респираторных заболеваний. Исследования по определению корреляции между интенсивностью тренировок и силой угнетения иммунных функций будут продолжаться до первых достоверных результатов. Развитие заболеваний, по большей части, обусловлено наличием нескольких факторов, зависящих от временной кумуляции эффектов, угнетающих функции иммунитета и происходящих в результате частых тренировочных занятий. Вдобавок заболеваемость зависит от скорости восстановления между тренировками, питания и стрессовых факторов. Как предполагалось выше, теория «системной адаптации организма» подразумевает, что все стрессовые факторы приводят к развитию системных реакций, а также стимуляции оси «гипоталамус-гипофиз-надпочечники». Следовательно, физическую нагрузку можно рассматривать в качестве активатора системного стресса, на который реагирует человеческий организм. | ||
| − | + | = Выработка цитокинов в ответ на микротравматизацию мышц = | |
| − | + | Мышечная ткань продуцирует цитокины при воздействии на неё физических нагрузок вне зависимости от повреждения в мышцах. В соответствии с последними данными большая часть интерлейкинов осуществляет регуляционные функции, которые также могут являться сигнальными в отношении контроля работы клеток, вдобавок, медиаторы воспаления оказывают сигнальную функцию на ось «гипоталамус-гипофиз-надпочечники». Следовательно, активация воспалительного процесса – это не единственный процесс, в котором участвуют эти молекулы (в частности, интерлейкины-6 и лейкемия-ингибирующий фактор) и, соответственно, их продукция в мышечных тканях не зависит от количества микротравм в них. К примеру, лейкемия-ингибирующий фактор (ЛИФ) способствует гипертрофии мышечных клеток и приводит к разрастанию миосателлитов (мышечных клеток-спутников). Интерлейкин-6 может оказывать системное воздействие на уровень гликогена в работающих мышечных группах. Помимо этого, при возникновении микротравм в мышцах интерлейкин-6 и ЛИФ начинают участвовать в развитии воспалительной реакции. Как говорилось ранее, ФНО-альфа, интерлейкин-6 и ЛИФ обладают стимулирующим воздействием на систему «гипоталамус-гипофиз-надпочечники» за счёт цепей обратной связи, что в итоге активизирует продукцию кортизола. Однако, имеющихся данных, связанных с изучением изменений концентрации ЛИФ при воздействии нагрузок, недостаточно для заключения каких-либо выводов. | |
| + | Самым распространённым проявлением повреждений в мышечных тканях в процессе постоянной мышечной активности является боль в мышцах во время занятий. Косвенными факторами наличия микротравм в мышцах являются мышечная боль на следующее утро после занятий, кратковременное снижение силовых показателей, отёчность и увеличение активности креатинкиназы в крови. Воспалительная реакция, вызванная выполнением физических упражнений и обусловленная появлением микротравм в мышцах, по всей видимости, осуществляется поэтапно следующим образом: 1) физическая активность или микротравматизация миофибрилл; 2) стимуляция макрофагов в области повреждения; 3) продукция цитокинов; 4) активизация локальной выработки хемокинов, к примеру, интерлейкина-8; 5) локальная секреция интерлейкина-6; 6) Активизация белков острой фазы воспаления клетками печени; 7) воздействие цитокинов на ось «гипоталамус-гипофиз-надпочечники»; 8) увеличение количества лейкоцитов и их перемещение в область ткани, где произошла её травматизация. В общем происходит активизация воспалительных процессов с участием интерлейкина-ip и ФНО-альфа, одновременно с выработкой интерлейкина-6, что стимулирующим образом действует на продукцию других интерлейкинов (интерлейкина-10 и -1бета). Местная выработка интерлейкина была обнаружена в мышечных тканях у мышей после физических нагрузок, способствующих травматизации миофибрилл. Однако, в системном кровотоке концентрация недолго живущих и малых по размеру цитокинов, а именно интерлейкинов-6 и -10, может зависеть от факторов роста, которые будут стимулировать процессы восстановления мышечных тканей. | ||
| + | При возникновении воспалительной реакции основным аспектом, который определяет способность организма к восстановлению после стресса, является скорость лизиса клеточных остатков с помощью фагоцитов. Реакция клеток на микротравматизацию мышечной ткани, вызванная воздействием физических нагрузок, обусловлена ростом активности макрофагов в тканях. Проникновение нейтрофилов в травмированные ткани было выявлено в ряде исследований. Итоговые данные, полученные в процессе мышечной биопсии, говорят о том, что перемещение нейтрофилов внутрь травмированной ткани длится около двух недель. Такая продолжительность, очевидно, превышает период присутствия в тканях каких-либо определяемых идентификаторов, говорящих о наличии воспалительной реакции в крови. Следовательно, большая часть изменений, происходящих на фоне травматизации мышц за счёт воздействия физических нагрузок, осуществляется локально, а не на системном уровне. | ||
| + | В случае, если физические тренировки достаточно длительны по времени, а их степень интенсивности является высокой (то есть возникает серьёзный физический стресс в мышцах), к примеру, при выполнении эксцентрических движений, то можно предположить, что произойдёт существенная микротравматизация мышечной ткани одновременно с выбросом цитокинов. Марафонские дистанции и схожие физические нагрузки приводят к возникновению микротравм в мышцах, которые представляют из себя нарушения структуры мышечных волокон совместно с процессом выброса креатинкиназы в кровь. После забега на длинные дистанции, отмечается рост концентрации ФНО-альфа, интерлейкина-6, -10, -ip, -1ra. Тренировочный стресс, который обусловлен выполнением эксцентрических движений, аналогичным образом приводит к травматизации мышечных волокон, но к менее выраженному росту уровня интерлейкина-ip, интерлейкина-6 и интерлейкина-1ra. Однако роста концентрации ФНО-альфа при этом не происходило, причём это может стать препятствием для определения степени общего иммунного ответа на местную воспалительную реакцию. Длительная воспалительная реакция в мышечной ткани не приводит к росту концентрации кортизола. Следовательно, при таких условиях выраженность воспаления при микротравматизации мышечных тканей недостаточна для активизации системы «гипоталамус-гипофиз-надпочечники», при том, что это отмечается на протяжении длительного периода. Наряду с этим происходит нейрогормональная и иммунная реакция с активацией цитокинов при повреждении тканей и стимуляцией системы гипоталамус-гипофиз-надпочечники; при нормальной продукции интерлейкинов-6 в кровь отмечается также выработка ФНО-альфа, интерлейкинов-ip и ЛИФ. | ||
| + | Гипоталамус является компонентом нейрогормональной системы, которая участвует в передаче стрессовых импульсов, стимулированных за счёт физической нагрузки, а также сигналов ЦНС для активизации необходимого отклика на внешние стрессовые факторы. Выявленные не так давно результаты с применением мышечной биопсии дают право предположить о существовании корреляции между ростом концентрации кортизола в организме и протеолитическими процессами, происходящими в травмированных мышцах. Нейрогормональный отклик в данном случае опосредован наличием убиквитина – белка, участвующего в процессах протеолиза, при этом кортизол увеличивает экспрессию многих элементов, которые участвуют в деградации белков. В случае, если после разовой тренировки отмечается усиление защитной реакции, то после завершения второго занятия с использованием того же набора упражнений отмечается угнетение защитной функций. Следовательно, двусторонний сигнальный обмен состоит из цитокиновых импульсов, формирующихся на местном уровне и направляющихся в ось «гипоталамус-гипофиз-надпочечники», основная цель импульсной передачи – активизация восстановительных процессов. | ||
| + | Значение медиаторов воспаления в воспалительных реакциях, вызванных воздействием физических нагрузок, в повреждённых мышечных волокнах было поставлено под сомнение, поскольку во время приёма НВПС (нестероидных противовоспалительных средств) не было замечено существенного воздействия этих препаратов на болевые ощущения в мышцах или же их влияния на показатели мышечной функциональности. Наряду с этим, вышеописанные результаты исследований являются лишь малой частью общего числа экспериментов по изучению значения различных составляющих воспалительного процесса при его воздействии в ответ на физический стресс, следовательно, наиболее точно можно утверждать, что простагландин Е2, на который в основном воздействуют все НВПС, не имеет большого значения в формировании воспалительного отклика организма. В итоге противовоспалительный эффект, обусловленный приёмом НВПС, не оказывает влияния на процессы регенерации тканей и лишь слабо воздействует на болевые ощущения, возникающие после тренировок в мышцах. | ||
| − | + | = Важность нейрогормональных и иммунных функций = | |
| − | + | ||
| − | + | Нейрогормональная и иммунная система реагируют на стрессовое воздействие, обусловленное физическими нагрузками, и определённым образом связаны друг с другом. Наряду с этим, регуляция иммунной функции при влиянии физических нагрузок зависит от воспалительных процессов, происходящих при травматизации тканей. Интерлейкины и другие медиаторы воспаления, которые участвуют в местном и общем ответе на физический стресс, как правило, функционируют в организме разными способами, к примеру, таким цитокином является интерлейкин-6. Большая часть медиаторов воспаления не относится к воспалительным реакциям либо к регуляции иммунного отклика как к таковому, к сведению, лейкемия ингибирующий фактор может функционировать как фактор роста, без разрушения мышечных волокон. Двусторонняя сеть информационного обмена между иммунной и нейрогормональной системами действует через продуцируемые в мышцах цитокины, которые способны стимулировать систему «гипоталамус-гипофиз-надпочечники». Взаимосвязь и корреляция этих двух систем является сложным процессом. При всём при этом полученные в ходе экспериментов сведения прямо говорят об усилении иммунных функций при влиянии кратковременных либо долговременных тренировок с умеренной степенью интенсивности. Интенсивность и длительность физических нагрузок, которые может выдержать организм без угнетения иммунных функций и снижения толерантности к заболеваниям, по всей вероятности, могут меняться и зависеть от влияния прочих стрессовых воздействий. Полученные в ходе лабораторных исследований сведения показывают угнетение функций отдельных элементов иммунитета и увеличение риска заболеваемости у физически активных людей при воздействии чрезмерных нагрузок в ходе тренировок либо в соревновательный период. С учётом особенностей корреляции иммунной и нейрогормональной систем, спортсменам и физически активным людям, которые хотят по максимуму задействовать все мышечные группы в работе путем увеличения тренировочного объёма и интенсивности, рекомендуется ослабить степень ответной реакции на тренировочный стресс за счёт полноценного восстановления организма, минимизации прочих стрессовых факторов и правильно составленного рациона питания. | |
| − | + | = Воздействие физических нагрузок на иммунную систему: значение нейрогормонального и иммунного ответа = | |
| − | + | ||
| − | + | Положительное воздействие физических нагрузок на организм, полученное в процессе тренировок, помимо научных книг также описано в популярных спортивных журналах. Установлен факт различного влияния физической активности почти на все органы организма, при этом основной упор делается на воздействие тренировочного стресса, связанного с изменением работы дыхательной и кровеносной систем. Помимо этого, на сегодняшний момент учёные достигли успеха в определении клеточных механизмов влияния физической активности на многие системы организма, в особенности на функции иммунитета. Любопытство к изучению корреляции между физической активностью и работой иммунитета стало поводом для проведения дополнительных исследований и написания новых научных работ, связанных с этой тематикой. | |
| − | + | Известен тот факт, что физическая нагрузка способна значительным образом влиять на эмоциональное и физиологическое состояние. На данный момент особый интерес к данной теме приводит к появлению новых вопросов о том, каким образом психологический настрой может оказывать влияние на физиологические процессы в организме, в частности на нарушение гомеостаза. Вопреки тому, что положительное влияние физических нагрузок на здоровье человека уже является давно установленным фактом, воздействие тренировочного стресса на психическое и эмоциональное здоровье почти не изучено. Механизмы, которые опосредуют эту взаимосвязь, не обнаружены, при этом следует полагать, что эмоциональный настрой в существенной мере оказывает влияние на работу эндокринной системы и ЦНС. Предположение о том, что физическая активность способна воздействовать на механизмы нейрогормональной системы, показывает, что по большей части эти воздействия могут зависеть от эмоционального фона. В последнее время было обнаружено большое количество сведений, доказывающих присутствие функциональной связи между ЦНС, иммунитетом и эндокринной системой. | |
| + | Существенное количество информации, доказывающее, что ЦНС и эндокринная система может самостоятельным образом влиять на работу иммунитета, является поводом для высказывания предположений о наличии тесной связи между физическими нагрузками и иммунной функцией. Как будет сказано далее, физическая активность и работа иммунитета на самом деле связаны между собой, однако эта связь опосредована воздействием нейрогормональной системы. Такое взаимодействие имеет важное значение в развитие некоторых заболеваний, которые не подавлялись за счёт иммунитета (онкологические патологии, инфекции), или же тех заболеваний, которые были обусловлены «неправильной» стимуляцией иммунных функций (аллергические проявления, аутоиммунные болезни). | ||
| + | Необходимо отметить, что в процессе написания данной статьи авторы не задавались целью перечисления всех имеющихся сведений, касающихся положения о связи физических нагрузок и иммунных функций. Ниже можно ознакомиться с механизмами нейрогормональной модуляции, составляющими основу связи между физической активностью и отдельными нюансами работы иммунитета. Помимо этого, ниже будут рассмотрены те исследования, в которых понимание корреляции между физической нагрузкой и работой иммунитета помогут в расширении информационной базы данных. | ||
| − | + | = Взаимосвязь иммунитета и нейрогормональной системы = | |
| − | |||
| − | + | == Взаимосвязь эндокринной системы и ЦНС == | |
| − | + | С недавнего времени стало ясно, что эндокринная и нервная система оказывают друг на друга воздействие, а их функции синергичны. Изучение взаимосвязи между этими системами и их значение в модуляции различных процессов, осуществляющихся в человеческом организме, является одной из главных задач эндокринологии и неврологии. Данное взаимодействие является двусторонним: первая система влияет на вторую, а вторая, в свою очередь, на первую. Главными регуляторными элементами в эндокринной системе являются гормоны, а передача импульсов от ЦНС к эндокринной системе осуществляется на уровне нейрогормональной клетки. | |
| + | За счёт того, что гормоны циркулирует по всей системе кровообращения, они оказывают воздействие практически на каждую клетку в нашем организме. Функциональная корреляция между клетками-мишенями и гормонами по большей части зависит от образования связи гормон-рецептор на поверхности клеток. Рецепторы на клетках-мишенях могут располагаться на внешней оболочке клетки, внутри клетки либо на ядре. Имеются различные механизмы эндокринного влияния на клетку: изменение трансмембранной проницаемости клеток, активизации процессов транскрипции ДНК, а также стимуляция вторичных посредников (к примеру, цАМФ – циклического аденозинмонофосфата). | ||
| + | Плюс ко всему, в организме имеются различные механизмы восстановления нормальной выработки гормонов. Циркадные ритмы поддерживают периодическую выработку гормонов, вне зависимости от физиологической активности организма. Вдобавок, циркадные ритмы сопряжены со сложной цепью обратной связи, работа которой обеспечивает нейрогормональную регуляцию гомеостаза. | ||
| − | + | == Функции и роль нейрогормональной взаимосвязи == | |
| − | + | Нейрогормональная взаимосвязь имеет немаловажное значение, так как она способствует поддержанию процессов гомеостаза. К примеру, нейрогормональная взаимосвязь имеет важную функцию в устранении потерь воды, поддержании осмотического и кровяного давления, а также участвует в ростовых процессах, обмене веществ, репродукции, сохранении электролитного баланса и психологического состояния. Негативные изменения, произошедшие в процессе выработки гормонов и в эндокринной регуляции могут привести к возникновению различных патологий (акромегалии, остеопорозу и пр.). | |
| + | Нейрогормональная система аналогичным образом поддерживает адаптационные физиологические процессы, позволяющие человеческому организму откликаться на изменения окружающей среды и адаптироваться к ним. Такая способность к адаптации является основным механизмом в сохранении многих физиологических параметров в норме, что способствует поддержанию жизнедеятельности и выживаемости живого организма. К примеру, стимуляция оси гипоталамус-гипофиз-надпочечники является основным компонентом физиологического отклика на внешний стресс. Несмотря на выделение различных видов стресса: физического, психологического либо их комбинации, в каждом случае физиологический отклик организма будет стимулировать активность оси гипоталамус-гипофиз-надпочечники. | ||
| + | Для сохранения состояния гомеостаза в стрессовых ситуациях важную роль играет взаимодействие между тканями и клетками, из которых сформирована ось гипоталамус-гипофиз-надпочечники. Импульсы, генерируемые в лимбической системе, активизируют выработку в паравентрикулярном ядре гипоталамуса кортикорелина, а с его помощью происходит секреция АКТГ в передней доле гипофиза. АКТГ или кортикотропин выбрасывается в кровь, где он вступает во взаимодействие с гормонами надпочечников, тем самым способствуя выработке кортизола в человеческом организме. Однако, следует учесть, что функции каждого из этих гормонов в оказании регуляторного воздействия на железы внутренней секреции, которые продуцируют тот или иной вид гормона, являются основными при регуляции их выработки. | ||
| − | + | == Нейрогормональная адаптация к тренировочному стрессу == | |
| − | + | Способность к выдерживанию физических нагрузок модулируется за счёт сложно-функционирующей связи эндокринной и вегетативной систем. В ходе тренировок организм откликается на активизацию ЦНС и конкретных механических процессов, происходящих за счёт гормонов, что сохраняет способность организма к модуляции многих физиологических реакций. К последним можно отнести энергообмен, транспорт энергосубстратов, сохранение водно-солевого баланса, гемодинамика кровеносных сосудов и биосинтез белка. Тип физиологического отклика в каждом индивидуальном случае проявляется по-разному в зависимости от степени интенсивности тренировок и половой принадлежности. | |
| + | Стимулированная с помощью физических нагрузок эндокринная модуляция физиологического состояния предусматривает активность многих гормонов, таких как: кортизол, соматотропин, вазопрессин, ренин, тиреоидные гормоны, инсулин, альдостерон, глюкагон, адреналин и норадреналин. Последние два гормона, вырабатывающиеся надпочечниками, регулируют уровень обмена веществ в мышцах, фракцию выброса в миокарде и ОПСС (общее периферическое сосудистое сопротивление). Помимо этого, могут отмечаться изменения концентрации прочих гормонов (эстрогена, ФСГ, ЛГ, тестостерона и бета-эндорфинов), не всегда связанные с сохранением гомеостаза. В ходе физической активности фактором, который задействует метаболические процессы в организме, является изменение концентрации пептидных гормонов: соматотропина, инсулина и пролактина. Все эти гормоны могут быть связаны с клетками иммунитета и активизировать различные процессы клеточного роста. | ||
| + | Нейрогормональные процессы, происходящие в организме при воздействии на него физических нагрузок, выявлены не так давно. Помимо этого, в ходе лабораторных исследований, которые не были связаны с изучением влияния физической активности, было обнаружено, что большинство гормонов, концентрация которых меняется в ходе описываемых физиологических процессов, участвуют в различных нюансах функционирования иммунитета. Наряду с этим, в дальнейшем было установлено, что физическая нагрузка сама по себе может влиять на функции иммунитета за счёт влияния гормонов. | ||
| − | + | == Взаимосвязь иммунной системы с функциями нейрогормональной системы == | |
| − | + | Как говорилось ранее, гормональная и нервная система взаимосвязаны между собой определённым образом. На практике, большая часть систем в организме (сердечно-сосудистая, пищеварительная, половая) связана с ЦНС и гормональной системой. При этом ранее считалось, что иммунная система функционирует как отдельная автономная система с минимальным влиянием со стороны остальных систем организма. В течение последних 3-х десятилетий проводилось большое количество исследований по изучению организма человека, которые выявили много подтверждений слаженной работы иммунитета, ЦНС и эндокринной системы. Взяв за основу тот факт, что определение взаимосвязанности этих 3-х систем зависимо от психологического состояния, учёные открыли новую область науки – нейроиммунология. | |
| + | Исследование связей между ЦНС, иммунной и эндокринной системами по большей части затруднён и обусловлен многими факторами, первым из которых является сложность строения и функционирования иммунной системы. К органам и тканях, формирующим иммунную систему, относят вилочковую железу, костный мозг, лимфоузлы и селезёнку. Несмотря на то, что чаще всего в человеческом организме изучаются клетки иммунитета, стоит учитывать, что в некоторых органах и тканях также имеются иммунные клетки, участвующие в регуляторной функции. К примеру, желудочно-кишечный тракт включает в себя различные иммунные клетки, активность которых оказывает защитное влияние на слизистую оболочку. Также, как и лимфоциты, локализованные в эпителии, остальные иммунные клетки образуют первую защитную линию, предотвращающую внедрение антигенов (вирусов и инфекций), следовательно, исследуя только лишь иммунные клетки, возникают ограничения, которые будут препятствовать пониманию роли нейрогормональных реакций. Прочими сложностями при изучении взаимосвязи нейрогормональной и иммунной систем являются различия в скорости исследования каждой из них. На молекулярном уровне имеется достаточно много данных о функциях 2-х подсистем иммунитета – приобретённого и врождённого, а также их взаимосвязи. Большое количество данных, касающихся иммунных процессов, было выявлено за счёт прогресса в области молекулярной биологии, в том числе и за счёт использования в исследованиях животных с изменённой структурой ДНК. | ||
| − | + | == Регуляторы и подсистемы иммунного и нейрогормонального взаимодействия == | |
| − | + | Обнаруженные в ходе исследований экспериментальные сведения доказывают двусторонний тип взаимодействия нервной, иммунной и эндокринной систем. Межклеточная передача может быть обусловлена такими компонентами иммунной системы, как факторы роста, нейропептиды, цитокины, секреция которых осуществляется в лимфоцитах. Следовательно, отличия, выявленные между факторами роста, цитокинами и нейропептидами, в тех системах, в которых они работают, на данном этапе не имеют значения. | |
| − | + | Изучение корреляции между степенью модуляции функций иммунитета и количеством нейропептидов сосредоточено на определении функций производных ПОМК (проопиомеланокортина), а именно АКТГ и бета-эндорфина. Прочие гормоны, как например, соматотропный гормон, кортизол, пролактин, адреналин и норадреналин, аналогичный образом могут являться компонентами, участвующими в связи иммунной и эндокринной системы. В общем, подтверждение связи нейроэндокринной и иммунной систем является достоверным результатом всех ранее проведённых исследований, нацеленных на определение корреляции между физическим стрессом (физической активностью и её воздействием на работу иммунитета) и физиологическим состоянием отдельного человека. | |
| + | Способность иммунных клеток взаимодействовать с нейропептидами зависит от наличия определённых рецепторов на этих клетках. Имеются различные иммунные клетки (моноциты и лимфоциты), на которых расположены рецепторы к нейропептидам и нейрогормонам. Например, адреналин, норадреналин, опиоидные вещества, вазопрессин, кортикотропин (АКТГ), пролактин и гормон роста, образуя связь с определёнными рецепторами, способны воздействовать на многие нюансы работы иммунитета. Аналогичным образом клетки нейрогормональной системы имеют на себе рецепторы для взаимодействия с компонентами иммунитета, а именно с цитокинами. | ||
| + | Для обеспечения связи (за счёт особых рецепторов) между иммунной и нейрогормональной системами, компоненты последней должны изначально взаимодействовать с клетками иммунитета. Некоторые из этих компонентов вырабатываются в кровь и транспортируются с кровью к клеткам иммунитета, расположенным в разных частях организма. При этом, компоненты ЦНС могут секретироваться из нервных окончаний в область действия иммунных клеток, локализованных в вилочковой железе, лимфоузлах, селезёнке. Наличие такого механизма обусловлено способностью нервных окончаний к иннервации вышеперечисленных органов и тканей, также как это происходит в других органах. Учитывая то, что вилочковая железа, лимфоузлы и селезёнка являются областью образования лимфоцитов и их активизации, подобная иннервация важна для модуляции иммунных функций на системном уровне. | ||
| − | + | == Работоспособность нейрогормональных связей == | |
| − | + | Двусторонняя взаимосвязь между клетками, органами и тканями, которые формируют иммунную, гормональную и нервную систему, подразумевает, что системная регуляция и функциональность этих 3-х систем несколько сложнее, чем представлялось. Следовательно, имеется теоретическая вероятность того, что регуляция физиологических процессов, которые играют ключевую роль в сохранении гомеостаза и поддержании здоровья при воздействии различных факторов стресса, может происходить по-разному. | |
| + | Для хорошей работы иммунитета необходимо наличие чёткой регуляторной функции, осуществляющейся на клеточном уровне. До этого считалось, что регуляция иммунных процессов происходит с участием разного типа клеток, из которых состоит иммунная система. Самыми значимыми клетками иммунитета являются Т- и В-лимфоциты, Т-хелперы, макрофаги, нейтрофильные гранулоциты, NK- и Т-киллеры. В последнее время определение большинства молекул, вырабатываемых этими клетками (цитокинов, интерлейкинов, факторов роста), в том числе и определение их регуляторной роли в работе иммунитета, даёт полную картину представлений о функционировании иммунитета на клеточном уровне. При этом молекулы и клетки гормональной и нервной систем могут аналогичным образом участвовать в регуляторных функциях иммунитета, что по большому счёту осложняет определение регуляторной иммунной функции. | ||
| + | На данный момент установлено, что почти каждая разновидность клеток и каждая функция иммунитета способны регулироваться компонентами гормональной и нервной систем. Развернутая оценка этих сведений не включена в данную статью. Стоит отметить лишь самые заметные примеры, к которым относится: нейрогормональное влияние на презентацию и процессинг антигена, влияние на выработку иммуноглобулинов, стимуляцию и рост В- и Т-лимфоцитов, продукцию цитокинов и на деятельность NK-киллеров. Данные эффекты происходят при взаимодействии рецептора и лиганда, вторичных посредников и генной экспрессии. Некоторые факторы, например, физическая нагрузка и стрессовое воздействие участвуют в регуляции данных эффектов за счёт способности активизировать продукцию компонентов ЦНС и гормональных систем. | ||
| + | Состояние здоровья человека прямо связано с физиологической работой иммунитета. Способность подавлять негативное влияние патогенных микроорганизмов может быть зависима от образования иммунного отклика в организме после введения вакцины в постнатальном либо в половозрелом возрасте. При внедрении в организм инфекций, которые не предотвращаются с помощью вакцинации, важной функцией организма в этом случае является способность к активизации иммунного отклика, обусловленного стимуляцией клеток иммунитета (нейтрофилов, NK-киллеров, Т-киллеров и макрофагов). При проникновении прочих патогенных микроорганизмов может стать критичным моментом последующее образование иммунного отклика в качестве фактора адаптации, нацеленного на специфический патоген. Подобный отклик, как правило, происходит при участии В-лимфоцитов, секретирующих иммуноглобулины, и Т-клеток, способствующих разрушению клеток, которые поражаются патогенными агентами. В конце концов, способность организма к созданию и поддержанию иммунной «памяти», являющейся результатом введения вакцины либо инфекции, достаточно сложный в изучении процесс. Факт того, что компоненты гормональной и нервной системы влияют на все вышеописанные функции, несомненно говорит о немаловажном значении этих систем в предотвращении попадания различных инфекций в организм. | ||
