Wielokierunkowy wpływ wysiłku fizycznego na układ immunologiczny u sportowców wyczynowych

Barbara Macura; Marian Szczepanik

Titles

Abstract

Ekstremalny wysiłek fizyczny, a także obciążenie psychiczne stanowią codzienne wyzwanie dla sportowców wyczynowych. Regularne treningi doprowadzają organizm do adaptacji coraz większych obciążeń. Skutkuje to zmianami w funkcjonowaniu i metabolizmie poszczególnych układów i narządów. Jednym z układów, którego działanie podlega modyfikacji podczas wysiłku fizycznego, jest układ odpornościowy. Celem pracy jest przedstawienie wpływu ekstremalnego wysiłku na różne aspekty funkcjonowania układu odpornościowego. Zmiany w układzie immunologicznym sportowców wyczynowych obejmują nie tylko leukocyty krążące we krwi, ale również układ odpornościowy błon śluzowych układu oddechowego i pokarmowego. Ponadto należy pamiętać o istotnej roli komórek układu odpornościowego podczas regeneracji mięśni uszkodzonych w trakcie wysiłku fizycznego. Immunologia wysiłku fizycznego, zwłaszcza związanego z ekstremalnym wysiłkiem, stanowi rozwijający się obszar badań. Zrozumienie tych interakcji ułatwi właściwe planowanie treningów dla poszczególnych sportowców z różnych dyscyplin sportowych.

The extreme physical effort and psychological stress are everyday challenges faced by athletes. The regular training results in adaptation to increasing physical effort. It contributes to changes in various organs and metabolic processes. Intense physical training has been shown to affect numerous body systems including the immune system. The aim of this paper is to present the influence of extreme physical activity on various aspects of immune response. The changes in the immune system of athletes include not only those related to blood leukocytes, but those in connection to respiratory and gut associated lymphoid tissue as well. Moreover, the immune cells play an important role in muscle regeneration after sustaining training injury. The mmunology of physicial activity – mainly extreme physical activity – is a new, not fully recognized yet field of research. The understanding of these interactions facilitates a proper training planning for different groups of athletes.

Keywords

sport wyczynowy, układ immunologiczny, układ odpornościowy błon śluzowych, mikrobiota jelit

competitive sports, immune system, mucosa associated lymphoid tissue, gut microbiota

References

Bryniarski K. (2017). Odporność nabyta. W: K. Bryniarski (red), Immunologia. Wrocław: Edra Urban & Partner, 71–84.

Chazaud B. (2016). Inflammation during skeletal muscle regeneration and tissue remodeling: application to exercise-induced muscle damage management. Immunology and Cell Biology, 94(2), 140–145, https://doi.org/10.1038/icb.2015.97.

Clark A., Mach N. (2016). Exercise-induced stress behavior, gut-microbiota-brain axis and diet: A systematic review for athletes. Journal of the International Society of Sports Nutrition, 13, 43, 1–21, https://doi.org/10.1186/s12970-016-0155-6.

Colbey C., Cox A.J., Pyne D.B., Zhang P., Cripps A.W., West N.P. (2018). Upper respiratory symptoms, gut health and mucosal immunity in athletes. Sports Medicine, 48 (Suppl 1), 65–77, https://doi.org/10.1007/s40279-017-0846-4 (dostęp:15.01.2023).

Cook M.D., Allen J.M., Pence B.D., Wallig M.A., Gaskins H.R., White B.A., Woods J.A. (2016). Exercise and gut immune function: evidence of alterations in colon immune cell homeostasis and microbiome characteristics with exercise training. Immunology and Cell Biology, 94(2), 158–163, https://doi.org//10.1038/icb.2015.108.

Docherty S., Harley R., McAuley J.J., Crowe L.A.N., Pedret C., Kirwan P.D., Siebert S., Millar N.L. (2022). The effect of exercise on cytokines: implications for musculoskeletal health: a narrative review. BMC Sports Science, Medicine and Rehabilitation, 14(1), 5, 1–14, https://doi.org//10.1186/s13102-022-00397-2.

Donati Zeppa S., Agostini D., Gervasi M., Annibalini G., Amatori S., Ferrini F., Sisti D., Piccoli G., Barbieri E., Sestili P., Stocchi V. (2019). Mutual interactions among exercise, sport supplements and microbiota. Nutrients, 12(1), 17, https://doi.org/10.3390/nu12010017.

Edwards J.P., Walsh N.P., Diment P.C., Roberts R. (2018). Anxiety and perceived psychological stress play an important role in the immune response after exercise. Exercise Immunology Review, 24, 26–34.

Gleeson M., Pyne D.B. (2016). Respiratory inflammation and infections in high-performance athletes. Immunology and Cell Biology, 94(2), 124–131, https://doi:org/10.1038/icb.2015.100.

Hughes R.L., Holscher H.D. (2021). Fueling gut microbes: a review of the interaction between diet, exercise, and the gut microbiota in athletes. Advances in Nutrition, 12(6), 2190–2215, https://doi.org/10.1093/advances/nmab077.

Jang L.G., Choi G., Kim S.W., Kim B.Y., Lee S., Park H. (2019). The combination of sport and sport-specific diet is associated with characteristics of gut microbiota: an observational study. Journal of the International Society of Sports Nutrition, 16(1), 21, https://doi.org/10.1186/s12970-019-0290-y.

Kurowski M., Seys S., Bonini M., Del Giacco S., Delgado L., Diamant Z., Kowalski M.L., Moreira A., Rukhadze M., Couto M. (2022). Physical exercise, immune response, and susceptibility to infections-current knowledge and growing research areas. Allergy, 77(9), 2653-2664, https://doi.org/10.1111/all.15328.