| + | Существенный интерес также вызывает взаимосвязь иммунитета и процессов развития онкологических патологий. Хотя достоверный вклад иммунных функций в защите от онкопатологий на данный момент не установлен, уже существуют весомые аргументы того, что иммунные клетки Т-киллеры и NK-киллеры играют в этом немаловажную роль. Не так давно были выявлены сведения о том, что компоненты нейрогормональной системы способны воздействовать на защитные функции организма, которые обеспечивают защиту от онкологических заболеваний. Защитная функция организма предотвращает развитие инфекционных патологий и онкологических заболеваний практически без ощутимых следов (если иммунная система имеют большую устойчивость). Наряду с этим, в некоторых случаях для излечения и переносимости острой фазы заболевания, которое возникло на фоне высокой или неправильной активности иммунного отклика, может понадобиться угнетение работы иммунитета. К таким патологиям относят все аутоиммунные болезни (волчанка, ревматоидный артрит, склеродермия и пр.). Вдобавок наилучшим вариантом является подавление иммунного отклика, связанного с чрезмерной интенсивностью иммунной функции (например, при аллергии или при трансплантации органов). Развёрнутое изучение результатов влияния компонентов нейрогормональной системы в отдельно взятом случае имеет неподдельный интерес. | ||
| + | Стоит упомянуть, что в последнее время информации, касающейся изучения функциональности иммунной системы, стало на порядок больше. Технический прогресс в науках, связанных с биологией, помог существенно лучше исследовать работу иммунитета на уровне клеток. Вместе с тем, отмечается большой прогресс в исследовании основных ролей гормональной и нервной системы, способствующий планомерному развитию неврологии и иммунологии. | ||
| − | = | + | = Воздействие физических нагрузок на иммунитет = |
| − | |||
| − | + | == Физические нагрузки и изменения иммунных функций == | |
| − | + | Установлено, что физическая нагрузка способствует избавлению от хронического переутомления, склероза и онкологических заболеваний. Исходя из этого принципа ранее специалистами давались советы для составления индивидуального плана тренировок, к примеру, сообщалось каким именно образом регулировать собственный пульс, плавность дыхания, а также интенсивность и длительность занятий для того, чтобы тренировочный стресс не превышал адаптационных способностей организма. Научные статьи, описывающие положительную связь физической активности и состояния здоровья, довольно часто можно встретить во многих журналах, методических пособиях и газетах. Несмотря на то, что большая часть людей предполагает, что наличие повседневной физической активности лучше, чем ничего, на данный момент точно не выявлено каким именно образом физическая нагрузка влияет на работоспособность иммунитета. Исследователи, которые занимались изучением связи физических нагрузок и активности иммунных клеток, приводили скептические доводы о том, что большинство результатов их работы оказывались неубедительными в отношении положительной корреляции физической активности и иммунных функций. При всём при этом, не стоит недооценивать возможное влияние физических нагрузок на здоровье иммунитета, кроме того, необходимость в дальнейших исследованиях всё также остаётся велика. | |
| + | Имеется большое количество факторов, от которых может зависеть взаимосвязь физической активности и нормального здоровья. Если же физическая активность выступает в качестве терапии против развития некоторых заболеваний, то вполне вероятно, что они способствуют профилактике их появления. Стоит задать логичный вопрос: а может ли в реальности уменьшаться толерантность к заболеваниям при увеличении физических нагрузок, однако он пока остаётся без ответа. К примеру, у многих спортсменов, тренирующихся с высокой степенью интенсивности в течение длительного времени, увеличивается риск развития респираторных заболеваний. Может ли этот факт говорить о том, что физическая активность является причиной угнетения иммунных функций и подавления аутоиммунных патологий или же вовсе является фактором, провоцирующим их развитие? Могут ли физические нагрузки со средней интенсивностью регулировать работоспособность иммунных функций? Ответы на эти вопросы, связанные с корреляцией физической активности и состоянием здоровья не всегда очевидны, поскольку углублённое изучение подсистем организма, опосредующих связь регулярных физических нагрузок, началось порядка 40 лет назад, то есть по относительным меркам это произошло совсем недавно. | ||
| + | Вместе со сложностями регуляторных функций иммунитета также затруднения вызывают исследование отдельных тренировочных показателей и их влияния на организм. Возможное влияние физических нагрузок в существенной мере измеряется разновидностью, степенью интенсивности и длительностью тренировочного воздействия. Воздействие тренировочных нагрузок на иммунные функции аналогичным образом может зависеть от индивидуальных особенностей организма (возраста, пола, степени адаптации к физическим нагрузкам, мышечной композиции и т.д.). Большая часть экспериментов по изучению физических нагрузок на работу иммунитета проводились на животных моделях. Хоть проведение подобных исследований и даёт более полноценную картину в отношении взаимосвязи физической активности и работы иммунитета, их результаты не всегда применимы для человеческого организма. | ||
| − | + | == Измерение воздействия физических нагрузок на работу иммунитета в человеческом организме == | |
| − | + | При разъяснении полученной информации, которая показывает степень воздействия физических нагрузок на работу иммунитета, немаловажно учесть, какие именно диагностические методы использовались при оценке функций иммунитета. В процессе клинических исследований человеческого организма, как правило, используются 2 метода: подсчитывание клеток, относящихся к различным видам лейкоцитов в крови, и стимуляция лимфоцитов. В соответствии с медицинскими правилами во многих исследованиях в качестве образцов для анализа отбиралась периферическая кровь. При этом в крови находится лишь около 2% от всех иммунных клеток организма, которые постоянно циркулируют по всей системе кровообращения, тем самым мигрируя в место возникновения инфекционной активности. Как правило, для определения субполяций кровяных клеток используется проточная цитометрия, основанная на применении флуоресцентных красителей моноклональных антител, связывающихся с определёнными клеточными CD-белками. Эта разновидность клеток применяется для дифференциации количественного анализа клеток иммунитета, к примеру, CD-4 относятся к Т-хелперам, а CD-8 и CD-3 – к клеткам Т-киллерам. При этом изменение баланса и числа данных клеток в крови не всегда говорит о нарушении иммунных функций или иммунной реакции. | |
| + | Для исследования функциональности клеток иммунитета используются несколько методов. Одним таким методом является культивация лимфоцитов, взятых из организма и перенесённых во внешнюю среду, при взаимодействии с конканавалином А, являющимся поликлональным митогеном по отношению к Т-клеткам, который вдобавок оказывает влияние на продукцию различных цитокинов, рост числа рецепторов и процессы клеточного митоза. Несмотря на отсутствие сложностей при использовании данного метода, выявленные подобным образом результаты могут также зависеть от ряда внешних факторов и баланса иммунных клеток во взятых образцах крови. Для того, чтобы оценить изменение числа иммунных клеток после физических нагрузок, выявленные сведения нередко могут быть интерпретированы через баланс всех видов Т-лимфоцитов, обнаруженных в образце, при этом наличие остальных видов клеток в крови после физических нагрузок аналогичным образом может влиять на уровень стимуляции Т-клеток. | ||
| + | Данные, которые могут быть выявлены при использовании вышеописанных методов, ограничиваются областью взятия лимфоцитов на анализ, а также тем, что некоторое количество лимфоцитов и их способность к активации в условиях «пробирки» является достаточно обобщённым показателем, который не всегда будет отражать точную последовательность процессов, развивающихся в живом организме. Наиболее совершенные методы, помогающие в проведении количественного анализа маркеров активации клеточных функций и анализа выработки цитокинов в условиях «пробирки», дают новые возможности для определения механизмов, которые опосредуют изменения в работе иммунных клеток за счёт физической деятельности организма. | ||
| − | + | == Высокоинтенсивные физические нагрузки в качестве стрессового фактора == | |
| − | == | + | |
| − | + | Как говорилось ранее, физическая нагрузка благоприятно влияет на человеческий организм, в особенности на защитные функции иммунитета. Наряду с этим эффективность влияния физической нагрузки на работу иммунитета может быть определена за счёт её интенсивности. Влияние психологического и физического стресса на иммунные функции изучалось достаточно давно и достаточно детально. До последнего времени было известно, что абсолютно любое стрессовое воздействие, как правило, подавляет функции иммунной системы. При всём при этом выявлено, что изменения функций иммунных клеток позволяют определить уровень влияния стресса. К примеру, если некий фактор стресса определяется как отрицательный, то и уровень нейрогормональной стимуляции может способствовать угнетению иммунной функции. При этом, если же фактор стресса является положительным для организма, то эффекты, обусловленные активностью нейрогормональной системы, могут усиливать защитные функции иммунитета. Следовательно, при определении связи между физической нагрузкой и функциями иммунитета следует учесть не только сам стрессовый фактор, но и его характер действия, то есть положительно или отрицательно ли он влияет на функциональность иммунной системы. | |
| + | В основном, при исследовании связи между физической активностью и иммунной системой учёные рассматривали кратковременный высокоинтенсивный стресс в качестве стрессового фактора, при том, что длительная физическая нагрузка с высокой степенью интенсивности использовалась в качестве способа угнетения иммунных функций. | ||
| + | Иммунный отклик на высокоинтенсивный физический стресс сравним с откликом при стрессе, вызванном травмой либо хирургическим вмешательством (к нагрузкам подобного типа относят разовое занятие с использованием беговой дорожки и велотренажёра длительностью 1 час). После такого тренировочного стресса отмечается ряд изменений, к которым относятся: усиление транспорта лейкоцитов, синтез медиаторов воспаления, разрушение тканей, увеличение числа свободных радикалов, плюс стимуляция многих воспалительных реакций и процессов, которые их сопровождают (например, изменения реологических свойств крови). Аналогичные результаты помогли многим исследователям привести доводы о том, что изменения в работе иммунитета могут являться следствием воспалительного процесса, обусловленного возникновением повреждений в мышцах в процессе тренировочных занятий. Наряду с этим установлено, что микротравматизация мышечных волокон не является необходимым фактором для стимуляции большей части вышеописанных параметров работы иммунитета. При всём при этом, в случае возникновении микротравм иммунитет, в частности врождённый, может участвовать в процессах регенерации. Вместе с этим большая часть изменений, обусловленных воздействием физической нагрузки, наблюдается вне зависимости от наличия микротравм в мышцах. К примеру, довольно часто при этом отмечается рост количества лейкоцитов в крови (лейкоцитоз). Наряду с этим, число клеток, которые относятся к врождённому иммунитету, в частности нейтрофилов, NK-киллеров, Т-киллеров и моноцитов, увеличивается ещё быстрее в сравнении с лимфоцитами, ответственными за приобретённый иммунитет. В популяции лимфоцитов количество CD8-Т-клеток (Т-киллеров) растёт намного быстрее в отличие от CD4-Т-лимфоцитов (Т-хелперов), а вариативность изменений числа В-клеток, как правило, не существенна. Рост количества лейкоцитов достаточно кратковременный процесс, наблюдающийся спустя 20-25 минут после окончания тренировки, при этом, спустя некоторое время, в восстановительном периоде количественные показатели, как правило, нормализуются. Иногда отмечается двунаправленный отклик, во время которого происходит снижение числа лейкоцитов, а затем рост их количества. Учитывая скорость лейкоцитоза, можно предположить, что главную функцию, направленную на привлечение клеток из внутрисосудистых скоплений, выполняет селезёнка. Подразумевается, что этот процесс сопровождается выработкой кортизола, адреналина и норадреналина – гормонов, участвующих в реагировании организма на внешний стресс. Помимо этого, задействованные лимфоциты представляют собой клетки памяти, которые характеризуются тем, что они уже ранее вступали во взаимодействие с теми же антигенами. Наряду с тем, как клетки, прошедшие дифференциацию, могут перемещаться в лимфоидные ткани, клетки памяти в зависимости от определённых факторов могут находится в большинстве тканей, в том числе и в лимфоидных, поэтому, такая селективность лейкоцитоза 2-х популяций, локализованных в лимфоидных тканях, может способствовать понимаю процессов роста числа клеток в крови, опосредованных воздействием гемодинамических показателей и влиянием гормонов. Как именно эти колебания уровня лейкоцитов воздействуют на иммунную реакцию при проникновении патогенных микроорганизмов в организм, пока не установлено, но это ещё предстоит выяснить в последующих исследованиях. Интенсивные физические нагрузки воздействуют на гормональную систему, что приводит к росту концентрации различных гормонов, к примеру, адреналина, норадреналина, бета-эндорфина, соматотропного гормона, кортизола и андрогенов. Учитывая их местонахождение, можно сказать, что данные гормоны могут также влиять на транспорт иммунных клеток. Этот факт можно подтвердить тем, что концентрация бета-адренорецепторов на лейкоцитах связана со скоростью их экспрессии, которая как правило отмечается после высокоинтенсивных нагрузок. Лейкоциты располагают на себе большое количество рецепторов к каждому из вышеперечисленных гормонов, особенно много на лейкоцитах расположено адренорецепторов, соматотропных рецепторов и рецепторов к кортизолу и андрогенам. Все описанные гормоны при образовании связи со своими рецепторами оказывают влияние на транспорт лимфоцитов. Эта информация в целом доказывает гипотезу, в соответствии с которой адреналин и норадреналин в ходе взаимодействия с бета-рецепторами приводят к активизации быстрого отклика, при том, что кортикоиды имеют более важное значение в регуляции физической активности при достаточной длительности. | ||
| + | Постоянные физические нагрузки могут способствовать увеличению количества веществ, стимулирующих развитие апоптоза (ускоренной гибели клеток) лимфоцитов. К примеру, высокая концентрация кортизола и свободных радикалов может провоцировать апоптоз иммунных клеток, что в свою очередь, приведёт к уменьшению последних в крови. При этом, последние клинические исследования выявили, что несмотря на рост показателей кортизола, катехоламинов, свободных радикалов при увеличении интенсивности тренировок не отмечалось. Обнаруженные результаты не снижают значимость действующих гормонов, однако, они также говорят о том, что компоненты эндокринной системы не всегда воздействуют на уровень клеток в системе кровообращения. | ||
| − | == | + | == Функции и типы лимфоцитов == |
| − | + | Главной составляющей приобретённого иммунитета являются Т-клетки (лимфоциты), имеющие немаловажное значение в защитных функциях. Краткосрочный высокоинтенсивный стресс способствует увеличению числа всех видов Т-лимфоцитов – Т-киллеров и Т-хелперов, после чего их концентрация в крови постепенно сокращается. Т-хелперы способствуют выработке цитокинов, которые занимают важную роль в модуляции иммунного отклика. Т-киллеры же подавляют активность поражённых вирусом клеток, а также приводят к апоптозу онкоцитов (клеток рака). Каждый подвид Т-лимфоцитов дифференцируется за счёт своих цитокинов. Основным показателем участия цитокинов в иммунном отклике 1-ого типа является продукция интерферона-Y и интерлейкинов-2, при том, что цитокины 2-ого типа связаны с секрецией интерлейкина-4 и -6. Подобная взаимосвязь между этими видами Т-лимфоцитов и их медиаторами воспаления (в данном случае, цитокинами) обуславливает направление иммунного отклика – клеточного либо гуморального. Данный баланс играет немаловажную роль в поддержании иммунной реакции на проникновение патологических факторов. В научных работах говорится также, что после краткосрочной высокоинтенсивной тренировки число Th1-клеток может снизиться, при этом число Th2-клеток будет неизменно. Кроме того, было выявлено, что все эти изменения обуславливаются за счёт сокращения численности клеток памяти, которое одновременно со снижением количества цитокинов 1-ого типа (при физическом стрессе), могут подготовить организм к более эффективному подавлению инфекционных патологий. | |
| − | + | ||
| − | == | + | == Стимуляция и клеточная гибель лимфоцитов в условиях «пробирки» == |
| − | + | После идентификации антигена в живом организме наблюдается стимуляция иммунных клеток с дальнейшим их преобразованием в лимфобласты, подвергающиеся нескольким этапам деления. Подобное увеличение числа лимфоцитов показывает, что их концентрации будет хватать для активации полноценного иммунного ответа. Клональное деление может осуществляться в живом организме, но только при участии поликлональных митогенов. Скорость транскрипции ДНК в специфических клетках на протяжении длительного периода использовалась в качестве показателя эффективности работы иммунных клеток. За счёт такого метода учёные обнаружили, что после длительных тренировок с высокой степенью интенсивности нередко отмечается замедление синтеза ДНК в иммунных клетках. Это процесс, как правило, краткосрочен и спустя некоторое количество времени после завершения тренировочной сессии отмечается восстановление иммунного ответа. Такой анализ подразумевает, что происходящее угнетение экспрессии цепочек ДНК может быть частично обусловлено распределением кровяных клеток. Кроме того, анализ взаимодействия клеток с дезокситимидином, помеченным с 3Н (веществом, определяющим интенсивность деления структуры ДНК), представляет собой средний показатель для всех культивированных клеток. | |
| − | + | Применение последних научных методик в области иммунологии выявило, что апоптоз лимфоцитов может непосредственным образом влиять на происходящее после нагрузок замедление пролиферации белых кровяных клеток. Клеточная гибель является биологическим механизмом устранения клеток, который не связан с процессами воспаления. К примеру, лимфоциты подвергаются клеточной гибели в том случае, если клетки на протяжении длительного времени не контактируют с антигенами. В недавних исследовательских работах было выявлено, что ускорение скорости гибели клеток может являться основным фактором отмечающегося замедления пролиферативной активности у лимфоцитов. За счёт использования флуоресцентного красителя наряду с проточной цитометрией исследователям довелось определить, что физические нагрузки влияют не на рост числа клеток, а на клеточную гибель. Получается, что в этом эксперименте системное сокращение числа лимфоцитов учёные рассматривали как сложение эффектов пролиферативной активности и клеточной гибели, причём последняя, как правило, преобладала. Однако, в этом эксперименте число диагностируемых образцов было ограничено, следовательно, полученные результаты ещё предстояло подтвердить. | |
| − | + | Также в некоторых работах, где изучались процессы клеточной гибели при использовании особых белков, связывающихся с клеточной оболочкой гибнущих клеток, установлено, что физическая нагрузка именно с высокой степенью интенсивности ускоряет программируемую гибель лимфоцитов. По сведениям различных экспериментов, слишком интенсивный тренинг приводит к молекулярным изменениям в клетках, способствующим активизации процесса клеточной гибели (в частности разрушение цепочек ДНК, рост количества ионов кальция, свободных радикалов и кортизола). При этом, что именно считается главной причиной, влияющей на клеточную гибель, а что считается её результатом, как и прежде, не установлено. Плюс к этому, не выявлено, считается ли рост скорости апоптоза подтверждением угнетения иммунной функции либо простым регуляционным механизмом, связанным с тренировочным стрессом. | |
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | == | + | == NK-киллеры и Т-киллеры == |
| − | + | ||
| − | + | NK-киллеры и Т-киллеры, которые составляют примерно 7-10% от общего числа кровяных клеток, способствуют быстрой реакции на наличие повреждённых клеток (поражённых антигенами), и, вероятно, они могут регулировать опухолевый рост. Анализ численности и функциональности естественных киллеров осуществлялся на фоне изучения воздействия физических нагрузок на организм. В некоторых исследованиях было показано значительное воздействие физической работы на NK- и Т-киллеры, в других же исследованиях, наоборот, никакого влияния показано не было. Проанализировав большое количество полученных результатов, которые имели отношение к функциональности естественных киллеров и их отклика на физические нагрузки, в 2000-м году два исследователя по фамилии Шек и Шепард изучили все имеющиеся метаданные. После рассмотрения большинства характеристик, включая также виды физических нагрузок, учёные сделали вывод, что длительная среднеинтенсивная физическая нагрузка, как правило, способствует росту концентрации NK- и Т-киллеров в системе кровообращения в процессе самой тренировки, после чего отмечается сокращение их количества, длящееся порядка 60 минут, ну а уже после полное восстановление концентрации лимфоцитов до физиологического уровня спустя 120-150 минут после завершения тренировочной сессии. И длительная, и низкая интенсивность физических нагрузок связана с изменением концентрации NK- и Т-киллеров в крови, причём характер этих изменений достаточно однотипен, исключением является краткосрочный тренинг с умеренной интенсивностью, при котором диапазон изменений был выше. При всём при этом, степень адаптации организма к нагрузкам не оказывала никакого влияния на вариативность изменений. Специалисты предполагают, что одними из факторов, опосредующих изменение числа NK- и Т-киллеров в крови, являются некоторые изменения сократительной способности сердца, в том числе, увеличение выработки адреналина и норадреналина, отмечающиеся в процессе длительных физических нагрузок. | |
| − | + | Имеются также подтверждения роста цитотоксической активности естественных киллеров, отмечающаяся одновременно с ростом их концентрации в крови. Опосредовано ли это повышение активности с одним лишь увеличением числа лимфоцитов или же повышается только удельная активность этих клеток? Итоговые сведения многих экспериментов говорят о том, что показатель удельной активности неизменен. В общем, можно вывести заключение о том, что интенсивные физические нагрузки приводят к росту и дальнейшему уменьшению численности и функциональности естественных клеток-киллеров. Наряду с этим сведений, в которых говорится о существенном воздействии изменений числа и активности NK- и Т-киллеров на показатели здоровья, практически нет. Исследователи, анализирующие результаты всех полученных по этой теме данных, предположили, что для точности оценки воздействия физических нагрузок на естественные киллеры необходимо брать кровь для анализа в процессе самой тренировочной сессии и в течение следующих суток, также при этом следует измерять уровень адреналина, норадреналина и кортизола. | |
| − | + | == Концентрация иммуноглобулинов, являющихся частью гуморального иммунитета == | |
| − | + | Гуморальный иммунитет представляет из себя деятельность В-клеток (лимфоцитов) – иммунных клеток, синтезирующих иммуноглобулины. Последние являются гликопротеиновыми молекулами, связывающимися со специфическими мембранными рецепторами на патогенных частицах (инфекциях и раковых клетках). После образования связи иммуноглобулина с мембранным рецептором на патологической клетке осуществляется стимуляция В-клеток и их преобразование в плазматические клетки, способствующие выработке существенного числа антител в кровоток, слюнную жидкость и слизь. Этот тип антител защищает организм несколькими способами: подавляет вирус, помечает бактерии для «поедания» их фагоцитами, стимулирует систему комплемента, плюс связывает и элиминирует патогенные компоненты. Большое количество иммуноглобулинов в системе кровообращения принадлежит к группе G (иммуноглобулины G), они, как правило, больше всего необходимы для осуществления защитных механизмов. | |
| + | Получается, высокоинтенсивный и длительный стресс не способствует изменению общей концентрации иммуноглобулинов (а именно иммуноглобулинов G). Несмотря на публикацию в научных статьях информации об уменьшении количества антител у пловцов профессионального уровня, у этих спортсменов не обнаружено угнетения выработки иммуноглобулинов после введения вакцины, а также при наличии прочих существенных факторов угнетения работы иммунитета. Следовательно, физические нагрузки значительно не влияют на гуморальный иммунитет. | ||
| − | == | + | == Иммунные функции, защищающие слизистые оболочки == |
| − | + | Иммуноглобулины А и М достаточно часто определяются в слизистых оболочках (к примеру, в ЖКТ). Эти два типа иммуноглобулинов защищают организм от патогенных инфекций, которые проникают внутрь вместе с питательными веществами. В сравнении с общей концентрацией иммуноглобулинов в кровотоке, у опытных спортсменов отмечается сокращение иммуноглобулина А в слюнной жидкости после интенсивной нагрузки. Эта информация изначально была обнародована в начале 80-х годов, в котором было сказано о замедлении скорости выработки иммуноглобулина А у лыжников. Сначала, исследователи вывели предположение о том, что выявленные эффекты объясняются воздействием низкой температуры. При этом в дальнейшем сокращение концентрации иммуноглобулина А обнаруживалось также у спортсменов из других спортивных дисциплин. Как правило, на протяжении 60 минут после окончания тренировок концентрация иммуноглобулина А полностью прихода в норму, и лишь в некоторых случаях длительные нагрузки приводили к хроническому снижению уровня иммуноглобулина А. При проведении среднеинтенсивных тренировок аналогичных изменений не отмечалось. Изменение уровня иммуноглобулина А в слюнной жидкости показывало общие изменения степени секреции этого типа антител и способствовало возникновению интереса к его дальнейшему изучению по причине высокого риска развития респираторных заболеваний у физически активных людей во время высокоинтенсивных тренировок. При этом обнаружить взаимосвязь низкого уровня иммуноглобулина А с высокой вероятностью развития респираторных заболеваний довольно непросто. Имеется небольшое количество исследований, где обнаруживалась большая вероятность развития заболеваний в процессе постоянных физических нагрузок, на основании чего была предложена возможность применения показателя количества иммуноглобулинов А и М в слюнной жидкости для профилактики заболеваний. Наличие процессов, за счёт которых низкая концентрация иммуноглобулина А может быть связана со снижением толерантности к болезням, пока остаётся только предположением. Уменьшение концентрации иммуноглобулина А в слюнной жидкости может показывать общие изменения количества жидкости в организме, связанные с физической нагрузкой. Низкая концентрация иммуноглобулина А никак не коррелирует с ростом концентрации кортизола в процессе тренировочной нагрузки. Регуляция количества иммуноглобулина А также может быть обусловлена участием других «стрессовых» молекул, к примеру, простагландинов. | |
| − | + | == Работа иммунной системы у физически адаптированных людей и спортсменов-профессионалов == | |
| − | + | Если же физическая нагрузка определённым образом воздействует на функции иммунитета, вероятно, имеются отличия между работой иммунитета у хорошо адаптированных спортсменов и малоактивных людей. Ответ в таком случае будет отрицательным. Применение различных показателей для анализа всех характеристик иммунной системы не дало обнаружить каких-либо существенных отличий между двумя группами людей. Во многих случаях работа иммунной системы не меняется. Несмотря на вероятность того, что высокая интенсивность физических нагрузок может приводить к краткосрочным изменениям функций иммунитета, в том числе и у физически адаптированных людей, отсутствуют какие-либо достоверные доказательства того, что данные изменения могут длиться долгое время либо каким-то образом влиять на работу иммунитета. Кроме того, хоть и предполагается, что подобный стрессовый отклик способен привести к угнетению иммунитета, у триатлонистов не довелось выявить каких-либо изменения в реализации иммунного отклика при введении вакцины. Наряду с этим, у спортсменов было выявлено подавление аллергического ответа в процессе проведения кожной пробы на чувствительность к инфекциям, которые приводят к иммунному отклику после состязаний по триатлону. Для получения достоверных данных следует учитывать, что гиперчувствительность замедленного типа показывает себя в качестве краткосрочной ответной реакции, в то время как реакция иммунитета после введения вакцины осуществляется на протяжении долгого времени. Помимо этого, в одном клиническом исследовании выявлено, что силовой тренинг с высокой интенсивностью не оказывает влияния на реакцию при кожной пробе. | |
| + | Предположения о том, что физический тренинг может подавлять иммунные функции, связаны с теми случаями, когда во время перетренированности либо после максимально интенсивных нагрузок (отмечающихся во время марафонских забегов или в ходе долгих заплывов), происходит рост заболеваемости, связанный с воспалением дыхательных путей). Помимо этого, у спортсменов-бегунов и спортсменов-пловцов сокращается концентрация иммуноглобулина А и М в слюнной жидкости. При учёте всего вышеописанного, следует вывести предположение о том, что высокий риск возникновения заболеваний обусловлен уменьшением концентрации иммуноглобулинов в слюне. Исходя из недавних работ было предположено, что периодичность развития респираторных заболеваний, которая связана с перетренированностью и воздействием максимально интенсивной нагрузки, вероятно, по большому счёту объясняется микротравматизацией в мышцах и секрецией стрессовых гормонов, а не уменьшением концентрации иммуноглобулинов в слюнной жидкости. Предполагалось также, что физическая работа оказывает стимулирующее воздействие на секрецию цитокинов в Th2-клетках, однако угнетает синтез цитокинов за счёт Th1-клеток. Подобные изменения баланса цитокинов могут подавлять работу иммунных функций, которые предотвращают попадание инфекций в организм. Несмотря на неподтвержденность данной теории с имеющейся информацией, для её доказательства необходимо продемонстрировать, что состояние перетренированности оказывает влияние на выброс цитокинов, что по итогу приводит к увеличению риска возникновения респираторных заболеваний. В основном большая часть полученных данных говорит о том, что характер функционирования иммунитета у физически адаптированных спортсменов не отличается от таковой у людей, которые не занимаются спортом. Наряду с этим перетренированность либо максимальные физические нагрузки способны на некоторое время привести к повышенному риску развития респираторных заболеваний у спортсменов, при том, что данные события не всегда являются следствием угнетения иммунитета. | ||
| − | + | == Механизмы влияния физической нагрузки на функции иммунитета: значение цитокинов == | |
| − | + | Несмотря на наличие большого объёма информации, показывающей значение физической нагрузки в модуляции работы иммунитета, клеточные механизмы, лежащие в основе подобного влияния физической активности, на данный момент до конца не изучены. При этом обнаружено подтверждение того, что компоненты нейрогормональной системы, которые образуются в процессе регулярных физических нагрузок, способны влиять на работоспособность иммунитета. | |
| + | Установлено, что цитокины, продуцируемые лейкоцитами, являются мессенджерами, причём во время передачи импульса белками-регуляторами функций иммунитета. Выработка этих белков осуществляется в большинстве тканей в ответ на возникновение разнообразных стимулов, находящихся в системе кровообращения в малых количествах. По сравнению с обычными гормонами, влияющими на клетки-мишени, локализованные поблизости с эндокринной железой цитокины действуют на местном уровне, то есть они оказывают аутокринное и паракринное воздействие. Большая часть цитокинов имеет другое название – интерлейкины, что подтверждает их способность к формированию в лейкоцитах и воздействию на другие клетки крови. Так как они способны влиять на несколько функций иммунитета, установить точный характер их воздействия довольно трудно. На данный момент выявлено, что цитокины, продуцируемые в иммунных клетках, не только участвуют в сигнальной передаче среди лимфоцитов, но и являются посредниками, которые обеспечивают взаимосвязь нервной, гормональной и иммунной систем. Изменения продукции цитокинов под воздействием тренировочной нагрузки могут отчасти обуславливать регуляцию функций нейрогормональной и иммунной систем. | ||
| + | Изначально для выявления функций цитокинов и факторов роста в крови после постоянной физической активности применялся метод анализа биоактивности. В середине 80-х годов было установлено, что введение грызунам крови, взятой у людей после тренировки, приводило к росту температуры тела у животных. Данный способ биологического анализа функций цитокинов, способствующий росту температуры, подтверждает наличие в крови интерлейкина-1. Создание наиболее совершенных способов идентификации цитокинов и создание искусственных молекул помогло учёным в определении роли некоторых цитокинов во время физического стресса. Кроме того, значительное количество лабораторных сведений, которые описывают рост концентрации цитокинов при увеличении физической активности, дало повод предположить, что физическая нагрузка может активизировать воспалительный ответ. Основным цитокином, который имеет отношение к стимуляции воспалительного ответа, является интерлейкин-6, чья секреция в большинстве своём происходит при постоянной физической активности, таким образом, интерлейкин-6 стал изучаться более подробно. Интерлейкин-6, характеризующийся как воспалительная частица, имеет большое число противовоспалительных свойств, например, способность к угнетению ФНО-альфа и интерлейкина-1, а также активизации антагонистов рецепторов интерлейкина-1. Ранее утверждалось, что рост концентрации интерлейкина-6 за счёт постоянной физической активности обусловлен микротравматизацией мышечных волокон, при этом увеличение концентрации интерлейкина-6 может отмечаться вне зависимости от наличия мышечных повреждений. Несмотря на сведения, доказывающие наличие связи между ростом интерлейкина-6 и адреналина под воздействием тренировочного стресса, введение в организм адреналина не приводит к изменениям в отношении интерлейкина-6 в процессе систематических тренировок; интерлейкин-6 является таким цитокином, который имеет способность к стимуляции оси «гипоталамус-гипофиз-надпочечники». Как говорилось ранее, компоненты данной оси, а именно глюкокортикостероиды, могут по-разному влиять на работоспособность иммунитета. Если взять во внимание присутствие рецепторов для интерлейкина-6 в гипофизарных клетках, то получается, что данный цитокин напрямую влияет на систему «гипоталамус-гипофиз-надпочечники». Интерлейкиновые рецепторы также выявлены и в остальных областях мозга. Здесь стоит подчеркнуть, что нервные клетки способны сами синтезировать интерлейкин-6 после длительных нагрузок, однако количество синтезированного цитокина в ЦНС в разы меньше (в отличие от поперечнополосатых мышц). | ||
| + | Японские учёные проанализировали данные последних исследований, сосредоточенных на изменении концентрации медиаторов воспаления в крови после физических нагрузок. Главным вопросом, который необходимо было решить - является ли измерение концентрации медиаторов воспаления в крови достоверным показателем? Так как для системной оценки влияния цитокинов на иммунитет немаловажным был учёт местоположения и утилизации данных компонентов в некоторых в тканях (вне зависимости от их принадлежности к иммунным тканям). В большинстве исследовательских работ был выявлен рост концентрации ФНО-альфа. Уровень интерлейкина-6 в крови также увеличивался, однако максимальный рост концентрации, как правило, отмечался во время выполнения упражнений, в ходе которых происходила значительная микротравматизация мышечных тканей. В отдельных случаях отмечался рост концентрации антагонистов рецепторов интерлейкина-1 и -10. Плюс ко всему нигде не наблюдалось каких-либо изменений в концентрации интерферона-Y, несколько исследований показывали уменьшение уровня интерлейкина-2. | ||
| + | Для систематизации полученных результатов, большая часть которых является противоречивой, та же группа японских учёных отобрала 16 исследуемых цитокинов. В их числе оказались иммуностимулирующие и противовоспалительные компоненты, а также некоторые факторы роста и хемокины. Исследователи провели измерение показателей данных медиаторов в общем кровотоке и моче спустя 15 и 120 минут, а также спустя сутки после кратковременной тренировки. Полученные сведения стали для учёных довольно неожиданными. Несмотря на трудность определения уровня ФНО-альфа в крови, концентрации данного цитокина в образцах мочи увеличивались на 500%. При определении количества интерлейкина-ip обстоятельства сложились противоположным образом: его уровень в крови рос, однако он вообще не идентифицировался в моче; интерлейкины-2, -12, интерферон-альфа и интерферон-7 с трудом выявлялись либо их уровень был практически неизменным. Концентрация медиаторов воспаления под воздействием физических нагрузок изменяется достаточно интенсивно, к примеру, уровень интерлейкина-1ra в системе кровообращения, а также в моче, увеличивался, причём аналогичные изменения отмечались у интерлейкина-4. Концентрация интерлейкина-6 росла как в крови, так и в моче, при этом значительная разница отмечалась лишь при изменении уровня интерлейкина-6 в пробах мочи. Несмотря на выявленный рост концентрации ФНО-альфа и интерлейкина-1, он осуществлялся намного позже в сравнении с другими медиаторами (интерлейкином-1ra). В общем итоговые сведения говорят о том, что за счёт отличий в вариативности процессов выработки цитокинов, длительности периода их полураспада и элиминации из организма, анализ работоспособности иммунитета лишь с учётом единственного цитокина (уровень которого измеряется в процессе либо после тренировочной сессии), по всей вероятности, не даст получить объективную информацию в целом. | ||
| − | + | == Воздействие физических нагрузок на заболевания, против которых формируется иммунитет == | |
| − | + | Выявлено, что иммунитет имеет особое значение в сохранении защитных функций, которые смогут противостоять различным инфекционным патогенам. Помимо этого, были обнародованы новые сведения, которые подтверждали роль иммунитета в поддержании защиты против появления онкологических патологий. Наряду с этим довольно часто многие люди не знают об участии иммунитета в патологиях, которые связаны с развитием аллергии и аутоиммунных заболеваний, следовательно, воздействие физических нагрузок на функции иммунитета может меняться от положительного до отрицательного и зависеть от типа физической работы и участия иммунной системы в развитии какого-либо из заболеваний. Долгое время имелись некоторые факты, которые говорили о вероятном воздействии физических нагрузок на появление многих патологий, опосредующих отрицательную иммунную реакцию. | |
| − | + | == Вирусные патологии == | |
| − | + | Воздействие нейрогормональной системы на иммунные функции, защищающие организм от проникновения инфекционных заболеваний, тщательно исследовалось учёными на протяжении последних 10 лет. Большая часть исследований, нацеленных на определение систем данного воздействия, проходила по принципу созданию стрессовой модели поведения у грызунов. Несмотря на сложности, возникшие в процессе исследований по изучению влияния стрессовых факторов на развитие инфекционных патологий в человеческом организме, их роль в иммунологии достаточна высока. Установлено, что стрессовое влияние и прочие психологические аспекты могут влиять на характер действия вакцин, направленных на профилактику вируса гепатита В и гриппа, в результате чего происходит специфический иммунный отклик. | |
| + | Несмотря на выраженную связь стрессового фактора, нейрогормональной системы и иммунитета в образовании защитной функции против инфекционных патологий, объём информации, подтверждающей роль физических нагрузок в предотвращении развития инфекционных патологий, довольно мал. К примеру, в одном из недавних исследований не выявлено каких-либо изменений в характере, тяжести и длительности инфекционных патологий у малоактивных людей с нормальным состоянием здоровья после того как они приступали к занятиям с отягощениями. ВИЧ прямо связан с существенными нарушениями работы иммунитета, так как вирус подавляет клетки иммунитета (а именно Т-лимфоциты и макрофаги). Несмотря на то, двигательная активность способствует росту концентрации CD4-лимфоцитов у ВИЧ-положительных людей, к сожалению, она не может полностью вылечить от ВИЧ. При том, что воздействие постоянных физических нагрузок может улучшить состояние здоровья у больных вне зависимости от возраста, они не могут препятствовать либо замедлить развитие возрастных изменений. | ||
| + | Помимо этого, не так давно, проводилось несколько научных экспериментов на грызунах, целью которых было измерение степени воздействия физической активности на тип иммунной реакции и толерантность к инфекционным патологиям. Несмотря на то, что полученные сведения данных исследований варьируются и зависят от разновидности физических нагрузок и особенностей патогенной инфекции, они играют существенную роль в развитии эффектов двигательной активности на работоспособность иммунитета, в том числе, на продукцию цитокинов и иммуноглобулинов. Аналогичные исследования с участием животных впоследствии также могут предоставлять большое количество сведений, тем самым позволяя специалистам выяснять процессы, происходящие на молекулярном уровне, которые включены в основу воздействия физической активности, работу иммунитета и толерантности к заболеваниям. | ||
| − | + | == Физические нагрузки и онкологические патологии == | |
| − | + | Помогают ли тренировочные нагрузки уменьшить вероятность возникновения онкологических патологий? Ответ на этот вопрос скорее всего будет - «да». Большая часть масштабных исследований говорят о достоверной взаимосвязи между физическими нагрузками и низкой вероятностью развития онкопатологий. Отражает ли такая взаимосвязь непосредственное воздействие физической активности на работу иммунитета, а также на его способность участвовать в профилактике онкологических заболеваний? На данный момент каких-либо достоверных сведений, доказывающих наличие такой связи не обнаружено. | |
| + | Как и говорилось ранее, большинство масштабных экспериментов говорит о наличии взаимосвязи между физическими нагрузками и риском развития онкологических недугов, к ним можно отнести: колоректальный рак, аденокарцинома простаты, злокачественные опухоли в молочных железах, рак лёгких и яичек. Причём каждый из этих экспериментов проводился не в одинаковых условиях, к примеру, некоторые исследователи брали во внимание физическую активность, которая была связана с профессиональной работой и домашними делами, а другие специалисты учитывали только оценку физической активности, связанную с тренировочными нагрузками (силовым тренингом, аэробными упражнениями). К прочим составляющим параметрам можно отнести уровень физических нагрузок (среднеинтенсивные либо высокоинтенсивные) и длительность их воздействия. В последнем исследовании, нацеленном на измерение воздействия оздоровительных физических нагрузок умеренной и высокой интенсивности на вероятность появления онкологических заболеваний, выявилось, что риск уменьшается при достаточно большой длительности тренировок, при этом уровень интенсивности должен быть оптимальным для каждого человека, чтобы не возникало чрезмерного стрессового воздействия. В подобном клиническом испытании принимали участие женщины, достигшие периода менопаузы, при этом имеются и прочие исследовательские работы, где анализ влияния физической активности проводился у людей из разных возрастных категорий. В некоторых из этих экспериментов удавалось обнаружить связь заболеваний с возрастными изменениями, происходящими в организме. Возраст напрямую влияет на работу репродуктивной системы, так как у женщин старшего возраста наблюдаются заметные изменения концентрации половых гормонов, повышающие риск развития некоторых онкологических патологий. Уменьшение концентрации некоторых гормонов в организме женщин и негативные изменения менструального цикла у спортсменок могут быть рассмотрены в качестве факторов, за счёт которых физические нагрузки могут напрямую влиять на снижение риска заболеваемости раком молочных желёз. При этом умеренная степень интенсивности соблюдается не у всех женщин, занимающихся спортом для поддержания здоровья. Ещё в одном из исследований, в котором принимали участие женщины с мутацией генов BRCA, которая существенно увеличивала вероятность возникновения рака молочных желёз, выяснилось, что умеренная физическая активность может стать отличной профилактикой данного заболевания, также физическая активность может несколько уменьшить риск их развития, причём физические нагрузки обязательно должны сочетаться с правильно составленным рационом питания. | ||
| + | Физическая нагрузка также способствует повышению уровня адреналина, норадреналина, бета-эндорфина, пролактина и соматотропного гормона в системе кровообращения (количество данных гормонов зависит от степени интенсивности нагрузок). Каждый из этих гормонов может оказывать непосредственное влияние на нейрогормональные и иммунные компоненты, однако предположения о том, каким именно образом возникшие изменения будут отражены на препятствовании развитию онкологических патологии, не установлено. Не определена также связь между изменением концентрации Т-киллеров и прочих лейкоцитов в организме, которые происходят при воздействии физических нагрузок, точно также не выявлено связи между данными изменениями и вероятностью возникновения онкологических патологий. Стоит заметить, что проведение масштабных исследований может быть затруднено несколькими факторами, а именно рационом питания, количеством жировой и мышечной массы, прочими имеющимися заболеваниями и другими факторами, влияющими на появление онкологических патологий. Следовательно, ответа на вопрос, каким образом регулярная физическая нагрузка защищает организм от раковых заболеваний, нет. | ||
| − | + | == Аутоиммунные болезни == | |
| − | + | ||
| − | + | Если физические нагрузки могут регулировать тип иммунного отклика, вероятно, они способны также воздействовать на возникновение и течение аутоиммунных заболеваний. Имеются большое число заболеваний, которые связаны с различными аутоиммунными патологиями в организме. Хорошо изученными заболеваниями такого типа являются сахарный диабет, ревматоидный артрит, волчанка и пр. Часть из этих заболеваний была воспроизведена на животных. Сведения, полученные касательно вероятного влияния физических нагрузок на аутоиммунные патологии довольно противоречивы и немногочисленны, однако они дают право сделать один общий вывод: большинство аутоиммунных болезней не связано с влиянием физических нагрузок. Описание воздействия стрессовых факторов и нейрогормональных компонентов можно найти в научной литературе, поэтому, следует сделать вывод, что физическая нагрузка наряду с участием одного либо большего числа компонентов нейрогормональной системы, по всей вероятности, может регулировать развитие аутоиммунных болезней. Как именно осуществляются регуляторные функции в данном случае и как лучше их задействовать с помощью определённых упражнений, необходимо выяснить в будущем. | |
| − | + | == Воздействие физических нагрузок на прочие системы организма, косвенно влияющие на иммунитет == | |
| − | + | ||
| − | + | Человеческое тело является по сути комплексом различных взаимосвязанных систем, которые находятся в тесной зависимости друг от друга. Неправильным бы было предположить, что всё воздействие физических нагрузок на иммунные функции происходит только при участии нервной и эндокринной систем. Первоначально было установлено, что главной целью физического воздействия является его влияние на мышечные ткани. В процессе физической работы мышцы тела, так скажем, вступают в конкурентную борьбу за энергетические субстраты, а также сами продуцируют метаболиты. Исследователи предположили, что постоянное истощение глюкозы и гликогена в мышечной ткани способствует тому, что эти компоненты становятся недоступными для иммунных клеток. Кроме того, многие вещества, участвующие в обменных процессах, к примеру, молочная кислота, могут подавлять функции лимфоцитов. Травматизация мышечных волокон, которая с большой вероятностью происходит при высокоинтенсивной физической деятельности, стимулирует продукцию медиаторов воспаления (цитокинов, интерлейкинов, ФНО-альфа и т.д.). Вдобавок, выработка БТШ (белков теплового шока) в мышечной ткани в стрессовых ситуациях (например, при высокоинтенсивных физических нагрузках) может интерпретироваться иммунитетом в качестве «сигнала угрозы», что в свою очередь будет стимулировать активность макрофагов и лимфоцитов. Кровеносная система транспортирует кислород, питательные вещества и метаболиты, плюс к этому, она очень быстро откликается на воздействие нагрузок. Для обеспечения нужной скорости транспортировки этих веществ необходимо увеличить частоту сердечно-сосудистых сокращений и показатели кровяного давления. Так как под влиянием физических нагрузок жидкости перемещаются из крови в другие ткани, отмечается снижение объёма периферической крови. Подобная ситуация способствует росту числа клеток гемоглобина в системе кровообращения. Помимо этого, кровь может транспортироваться из органов (например, из селезёнки), и как следствие этого, произойдёт рост числа лейкоцитов в общем кровотоке. | |
| + | Наряду с увеличением частоты пульса, обусловленным ростом интенсивности тренировочных нагрузок отмечается гипервентиляция лёгких. Верхние дыхательные пути расширяются для поддержания беспрепятственного потока воздуха. Явление гипервентиляции может привести к сухости слизистых оболочек, тем самым негативно влияя на слизистую дыхательных путей, плюс к этому, отмечается снижение уровня иммуноглобулина в слюнной жидкости. Подобные изменения позволяют отчасти связать рост частоты респираторных заболеваний в период высокоинтенсивных длительных тренировок. | ||
| + | Группа учёных во главе с Нильсеном озвучила каким образом происходит отклик лимфоцитов при активизации сердечно-сосудистой и дыхательной систем под воздействием нагрузок. Они сделали предположение, что непродолжительные изменения уровня лимфоцитов после высокоинтенсивной нагрузки могут быть обусловлены увеличением скорости кровотока, при этом гипервентиляция лёгких и повышенное кровяное давление способны определённым образом влиять на слизистые органов дыхания и дыхательных путей, тем самым, повышая риск возникновения респираторных заболеваний. | ||
| − | + | = Выводы = | |
| − | + | Отпадают все сомнения в том, что физическая нагрузка напрямую может влиять на работу нервной, иммунной и эндокринной системы. Как именно физическая нагрузка воздействует на эти 3 системы, ещё необходимо будет исследовать в дальнейшем. Несмотря на большое количество информации, связанной с иммуностимулирующим влиянием нагрузок, главным вопросом остаётся: какое именно отношение зафиксированные изменения имеют к работе иммунитета и к состоянию здоровья в общем. Взаимосвязь между физической работой и изменениями иммунных функций, вероятно, говорит о наличии следственной связи. В том случае, если такая взаимосвязь и имеет место быть, специалисты всё равно могут не понимать, когда именно следует стимулировать, а когда – угнетать функциональность иммунитета, в особенности это касается угнетения чрезмерно активных воспалительных процессов либо аутоиммунных заболеваний. | |
| − | том, | + | Анализ работоспособности иммунитета даже при нормальных условиях является достаточно сложной задачей, не беря во внимание внешние стрессовые факторы, которые связаны с воздействием физических нагрузок. Современная наука может идентифицировать негативные изменения в работе иммунитета только при появлении значительных нарушений и выраженных симптомов заболевания, к примеру, при заражении ВИЧ, переданного от матери либо приобретённого во взрослой жизни, или же при появлении аутоиммунных патологий. Заболевание не всегда развивается по причине нарушений работы иммунитета. Оно может интерпретироваться в качестве ответной реакции иммунитета в острой стадии инфекционного процесса и формировать клетки памяти для последующего предотвращения развития этой же патологии. |
| + | По известным причинам учёные не могут намеренно воздействовать на человеческий организм инфекционным путём, точно также невозможно получить образцы иммунных тканей, поэтому достоверно узнать о первичной этиологии развития заболеваний на данный момент не представляется возможным. В таком случае большое значение имеют исследования с участием животных, так как они являются средствами для моделирования ситуаций влияния физических нагрузок на иммунную функцию. Помимо этого, формирование новых исследовательских методик и наилучшее понимание информации о работе иммунитета даёт специалистам возможность для изучения многих интересующих нас вопросов, которые так или иначе связаны с функционированием иммунитета. Для понимания связи физических нагрузок и работоспособности иммунитета необходимо совершенствование знаний из области иммунологии, неврологии, кинезиологии и эндокринологии. И основная цель здесь должна состоять в том, чтобы дать пациенту побольше практических рекомендаций в плане характера, интенсивности и длительности физических нагрузок для укрепления иммунитета в целях профилактики инфекционных заболеваний. | ||
| − | + | [[Категория:Здоровье]] [[Категория:Книги и журналы]] | |
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
Текущая версия на 19:58, 29 ноября 2016
Содержание
- 1 Нейрогормональная регуляция работы иммунитета под воздействием физической нагрузки
- 2 Симпатическая ЦНС
- 3 Ось «гипоталамус-гипофиз-надпочечники»
- 4 Краткосрочный тренировочный стресс
- 5 Физическая нагрузка
- 6 Выработка цитокинов в ответ на микротравматизацию мышц
- 7 Важность нейрогормональных и иммунных функций
- 8 Воздействие физических нагрузок на иммунную систему: значение нейрогормонального и иммунного ответа
- 9 Взаимосвязь иммунитета и нейрогормональной системы
- 9.1 Взаимосвязь эндокринной системы и ЦНС
- 9.2 Функции и роль нейрогормональной взаимосвязи
- 9.3 Нейрогормональная адаптация к тренировочному стрессу
- 9.4 Взаимосвязь иммунной системы с функциями нейрогормональной системы
- 9.5 Регуляторы и подсистемы иммунного и нейрогормонального взаимодействия
- 9.6 Работоспособность нейрогормональных связей
- 10 Воздействие физических нагрузок на иммунитет
- 10.1 Физические нагрузки и изменения иммунных функций
- 10.2 Измерение воздействия физических нагрузок на работу иммунитета в человеческом организме
- 10.3 Высокоинтенсивные физические нагрузки в качестве стрессового фактора
- 10.4 Функции и типы лимфоцитов
- 10.5 Стимуляция и клеточная гибель лимфоцитов в условиях «пробирки»
- 10.6 NK-киллеры и Т-киллеры
- 10.7 Концентрация иммуноглобулинов, являющихся частью гуморального иммунитета
- 10.8 Иммунные функции, защищающие слизистые оболочки
- 10.9 Работа иммунной системы у физически адаптированных людей и спортсменов-профессионалов
- 10.10 Механизмы влияния физической нагрузки на функции иммунитета: значение цитокинов
- 10.11 Воздействие физических нагрузок на заболевания, против которых формируется иммунитет
- 10.12 Вирусные патологии
- 10.13 Физические нагрузки и онкологические патологии
- 10.14 Аутоиммунные болезни
- 10.15 Воздействие физических нагрузок на прочие системы организма, косвенно влияющие на иммунитет
- 11 Выводы
Нейрогормональная регуляция работы иммунитета под воздействием физической нагрузки
Для регуляции ростовых процессов, сохранения гомеостаза и физиологического отклика на стрессовое воздействие гормональная и нервная система должны работать согласованно. Область науки, которая изучает взаимодействие между двумя этими системами, именуется нейроэндокринологией. Регуляция функций иммунитета может разделяться на местную – обусловленную за счёт биохимических процессов, образуемых на уровне клеток, и общую – за счёт контроля со стороны обеих систем – нервной и гормональной. Наряду с этим, гормональная, нервная и иммунная системы сложным образом связаны между собой и имеют некоторые физиологические особенности корреляции. Эти 3 системы организма обусловлены наличием общего набора лигандов, включающего в себя цитокины, пептиды и нейромедиаторы. Следовательно, работа иммунитета может зависеть от нервной и гормональной систем, и наоборот. Физическая нагрузка является для организма стрессом, который стимулирует физиологический отклик нейрогормональной системы, описанный ранее как «общесистемный механизм адаптации». Работа нейрогормональной и иммунной систем поддерживает вариативность иммунного отклика, который будет зависеть от степени интенсивности и длительности тренировочных нагрузок, а также от внешних факторов, характера питания и восстановительного периода.