Macura B., Szczepanik M. (2022). Oś jelitowo-mięśniowa. Aktywność fizyczna jako czynnik wpływający na stan mikrobioty jelit. Medycyna Ogólna i Nauki o Zdrowiu, 28(4), 279–285, https://doi.org/10.26444/monz/155261.

Marcinkiewicz J. (2017). Funkcja i organizacja układu immunologicznego. W: K. Bryniarski (red.), Immunologia. Wrocław: Edra Urban & Partner, 1–10.

Mohr A.E., Jäger R., Carpenter K.C., Kerksick C.M., Purpura M., Townsend J.R., West N.P., Black K., Gleeson M., Pyne D.B., Wells S.D., Arent S.M., Kreider R.B., Campbell B.I., Bannock L., Scheiman J., Wissent C.J., Pane M., Kalman D.S., PughJ.N., Ortega-Santos C.P., Ter Haar J.A., Arciero P.J., Antonio J. (2020). The athletic gut microbiota. Journal of the International Society of Sports Nutrition, 17(1), 24, https://doi.org/10.1186/s12970-020-00353-w (dostęp: 15.01.2023).

Paulsen G., Mikkelsen U.R., Raastad T., Peake J.M. (2012). Leucocytes, cytokines and satellite cells: what role do they play in muscle damage and regeneration following eccentric exercise? Exercise Immunology Review, 18: 42– 97, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22876722/ (dostęp:15.01.2023).

Peake J.M., Neubauer O., Della Gatta P.A., Nosaka K. (2017). Muscle damage and inflammation during recovery from exercise. Journal of Applied Physiology, (1985), 122(3): 559-570, https://doi.org/10.1152/japplphysiol.00971.2016.

Ratsika A., Cruz Pereira J.S., Lynch C.M.K., Clarke G., Cryan J.F. (2022). Microbiota-immune-brain interactions: a lifespan perspective. Current Opinion in Neurobiology, 78, 102652, https://doi.org/10.1016/j.conb.2022.102652.

Saclier M., Yacoub-Youssef H., Mackey A.L., Arnold L., Ardjoune H., Magnan M., Sailhan F., Chelly J., Pavlath G.K., Mounier R., Kjaer M., Chazaud B. (2013). Differentially activated macrophages orchestrate myogenic precursor cell fate during human skeletal muscle regeneration. Stem Cells, 31, 384–396.

Shaw D.M., Merien F., Braakhuis A., Dulson D. (2018). T-cells and their cytokine production: The anti-inflammatory and immunosuppressive effects of strenuous exercise. Cytokine, 104, 136–142, https://doi.org/10.1016/j.cyto.2017.10.001.

Simpson R.J., Boßlau T.K., Weyh C., Niemiro G.M., Batatinha H., Smith K.A., Krüger K. (2021). Exercise and adrenergic regulation of immunity. Brain, Behavior and Immunity, 97, 303–318, https://doi.org/10.1016/j.bbi.2021.07.010.

Simpson R.J., Campbell J.P., Gleeson M., Krüger K., Nieman D.C., Pyne D.B., Turner J.E., Walsh N.P. (2020). Can exercise affect immune function to increase susceptibility to infection? Exercise Immunology Review, 26, 8–22.

Simpson R.J., Kunz H., Agha N., Graff R. (2015). Exercise and the regulation of immune functions. Progress in Molecular Biology and Translational Science, 135, 355–380, https://doi.org/10.1016/bs.pmbts.

Walsh N.P. (2018). Recommendations to maintain immune health in athletes. European Journal of Sport Science, 18(6), 820–831, https://doi.org/10.1080/17461391.2018.1449895.

Walsh N.P., Oliver S.J. (2016). Exercise, immune function and respiratory infection: an update on the influence of training and environmental stress. Immunology and Cell Biology, 94(2), 132–139, https://doi.org/10.1038/icb.2015.99.

Złotkowska R., Skiba M., Mroczek A., Bilewicz-Wyrozumska T., Król K., Lar K., Zbrojkiewicz E. (2015). Negatywne skutki aktywności fizycznej oraz uprawiania sportu. Hygeia Public Health, 50(1), 41–46.

Information

Information: Art of Healing, Volume 39 (2024), Volume 39 Issue 1, pp. 89 - 100

DOI: https://doi.org/10.4467/18982026SZL.24.006.19769

Article type: Original article

Titles:

Polish: Wielokierunkowy wpływ wysiłku fizycznego na układ immunologiczny u sportowców wyczynowych

English: Multidirectional impact of physical activity on the immune system in athletes

Authors

Barbara Macura

https://orcid.org/0000-0002-5388-6517

Institute of Physical Therapy, Faculty of Health Sciences, Jagiellonian University Medical College
Poland

Marian Szczepanik

https://orcid.org/0000-0002-0388-2382

Institute of Physical Therapy, Faculty of Health Sciences, Jagiellonian University Medical College
Poland

Published at: 28.06.2024

Received at: 18.07.2023

Accepted at: 04.12.2023

Article status: Open

Licence: CC BY

Percentage share of authors:

Barbara Macura (Author) - 75%

Marian Szczepanik (Author) - 25%

Information about conflict of interests:

No conflict of interest

Article corrections:

-

Publication languages:

Polish

View count: 172

Number of downloads: 128

Multidirectional impact of physical activity on the immune system in athletes

Pobierz pełny tekst