В данной статье будет проведён анализ нейрогормонального и иммунного ответа под воздействием физических нагрузок с учётом их вариативности (разового тренировочного воздействия, длительных физических нагрузок), также будет рассмотрена связь между описываемыми системами и микротравматизацией мышечных волокон в процессе тренинга. Отклик иммунной системы на тренировочную нагрузку зависит от интенсивности и длительности тренировочного стресса, восстановительных возможностей организма, а также от количества и качества потребляемой пищи. В большинстве случаев физиологический отклик и адаптация к физическим тренировкам являются накопительными факторами, которые усиливают своё воздействие на организм при постепенном увеличении нагрузок (то есть происходит приспособление организма к нагрузкам). Опосредованные физической нагрузкой микротравмы в мышечных волокнах способствуют стимуляции функций иммунитета. Нейрогормональная и иммунная ответная реакция в ответ появление микротравм в мышечной ткани помогает в изучении возможностей этого комплекса, состоящего из 3-х систем, а также в изучении мышечного роста. Осознание важности процессов регуляции иммунной функций, а также вероятной роли иммунитета в адаптации организма к нагрузкам имеет немаловажное значение при построении тренировочного плана.
Симпатическая ЦНС
ЦНС делится на парасимпатическую и симпатическую нервную систему. Первая контролирует функционирование организма в спокойном состоянии, а вторая способствует усилению физических способностей организма во время возникновения стрессовой ситуации и, как правило, участвует в реакции «бей или беги». Стрессовый ответ вне зависимости от его этиологии регулируется совместной работой симпатической системы и оси «гипоталамус-гипофиз-надпочечники». Симпатическая НС продуцирует особые нейромедиаторы в кровь – катехоламины. Стимуляции симпатической НС под действием норадреналина активизирует секрецию адреналина в надпочечниках симпатическими нейронами в мозговом слое. Количество катехоламинов в системе кровообращения в процессе воздействия физических нагрузок увеличивается, наряду с этим, баланс этих двух гормонов смещён в сторону норадреналина на несколько пунктов. Имеется прямая зависимость роста уровня адреналина и норадреналина от длительности тренировочного процесса. Наряду с этим зависимость концентрации катехоламинов от степени прилагаемых нагрузок растёт по экспоненте.
Транспорт белых клеток крови (лейкоцитов)
Основным воздействием адреналина и норадреналина на работу иммунитета является их участие в рекрутировании белых клеток крови. Применение экзогенных катехоламинов для увеличения работоспособности организма или использование ингибиторов адренорецепторов в ходе физической работы выявило, что адреналин (лиганды бета1- и бета2-адренорецепторов) приводит к ускорению транспорта лимфоцитов и нейтрофильных гранулоцитов в кровь при воздействии физических нагрузок. Норадреналин (существенно влияющий на бета1- и мало значимый для бета2-адренорецепторов) оказывает менее выраженное воздействие на лимфоциты в крови при систематических занятиях спортом (в сравнении с тем же адреналином). Следовательно, рост количества цАМФ внутри клеток, который объясняется формированием связей адреналина с бета2-рецепторами, является немаловажным аспектом для транспорта лимфоцитов и нейтрофильных гранулоцитов в общий кровоток. В тканях, в которых осуществляется рост и кумуляция иммунных клеток (вилочковая железа, лимфоузлы, гланды, костный мозг), процесс иннервации происходит за счёт деятельности симпатической НС при помощи нейропептида Y и адренергических нервных окончаний. Такое взаимодействие с ЦНС имеет большое значение в регуляции работы клеток иммунитета, при этом, оно оказывает несущественное воздействие на транспорт лейкоцитов, сопряжённый с физическими упражнениями.
Функции лейкоцитов
Простое объяснение того, что адреналин с норадреналином в комбинации подавляют иммунитет, не даёт рассмотреть симпатическую НС в качестве сложно регулируемой системы. Однократное влияние этих двух гормонов на иммунитет представляет из себя сложный поэтапный процесс угнетения механизма выработки интерлейкина-2 и интерферона-Y, а также полное отсутствие непосредственного влияния на механизм выработки прочих видов интерлейкина (интерлейкина-2, - 4, -6, -10, -S). Воспалительный отклик иммунной системы на адреналин и норадреналин является результатом подавления выработки интерлейкинов-2 и -12, другими словами происходит стимуляция за счёт угнетения ингибирующих процессов. По сравнению с краткосрочным тренировочным воздействием, постоянное влияние катехоламинов способствует подавлению чувствительности адренорецепторов, а также угнетению их экспрессии. Следовательно, краткосрочное и постоянное воздействие стресса оказывает разное воздействие на иммунные функции. Помимо этого, адреналин и норадреналин могут регулировать работу естественных Т- и NK-киллеров. Катехоламины, в частности адреналин, способствуют увеличению числа естественных киллеров в общем кровотоке и снижению цитотоксических эффектов у этих клеток. Уменьшение активности, по всей вероятности, является результатом сокращения продукции интерлейкина-2 и -12, которое опосредовано влиянием адреналина и норадреналина. Так как стимуляция большинства клеточных процессов происходит за счёт увеличения количества цАМФ в клетках, учёные предположили, что регуляция функций лимфоцитов на фоне увеличения показателей адреналина и норадреналина в крови обусловлена активностью макрофагов и наличием оксида азота в общем кровотоке. Подтверждение функционирования данного механизма было обнаружено при исследовании крыс. Полученные результаты при воздействии краткосрочного тренировочного стресса, в одном из экспериментов помогли сделать вывод, что спустя 2 часа после инъекции адреналина отмечалось подавление активности NK-клеток. Наряду с этим отмечался рост числа моноцитов вдвое, что позволило сделать вывод о том, что простагландины, продуцируемые моноцитами, угнетают цитотоксическую активность Т- и NK-киллеров. Исходя из этого довода, при подавлении синтеза простагландинов за счёт применения индометацина, угнетения активности естественных киллеров также не должно происходить. Это говорит о том, что подавление функций Т-киллеров и NK-киллеров объясняется не только влиянием одного лишь адреналина, а осуществляется с помощью воздействия простагландинов, синтезируемых из моноцитов. При этом имеются сведения, показывающие уменьшение активности естественных киллеров даже на фоне использования ингибиторов простагландина.
Ось «гипоталамус-гипофиз-надпочечники»
Ось «гипоталамус-гипофиз-надпочечники» оказывает транспортную функцию, с помощью которой происходит передача импульсов от гипоталамуса к передней доле гипофиза, а затем в кору надпочечников. В ответ на различные стрессовые ситуации гипоталамус секретирует в кровь кортикорелин (АКТГ) и антидиуретический гормон (аргинин-вазопрессин). Кортикорелин и аргинин-вазопрессин стимулирующим образом воздействуют на синтез АКТГ (кортикотропина) в аденогипофизе. Главной функцией вазопрессина является стимуляция абсорбции жидкости в почечных лоханках. Кортикотропин, являясь гормоном, по общему кровотоку транспортируется в ткани надпочечников и вызывает выработку ГКС (глюкокортикостероидов), основным представителем которых является [кортизол]. Следовательно, кортизол – финальный компонент в гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системе. Плюс ко всему, кортизол является одной из составляющих механизма обратной связи и способствует угнетению выработки кортикорелина и АКТГ. Обладая стероидным воздействием на организм, кортизол может проходить через клеточную оболочку и взаимодействовать с рецепторами, локализованными внутри клетки. Активность кортизола и прочих глюкокортикостероидов оказывает влияние на функциональность клеток за счёт их стимуляции и подавления транскрипции белков, которые могут происходит намного быстрее. Кортизол угнетает большое количество иммунных процессов, вдобавок к этому, данный стрессовый гормон является основным регулятором, сохраняющим иммунные функции от чрезмерно агрессивного влияния внешних и внутренних стрессовых факторов. К примеру, если воспалительная реакция не будет регулироваться механизмами эндогенного контроля, то произойдёт разрушение воспалённых тканей и, как следствие, это приведёт к их апоптозу. Влияние кортизола на функции иммунитета выражается в угнетении воспалительных реакций. За счёт такого воздействия искусственные аналоги ГКС нередко применяются в терапии воспалительных и аутоимунных патологий. Взаимодействие кортизола с ГКС-рецепторами приводит к стимуляции ГКС-зависимого элемента и дальнейших процессов трансформации. Особое любопытство представляет процесс стимуляции липокортина-1 и белков, участвующих в подавлении воспалительных реакций (антагонистов рецептора интерлейкина-1). Степень активности оси «гипоталамус-гипофиз-надпочечники» коррелирует с определённым показателем, при котором поддерживается полноценный иммунный ответ (при отсутствии разрушающего действия на организм). Различные виды физической активности могут привести к хроническому росту концентрации кортизола и ослаблению защитных функций иммунитета. К примеру, подавление иммунных функций, обусловленное наличием депрессии, приводит к росту концентрации кортизола. И напротив, при гипокортицизме (заболевании надпочечников) продукция ГКС (в частности, кортизола) осуществляется в минимальных количествах, что в свою очередь увеличивает риск возникновения аутоиммунных и воспалительных заболеваний. Патологии, приводящие к увеличению или уменьшению концентрации ГКС в крови, именуются гиперкортицизмом и гипокортицизмом, соответственно. В физиологическом диапазоне активность надпочечников определяется с учетом выработки кортикотропина под воздействием стресса, исходя из этого, можно считать нормой вариативность степени реакции на стресс, обусловленной индивидуальными особенностями работы оси «гипоталамус-гипофиз-надпочечники». Обоюдная корреляция между работой иммунитета и нейрогормональной системы состоит в том, что цитокины, участвующие в формировании воспалительной реакции, а именно ФНО-альфа, интерлейкины-6 и лейкемия-ингибирующий фактор (ЛИФ), способны оказывать стимулирующее воздействие на ось «гипоталамус-гипофиз-надпочечники» и усиливать выработку кортизола в кровь. Лейкемия-ингибирующий фактор, нужен для выработки кортикотропина и кортизола во время воспалительного процесса, плюс ко всему, он также участвует в стимуляции системы «гипоталамус-гипофиз-надпочечники за счёт индукции ФНО-альфа и интерлейкинов. Это говорит о том, что биохимические импульсы, которые стимулируют воспалительную реакцию, аналогичным образом активизируют механизм обратной связи, подавляющий собственную функциональность. Вдобавок была выявлена обратная функция такой корреляции, в частности: лимфоциты могут продуцировать большое количество гормонов гипофиза, к примеру, такое происходит после их активизации антигенами либо за счёт интерлейкина-12, а это, в свою очередь, стимулирует выработку гормона роста. Помимо регуляции работы иммунитета, ГКС имеют важное значение в поддержании иммунного ответа, тем самым увеличивая выживаемость при возникновении жизнеугрожающих ситуаций. ГКС также подавляют выработку соматотропина и половых гормонов, за счёт чего уменьшаются энерготраты на малозначимые для выживаемости процессы роста. ГКС аналогичным образом угнетают функции системы «гипоталамус-гипофиз-надпочечники», результатом этого является замедление метаболических процессов в состоянии гомеостаза. Для удовлетворения энергопотребностей тканей, которые подвергаются влиянию внешних стрессовых факторов, ГКС усиливают процессы кумуляции и выработки глюкозы, ускоряют расщепление жиров и белков. За счёт активизации глюконеогенеза в тканях печени кортизол может сохранять уровень сахара в крови и, следовательно, этот гормон можно рассматривать в качестве регулятора обменных процессов с участием глюкозы. На системном уровне деятельность кортизола и ГГН-системы способствует замедлению процессов роста, подавлению репродуктивной функции, угнетению метаболических реакций, снижению энергозатрат и, плюс к этому, на фоне действия кортизола происходит увеличение энергозапасов в организме.
Транспорт лейкоцитов
Воздействие ГКС на транспорт лейкоцитов по тканям появляется существенно позже в отличие от влияния адреналина и норадреналина. Изменение числа лейкоцитов, как правило, увеличивается до максимальных значений спустя 4 часа после роста концентрации кортизола. Однако на фоне действия ГКС отмечается снижение числа моноцитов и лимфоцитов, плюс к этому наблюдается рост нейтрофильных гранулоцитов. В конце концов количество лейкоцитов растёт за счёт увеличения выработки нейтрофилов. Препараты, аналогичные ГКС и используемые в медицине, приводят к возникновению схожих эффектов.
Цитокины
Глюкокортикостероиды способны угнетать продукцию большинства цитокинов, в частности, интерлейкинов-1,-2,-3,-4,-5,-6,-8,-10,-13, макрофагов, ФНО-альфа. Однако их воздействие на секрецию Т-хелперов в Th1-клетках является более выраженным в отличие от Th2-клеток: к примеру, выработка интерлекинов-2 подавляется в большей степени, чем секреция интерлейкинов-10. Получается, что ГКС оказывают иммунносупрессорную функцию и подавляют воспалительный ответ.
Активность лейкоцитов
Результаты изменений, связанных с ДНК-структурой, которые обусловлены действием ГКС, в иммунной системе отмечаются достаточно часто. Кортизол подавляет активность NK- и Т-киллеров, которая оценивается по их степени расщепления антигенов. Кортизол угнетает деятельность NK- и Т-киллеров за счёт сокращения скорости выработки белков-эффекторов. Клеточный иммунитет зависит от клонального разрастания (пролиферации) специфических В- и Т-лимфоцитов. Пролиферация лимфоцитов в условиях «пробирки» при воздействии цитокинов либо антигенов может являться достоверным показателем их функциональности. Кортизол подавляет пролиферативные процессы с участием Т-лимфоцитов. Влияние гормона на В-лимфоциты неоднозначно, так как при этом отмечается угнетение продукции иммуноглобулинов G и А, однако выработка иммуноглобулина Е при этом усиливается.
Краткосрочный тренировочный стресс
Несмотря на значимость исследования влияния симпатической системы, а также гормонов гипофиза, гипоталамуса и надпочечников, стоит указать, что регуляция иммунной функции, связанная с воздействием физических нагрузок, является следствием системного влияния большинства физиологических процессов, реализуемых одновременно. При учёте сложности функционирующих систем, в том числе, и числа вероятных факторов, регулирующих воздействие стресса на весь организм, сочетание всевозможных эффектов на силу иммунного ответа будет достаточно разнообразным. Непостоянные физические нагрузки способны привести к кратковременной дифференциации лейкоцитов в крови (в том числе и в тканях), вдобавок, они могут поменять функциональность белых кровяных телец, стимулировать массовую выработку компонентов, являющихся регуляторами иммунной функции и, плюс ко всему непродолжительная нагрузка может стать одним из факторов, способствующих возникновению кратковременного либо долгосрочного воспалительного процесса, что в итоге приведёт к изменению уровня иммунной активности, который бы поддерживал защитную функцию организма, противостоял инфицированию, а также препятствовал развитию онкологических патологий. Вариативность данных изменений, как правило, измеряется через параметры физической нагрузки, сюда относятся её интенсивность и длительность. Наряду с этим, степень влияния стресса, на который откликается нейрогормональная система, может расти при воздействии некоторых факторов, к примеру, нерациональное восстановление после предыдущего занятия, при низком количестве питательных веществ, а также при высокой температуре воздуха.
Транспорт лейкоцитов
Стимуляция симпатической НС, активизированная физическими нагрузками, приводит к увеличению числа различных фракций лимфоцитов. Несмотря на существенные отличия в степени отклика ЦНС у каждого индивидуума, основные нюансы перераспределения белых кровяных телец под воздействием физических нагрузок идентичны между собой. Большое количество бета-адренорецепторов свойственно для NK-киллеров, затем в порядке убывания идут: Т-, В- и Th1-лимфоциты. Экспрессия рецепторов не происходит в Th2-лимфоцитах. Изменения функциональности NK-клеток, обусловленные физическими нагрузками, а также изменение концентраций адреналина и норадреналина в крови увеличивалась параллельно с ростом интенсивности и длительности нагрузок, при том, что диапазон изменений, по сведениям некоторых учёных, мог колебаться в пределах 50-1000%. Изменения в остальных фракциях лимфоцитах при воздействии физических нагрузок были менее существенны, так как количество бета-адренорецепторов у них было существенно ниже. Помимо этого, в общий кровоток также перемещались клетки памяти либо стимулированные лимфоциты, имеющие короткие теломеры, вдобавок к этому сегментоядерных нейтрофилов было больше, чем палочкоядерных. Это значит, что в кровоток транспортируется лишь зрелые, а не вновь сформированные клетки. С ростом длительности тренировок эффекты кортизола начинают расти над эффектами адреналина и норадреналина. Приблизительно спустя 90 минут после первого выполненного упражнения на развитие выносливости эффекты кортизола начинают себя проявлять в большей степени в отличие от эффектов катехоламинов. В случае если длительность и интенсивность тренировки достигли уровня, необходимого для роста концентрации кортизола, то спустя 2-4 часа после окончания тренинга отмечается повышение количества лимфоцитов. Нейтрофильные гранулоциты схожи с лимфоцитами тем, что их уровень в организме в процессе тренировок увеличивается одновременно с ростом интенсивности нагрузок, отличия обнаруживаются лишь в том, что впоследствии, за первой волной роста нейтрофильных гранулоцитов через небольшой промежуток происходит вторая, вызванная значительным увеличением кортизола, уровень которого поддерживается ещё в течение нескольких часов. Высвобождение адреналина в кровь в процессе тренировки стимулирует рост числа нейтрофилов. Помимо этого, данный процесс зависит от многих других факторов (действия интерлейкинов-6,-8, соматотропного гормона, а также степени разрушения мышечных волокон). Поздний рост количества нейтрофилов, по всей вероятности, является следствием влияния кортизола, а также транспортировки в кровь незрелых нейтрофилов. Краткосрочный рост концентрации моноцитов в кровотоке является одним из элементов быстрого физиологического отклика на физическую нагрузку. Такая реакция организма, возможно, является результатом усиления гемодинамических процессов и уменьшения степени взаимодействия клеток с эндотелием сосудов, вызванного действием адреналина и норадреналина.
Цитокины
Вариативность изменений концентрации цитокинов под воздействием физических нагрузок отличается от изменений уровня адреналина, норадреналина и кортизола, поскольку стимуляция симпатической НС оказывает подавляющее воздействие на выработку Th1-цитокинов, почти не оказывает влияния на секрецию Th2-цитокинов (ФНО-альфа, интерлейкины-2, -12 и интерферон-Y) и совсем не воздействует на продукцию интерлейкина-4, однако оказывает стимулирующий эффект на продукцию воспалительных цитокинов (интерлейкинов-6, -8, -10). Стимуляция системы «гипоталамус-гипофиз-надпочечники» может угнетать продукцию определённых Th1-цитокинов, ФНО-альфа, интерлейкинов-6, а также влиять стимулирующим образом на Th2-цитокины (интерлейкины-4 и -10). Аналогичный иммунный отклик можно ожидать, если изменение продукции цитокинов при воздействии физических нагрузок было обусловлено высокой концентрацией адреналина, норадреналина и кортизола в крови. С данным положением согласовано отсутствие изменений либо сокращение продукции интерлейкина-2 и интерферона-Y при воздействии физических нагрузок. Также схожий иммунный ответ происходит при усилении выработки интерлейкина-8 и -10, которые отмечается в процессе тренировок. Наряду с этим физическая активность способствует возникновению в крови медиаторов воспаления, уровень которых находится в зависимости от интенсивности тренировок, при максимальном уровне нагрузки отмечается максимальное количество ФНО-альфа, интерлейкинов-6, интерлейкинов-10 и антагонистов рецептора интерлейкинов-1. Следовательно, увеличение концентрации кортизола отчасти объясняется тем, что рост количества медиаторов воспаления активизирует ось «гипоталамус-гипофиз-надпочечники» через двустороннюю сеть информационного обмена, передающую импульсы из нейрогормональной системы в иммунную, и наоборот. Значительным образом под воздействием тренировочных нагрузок меняется концентрация интерлейкина-6 в крови, которая растёт по экспоненте вместе с увеличением длительности нагрузок и, по всей вероятности, это также связано с ростом концентрации адреналина в системном кровотоке. Наряду с этим рост концентрации интерлейкина-6 в существенной мере обусловлен воздействием прочих факторов. Количество интерлейкинов-6 в крови может повышаться до 10000%, а зависит это от длительности и интенсивности тренировочной программы. После окончания аэробного тренинга уровень интерлейкина-6, как правило, восстанавливается до исходных значений на протяжении 1-2 часов. В случае если длительность занятия меньше по продолжительности того времени, которое требуется для развития существенных усилий в работающих мышечных группах, кинетические изменения будут замедляться и, соответственно, максимальный уровень интерлейкина-6 будет наблюдаться уже спустя 2-3 часа после окончания тренировки. Основной чертой интерлейкина-6, о которой стоит сказать, является то, что в процессе тренировочной сессии данный цитокин продуцируется в поперечнополосатых мышцах намного интенсивнее, чем в лейкоцитах, адипоцитах и гепатоцитах. В последнее время было показано, что в ходе постоянной физической активности интерлейкин-6 кроме активации воспалительного ответа принимает также участие в других биохимических процессах, поэтому в настоящее время на определении его регуляционных функций сосредоточено множество исследований. К примеру, при минимальном уровне гликогена в клетках растёт концентрация АМФ-активируемой протеинкиназы, плюс к этому отмечается существенная связь между уровнем АМФ-активируемой протеинкиназы и интерлейкина-6. Следовательно, интерлейкины-6 могут участвовать в передаче импульса, если при этом отмечается рост потребностей мышечной ткани во время физических нагрузок. Рост концентрации интерлейкина-6 в крови отмечается при отсутствии микротравм в мышцах вне зависимости от увеличения количества медиаторов воспаления. Мышечная ткань во время физических нагрузок (не в спокойном состоянии) продуцирует выработку интерлейкина-6. Кроме того, в мышцах также отмечается экспрессия гена интерлейкина-6, однако это происходит не в моноцитах, а во время взятия лабораторных проб сразу после высокоинтенсивных занятий. Это говорит о том, что рост концентрации интерлейкина-6 может отмечаться и без разрушения мышечных волокон, обусловленного воздействием физических нагрузок, поэтому этот процесс можно рассматривать не только в качестве этапа воспалительного процесса, но и также как одну из составляющих физиологического ответа, которая не будет зависима от продукции цитокинов.
Активность лейкоцитов
Уровень интенсивности и длительность тренировочной нагрузки имеют важное значение при формировании иммунного отклика, связанного с активностью клеточного иммунитета. Влияние физических нагрузок умеренной интенсивности и длительности обусловлено кратковременным усилением следующих процессов: фагоцитоз, усиление скорости формирования свободных радикалов и ускорение процессов дегрануляции. В случае если длительность и интенсивность физической работы достигла тех показателей, при которых происходил рост концентрации ГКС в крови, это приводило к некоторым изменениям функций иммунитета. Физическая активность, как правило, увеличивает скорость образования свободных радикалов. Имеются также подтверждения того, что вызванное воздействием физической нагрузки увеличение концентрации интерлейкина-6, соматотропного гормона и глутатиона может быть одним из факторов роста числа нейтрофилов в крови. В случае, если тренировочная нагрузка длится на протяжении долгого времени либо её интенсивность достаточно высока, как например, во время марафонских забегов, может отмечаться стремительное ослабление данных функций. Причиной этого может стать подавление активности нейтрофилов в процессах ответной реакции организма через некоторое время после их активизации. Следовательно, умеренная интенсивность тренировок может усиливать, а высокая интенсивность – снижать защитные функции организма, направленные на борьбу с вирусами и бактериями. Изучалось также воздействие физической нагрузки на различные функции макрофагов. Хемотаксис – это процесс транспорта моноцитов и прочих клеток иммунитета к месту формированию воспалительной реакции. Фагоцитоз и компоненты, связанные с процессами формирования свободных радикалов, аналогичным образом активизируются интенсивностью упражнений и с помощью концентрации ГКС в крови. Так как, глюкокортикостероиды оказывают противовоспалительный эффект, общее угнетение различных факторов воспалительного отклика может привести к стимуляции макрофагов. Наряду с этим, на мышах было продемонстрировано, что подобное воздействие может происходить при наличии оксида азота. Следовательно, функциональность макрофагов и моноцитов при образовании травм либо во время инфекционных процессов и после завершения занятия, по всей видимости, полностью восстанавливается. Основным фактором, который способствует ослаблению воздействия кортизола на иммунитет, является связанное с физической нагрузкой уменьшение чувствительности моноцитов к стрессовому гормону. После завершения тренировки отмечается подавление ингибирующего действия дексаметазона на стимулированную за счёт липополисахаридов и моноцитов продукцию интерлейкина-6. Данный процесс способствует тому, что моноциты могут усиливать выработку интерлейкина-6, без возникновения противовоспалительного эффекта кортизола. Наряду с этим продукция медиаторов воспаления, в частности, интерлейкина-6 уменьшается, исключением в данном случае являются интерлейкины-10 и интерферон-Y – на них краткосрочный тренировочный стресс влияния не оказывает. Следовательно, влияние физических нагрузок на продукцию медиаторов воспаления достаточно неоднообразно, поэтому необходимо проведение дополнительных исследований, направленных на изучение этого процесса. Следует отметить, что выработка интерлейкинов из моноцитов после высокоинтенсивных физических нагрузок менее выражена в сравнении с их выработкой в мышечной ткани. Во время среднеинтенсивного и низкоинтенсивного тренинга либо при кратковременном тренинге (когда концентрация кортизола не увеличивается), распределение клеток иммунитета сопряжено с отдельными изменениями иммунных функций. Количество В-лимфоцитов, активизирующих выработку антител, в частности, иммуноглобулинов А и G, увеличивалось после среднеинтенсивных тренировок в нескольких исследованиях. Длительный тренинг приводил к уменьшению концентрации иммуноглобулина А в слюнной жидкости, что может говорить нам об ослаблении иммунных функций в слизистых оболочках. Однократный высокоинтенсивный тренинг не оказывает особого влияния на процесс формирования иммуноглобулинов после введения вакцины. Следовательно, физическая активность с умеренной интенсивностью, которая обусловлена влиянием адреналина и норадреналина, не приводит к существенным изменениям в работе гуморального иммунитета, при том, что высокоинтенсивный тренинг достаточной длительности с повышением уровня кортизола, снижает степень иммунного ответа. Клеточный иммунитет зачастую угнетается после высокоинтенсивных тренировок, сопровождавшихся ростом концентрации кортизола. Обнаружение антигенов с помощью макрофагов подавляется за счёт угнетения экспрессии основного комплекса гистосовместимости, что сопряжено с ростом концентрации кортизола. С информацией, свидетельствующей об ослаблении процессов обнаружения связано проявление поздних реакций, при которых происходит увеличение чувствительности иммунных клеток к кортизолу после завершения марафонской дистанции. Эти сведения также говорят о том, что высокоинтенсивный тренинг приводит к угнетению функций клеточного иммунитета и продукции иммуноглобулинов под воздействием стимуляции антигенами. Помимо этого, ГКС могут стимулировать процессы клеточной гибели лимфоцитов и, вдобавок к этому имеются данные, подтверждающие, что интенсивная физическая нагрузка приводит не только к апоптозу простых лимфоцитов, но и также Т-клеток, моноцитов и нейтрофильных гранулоцитов. Недавние эксперименты, где применялись углеводистые смеси параллельно с плацебо, выявили схожий рост концентрации кортизола после проведённой тренировки и обнаружили прямую зависимость клеточной гибели от количества потребляемых углеводов: в контрольной группе апоптоз клеток происходил намного интенсивнее. Это, в свою очередь, свидетельствует о том, что кортизол, по всей видимости, не стимулирует клеточную гибель при воздействии физических нагрузок. Воздействие физических тренировок на разрастание лимфоцитов на данный момент не исследовано. Главный вывод, который может быть сделан касательно активизированной с помощью нагрузок регуляции роста В- и Т-лимфоцитов, это то, что все полученные в ходе эксперимента данные неоднозначны и противоречивы. Таким же образом являются неоднозначными и итоги исследований, касающиеся воздействия высокоинтенсивной физической активности на деятельность Т-и В-лимфоцитов. Наряду с этим, имеется достаточное количество данных об уменьшении пролиферативного отклика при активности митогенов после высокоинтенсивного тренинга достаточной длительности. Анализ баланса стимулированных CD4 и CD8 лимфоцитов в крови, которые отвечают за экспрессию маркера CD69, выявил, что относительное число стимулированных лимфоцитов после систематических физических нагрузок практически не меняется. Выявлено также, что имеется малая вероятность снижения пролиферативной функции у Т-лимфоцитов даже после тренировок, которые приводят к росту концентрации кортизола. Установлено, что пролиферативный отклик лимфоцитов на активизацию митогенами был достаточно низок у женщин с повышенной концентрацией кортизола в крови. При том, что у Т-лимфоцитов не было зафиксировано каких-либо изменений в процессе пролиферации, обусловленной влиянием физической активности. Это также показывает нам, что пролиферативные процессы с участием В-лимфоцитов могут иметь более высокую чувствительность к кортизолу (то есть зависеть от уровня кортизола в крови) за счёт индукции с помощью тренировочных нагрузок. Меняющуюся активность NK-киллеров при воздействии физических нагрузок нужно рассматривать в процессе увеличения их количества, что обычно происходит в ходе тренировки и после её завершения (и даже в том случае, когда их число значительно сокращается). По всей видимости, регулирующие системы, стимулированные за счёт влияния физических нагрузок, которые контролируют деятельность Т-клеток будут отличаться в зависимости от этапа тренировки (во время занятия и после него). Для среднеинтенсивных и длительных упражнений, к примеру, 50 минут аэробной нагрузки с 50% от VO2max, рост количества Т-киллеров и их функциональности пропорциональны друг другу, что может говорить о том, что рост активности описываемых клеток является следствием увеличения их числа. Полученные данные в ходе исследований, направленных на изучение активности NK- и Т-киллеров при воздействии высокоинтенсивных нагрузок очень неоднозначны: одни результаты говорят о росте изучаемого параметра, другие свидетельствуют о его уменьшении. В ходе отсроченного периода уменьшения количества NK-киллеров их иммунная активность сокращается на 50% от начального значения на период в несколько часов. Уменьшение их активности обусловлено сокращением числа иммунных клеток, подавляющим воздействием простагландина Е2 и угнетающим влиянием кортизола. Наряду с этим, количество времени, в диапазоне которого кортизол проявляет своё угнетающее действие, не равно времени изменения активности Т-киллеров и NK-киллеров при физических нагрузках. Таким образом данный гормон нельзя рассматривать в качестве гормона-регулятора активности Т- и NK-киллеров, особенно если не принимать во внимание его вероятное воздействие на концентрацию этих клеток в системном кровотоке. Одной из таких методик определения эффектов кортизола является сравнительный анализ последствий тренировок на выносливость одновременно с приёмом достаточного количества углеводов. Дополнительный приём углеводов при длительных аэробных занятиях уменьшает эндокринную реакцию на стрессовое воздействие. При этом, отличия видов иммунного отклика в таких условиях будут, по всей видимости, показывать те свойства, которые способны изменяться при совпадении времени определённых изменений с изменениями в работе клеток иммунитета. Согласно этой теории, складывается такое впечатление, что рост уровня кортизола вероятно связан с увеличением концентрации свободных радикалов в результате действия моноцитов, нейтрофильных гранулоцитов, фагоцитоза, интерлейкинов-8 и -10. Данные проведённых исследовательских работ, описывающие влияние приёма углеводов на рост лимфоцитов, относительно противоречивы. При учёте двустороннего взаимодействия иммунной системы и оси «гипоталамус-гипофиз-надпочечники» имеется вероятность того, что воспалительная реакция может оказывать стимулирующий эффект на рост концентрации кортизола. Данная гипотеза доказывает, что парентеральное введение интерлейкина-6 до того уровня, которое отмечается в процессе тренировок, приводит к значительному росту концентрации кортизола.
Толерантность к заболеваниям
Угнетение различных иммунных функций при высокоинтенсивной и длительной работе может повышать «чувствительность» организма к появлению инфекций. Спортсмены, как правило, подвергаются большему риску возникновения инфекционных патологий, в особенности, нередко у таких людей наблюдаются инфекционные поражения дыхательных путей после проведения тренировок либо по окончанию соревнований, к примеру, воспалительные процессы отмечаются после забега на марафонские дистанции. Данные о периодичности возникновении дыхательных заболеваний у людей, занимающихся спортом, например, в соревновательных условиях, неоднозначны, при этом, по предварительному анализу, вероятность развития воспалительных заболеваний на практике завышена в 2 раза. Это говорит о том, что большая часть спортсменов во время интенсивного тренинга не заболевает инфекционными заболеваниями, при этом, вероятность их появления существенно растёт. Изменение тренировочного плана или же вероятное уменьшение физических показателей в период воспалительных заболеваний либо прочих инфекционных патологий представляет из себя существенную проблему для большинства спортсменов профессионального уровня. Вместе с тем, информация, выявленная в ходе исследований при участии людей, занимающихся спортом, может быть применима и к прочим ситуациям, имеющим отношение к преодолению существенных тренировочных нагрузок. Механизмы, которые отвечают за снижение толерантности к заболеваниям, на данный момент не выявлены полностью. Наряду с этим можно предположить, что основной вклад в увеличение риска возникновения заболеваний могут вносить определённые физиологические процессы, развивающиеся при физической деятельности человека. Время после окончания тренировочной сессии, когда отмечается уменьшение активности и концентрации лимфоцитов, замедление процессов фагоцитоза при участии нейтрофилов, локализованных в носоглоточной области, плюс также снижение концентрации иммуноглобулина А в слюнной жидкости и уменьшение презентирующего действия в отношении антигенов может быть рассмотрено в качестве периода «открытого окна», при котором вирусы получают возможность проникновения в организм за счёт ослабленного иммунитета. Основные защитные функции организма, оказывающие сопротивление бактериям и вирусным антигенам, в том числе и гуморальный иммунитет в слизистых оболочках (а также функции нейтрофилов в них) подавляются после интенсивной физической работы. Помимо этого, после высокоинтенсивного тренинга, отмечается снижение продукции иммуноглобулина А в слюне, что также относится к подавлению основных защитных функций организма. Уменьшение количества иммуноглобулина А в слюнной жидкости является главным показателем состояния защитных функций, связанных с воспалительными процессами верхних дыхательных путей. Возможность адреналина, норадреналина и кортизола в подавлении иммунного отклика 1-ого типа, а также их способности к активизации 2-ого типа иммунных реакций повышает риск возникновения заболеваний в органах дыхания. Аналогичный тип изменений функциональности Т-лимфоцитов и продукции интерлейкинов зачастую отмечается спустя 150 минут беговых упражнений. Помимо этого, увеличение выработки кортизола активизирует интерлейкин-6, секреция которого повышается при систематических физических нагрузках. Отсюда можно сделать вывод, что в организме имеется целый ряд подсистем, за счёт которых под воздействием высокоинтенсивных и длительных нагрузок осуществляется активация иммунной и нейрогормональной систем, поддерживающих функциональность Th2-клеток и механизмов формирования воспалительной реакции путём угнетения Th1-клеток. Подобные изменения подавляют защитные функции организма и могут способствовать проникновению большого количества вирусов и бактерий, причём наиболее интенсивно процесс инфицирования происходит в носоглоточной полости.
Физическая нагрузка
Корреляцию между физической нагрузкой либо повседневной активностью и состоянием работы иммунитета можно определить за счёт объёма нагрузки и, по всей видимости, за счёт способности мышечных тканей к дальнейшему восстановлению. Бытует основное мнение касательно того, что среднеинтенсивный физический тренинг может оказывать стимулирующее воздействие на работу иммунной системы, наряду с тем, что высокоинтенсивная нагрузка может угнетать иммунную функциональность. Скорее всего, изменения, связанные с работой иммунитета и тренировочными нагрузками, являются компонентом общего физиологического отклика на стрессовое воздействие, сюда также входит ответная реакция нейрогормональной системы. Следовательно, баланс внешнего стресса и процессов восстановления может стать немаловажным элементом при определении интенсивности нагрузок.
Транспорт лейкоцитов
Концентрация лейкоцитов в системном кровотоке может использоваться в качестве незначительного параметра при определении состояния иммунитета. Наряду с этим, средняя величина отклонений данного параметра от нормальных значений на настоящий момент не выяснена. Существенные отклонения от нормы являются признаками разнообразных патологий, к примеру, уровень CD4-лимфоцитов (относятся к Т-клеткам) может использоваться в качестве индикатора прогрессирования СПИДа, а уровень нейтрофилов – нужен для идентификации воспалительных процессов в организме. Для определения влияния физической нагрузки на изменение показателей лейкоцитов (лейкоцитарной формулы) в спокойном состоянии проводились как кратковременные испытания, так и долговременные эксперименты. Некоторые из них выявили рост уровня нейтрофильных гранулоцитов, NK-киллеров и Т-киллеров у людей, тренировавшихся на развитие выносливости, при их сравнении с группой контроля. В процессе продолжительных исследований при изучении воздействия силового тренинга на организм, роста концентрации Т-клеток и NK-клеток не наблюдалось, при этом в одной из исследовательских групп всё-таки удалось зафиксировать рост лимфоцитов спустя 12 недель тренинга, и это при том, что в течение предшествующего 25-недельного тренировочного периода каких-либо изменений данного параметра не отмечалось. Не выявлено также какого-либо целенаправленного воздействия физического тренинга на количество моноцитов, CD4- и CD8-лимфоцитов, а также В- и Т-лимфоцитов. При высокоинтенсивных тренировках с большим объёмом нагрузок, который отмечается у спортсменов профессионального уровня, уровень моноцитов сократился. Диапазон изменений концентрации различных субполяций у лейкоцитов во время тренировок обусловлен индивидуальными особенностями организма. Воздействие тренировочного стресса на концентрацию адреналина и норадреналина не определено. Регулярная тренировочная нагрузка приводит к росту физической работоспособности, за счёт чего отмечается уменьшение процентного соотношения максимальной степени интенсивности нагрузок, нужной для завершения тренировочной сессии. К примеру, уровень кислородного потребления во время бега со скоростью 16 км\ч может быть равен примерно 90% от максимального при тренировках на выносливость. Следовательно, после тренировочного стресса для выполнения аналогичного объёма работы человеку необходимо приложить такой уровень усилия, который должен быть равен наименьшему значению от максимально допустимого показателя. Это касается практически каждого вида физических нагрузок. В отношении отклика нейрогормональной системы на влияние физической нагрузки, рост концентрации уровня адреналина и норадреналина, увеличивающийся индивидуальным образом, у каждого спортсмена происходит при работе с абсолютной степенью интенсивности. Воздействие нейрогормональной системы на транспорт лейкоцитов в процессе тренировочных занятий измеряется относительным значением интенсивности, а также длительностью тренировок. Как правило относительный, а не абсолютный показатель интенсивности определяет нейрогормональный и дальнейший иммунный отклик при влиянии физических нагрузок. Результаты, полученные в ходе клинических испытаний, подтверждают подобный эффект физических нагрузок на иммунную систему, особенно, при воздействии краткосрочных высокоинтенсивных нагрузок, а также при проведении тренировок на выносливость, интервального тренинга и занятий, направленных на развитие силовых показателей.
Цитокины
У людей с различной степенью адаптации к физическим нагрузкам зачастую не отмечается серьёзных различий уровня интерлейкинов в крови в спокойном состоянии. Наряду с этим в многочисленных исследованиях говорится о высоком уровне интерлейкинов-1-бета и интерлейкина-6 у людей, тренировавшихся на выносливость (в отличие от неподготовленных людей). Это вероятно является следствием пониженной чувствительности к подавляющему действию кортизола у физически подготовленных спортсменов.
Функции лейкоцитов
Хоть тренировка на выносливость не влияет на исходную концентрацию гормонов оси «гипоталамус-гипофиз-надпочечники» - кортикотропина и кортизола, у спортсменов-мужчин, которые выполняли упражнения аэробной направленности, зафиксировали пониженную чувствительность моноцитов к кортизолу, в отличие от физически неподготовленных спортсменов. У молодых людей, которые тренировались с акцентом на развитие выносливости, в сравнении с малоактивными мужчинами отмечается более выраженная продукция интерлейкина-6 в крови, происходящая при участии моноцитов и липополисахаридов. При всём при этом, после аэробных занятий у спортсменов с высоким уровнем адаптации к нагрузкам степень чувствительности моноцитов к молекулам кортизола увеличивалась до показателя физически неподготовленных мужчин. Это значит, что хоть тренировка на развитие выносливости и увеличивает чувствительность моноцитов, данный параметр может изменяться при некоторых условиях. Результатом данных изменений является стимуляция различных иммунных реакций, так как моноциты продуцируют большое количество интерлейкинов, оказывающих воздействие на каждую из иммунных клеток. Наряду с этим, 3-хмесячный силовой тренинг никак не влиял на выработку ФНО-альфа, интерлейкинов-1бета, -2 и -6, обусловленную стимуляцией мононуклеарных моноцитов у людей разных возрастов с артритом. Следовательно, физический тренинг существенно не влияет на функцию лейкоцитов, связанную с выработкой интерлейкинов, исключением в этом случае являются моноциты. У физически адаптированных людей после силового тренинга были выявлены отличия в характере изменений этих параметров, к примеру, нашлись отличия в связывании нейтрофилов и скорости образования свободных радикалов. При этом, полученные экспериментальным путём результаты не имеют противоречий к росту чувствительности к кортизолу. Касательно изучения прочих функциональных нюансов при изменении активности нейтрофильных гранулоцитов под воздействием физических нагрузок или же сведений, в которых сравниваются показатели физически адаптированных и неадаптированных к нагрузкам людей, можно лишь сказать о том, что они неоднозначны. Активность В- и Т-клеток под воздействием физического тренинга значительно не меняется, но она также не изменяется в ходе сравнения полученных данных от тренировок адаптированных и неадаптированных людей. Долгосрочные эксперименты говорят о том, что подобного рода результаты могут касаться людей любой возрастной группы и не зависеть от типа тренировочного воздействия (аэробного либо анаэробного). Наряду с этим, в одном из исследований было показано увеличение разрастания Т-клеток спустя полгода аэробных нагрузок у людей из старшей возрастной группы. В отношении выработки антител В-лимфоцитами, их концентрация в крови и слюнной жидкости у физически подготовленных и неподготовленных людей во многих случаях соответствовала полученным ранее данным как в ходе краткосрочных, так и в процессе долгосрочных исследований. Исключением в этом случае можно считать уменьшение концентрации иммуноглобулина А в слюнной жидкости спортсменов в процессе проведения высокоинтенсивного тренинга, то есть в то время, когда тренировочный объём и интенсивность были максимальны. Отчасти гормональная система может влиять на эти изменения, которые также включают в себя лабильность относительного числа клеток и их активности (сюда относят В-, CD4-, CD-8-, и Т-лимфоциты). В большинстве исследовательских работ говорится о том, что физическая нагрузка приводит к росту активности NK- и Т-киллеров, и это также является одним из факторов их количественного роста. Недавние эксперименты с участием крыс установили, что: 1) имеется прямая корреляция уровня ответной реакции от степени влияния, проявляющейся в повышении активности Т-клеток в крови под воздействием физических нагрузок, при этом после наступления «застоя» в росте мышц при умеренных нагрузках последующий рост интенсивности не приводит к увеличению мускулатуры; 2) увеличения активности Т-киллеров не отмечается во время длительного отдыха и восстановительного периода. Данные результаты вместе с полученной информацией исследований по изучению физиологической ответной реакции при воздействии высокоинтенсивных физических нагрузок говорят о том, что систематический силовой тренинг без микро- и макропериодизации даже с полным восстановлением может привести к появлению хронического угнетения функций иммунитета. У интенсивно тренирующихся спортсменов довольно трудно дифференцировать долговременные адаптационные колебания, появляющиеся в течение тренировочного периода. Перетренированность появляется в том случае, при котором тренировочные объёмы либо интенсивность тренировок начинают превалировать над восстановительными способностями организма, и обусловлены возникновением переутомления, а также уменьшением физических показателей. Основными проявлениями перетренированности являются функциональные изменения симпатоадреналовой системы и системы «гипоталамус-гипофиз-надпочечники», плюс к этому снижаются иммунные функции, что повышает риск возникновения заболеваний. Это вполне предсказуемо, особенно если взять во внимание корреляцию этих систем между собой. Учёные предположили, что микротравмы, появляющиеся в мышцах, могут быть обусловлены ростом концентрации интерлейкинов и других медиаторов воспаления с дальнейшей стимуляцией системы гипоталамус-гипофиз-надпочечники, что приводит к подавлению иммунных функций. Группа исследователей под руководством Смит сделали заключение, что изменения, происходящие во время перетренированности, являются поздней стадией адаптационного процесса, при которой восстановление тканей и выживаемость особи становятся жизненно важными и приоритетными. Это предположение не является противоречивым в отношении тех сведений, которые представлены в данной статье, при этом в процессе недавних исследований у физически активных людей в период перетренированности не удалось определить увеличения концентрации медиаторов воспаления. Трудности в регуляции и корреляции иммунной и нейрогормональных систем связаны с подтверждением либо опровержением отдельных нюансов данной теории.
Толерантность к заболеваниям
Корреляция степени тренировочных нагрузок и физической активности с толерантностью к заболеваниям связана с общими изменениями иммунных функций. Это значит, что среднеинтенсивные тренировки с умеренной длительностью могут по большей части увеличивать толерантность к развитию заболеваний или же уменьшать их продолжительность и степень заболеваемости. Одно из недавних исследований также выявило присутствие данной связи между степенью физических нагрузок и периодичностью респираторных заболеваний у здоровых людей из различных возрастных групп. С данным положением, подтверждающим уменьшение периодичности возникновения респираторных заболеваний у людей, которые занимаются силовым тренингом с умеренной интенсивностью, согласованы сведения, показывающие увеличение выработки иммуноглобулина А в слюне при воздействии физической активности. При увеличении интенсивности тренировочных нагрузок и объёма тренировок до максимума наряду с неполным восстановлением отмечается снижение толерантности к респираторным заболеваниям. По сведениям недавних исследований, при участии пловцов профессионального уровня, возможными механизмами, которые могут привести к увеличению периодичности респираторных заболеваний, являются увеличение концентрации иммуноглобулина А и стимулированная за счёт стресса инфекционная активность. В исследовательских работах, которые были посвящены изучению изменений тренировочных объёмов у теннисистов, установили, что концентрация иммуноглобулина А в слюнной жидкости имела обратную зависимость от объёма тренировок. Наряду с этим количества иммуноглобулина А в слюнной жидкости не помогало учёным определить точный риск возникновения респираторных заболеваний. Исследования по определению корреляции между интенсивностью тренировок и силой угнетения иммунных функций будут продолжаться до первых достоверных результатов. Развитие заболеваний, по большей части, обусловлено наличием нескольких факторов, зависящих от временной кумуляции эффектов, угнетающих функции иммунитета и происходящих в результате частых тренировочных занятий. Вдобавок заболеваемость зависит от скорости восстановления между тренировками, питания и стрессовых факторов. Как предполагалось выше, теория «системной адаптации организма» подразумевает, что все стрессовые факторы приводят к развитию системных реакций, а также стимуляции оси «гипоталамус-гипофиз-надпочечники». Следовательно, физическую нагрузку можно рассматривать в качестве активатора системного стресса, на который реагирует человеческий организм.
Выработка цитокинов в ответ на микротравматизацию мышц
Мышечная ткань продуцирует цитокины при воздействии на неё физических нагрузок вне зависимости от повреждения в мышцах. В соответствии с последними данными большая часть интерлейкинов осуществляет регуляционные функции, которые также могут являться сигнальными в отношении контроля работы клеток, вдобавок, медиаторы воспаления оказывают сигнальную функцию на ось «гипоталамус-гипофиз-надпочечники». Следовательно, активация воспалительного процесса – это не единственный процесс, в котором участвуют эти молекулы (в частности, интерлейкины-6 и лейкемия-ингибирующий фактор) и, соответственно, их продукция в мышечных тканях не зависит от количества микротравм в них. К примеру, лейкемия-ингибирующий фактор (ЛИФ) способствует гипертрофии мышечных клеток и приводит к разрастанию миосателлитов (мышечных клеток-спутников). Интерлейкин-6 может оказывать системное воздействие на уровень гликогена в работающих мышечных группах. Помимо этого, при возникновении микротравм в мышцах интерлейкин-6 и ЛИФ начинают участвовать в развитии воспалительной реакции. Как говорилось ранее, ФНО-альфа, интерлейкин-6 и ЛИФ обладают стимулирующим воздействием на систему «гипоталамус-гипофиз-надпочечники» за счёт цепей обратной связи, что в итоге активизирует продукцию кортизола. Однако, имеющихся данных, связанных с изучением изменений концентрации ЛИФ при воздействии нагрузок, недостаточно для заключения каких-либо выводов. Самым распространённым проявлением повреждений в мышечных тканях в процессе постоянной мышечной активности является боль в мышцах во время занятий. Косвенными факторами наличия микротравм в мышцах являются мышечная боль на следующее утро после занятий, кратковременное снижение силовых показателей, отёчность и увеличение активности креатинкиназы в крови. Воспалительная реакция, вызванная выполнением физических упражнений и обусловленная появлением микротравм в мышцах, по всей видимости, осуществляется поэтапно следующим образом: 1) физическая активность или микротравматизация миофибрилл; 2) стимуляция макрофагов в области повреждения; 3) продукция цитокинов; 4) активизация локальной выработки хемокинов, к примеру, интерлейкина-8; 5) локальная секреция интерлейкина-6; 6) Активизация белков острой фазы воспаления клетками печени; 7) воздействие цитокинов на ось «гипоталамус-гипофиз-надпочечники»; 8) увеличение количества лейкоцитов и их перемещение в область ткани, где произошла её травматизация. В общем происходит активизация воспалительных процессов с участием интерлейкина-ip и ФНО-альфа, одновременно с выработкой интерлейкина-6, что стимулирующим образом действует на продукцию других интерлейкинов (интерлейкина-10 и -1бета). Местная выработка интерлейкина была обнаружена в мышечных тканях у мышей после физических нагрузок, способствующих травматизации миофибрилл. Однако, в системном кровотоке концентрация недолго живущих и малых по размеру цитокинов, а именно интерлейкинов-6 и -10, может зависеть от факторов роста, которые будут стимулировать процессы восстановления мышечных тканей. При возникновении воспалительной реакции основным аспектом, который определяет способность организма к восстановлению после стресса, является скорость лизиса клеточных остатков с помощью фагоцитов. Реакция клеток на микротравматизацию мышечной ткани, вызванная воздействием физических нагрузок, обусловлена ростом активности макрофагов в тканях. Проникновение нейтрофилов в травмированные ткани было выявлено в ряде исследований. Итоговые данные, полученные в процессе мышечной биопсии, говорят о том, что перемещение нейтрофилов внутрь травмированной ткани длится около двух недель. Такая продолжительность, очевидно, превышает период присутствия в тканях каких-либо определяемых идентификаторов, говорящих о наличии воспалительной реакции в крови. Следовательно, большая часть изменений, происходящих на фоне травматизации мышц за счёт воздействия физических нагрузок, осуществляется локально, а не на системном уровне. В случае, если физические тренировки достаточно длительны по времени, а их степень интенсивности является высокой (то есть возникает серьёзный физический стресс в мышцах), к примеру, при выполнении эксцентрических движений, то можно предположить, что произойдёт существенная микротравматизация мышечной ткани одновременно с выбросом цитокинов. Марафонские дистанции и схожие физические нагрузки приводят к возникновению микротравм в мышцах, которые представляют из себя нарушения структуры мышечных волокон совместно с процессом выброса креатинкиназы в кровь. После забега на длинные дистанции, отмечается рост концентрации ФНО-альфа, интерлейкина-6, -10, -ip, -1ra. Тренировочный стресс, который обусловлен выполнением эксцентрических движений, аналогичным образом приводит к травматизации мышечных волокон, но к менее выраженному росту уровня интерлейкина-ip, интерлейкина-6 и интерлейкина-1ra. Однако роста концентрации ФНО-альфа при этом не происходило, причём это может стать препятствием для определения степени общего иммунного ответа на местную воспалительную реакцию. Длительная воспалительная реакция в мышечной ткани не приводит к росту концентрации кортизола. Следовательно, при таких условиях выраженность воспаления при микротравматизации мышечных тканей недостаточна для активизации системы «гипоталамус-гипофиз-надпочечники», при том, что это отмечается на протяжении длительного периода. Наряду с этим происходит нейрогормональная и иммунная реакция с активацией цитокинов при повреждении тканей и стимуляцией системы гипоталамус-гипофиз-надпочечники; при нормальной продукции интерлейкинов-6 в кровь отмечается также выработка ФНО-альфа, интерлейкинов-ip и ЛИФ. Гипоталамус является компонентом нейрогормональной системы, которая участвует в передаче стрессовых импульсов, стимулированных за счёт физической нагрузки, а также сигналов ЦНС для активизации необходимого отклика на внешние стрессовые факторы. Выявленные не так давно результаты с применением мышечной биопсии дают право предположить о существовании корреляции между ростом концентрации кортизола в организме и протеолитическими процессами, происходящими в травмированных мышцах. Нейрогормональный отклик в данном случае опосредован наличием убиквитина – белка, участвующего в процессах протеолиза, при этом кортизол увеличивает экспрессию многих элементов, которые участвуют в деградации белков. В случае, если после разовой тренировки отмечается усиление защитной реакции, то после завершения второго занятия с использованием того же набора упражнений отмечается угнетение защитной функций. Следовательно, двусторонний сигнальный обмен состоит из цитокиновых импульсов, формирующихся на местном уровне и направляющихся в ось «гипоталамус-гипофиз-надпочечники», основная цель импульсной передачи – активизация восстановительных процессов. Значение медиаторов воспаления в воспалительных реакциях, вызванных воздействием физических нагрузок, в повреждённых мышечных волокнах было поставлено под сомнение, поскольку во время приёма НВПС (нестероидных противовоспалительных средств) не было замечено существенного воздействия этих препаратов на болевые ощущения в мышцах или же их влияния на показатели мышечной функциональности. Наряду с этим, вышеописанные результаты исследований являются лишь малой частью общего числа экспериментов по изучению значения различных составляющих воспалительного процесса при его воздействии в ответ на физический стресс, следовательно, наиболее точно можно утверждать, что простагландин Е2, на который в основном воздействуют все НВПС, не имеет большого значения в формировании воспалительного отклика организма. В итоге противовоспалительный эффект, обусловленный приёмом НВПС, не оказывает влияния на процессы регенерации тканей и лишь слабо воздействует на болевые ощущения, возникающие после тренировок в мышцах.
Важность нейрогормональных и иммунных функций
Нейрогормональная и иммунная система реагируют на стрессовое воздействие, обусловленное физическими нагрузками, и определённым образом связаны друг с другом. Наряду с этим, регуляция иммунной функции при влиянии физических нагрузок зависит от воспалительных процессов, происходящих при травматизации тканей. Интерлейкины и другие медиаторы воспаления, которые участвуют в местном и общем ответе на физический стресс, как правило, функционируют в организме разными способами, к примеру, таким цитокином является интерлейкин-6. Большая часть медиаторов воспаления не относится к воспалительным реакциям либо к регуляции иммунного отклика как к таковому, к сведению, лейкемия ингибирующий фактор может функционировать как фактор роста, без разрушения мышечных волокон. Двусторонняя сеть информационного обмена между иммунной и нейрогормональной системами действует через продуцируемые в мышцах цитокины, которые способны стимулировать систему «гипоталамус-гипофиз-надпочечники». Взаимосвязь и корреляция этих двух систем является сложным процессом. При всём при этом полученные в ходе экспериментов сведения прямо говорят об усилении иммунных функций при влиянии кратковременных либо долговременных тренировок с умеренной степенью интенсивности. Интенсивность и длительность физических нагрузок, которые может выдержать организм без угнетения иммунных функций и снижения толерантности к заболеваниям, по всей вероятности, могут меняться и зависеть от влияния прочих стрессовых воздействий. Полученные в ходе лабораторных исследований сведения показывают угнетение функций отдельных элементов иммунитета и увеличение риска заболеваемости у физически активных людей при воздействии чрезмерных нагрузок в ходе тренировок либо в соревновательный период. С учётом особенностей корреляции иммунной и нейрогормональной систем, спортсменам и физически активным людям, которые хотят по максимуму задействовать все мышечные группы в работе путем увеличения тренировочного объёма и интенсивности, рекомендуется ослабить степень ответной реакции на тренировочный стресс за счёт полноценного восстановления организма, минимизации прочих стрессовых факторов и правильно составленного рациона питания.
Воздействие физических нагрузок на иммунную систему: значение нейрогормонального и иммунного ответа
Положительное воздействие физических нагрузок на организм, полученное в процессе тренировок, помимо научных книг также описано в популярных спортивных журналах. Установлен факт различного влияния физической активности почти на все органы организма, при этом основной упор делается на воздействие тренировочного стресса, связанного с изменением работы дыхательной и кровеносной систем. Помимо этого, на сегодняшний момент учёные достигли успеха в определении клеточных механизмов влияния физической активности на многие системы организма, в особенности на функции иммунитета. Любопытство к изучению корреляции между физической активностью и работой иммунитета стало поводом для проведения дополнительных исследований и написания новых научных работ, связанных с этой тематикой. Известен тот факт, что физическая нагрузка способна значительным образом влиять на эмоциональное и физиологическое состояние. На данный момент особый интерес к данной теме приводит к появлению новых вопросов о том, каким образом психологический настрой может оказывать влияние на физиологические процессы в организме, в частности на нарушение гомеостаза. Вопреки тому, что положительное влияние физических нагрузок на здоровье человека уже является давно установленным фактом, воздействие тренировочного стресса на психическое и эмоциональное здоровье почти не изучено. Механизмы, которые опосредуют эту взаимосвязь, не обнаружены, при этом следует полагать, что эмоциональный настрой в существенной мере оказывает влияние на работу эндокринной системы и ЦНС. Предположение о том, что физическая активность способна воздействовать на механизмы нейрогормональной системы, показывает, что по большей части эти воздействия могут зависеть от эмоционального фона. В последнее время было обнаружено большое количество сведений, доказывающих присутствие функциональной связи между ЦНС, иммунитетом и эндокринной системой. Существенное количество информации, доказывающее, что ЦНС и эндокринная система может самостоятельным образом влиять на работу иммунитета, является поводом для высказывания предположений о наличии тесной связи между физическими нагрузками и иммунной функцией. Как будет сказано далее, физическая активность и работа иммунитета на самом деле связаны между собой, однако эта связь опосредована воздействием нейрогормональной системы. Такое взаимодействие имеет важное значение в развитие некоторых заболеваний, которые не подавлялись за счёт иммунитета (онкологические патологии, инфекции), или же тех заболеваний, которые были обусловлены «неправильной» стимуляцией иммунных функций (аллергические проявления, аутоиммунные болезни). Необходимо отметить, что в процессе написания данной статьи авторы не задавались целью перечисления всех имеющихся сведений, касающихся положения о связи физических нагрузок и иммунных функций. Ниже можно ознакомиться с механизмами нейрогормональной модуляции, составляющими основу связи между физической активностью и отдельными нюансами работы иммунитета. Помимо этого, ниже будут рассмотрены те исследования, в которых понимание корреляции между физической нагрузкой и работой иммунитета помогут в расширении информационной базы данных.
Взаимосвязь иммунитета и нейрогормональной системы
Взаимосвязь эндокринной системы и ЦНС
С недавнего времени стало ясно, что эндокринная и нервная система оказывают друг на друга воздействие, а их функции синергичны. Изучение взаимосвязи между этими системами и их значение в модуляции различных процессов, осуществляющихся в человеческом организме, является одной из главных задач эндокринологии и неврологии. Данное взаимодействие является двусторонним: первая система влияет на вторую, а вторая, в свою очередь, на первую. Главными регуляторными элементами в эндокринной системе являются гормоны, а передача импульсов от ЦНС к эндокринной системе осуществляется на уровне нейрогормональной клетки. За счёт того, что гормоны циркулирует по всей системе кровообращения, они оказывают воздействие практически на каждую клетку в нашем организме. Функциональная корреляция между клетками-мишенями и гормонами по большей части зависит от образования связи гормон-рецептор на поверхности клеток. Рецепторы на клетках-мишенях могут располагаться на внешней оболочке клетки, внутри клетки либо на ядре. Имеются различные механизмы эндокринного влияния на клетку: изменение трансмембранной проницаемости клеток, активизации процессов транскрипции ДНК, а также стимуляция вторичных посредников (к примеру, цАМФ – циклического аденозинмонофосфата). Плюс ко всему, в организме имеются различные механизмы восстановления нормальной выработки гормонов. Циркадные ритмы поддерживают периодическую выработку гормонов, вне зависимости от физиологической активности организма. Вдобавок, циркадные ритмы сопряжены со сложной цепью обратной связи, работа которой обеспечивает нейрогормональную регуляцию гомеостаза.
Функции и роль нейрогормональной взаимосвязи
Нейрогормональная взаимосвязь имеет немаловажное значение, так как она способствует поддержанию процессов гомеостаза. К примеру, нейрогормональная взаимосвязь имеет важную функцию в устранении потерь воды, поддержании осмотического и кровяного давления, а также участвует в ростовых процессах, обмене веществ, репродукции, сохранении электролитного баланса и психологического состояния. Негативные изменения, произошедшие в процессе выработки гормонов и в эндокринной регуляции могут привести к возникновению различных патологий (акромегалии, остеопорозу и пр.). Нейрогормональная система аналогичным образом поддерживает адаптационные физиологические процессы, позволяющие человеческому организму откликаться на изменения окружающей среды и адаптироваться к ним. Такая способность к адаптации является основным механизмом в сохранении многих физиологических параметров в норме, что способствует поддержанию жизнедеятельности и выживаемости живого организма. К примеру, стимуляция оси гипоталамус-гипофиз-надпочечники является основным компонентом физиологического отклика на внешний стресс. Несмотря на выделение различных видов стресса: физического, психологического либо их комбинации, в каждом случае физиологический отклик организма будет стимулировать активность оси гипоталамус-гипофиз-надпочечники. Для сохранения состояния гомеостаза в стрессовых ситуациях важную роль играет взаимодействие между тканями и клетками, из которых сформирована ось гипоталамус-гипофиз-надпочечники. Импульсы, генерируемые в лимбической системе, активизируют выработку в паравентрикулярном ядре гипоталамуса кортикорелина, а с его помощью происходит секреция АКТГ в передней доле гипофиза. АКТГ или кортикотропин выбрасывается в кровь, где он вступает во взаимодействие с гормонами надпочечников, тем самым способствуя выработке кортизола в человеческом организме. Однако, следует учесть, что функции каждого из этих гормонов в оказании регуляторного воздействия на железы внутренней секреции, которые продуцируют тот или иной вид гормона, являются основными при регуляции их выработки.
Нейрогормональная адаптация к тренировочному стрессу
Способность к выдерживанию физических нагрузок модулируется за счёт сложно-функционирующей связи эндокринной и вегетативной систем. В ходе тренировок организм откликается на активизацию ЦНС и конкретных механических процессов, происходящих за счёт гормонов, что сохраняет способность организма к модуляции многих физиологических реакций. К последним можно отнести энергообмен, транспорт энергосубстратов, сохранение водно-солевого баланса, гемодинамика кровеносных сосудов и биосинтез белка. Тип физиологического отклика в каждом индивидуальном случае проявляется по-разному в зависимости от степени интенсивности тренировок и половой принадлежности. Стимулированная с помощью физических нагрузок эндокринная модуляция физиологического состояния предусматривает активность многих гормонов, таких как: кортизол, соматотропин, вазопрессин, ренин, тиреоидные гормоны, инсулин, альдостерон, глюкагон, адреналин и норадреналин. Последние два гормона, вырабатывающиеся надпочечниками, регулируют уровень обмена веществ в мышцах, фракцию выброса в миокарде и ОПСС (общее периферическое сосудистое сопротивление). Помимо этого, могут отмечаться изменения концентрации прочих гормонов (эстрогена, ФСГ, ЛГ, тестостерона и бета-эндорфинов), не всегда связанные с сохранением гомеостаза. В ходе физической активности фактором, который задействует метаболические процессы в организме, является изменение концентрации пептидных гормонов: соматотропина, инсулина и пролактина. Все эти гормоны могут быть связаны с клетками иммунитета и активизировать различные процессы клеточного роста. Нейрогормональные процессы, происходящие в организме при воздействии на него физических нагрузок, выявлены не так давно. Помимо этого, в ходе лабораторных исследований, которые не были связаны с изучением влияния физической активности, было обнаружено, что большинство гормонов, концентрация которых меняется в ходе описываемых физиологических процессов, участвуют в различных нюансах функционирования иммунитета. Наряду с этим, в дальнейшем было установлено, что физическая нагрузка сама по себе может влиять на функции иммунитета за счёт влияния гормонов.
Взаимосвязь иммунной системы с функциями нейрогормональной системы
Как говорилось ранее, гормональная и нервная система взаимосвязаны между собой определённым образом. На практике, большая часть систем в организме (сердечно-сосудистая, пищеварительная, половая) связана с ЦНС и гормональной системой. При этом ранее считалось, что иммунная система функционирует как отдельная автономная система с минимальным влиянием со стороны остальных систем организма. В течение последних 3-х десятилетий проводилось большое количество исследований по изучению организма человека, которые выявили много подтверждений слаженной работы иммунитета, ЦНС и эндокринной системы. Взяв за основу тот факт, что определение взаимосвязанности этих 3-х систем зависимо от психологического состояния, учёные открыли новую область науки – нейроиммунология. Исследование связей между ЦНС, иммунной и эндокринной системами по большей части затруднён и обусловлен многими факторами, первым из которых является сложность строения и функционирования иммунной системы. К органам и тканях, формирующим иммунную систему, относят вилочковую железу, костный мозг, лимфоузлы и селезёнку. Несмотря на то, что чаще всего в человеческом организме изучаются клетки иммунитета, стоит учитывать, что в некоторых органах и тканях также имеются иммунные клетки, участвующие в регуляторной функции. К примеру, желудочно-кишечный тракт включает в себя различные иммунные клетки, активность которых оказывает защитное влияние на слизистую оболочку. Также, как и лимфоциты, локализованные в эпителии, остальные иммунные клетки образуют первую защитную линию, предотвращающую внедрение антигенов (вирусов и инфекций), следовательно, исследуя только лишь иммунные клетки, возникают ограничения, которые будут препятствовать пониманию роли нейрогормональных реакций. Прочими сложностями при изучении взаимосвязи нейрогормональной и иммунной систем являются различия в скорости исследования каждой из них. На молекулярном уровне имеется достаточно много данных о функциях 2-х подсистем иммунитета – приобретённого и врождённого, а также их взаимосвязи. Большое количество данных, касающихся иммунных процессов, было выявлено за счёт прогресса в области молекулярной биологии, в том числе и за счёт использования в исследованиях животных с изменённой структурой ДНК.
Регуляторы и подсистемы иммунного и нейрогормонального взаимодействия
Обнаруженные в ходе исследований экспериментальные сведения доказывают двусторонний тип взаимодействия нервной, иммунной и эндокринной систем. Межклеточная передача может быть обусловлена такими компонентами иммунной системы, как факторы роста, нейропептиды, цитокины, секреция которых осуществляется в лимфоцитах. Следовательно, отличия, выявленные между факторами роста, цитокинами и нейропептидами, в тех системах, в которых они работают, на данном этапе не имеют значения. Изучение корреляции между степенью модуляции функций иммунитета и количеством нейропептидов сосредоточено на определении функций производных ПОМК (проопиомеланокортина), а именно АКТГ и бета-эндорфина. Прочие гормоны, как например, соматотропный гормон, кортизол, пролактин, адреналин и норадреналин, аналогичный образом могут являться компонентами, участвующими в связи иммунной и эндокринной системы. В общем, подтверждение связи нейроэндокринной и иммунной систем является достоверным результатом всех ранее проведённых исследований, нацеленных на определение корреляции между физическим стрессом (физической активностью и её воздействием на работу иммунитета) и физиологическим состоянием отдельного человека. Способность иммунных клеток взаимодействовать с нейропептидами зависит от наличия определённых рецепторов на этих клетках. Имеются различные иммунные клетки (моноциты и лимфоциты), на которых расположены рецепторы к нейропептидам и нейрогормонам. Например, адреналин, норадреналин, опиоидные вещества, вазопрессин, кортикотропин (АКТГ), пролактин и гормон роста, образуя связь с определёнными рецепторами, способны воздействовать на многие нюансы работы иммунитета. Аналогичным образом клетки нейрогормональной системы имеют на себе рецепторы для взаимодействия с компонентами иммунитета, а именно с цитокинами. Для обеспечения связи (за счёт особых рецепторов) между иммунной и нейрогормональной системами, компоненты последней должны изначально взаимодействовать с клетками иммунитета. Некоторые из этих компонентов вырабатываются в кровь и транспортируются с кровью к клеткам иммунитета, расположенным в разных частях организма. При этом, компоненты ЦНС могут секретироваться из нервных окончаний в область действия иммунных клеток, локализованных в вилочковой железе, лимфоузлах, селезёнке. Наличие такого механизма обусловлено способностью нервных окончаний к иннервации вышеперечисленных органов и тканей, также как это происходит в других органах. Учитывая то, что вилочковая железа, лимфоузлы и селезёнка являются областью образования лимфоцитов и их активизации, подобная иннервация важна для модуляции иммунных функций на системном уровне.
Работоспособность нейрогормональных связей
Двусторонняя взаимосвязь между клетками, органами и тканями, которые формируют иммунную, гормональную и нервную систему, подразумевает, что системная регуляция и функциональность этих 3-х систем несколько сложнее, чем представлялось. Следовательно, имеется теоретическая вероятность того, что регуляция физиологических процессов, которые играют ключевую роль в сохранении гомеостаза и поддержании здоровья при воздействии различных факторов стресса, может происходить по-разному. Для хорошей работы иммунитета необходимо наличие чёткой регуляторной функции, осуществляющейся на клеточном уровне. До этого считалось, что регуляция иммунных процессов происходит с участием разного типа клеток, из которых состоит иммунная система. Самыми значимыми клетками иммунитета являются Т- и В-лимфоциты, Т-хелперы, макрофаги, нейтрофильные гранулоциты, NK- и Т-киллеры. В последнее время определение большинства молекул, вырабатываемых этими клетками (цитокинов, интерлейкинов, факторов роста), в том числе и определение их регуляторной роли в работе иммунитета, даёт полную картину представлений о функционировании иммунитета на клеточном уровне. При этом молекулы и клетки гормональной и нервной систем могут аналогичным образом участвовать в регуляторных функциях иммунитета, что по большому счёту осложняет определение регуляторной иммунной функции. На данный момент установлено, что почти каждая разновидность клеток и каждая функция иммунитета способны регулироваться компонентами гормональной и нервной систем. Развернутая оценка этих сведений не включена в данную статью. Стоит отметить лишь самые заметные примеры, к которым относится: нейрогормональное влияние на презентацию и процессинг антигена, влияние на выработку иммуноглобулинов, стимуляцию и рост В- и Т-лимфоцитов, продукцию цитокинов и на деятельность NK-киллеров. Данные эффекты происходят при взаимодействии рецептора и лиганда, вторичных посредников и генной экспрессии. Некоторые факторы, например, физическая нагрузка и стрессовое воздействие участвуют в регуляции данных эффектов за счёт способности активизировать продукцию компонентов ЦНС и гормональных систем. Состояние здоровья человека прямо связано с физиологической работой иммунитета. Способность подавлять негативное влияние патогенных микроорганизмов может быть зависима от образования иммунного отклика в организме после введения вакцины в постнатальном либо в половозрелом возрасте. При внедрении в организм инфекций, которые не предотвращаются с помощью вакцинации, важной функцией организма в этом случае является способность к активизации иммунного отклика, обусловленного стимуляцией клеток иммунитета (нейтрофилов, NK-киллеров, Т-киллеров и макрофагов). При проникновении прочих патогенных микроорганизмов может стать критичным моментом последующее образование иммунного отклика в качестве фактора адаптации, нацеленного на специфический патоген. Подобный отклик, как правило, происходит при участии В-лимфоцитов, секретирующих иммуноглобулины, и Т-клеток, способствующих разрушению клеток, которые поражаются патогенными агентами. В конце концов, способность организма к созданию и поддержанию иммунной «памяти», являющейся результатом введения вакцины либо инфекции, достаточно сложный в изучении процесс. Факт того, что компоненты гормональной и нервной системы влияют на все вышеописанные функции, несомненно говорит о немаловажном значении этих систем в предотвращении попадания различных инфекций в организм. Существенный интерес также вызывает взаимосвязь иммунитета и процессов развития онкологических патологий. Хотя достоверный вклад иммунных функций в защите от онкопатологий на данный момент не установлен, уже существуют весомые аргументы того, что иммунные клетки Т-киллеры и NK-киллеры играют в этом немаловажную роль. Не так давно были выявлены сведения о том, что компоненты нейрогормональной системы способны воздействовать на защитные функции организма, которые обеспечивают защиту от онкологических заболеваний. Защитная функция организма предотвращает развитие инфекционных патологий и онкологических заболеваний практически без ощутимых следов (если иммунная система имеют большую устойчивость). Наряду с этим, в некоторых случаях для излечения и переносимости острой фазы заболевания, которое возникло на фоне высокой или неправильной активности иммунного отклика, может понадобиться угнетение работы иммунитета. К таким патологиям относят все аутоиммунные болезни (волчанка, ревматоидный артрит, склеродермия и пр.). Вдобавок наилучшим вариантом является подавление иммунного отклика, связанного с чрезмерной интенсивностью иммунной функции (например, при аллергии или при трансплантации органов). Развёрнутое изучение результатов влияния компонентов нейрогормональной системы в отдельно взятом случае имеет неподдельный интерес. Стоит упомянуть, что в последнее время информации, касающейся изучения функциональности иммунной системы, стало на порядок больше. Технический прогресс в науках, связанных с биологией, помог существенно лучше исследовать работу иммунитета на уровне клеток. Вместе с тем, отмечается большой прогресс в исследовании основных ролей гормональной и нервной системы, способствующий планомерному развитию неврологии и иммунологии.
Воздействие физических нагрузок на иммунитет
Физические нагрузки и изменения иммунных функций
Установлено, что физическая нагрузка способствует избавлению от хронического переутомления, склероза и онкологических заболеваний. Исходя из этого принципа ранее специалистами давались советы для составления индивидуального плана тренировок, к примеру, сообщалось каким именно образом регулировать собственный пульс, плавность дыхания, а также интенсивность и длительность занятий для того, чтобы тренировочный стресс не превышал адаптационных способностей организма. Научные статьи, описывающие положительную связь физической активности и состояния здоровья, довольно часто можно встретить во многих журналах, методических пособиях и газетах. Несмотря на то, что большая часть людей предполагает, что наличие повседневной физической активности лучше, чем ничего, на данный момент точно не выявлено каким именно образом физическая нагрузка влияет на работоспособность иммунитета. Исследователи, которые занимались изучением связи физических нагрузок и активности иммунных клеток, приводили скептические доводы о том, что большинство результатов их работы оказывались неубедительными в отношении положительной корреляции физической активности и иммунных функций. При всём при этом, не стоит недооценивать возможное влияние физических нагрузок на здоровье иммунитета, кроме того, необходимость в дальнейших исследованиях всё также остаётся велика. Имеется большое количество факторов, от которых может зависеть взаимосвязь физической активности и нормального здоровья. Если же физическая активность выступает в качестве терапии против развития некоторых заболеваний, то вполне вероятно, что они способствуют профилактике их появления. Стоит задать логичный вопрос: а может ли в реальности уменьшаться толерантность к заболеваниям при увеличении физических нагрузок, однако он пока остаётся без ответа. К примеру, у многих спортсменов, тренирующихся с высокой степенью интенсивности в течение длительного времени, увеличивается риск развития респираторных заболеваний. Может ли этот факт говорить о том, что физическая активность является причиной угнетения иммунных функций и подавления аутоиммунных патологий или же вовсе является фактором, провоцирующим их развитие? Могут ли физические нагрузки со средней интенсивностью регулировать работоспособность иммунных функций? Ответы на эти вопросы, связанные с корреляцией физической активности и состоянием здоровья не всегда очевидны, поскольку углублённое изучение подсистем организма, опосредующих связь регулярных физических нагрузок, началось порядка 40 лет назад, то есть по относительным меркам это произошло совсем недавно. Вместе со сложностями регуляторных функций иммунитета также затруднения вызывают исследование отдельных тренировочных показателей и их влияния на организм. Возможное влияние физических нагрузок в существенной мере измеряется разновидностью, степенью интенсивности и длительностью тренировочного воздействия. Воздействие тренировочных нагрузок на иммунные функции аналогичным образом может зависеть от индивидуальных особенностей организма (возраста, пола, степени адаптации к физическим нагрузкам, мышечной композиции и т.д.). Большая часть экспериментов по изучению физических нагрузок на работу иммунитета проводились на животных моделях. Хоть проведение подобных исследований и даёт более полноценную картину в отношении взаимосвязи физической активности и работы иммунитета, их результаты не всегда применимы для человеческого организма.
Измерение воздействия физических нагрузок на работу иммунитета в человеческом организме
При разъяснении полученной информации, которая показывает степень воздействия физических нагрузок на работу иммунитета, немаловажно учесть, какие именно диагностические методы использовались при оценке функций иммунитета. В процессе клинических исследований человеческого организма, как правило, используются 2 метода: подсчитывание клеток, относящихся к различным видам лейкоцитов в крови, и стимуляция лимфоцитов. В соответствии с медицинскими правилами во многих исследованиях в качестве образцов для анализа отбиралась периферическая кровь. При этом в крови находится лишь около 2% от всех иммунных клеток организма, которые постоянно циркулируют по всей системе кровообращения, тем самым мигрируя в место возникновения инфекционной активности. Как правило, для определения субполяций кровяных клеток используется проточная цитометрия, основанная на применении флуоресцентных красителей моноклональных антител, связывающихся с определёнными клеточными CD-белками. Эта разновидность клеток применяется для дифференциации количественного анализа клеток иммунитета, к примеру, CD-4 относятся к Т-хелперам, а CD-8 и CD-3 – к клеткам Т-киллерам. При этом изменение баланса и числа данных клеток в крови не всегда говорит о нарушении иммунных функций или иммунной реакции. Для исследования функциональности клеток иммунитета используются несколько методов. Одним таким методом является культивация лимфоцитов, взятых из организма и перенесённых во внешнюю среду, при взаимодействии с конканавалином А, являющимся поликлональным митогеном по отношению к Т-клеткам, который вдобавок оказывает влияние на продукцию различных цитокинов, рост числа рецепторов и процессы клеточного митоза. Несмотря на отсутствие сложностей при использовании данного метода, выявленные подобным образом результаты могут также зависеть от ряда внешних факторов и баланса иммунных клеток во взятых образцах крови. Для того, чтобы оценить изменение числа иммунных клеток после физических нагрузок, выявленные сведения нередко могут быть интерпретированы через баланс всех видов Т-лимфоцитов, обнаруженных в образце, при этом наличие остальных видов клеток в крови после физических нагрузок аналогичным образом может влиять на уровень стимуляции Т-клеток. Данные, которые могут быть выявлены при использовании вышеописанных методов, ограничиваются областью взятия лимфоцитов на анализ, а также тем, что некоторое количество лимфоцитов и их способность к активации в условиях «пробирки» является достаточно обобщённым показателем, который не всегда будет отражать точную последовательность процессов, развивающихся в живом организме. Наиболее совершенные методы, помогающие в проведении количественного анализа маркеров активации клеточных функций и анализа выработки цитокинов в условиях «пробирки», дают новые возможности для определения механизмов, которые опосредуют изменения в работе иммунных клеток за счёт физической деятельности организма.
Высокоинтенсивные физические нагрузки в качестве стрессового фактора
Как говорилось ранее, физическая нагрузка благоприятно влияет на человеческий организм, в особенности на защитные функции иммунитета. Наряду с этим эффективность влияния физической нагрузки на работу иммунитета может быть определена за счёт её интенсивности. Влияние психологического и физического стресса на иммунные функции изучалось достаточно давно и достаточно детально. До последнего времени было известно, что абсолютно любое стрессовое воздействие, как правило, подавляет функции иммунной системы. При всём при этом выявлено, что изменения функций иммунных клеток позволяют определить уровень влияния стресса. К примеру, если некий фактор стресса определяется как отрицательный, то и уровень нейрогормональной стимуляции может способствовать угнетению иммунной функции. При этом, если же фактор стресса является положительным для организма, то эффекты, обусловленные активностью нейрогормональной системы, могут усиливать защитные функции иммунитета. Следовательно, при определении связи между физической нагрузкой и функциями иммунитета следует учесть не только сам стрессовый фактор, но и его характер действия, то есть положительно или отрицательно ли он влияет на функциональность иммунной системы. В основном, при исследовании связи между физической активностью и иммунной системой учёные рассматривали кратковременный высокоинтенсивный стресс в качестве стрессового фактора, при том, что длительная физическая нагрузка с высокой степенью интенсивности использовалась в качестве способа угнетения иммунных функций. Иммунный отклик на высокоинтенсивный физический стресс сравним с откликом при стрессе, вызванном травмой либо хирургическим вмешательством (к нагрузкам подобного типа относят разовое занятие с использованием беговой дорожки и велотренажёра длительностью 1 час). После такого тренировочного стресса отмечается ряд изменений, к которым относятся: усиление транспорта лейкоцитов, синтез медиаторов воспаления, разрушение тканей, увеличение числа свободных радикалов, плюс стимуляция многих воспалительных реакций и процессов, которые их сопровождают (например, изменения реологических свойств крови). Аналогичные результаты помогли многим исследователям привести доводы о том, что изменения в работе иммунитета могут являться следствием воспалительного процесса, обусловленного возникновением повреждений в мышцах в процессе тренировочных занятий. Наряду с этим установлено, что микротравматизация мышечных волокон не является необходимым фактором для стимуляции большей части вышеописанных параметров работы иммунитета. При всём при этом, в случае возникновении микротравм иммунитет, в частности врождённый, может участвовать в процессах регенерации. Вместе с этим большая часть изменений, обусловленных воздействием физической нагрузки, наблюдается вне зависимости от наличия микротравм в мышцах. К примеру, довольно часто при этом отмечается рост количества лейкоцитов в крови (лейкоцитоз). Наряду с этим, число клеток, которые относятся к врождённому иммунитету, в частности нейтрофилов, NK-киллеров, Т-киллеров и моноцитов, увеличивается ещё быстрее в сравнении с лимфоцитами, ответственными за приобретённый иммунитет. В популяции лимфоцитов количество CD8-Т-клеток (Т-киллеров) растёт намного быстрее в отличие от CD4-Т-лимфоцитов (Т-хелперов), а вариативность изменений числа В-клеток, как правило, не существенна. Рост количества лейкоцитов достаточно кратковременный процесс, наблюдающийся спустя 20-25 минут после окончания тренировки, при этом, спустя некоторое время, в восстановительном периоде количественные показатели, как правило, нормализуются. Иногда отмечается двунаправленный отклик, во время которого происходит снижение числа лейкоцитов, а затем рост их количества. Учитывая скорость лейкоцитоза, можно предположить, что главную функцию, направленную на привлечение клеток из внутрисосудистых скоплений, выполняет селезёнка. Подразумевается, что этот процесс сопровождается выработкой кортизола, адреналина и норадреналина – гормонов, участвующих в реагировании организма на внешний стресс. Помимо этого, задействованные лимфоциты представляют собой клетки памяти, которые характеризуются тем, что они уже ранее вступали во взаимодействие с теми же антигенами. Наряду с тем, как клетки, прошедшие дифференциацию, могут перемещаться в лимфоидные ткани, клетки памяти в зависимости от определённых факторов могут находится в большинстве тканей, в том числе и в лимфоидных, поэтому, такая селективность лейкоцитоза 2-х популяций, локализованных в лимфоидных тканях, может способствовать понимаю процессов роста числа клеток в крови, опосредованных воздействием гемодинамических показателей и влиянием гормонов. Как именно эти колебания уровня лейкоцитов воздействуют на иммунную реакцию при проникновении патогенных микроорганизмов в организм, пока не установлено, но это ещё предстоит выяснить в последующих исследованиях. Интенсивные физические нагрузки воздействуют на гормональную систему, что приводит к росту концентрации различных гормонов, к примеру, адреналина, норадреналина, бета-эндорфина, соматотропного гормона, кортизола и андрогенов. Учитывая их местонахождение, можно сказать, что данные гормоны могут также влиять на транспорт иммунных клеток. Этот факт можно подтвердить тем, что концентрация бета-адренорецепторов на лейкоцитах связана со скоростью их экспрессии, которая как правило отмечается после высокоинтенсивных нагрузок. Лейкоциты располагают на себе большое количество рецепторов к каждому из вышеперечисленных гормонов, особенно много на лейкоцитах расположено адренорецепторов, соматотропных рецепторов и рецепторов к кортизолу и андрогенам. Все описанные гормоны при образовании связи со своими рецепторами оказывают влияние на транспорт лимфоцитов. Эта информация в целом доказывает гипотезу, в соответствии с которой адреналин и норадреналин в ходе взаимодействия с бета-рецепторами приводят к активизации быстрого отклика, при том, что кортикоиды имеют более важное значение в регуляции физической активности при достаточной длительности. Постоянные физические нагрузки могут способствовать увеличению количества веществ, стимулирующих развитие апоптоза (ускоренной гибели клеток) лимфоцитов. К примеру, высокая концентрация кортизола и свободных радикалов может провоцировать апоптоз иммунных клеток, что в свою очередь, приведёт к уменьшению последних в крови. При этом, последние клинические исследования выявили, что несмотря на рост показателей кортизола, катехоламинов, свободных радикалов при увеличении интенсивности тренировок не отмечалось. Обнаруженные результаты не снижают значимость действующих гормонов, однако, они также говорят о том, что компоненты эндокринной системы не всегда воздействуют на уровень клеток в системе кровообращения.
Функции и типы лимфоцитов
Главной составляющей приобретённого иммунитета являются Т-клетки (лимфоциты), имеющие немаловажное значение в защитных функциях. Краткосрочный высокоинтенсивный стресс способствует увеличению числа всех видов Т-лимфоцитов – Т-киллеров и Т-хелперов, после чего их концентрация в крови постепенно сокращается. Т-хелперы способствуют выработке цитокинов, которые занимают важную роль в модуляции иммунного отклика. Т-киллеры же подавляют активность поражённых вирусом клеток, а также приводят к апоптозу онкоцитов (клеток рака). Каждый подвид Т-лимфоцитов дифференцируется за счёт своих цитокинов. Основным показателем участия цитокинов в иммунном отклике 1-ого типа является продукция интерферона-Y и интерлейкинов-2, при том, что цитокины 2-ого типа связаны с секрецией интерлейкина-4 и -6. Подобная взаимосвязь между этими видами Т-лимфоцитов и их медиаторами воспаления (в данном случае, цитокинами) обуславливает направление иммунного отклика – клеточного либо гуморального. Данный баланс играет немаловажную роль в поддержании иммунной реакции на проникновение патологических факторов. В научных работах говорится также, что после краткосрочной высокоинтенсивной тренировки число Th1-клеток может снизиться, при этом число Th2-клеток будет неизменно. Кроме того, было выявлено, что все эти изменения обуславливаются за счёт сокращения численности клеток памяти, которое одновременно со снижением количества цитокинов 1-ого типа (при физическом стрессе), могут подготовить организм к более эффективному подавлению инфекционных патологий.
Стимуляция и клеточная гибель лимфоцитов в условиях «пробирки»
После идентификации антигена в живом организме наблюдается стимуляция иммунных клеток с дальнейшим их преобразованием в лимфобласты, подвергающиеся нескольким этапам деления. Подобное увеличение числа лимфоцитов показывает, что их концентрации будет хватать для активации полноценного иммунного ответа. Клональное деление может осуществляться в живом организме, но только при участии поликлональных митогенов. Скорость транскрипции ДНК в специфических клетках на протяжении длительного периода использовалась в качестве показателя эффективности работы иммунных клеток. За счёт такого метода учёные обнаружили, что после длительных тренировок с высокой степенью интенсивности нередко отмечается замедление синтеза ДНК в иммунных клетках. Это процесс, как правило, краткосрочен и спустя некоторое количество времени после завершения тренировочной сессии отмечается восстановление иммунного ответа. Такой анализ подразумевает, что происходящее угнетение экспрессии цепочек ДНК может быть частично обусловлено распределением кровяных клеток. Кроме того, анализ взаимодействия клеток с дезокситимидином, помеченным с 3Н (веществом, определяющим интенсивность деления структуры ДНК), представляет собой средний показатель для всех культивированных клеток. Применение последних научных методик в области иммунологии выявило, что апоптоз лимфоцитов может непосредственным образом влиять на происходящее после нагрузок замедление пролиферации белых кровяных клеток. Клеточная гибель является биологическим механизмом устранения клеток, который не связан с процессами воспаления. К примеру, лимфоциты подвергаются клеточной гибели в том случае, если клетки на протяжении длительного времени не контактируют с антигенами. В недавних исследовательских работах было выявлено, что ускорение скорости гибели клеток может являться основным фактором отмечающегося замедления пролиферативной активности у лимфоцитов. За счёт использования флуоресцентного красителя наряду с проточной цитометрией исследователям довелось определить, что физические нагрузки влияют не на рост числа клеток, а на клеточную гибель. Получается, что в этом эксперименте системное сокращение числа лимфоцитов учёные рассматривали как сложение эффектов пролиферативной активности и клеточной гибели, причём последняя, как правило, преобладала. Однако, в этом эксперименте число диагностируемых образцов было ограничено, следовательно, полученные результаты ещё предстояло подтвердить. Также в некоторых работах, где изучались процессы клеточной гибели при использовании особых белков, связывающихся с клеточной оболочкой гибнущих клеток, установлено, что физическая нагрузка именно с высокой степенью интенсивности ускоряет программируемую гибель лимфоцитов. По сведениям различных экспериментов, слишком интенсивный тренинг приводит к молекулярным изменениям в клетках, способствующим активизации процесса клеточной гибели (в частности разрушение цепочек ДНК, рост количества ионов кальция, свободных радикалов и кортизола). При этом, что именно считается главной причиной, влияющей на клеточную гибель, а что считается её результатом, как и прежде, не установлено. Плюс к этому, не выявлено, считается ли рост скорости апоптоза подтверждением угнетения иммунной функции либо простым регуляционным механизмом, связанным с тренировочным стрессом.
NK-киллеры и Т-киллеры
NK-киллеры и Т-киллеры, которые составляют примерно 7-10% от общего числа кровяных клеток, способствуют быстрой реакции на наличие повреждённых клеток (поражённых антигенами), и, вероятно, они могут регулировать опухолевый рост. Анализ численности и функциональности естественных киллеров осуществлялся на фоне изучения воздействия физических нагрузок на организм. В некоторых исследованиях было показано значительное воздействие физической работы на NK- и Т-киллеры, в других же исследованиях, наоборот, никакого влияния показано не было. Проанализировав большое количество полученных результатов, которые имели отношение к функциональности естественных киллеров и их отклика на физические нагрузки, в 2000-м году два исследователя по фамилии Шек и Шепард изучили все имеющиеся метаданные. После рассмотрения большинства характеристик, включая также виды физических нагрузок, учёные сделали вывод, что длительная среднеинтенсивная физическая нагрузка, как правило, способствует росту концентрации NK- и Т-киллеров в системе кровообращения в процессе самой тренировки, после чего отмечается сокращение их количества, длящееся порядка 60 минут, ну а уже после полное восстановление концентрации лимфоцитов до физиологического уровня спустя 120-150 минут после завершения тренировочной сессии. И длительная, и низкая интенсивность физических нагрузок связана с изменением концентрации NK- и Т-киллеров в крови, причём характер этих изменений достаточно однотипен, исключением является краткосрочный тренинг с умеренной интенсивностью, при котором диапазон изменений был выше. При всём при этом, степень адаптации организма к нагрузкам не оказывала никакого влияния на вариативность изменений. Специалисты предполагают, что одними из факторов, опосредующих изменение числа NK- и Т-киллеров в крови, являются некоторые изменения сократительной способности сердца, в том числе, увеличение выработки адреналина и норадреналина, отмечающиеся в процессе длительных физических нагрузок. Имеются также подтверждения роста цитотоксической активности естественных киллеров, отмечающаяся одновременно с ростом их концентрации в крови. Опосредовано ли это повышение активности с одним лишь увеличением числа лимфоцитов или же повышается только удельная активность этих клеток? Итоговые сведения многих экспериментов говорят о том, что показатель удельной активности неизменен. В общем, можно вывести заключение о том, что интенсивные физические нагрузки приводят к росту и дальнейшему уменьшению численности и функциональности естественных клеток-киллеров. Наряду с этим сведений, в которых говорится о существенном воздействии изменений числа и активности NK- и Т-киллеров на показатели здоровья, практически нет. Исследователи, анализирующие результаты всех полученных по этой теме данных, предположили, что для точности оценки воздействия физических нагрузок на естественные киллеры необходимо брать кровь для анализа в процессе самой тренировочной сессии и в течение следующих суток, также при этом следует измерять уровень адреналина, норадреналина и кортизола.
Концентрация иммуноглобулинов, являющихся частью гуморального иммунитета
Гуморальный иммунитет представляет из себя деятельность В-клеток (лимфоцитов) – иммунных клеток, синтезирующих иммуноглобулины. Последние являются гликопротеиновыми молекулами, связывающимися со специфическими мембранными рецепторами на патогенных частицах (инфекциях и раковых клетках). После образования связи иммуноглобулина с мембранным рецептором на патологической клетке осуществляется стимуляция В-клеток и их преобразование в плазматические клетки, способствующие выработке существенного числа антител в кровоток, слюнную жидкость и слизь. Этот тип антител защищает организм несколькими способами: подавляет вирус, помечает бактерии для «поедания» их фагоцитами, стимулирует систему комплемента, плюс связывает и элиминирует патогенные компоненты. Большое количество иммуноглобулинов в системе кровообращения принадлежит к группе G (иммуноглобулины G), они, как правило, больше всего необходимы для осуществления защитных механизмов. Получается, высокоинтенсивный и длительный стресс не способствует изменению общей концентрации иммуноглобулинов (а именно иммуноглобулинов G). Несмотря на публикацию в научных статьях информации об уменьшении количества антител у пловцов профессионального уровня, у этих спортсменов не обнаружено угнетения выработки иммуноглобулинов после введения вакцины, а также при наличии прочих существенных факторов угнетения работы иммунитета. Следовательно, физические нагрузки значительно не влияют на гуморальный иммунитет.
Иммунные функции, защищающие слизистые оболочки
Иммуноглобулины А и М достаточно часто определяются в слизистых оболочках (к примеру, в ЖКТ). Эти два типа иммуноглобулинов защищают организм от патогенных инфекций, которые проникают внутрь вместе с питательными веществами. В сравнении с общей концентрацией иммуноглобулинов в кровотоке, у опытных спортсменов отмечается сокращение иммуноглобулина А в слюнной жидкости после интенсивной нагрузки. Эта информация изначально была обнародована в начале 80-х годов, в котором было сказано о замедлении скорости выработки иммуноглобулина А у лыжников. Сначала, исследователи вывели предположение о том, что выявленные эффекты объясняются воздействием низкой температуры. При этом в дальнейшем сокращение концентрации иммуноглобулина А обнаруживалось также у спортсменов из других спортивных дисциплин. Как правило, на протяжении 60 минут после окончания тренировок концентрация иммуноглобулина А полностью прихода в норму, и лишь в некоторых случаях длительные нагрузки приводили к хроническому снижению уровня иммуноглобулина А. При проведении среднеинтенсивных тренировок аналогичных изменений не отмечалось. Изменение уровня иммуноглобулина А в слюнной жидкости показывало общие изменения степени секреции этого типа антител и способствовало возникновению интереса к его дальнейшему изучению по причине высокого риска развития респираторных заболеваний у физически активных людей во время высокоинтенсивных тренировок. При этом обнаружить взаимосвязь низкого уровня иммуноглобулина А с высокой вероятностью развития респираторных заболеваний довольно непросто. Имеется небольшое количество исследований, где обнаруживалась большая вероятность развития заболеваний в процессе постоянных физических нагрузок, на основании чего была предложена возможность применения показателя количества иммуноглобулинов А и М в слюнной жидкости для профилактики заболеваний. Наличие процессов, за счёт которых низкая концентрация иммуноглобулина А может быть связана со снижением толерантности к болезням, пока остаётся только предположением. Уменьшение концентрации иммуноглобулина А в слюнной жидкости может показывать общие изменения количества жидкости в организме, связанные с физической нагрузкой. Низкая концентрация иммуноглобулина А никак не коррелирует с ростом концентрации кортизола в процессе тренировочной нагрузки. Регуляция количества иммуноглобулина А также может быть обусловлена участием других «стрессовых» молекул, к примеру, простагландинов.
Работа иммунной системы у физически адаптированных людей и спортсменов-профессионалов
Если же физическая нагрузка определённым образом воздействует на функции иммунитета, вероятно, имеются отличия между работой иммунитета у хорошо адаптированных спортсменов и малоактивных людей. Ответ в таком случае будет отрицательным. Применение различных показателей для анализа всех характеристик иммунной системы не дало обнаружить каких-либо существенных отличий между двумя группами людей. Во многих случаях работа иммунной системы не меняется. Несмотря на вероятность того, что высокая интенсивность физических нагрузок может приводить к краткосрочным изменениям функций иммунитета, в том числе и у физически адаптированных людей, отсутствуют какие-либо достоверные доказательства того, что данные изменения могут длиться долгое время либо каким-то образом влиять на работу иммунитета. Кроме того, хоть и предполагается, что подобный стрессовый отклик способен привести к угнетению иммунитета, у триатлонистов не довелось выявить каких-либо изменения в реализации иммунного отклика при введении вакцины. Наряду с этим, у спортсменов было выявлено подавление аллергического ответа в процессе проведения кожной пробы на чувствительность к инфекциям, которые приводят к иммунному отклику после состязаний по триатлону. Для получения достоверных данных следует учитывать, что гиперчувствительность замедленного типа показывает себя в качестве краткосрочной ответной реакции, в то время как реакция иммунитета после введения вакцины осуществляется на протяжении долгого времени. Помимо этого, в одном клиническом исследовании выявлено, что силовой тренинг с высокой интенсивностью не оказывает влияния на реакцию при кожной пробе. Предположения о том, что физический тренинг может подавлять иммунные функции, связаны с теми случаями, когда во время перетренированности либо после максимально интенсивных нагрузок (отмечающихся во время марафонских забегов или в ходе долгих заплывов), происходит рост заболеваемости, связанный с воспалением дыхательных путей). Помимо этого, у спортсменов-бегунов и спортсменов-пловцов сокращается концентрация иммуноглобулина А и М в слюнной жидкости. При учёте всего вышеописанного, следует вывести предположение о том, что высокий риск возникновения заболеваний обусловлен уменьшением концентрации иммуноглобулинов в слюне. Исходя из недавних работ было предположено, что периодичность развития респираторных заболеваний, которая связана с перетренированностью и воздействием максимально интенсивной нагрузки, вероятно, по большому счёту объясняется микротравматизацией в мышцах и секрецией стрессовых гормонов, а не уменьшением концентрации иммуноглобулинов в слюнной жидкости. Предполагалось также, что физическая работа оказывает стимулирующее воздействие на секрецию цитокинов в Th2-клетках, однако угнетает синтез цитокинов за счёт Th1-клеток. Подобные изменения баланса цитокинов могут подавлять работу иммунных функций, которые предотвращают попадание инфекций в организм. Несмотря на неподтвержденность данной теории с имеющейся информацией, для её доказательства необходимо продемонстрировать, что состояние перетренированности оказывает влияние на выброс цитокинов, что по итогу приводит к увеличению риска возникновения респираторных заболеваний. В основном большая часть полученных данных говорит о том, что характер функционирования иммунитета у физически адаптированных спортсменов не отличается от таковой у людей, которые не занимаются спортом. Наряду с этим перетренированность либо максимальные физические нагрузки способны на некоторое время привести к повышенному риску развития респираторных заболеваний у спортсменов, при том, что данные события не всегда являются следствием угнетения иммунитета.
Механизмы влияния физической нагрузки на функции иммунитета: значение цитокинов
Несмотря на наличие большого объёма информации, показывающей значение физической нагрузки в модуляции работы иммунитета, клеточные механизмы, лежащие в основе подобного влияния физической активности, на данный момент до конца не изучены. При этом обнаружено подтверждение того, что компоненты нейрогормональной системы, которые образуются в процессе регулярных физических нагрузок, способны влиять на работоспособность иммунитета. Установлено, что цитокины, продуцируемые лейкоцитами, являются мессенджерами, причём во время передачи импульса белками-регуляторами функций иммунитета. Выработка этих белков осуществляется в большинстве тканей в ответ на возникновение разнообразных стимулов, находящихся в системе кровообращения в малых количествах. По сравнению с обычными гормонами, влияющими на клетки-мишени, локализованные поблизости с эндокринной железой цитокины действуют на местном уровне, то есть они оказывают аутокринное и паракринное воздействие. Большая часть цитокинов имеет другое название – интерлейкины, что подтверждает их способность к формированию в лейкоцитах и воздействию на другие клетки крови. Так как они способны влиять на несколько функций иммунитета, установить точный характер их воздействия довольно трудно. На данный момент выявлено, что цитокины, продуцируемые в иммунных клетках, не только участвуют в сигнальной передаче среди лимфоцитов, но и являются посредниками, которые обеспечивают взаимосвязь нервной, гормональной и иммунной систем. Изменения продукции цитокинов под воздействием тренировочной нагрузки могут отчасти обуславливать регуляцию функций нейрогормональной и иммунной систем. Изначально для выявления функций цитокинов и факторов роста в крови после постоянной физической активности применялся метод анализа биоактивности. В середине 80-х годов было установлено, что введение грызунам крови, взятой у людей после тренировки, приводило к росту температуры тела у животных. Данный способ биологического анализа функций цитокинов, способствующий росту температуры, подтверждает наличие в крови интерлейкина-1. Создание наиболее совершенных способов идентификации цитокинов и создание искусственных молекул помогло учёным в определении роли некоторых цитокинов во время физического стресса. Кроме того, значительное количество лабораторных сведений, которые описывают рост концентрации цитокинов при увеличении физической активности, дало повод предположить, что физическая нагрузка может активизировать воспалительный ответ. Основным цитокином, который имеет отношение к стимуляции воспалительного ответа, является интерлейкин-6, чья секреция в большинстве своём происходит при постоянной физической активности, таким образом, интерлейкин-6 стал изучаться более подробно. Интерлейкин-6, характеризующийся как воспалительная частица, имеет большое число противовоспалительных свойств, например, способность к угнетению ФНО-альфа и интерлейкина-1, а также активизации антагонистов рецепторов интерлейкина-1. Ранее утверждалось, что рост концентрации интерлейкина-6 за счёт постоянной физической активности обусловлен микротравматизацией мышечных волокон, при этом увеличение концентрации интерлейкина-6 может отмечаться вне зависимости от наличия мышечных повреждений. Несмотря на сведения, доказывающие наличие связи между ростом интерлейкина-6 и адреналина под воздействием тренировочного стресса, введение в организм адреналина не приводит к изменениям в отношении интерлейкина-6 в процессе систематических тренировок; интерлейкин-6 является таким цитокином, который имеет способность к стимуляции оси «гипоталамус-гипофиз-надпочечники». Как говорилось ранее, компоненты данной оси, а именно глюкокортикостероиды, могут по-разному влиять на работоспособность иммунитета. Если взять во внимание присутствие рецепторов для интерлейкина-6 в гипофизарных клетках, то получается, что данный цитокин напрямую влияет на систему «гипоталамус-гипофиз-надпочечники». Интерлейкиновые рецепторы также выявлены и в остальных областях мозга. Здесь стоит подчеркнуть, что нервные клетки способны сами синтезировать интерлейкин-6 после длительных нагрузок, однако количество синтезированного цитокина в ЦНС в разы меньше (в отличие от поперечнополосатых мышц). Японские учёные проанализировали данные последних исследований, сосредоточенных на изменении концентрации медиаторов воспаления в крови после физических нагрузок. Главным вопросом, который необходимо было решить - является ли измерение концентрации медиаторов воспаления в крови достоверным показателем? Так как для системной оценки влияния цитокинов на иммунитет немаловажным был учёт местоположения и утилизации данных компонентов в некоторых в тканях (вне зависимости от их принадлежности к иммунным тканям). В большинстве исследовательских работ был выявлен рост концентрации ФНО-альфа. Уровень интерлейкина-6 в крови также увеличивался, однако максимальный рост концентрации, как правило, отмечался во время выполнения упражнений, в ходе которых происходила значительная микротравматизация мышечных тканей. В отдельных случаях отмечался рост концентрации антагонистов рецепторов интерлейкина-1 и -10. Плюс ко всему нигде не наблюдалось каких-либо изменений в концентрации интерферона-Y, несколько исследований показывали уменьшение уровня интерлейкина-2. Для систематизации полученных результатов, большая часть которых является противоречивой, та же группа японских учёных отобрала 16 исследуемых цитокинов. В их числе оказались иммуностимулирующие и противовоспалительные компоненты, а также некоторые факторы роста и хемокины. Исследователи провели измерение показателей данных медиаторов в общем кровотоке и моче спустя 15 и 120 минут, а также спустя сутки после кратковременной тренировки. Полученные сведения стали для учёных довольно неожиданными. Несмотря на трудность определения уровня ФНО-альфа в крови, концентрации данного цитокина в образцах мочи увеличивались на 500%. При определении количества интерлейкина-ip обстоятельства сложились противоположным образом: его уровень в крови рос, однако он вообще не идентифицировался в моче; интерлейкины-2, -12, интерферон-альфа и интерферон-7 с трудом выявлялись либо их уровень был практически неизменным. Концентрация медиаторов воспаления под воздействием физических нагрузок изменяется достаточно интенсивно, к примеру, уровень интерлейкина-1ra в системе кровообращения, а также в моче, увеличивался, причём аналогичные изменения отмечались у интерлейкина-4. Концентрация интерлейкина-6 росла как в крови, так и в моче, при этом значительная разница отмечалась лишь при изменении уровня интерлейкина-6 в пробах мочи. Несмотря на выявленный рост концентрации ФНО-альфа и интерлейкина-1, он осуществлялся намного позже в сравнении с другими медиаторами (интерлейкином-1ra). В общем итоговые сведения говорят о том, что за счёт отличий в вариативности процессов выработки цитокинов, длительности периода их полураспада и элиминации из организма, анализ работоспособности иммунитета лишь с учётом единственного цитокина (уровень которого измеряется в процессе либо после тренировочной сессии), по всей вероятности, не даст получить объективную информацию в целом.
Воздействие физических нагрузок на заболевания, против которых формируется иммунитет
Выявлено, что иммунитет имеет особое значение в сохранении защитных функций, которые смогут противостоять различным инфекционным патогенам. Помимо этого, были обнародованы новые сведения, которые подтверждали роль иммунитета в поддержании защиты против появления онкологических патологий. Наряду с этим довольно часто многие люди не знают об участии иммунитета в патологиях, которые связаны с развитием аллергии и аутоиммунных заболеваний, следовательно, воздействие физических нагрузок на функции иммунитета может меняться от положительного до отрицательного и зависеть от типа физической работы и участия иммунной системы в развитии какого-либо из заболеваний. Долгое время имелись некоторые факты, которые говорили о вероятном воздействии физических нагрузок на появление многих патологий, опосредующих отрицательную иммунную реакцию.
Вирусные патологии
Воздействие нейрогормональной системы на иммунные функции, защищающие организм от проникновения инфекционных заболеваний, тщательно исследовалось учёными на протяжении последних 10 лет. Большая часть исследований, нацеленных на определение систем данного воздействия, проходила по принципу созданию стрессовой модели поведения у грызунов. Несмотря на сложности, возникшие в процессе исследований по изучению влияния стрессовых факторов на развитие инфекционных патологий в человеческом организме, их роль в иммунологии достаточна высока. Установлено, что стрессовое влияние и прочие психологические аспекты могут влиять на характер действия вакцин, направленных на профилактику вируса гепатита В и гриппа, в результате чего происходит специфический иммунный отклик. Несмотря на выраженную связь стрессового фактора, нейрогормональной системы и иммунитета в образовании защитной функции против инфекционных патологий, объём информации, подтверждающей роль физических нагрузок в предотвращении развития инфекционных патологий, довольно мал. К примеру, в одном из недавних исследований не выявлено каких-либо изменений в характере, тяжести и длительности инфекционных патологий у малоактивных людей с нормальным состоянием здоровья после того как они приступали к занятиям с отягощениями. ВИЧ прямо связан с существенными нарушениями работы иммунитета, так как вирус подавляет клетки иммунитета (а именно Т-лимфоциты и макрофаги). Несмотря на то, двигательная активность способствует росту концентрации CD4-лимфоцитов у ВИЧ-положительных людей, к сожалению, она не может полностью вылечить от ВИЧ. При том, что воздействие постоянных физических нагрузок может улучшить состояние здоровья у больных вне зависимости от возраста, они не могут препятствовать либо замедлить развитие возрастных изменений. Помимо этого, не так давно, проводилось несколько научных экспериментов на грызунах, целью которых было измерение степени воздействия физической активности на тип иммунной реакции и толерантность к инфекционным патологиям. Несмотря на то, что полученные сведения данных исследований варьируются и зависят от разновидности физических нагрузок и особенностей патогенной инфекции, они играют существенную роль в развитии эффектов двигательной активности на работоспособность иммунитета, в том числе, на продукцию цитокинов и иммуноглобулинов. Аналогичные исследования с участием животных впоследствии также могут предоставлять большое количество сведений, тем самым позволяя специалистам выяснять процессы, происходящие на молекулярном уровне, которые включены в основу воздействия физической активности, работу иммунитета и толерантности к заболеваниям.
Физические нагрузки и онкологические патологии
Помогают ли тренировочные нагрузки уменьшить вероятность возникновения онкологических патологий? Ответ на этот вопрос скорее всего будет - «да». Большая часть масштабных исследований говорят о достоверной взаимосвязи между физическими нагрузками и низкой вероятностью развития онкопатологий. Отражает ли такая взаимосвязь непосредственное воздействие физической активности на работу иммунитета, а также на его способность участвовать в профилактике онкологических заболеваний? На данный момент каких-либо достоверных сведений, доказывающих наличие такой связи не обнаружено. Как и говорилось ранее, большинство масштабных экспериментов говорит о наличии взаимосвязи между физическими нагрузками и риском развития онкологических недугов, к ним можно отнести: колоректальный рак, аденокарцинома простаты, злокачественные опухоли в молочных железах, рак лёгких и яичек. Причём каждый из этих экспериментов проводился не в одинаковых условиях, к примеру, некоторые исследователи брали во внимание физическую активность, которая была связана с профессиональной работой и домашними делами, а другие специалисты учитывали только оценку физической активности, связанную с тренировочными нагрузками (силовым тренингом, аэробными упражнениями). К прочим составляющим параметрам можно отнести уровень физических нагрузок (среднеинтенсивные либо высокоинтенсивные) и длительность их воздействия. В последнем исследовании, нацеленном на измерение воздействия оздоровительных физических нагрузок умеренной и высокой интенсивности на вероятность появления онкологических заболеваний, выявилось, что риск уменьшается при достаточно большой длительности тренировок, при этом уровень интенсивности должен быть оптимальным для каждого человека, чтобы не возникало чрезмерного стрессового воздействия. В подобном клиническом испытании принимали участие женщины, достигшие периода менопаузы, при этом имеются и прочие исследовательские работы, где анализ влияния физической активности проводился у людей из разных возрастных категорий. В некоторых из этих экспериментов удавалось обнаружить связь заболеваний с возрастными изменениями, происходящими в организме. Возраст напрямую влияет на работу репродуктивной системы, так как у женщин старшего возраста наблюдаются заметные изменения концентрации половых гормонов, повышающие риск развития некоторых онкологических патологий. Уменьшение концентрации некоторых гормонов в организме женщин и негативные изменения менструального цикла у спортсменок могут быть рассмотрены в качестве факторов, за счёт которых физические нагрузки могут напрямую влиять на снижение риска заболеваемости раком молочных желёз. При этом умеренная степень интенсивности соблюдается не у всех женщин, занимающихся спортом для поддержания здоровья. Ещё в одном из исследований, в котором принимали участие женщины с мутацией генов BRCA, которая существенно увеличивала вероятность возникновения рака молочных желёз, выяснилось, что умеренная физическая активность может стать отличной профилактикой данного заболевания, также физическая активность может несколько уменьшить риск их развития, причём физические нагрузки обязательно должны сочетаться с правильно составленным рационом питания. Физическая нагрузка также способствует повышению уровня адреналина, норадреналина, бета-эндорфина, пролактина и соматотропного гормона в системе кровообращения (количество данных гормонов зависит от степени интенсивности нагрузок). Каждый из этих гормонов может оказывать непосредственное влияние на нейрогормональные и иммунные компоненты, однако предположения о том, каким именно образом возникшие изменения будут отражены на препятствовании развитию онкологических патологии, не установлено. Не определена также связь между изменением концентрации Т-киллеров и прочих лейкоцитов в организме, которые происходят при воздействии физических нагрузок, точно также не выявлено связи между данными изменениями и вероятностью возникновения онкологических патологий. Стоит заметить, что проведение масштабных исследований может быть затруднено несколькими факторами, а именно рационом питания, количеством жировой и мышечной массы, прочими имеющимися заболеваниями и другими факторами, влияющими на появление онкологических патологий. Следовательно, ответа на вопрос, каким образом регулярная физическая нагрузка защищает организм от раковых заболеваний, нет.
Аутоиммунные болезни
Если физические нагрузки могут регулировать тип иммунного отклика, вероятно, они способны также воздействовать на возникновение и течение аутоиммунных заболеваний. Имеются большое число заболеваний, которые связаны с различными аутоиммунными патологиями в организме. Хорошо изученными заболеваниями такого типа являются сахарный диабет, ревматоидный артрит, волчанка и пр. Часть из этих заболеваний была воспроизведена на животных. Сведения, полученные касательно вероятного влияния физических нагрузок на аутоиммунные патологии довольно противоречивы и немногочисленны, однако они дают право сделать один общий вывод: большинство аутоиммунных болезней не связано с влиянием физических нагрузок. Описание воздействия стрессовых факторов и нейрогормональных компонентов можно найти в научной литературе, поэтому, следует сделать вывод, что физическая нагрузка наряду с участием одного либо большего числа компонентов нейрогормональной системы, по всей вероятности, может регулировать развитие аутоиммунных болезней. Как именно осуществляются регуляторные функции в данном случае и как лучше их задействовать с помощью определённых упражнений, необходимо выяснить в будущем.
Воздействие физических нагрузок на прочие системы организма, косвенно влияющие на иммунитет
Человеческое тело является по сути комплексом различных взаимосвязанных систем, которые находятся в тесной зависимости друг от друга. Неправильным бы было предположить, что всё воздействие физических нагрузок на иммунные функции происходит только при участии нервной и эндокринной систем. Первоначально было установлено, что главной целью физического воздействия является его влияние на мышечные ткани. В процессе физической работы мышцы тела, так скажем, вступают в конкурентную борьбу за энергетические субстраты, а также сами продуцируют метаболиты. Исследователи предположили, что постоянное истощение глюкозы и гликогена в мышечной ткани способствует тому, что эти компоненты становятся недоступными для иммунных клеток. Кроме того, многие вещества, участвующие в обменных процессах, к примеру, молочная кислота, могут подавлять функции лимфоцитов. Травматизация мышечных волокон, которая с большой вероятностью происходит при высокоинтенсивной физической деятельности, стимулирует продукцию медиаторов воспаления (цитокинов, интерлейкинов, ФНО-альфа и т.д.). Вдобавок, выработка БТШ (белков теплового шока) в мышечной ткани в стрессовых ситуациях (например, при высокоинтенсивных физических нагрузках) может интерпретироваться иммунитетом в качестве «сигнала угрозы», что в свою очередь будет стимулировать активность макрофагов и лимфоцитов. Кровеносная система транспортирует кислород, питательные вещества и метаболиты, плюс к этому, она очень быстро откликается на воздействие нагрузок. Для обеспечения нужной скорости транспортировки этих веществ необходимо увеличить частоту сердечно-сосудистых сокращений и показатели кровяного давления. Так как под влиянием физических нагрузок жидкости перемещаются из крови в другие ткани, отмечается снижение объёма периферической крови. Подобная ситуация способствует росту числа клеток гемоглобина в системе кровообращения. Помимо этого, кровь может транспортироваться из органов (например, из селезёнки), и как следствие этого, произойдёт рост числа лейкоцитов в общем кровотоке. Наряду с увеличением частоты пульса, обусловленным ростом интенсивности тренировочных нагрузок отмечается гипервентиляция лёгких. Верхние дыхательные пути расширяются для поддержания беспрепятственного потока воздуха. Явление гипервентиляции может привести к сухости слизистых оболочек, тем самым негативно влияя на слизистую дыхательных путей, плюс к этому, отмечается снижение уровня иммуноглобулина в слюнной жидкости. Подобные изменения позволяют отчасти связать рост частоты респираторных заболеваний в период высокоинтенсивных длительных тренировок. Группа учёных во главе с Нильсеном озвучила каким образом происходит отклик лимфоцитов при активизации сердечно-сосудистой и дыхательной систем под воздействием нагрузок. Они сделали предположение, что непродолжительные изменения уровня лимфоцитов после высокоинтенсивной нагрузки могут быть обусловлены увеличением скорости кровотока, при этом гипервентиляция лёгких и повышенное кровяное давление способны определённым образом влиять на слизистые органов дыхания и дыхательных путей, тем самым, повышая риск возникновения респираторных заболеваний.
Выводы
Отпадают все сомнения в том, что физическая нагрузка напрямую может влиять на работу нервной, иммунной и эндокринной системы. Как именно физическая нагрузка воздействует на эти 3 системы, ещё необходимо будет исследовать в дальнейшем. Несмотря на большое количество информации, связанной с иммуностимулирующим влиянием нагрузок, главным вопросом остаётся: какое именно отношение зафиксированные изменения имеют к работе иммунитета и к состоянию здоровья в общем. Взаимосвязь между физической работой и изменениями иммунных функций, вероятно, говорит о наличии следственной связи. В том случае, если такая взаимосвязь и имеет место быть, специалисты всё равно могут не понимать, когда именно следует стимулировать, а когда – угнетать функциональность иммунитета, в особенности это касается угнетения чрезмерно активных воспалительных процессов либо аутоиммунных заболеваний. Анализ работоспособности иммунитета даже при нормальных условиях является достаточно сложной задачей, не беря во внимание внешние стрессовые факторы, которые связаны с воздействием физических нагрузок. Современная наука может идентифицировать негативные изменения в работе иммунитета только при появлении значительных нарушений и выраженных симптомов заболевания, к примеру, при заражении ВИЧ, переданного от матери либо приобретённого во взрослой жизни, или же при появлении аутоиммунных патологий. Заболевание не всегда развивается по причине нарушений работы иммунитета. Оно может интерпретироваться в качестве ответной реакции иммунитета в острой стадии инфекционного процесса и формировать клетки памяти для последующего предотвращения развития этой же патологии. По известным причинам учёные не могут намеренно воздействовать на человеческий организм инфекционным путём, точно также невозможно получить образцы иммунных тканей, поэтому достоверно узнать о первичной этиологии развития заболеваний на данный момент не представляется возможным. В таком случае большое значение имеют исследования с участием животных, так как они являются средствами для моделирования ситуаций влияния физических нагрузок на иммунную функцию. Помимо этого, формирование новых исследовательских методик и наилучшее понимание информации о работе иммунитета даёт специалистам возможность для изучения многих интересующих нас вопросов, которые так или иначе связаны с функционированием иммунитета. Для понимания связи физических нагрузок и работоспособности иммунитета необходимо совершенствование знаний из области иммунологии, неврологии, кинезиологии и эндокринологии. И основная цель здесь должна состоять в том, чтобы дать пациенту побольше практических рекомендаций в плане характера, интенсивности и длительности физических нагрузок для укрепления иммунитета в целях профилактики инфекционных заболеваний.
