Бег как влияет на иммунитет

Одни считают, что спорт укрепляет иммунитет. Другие – что тренировки делают нас уязвимыми перед инфекциями. Как же всё обстоит на самом деле? Разобраться в этом вопросе нам поможет Евгений Суборов.

Человечество за время своего существования придумало множество способов защитить тело. Броня, кольчуга, латы, бронежилет – это спасло множество жизней. Но ещё раньше природа защитила нас от невидимых врагов (бактерий и вирусов) с помощью своеобразной биологической брони – иммунитета. Эта броня не дает нам 100%-й защиты, и мы заболеваем. Выздоровев, мы временно укрепляем иммунитет, и наша броня снова защищает нас от микроорганизмов. И так всю жизнь. Конечно, природный (или врождённый) иммунитет у разных людей отличается, поэтому кто-то болеет чаще, кто-то реже.

Доказано, что спорт укрепляет иммунитет. Доказано, что частота простудных заболеваний у спортсменов выше, чем у «обычных» людей, причём эта частота растёт по мере выхода на пик формы. Это означает, что иммунитет в ходе тренировок ухудшается. Или улучшается? Запутались? Давайте разбираться, что происходит с иммунитетом при занятиях спортом и как защититься от простудных заболеваний. А начнём мы не с бега, а с общей информации.

Часть первая, где есть бег, но она совсем не про бег

Пытливые умы провели два исследования на мышах. В первом мышей разделили на две группы: одна с комфортом отдыхала в своих клетках, а другая работала на «беговых дорожках» до утомления. Эксперимент продолжался три дня, после чего исследователи подсадили всем мышам вирус гриппа. Через несколько дней основная часть мышей-бегунов слегла с простудой, причём заболевание протекало тяжелее, чем обычно, тогда как большинство отдыхавших мышей были здоровы (Murphy EA, et al. Brain Behav Immun. 2008 Nov;22(8):1152-5).

Во втором эксперименте мышей сначала заразили вирусом гриппа, а после этого всех животных поделили на три группы: первая отдыхала, вторая спокойно бежала кросс в течение 20–30 минут, а третья «тренировалась» два с половиной часа. Каждая группа повторяла свою задачу в течение трёх дней, ровно до начала развития симптомов простуды. Вирус гриппа, подсаженный учёными, довольно опасен для мышей, и примерно половина из «отдыхающей» группы умерла. В группе мышей, бежавших кросс, смертность была лишь 12%, а в группе длинного бега смертность составила порядка 70%. Кроме этого, у выживших в группе длинного бега отмечались особо тяжёлые симптомы болезни по сравнению с первой (отдыхающей) группой (Murphy EA, et al. Brain Behav Immun. 2008 Nov;22(8):1152-5).

Какой вывод можно сделать на основании результатов этих исследований? Означает ли это, что занятия спортом вредят иммунитету? Этот вопрос становится особенно важен, когда сходятся два события: интенсивный беговой сезон со стартами (в том числе и марафонами) и пики заболеваемости простудой. Результаты посвящённых этому вопросу работ, включая и процитированные исследования на мышах, привели к переосмыслению концепции, которую физиологи называли «J-образная кривая». Она определяла взаимосвязь физической активности и состояния иммунитета, и согласно этой модели риск заболеть простудными заболеваниями и вероятность более тяжёлого течения болезни снижается при тренировках умеренной интенсивности (Miles MP. Exerc Sport Sci Rev. 2009 Oct;37(4):155). Однако риск заболеть, и заболеть тяжело, резко повышается при интенсивных занятиях спортом или при длительной подготовке.

До конца не выяснено, почему занятия спортом повышают риск развития заболеваний. Одна из основных версий: интенсивные тренировки и старты подавляют иммунный ответ организма на период времени сразу после финиша или завершения тренировки. Важное дополнение: этот период сниженного иммунитета тем дольше, чем более длительной или интенсивной была тренировка/старт. В среднем он может длиться от нескольких часов до нескольких дней.

В одном исследовании проводилась оценка показателей активности иммунной системы в слюне спортсменов (профессиональных футболистов) до и после интенсивного 70-минутного матча (Moreira A, et al. J Strength Cond Res. 2009 Oct;23(7):1968-73). До игры в слюне большинства игроков определялся нормальный уровень иммуноглобулинов – соединений, помогающих нам противостоять инфекции. Однако после матча концентрация иммуноглобулинов значимо снизилась.

Если сильно упростить механизм действия иммунной системы, то он выглядит следующим образом. После попадания вируса в организм иммунная система вырабатывает специальные клетки-помощники, которые называются T1-хелперы. Эти клетки-помощники вызывают воспаление и другие изменения в организме, являющиеся первой линией обороны против вируса, призванной не допустить его в организм человека. Однако если изначально «полезная» (или защитная) воспалительная реакция длится чересчур долго, она перестаёт контролироваться организмом и таким образом становится источником проблем для человека. В этом случае, чтобы поправить ситуацию, иммунной системе необходимо несколько снизить число клеток-хелперов и уменьшить вызванную ими воспалительную реакцию. Тогда борьба против вируса, попавшего в организм, не повредит самому человеку. Каким образом иммунная система уменьшает количество клеток-помощников? Для этого существуют другие клетки, клетки-помощники 2-го типа, так называемые Т2-хелперы. Их действие приводит к формированию противовоспалительного ответа. Говоря попросту, Т2-хелперы – вода, тушащая пожар в организме, вызванный Т1-хелперами. Однако для того, чтобы это произошло, организм должен чётко настроить и постоянно поддерживать баланс между двумя типами клеток-помощников – Т2- и Т1-хелперами.

Помните мышек, про которых говорилось в начале статьи? Так вот, у мышей, выполнявших умеренные тренировки, отмечался сдвиг соотношения между Т1- и Т2-хелперами в сторону последних. Сдвиг был незначительным, но вполне достаточным для того, чтобы успешно и качественно противостоять вирусу гриппа и не заболеть. Авторы статьи отмечали, что умеренные тренировки, скорее всего, немного подавляют выработку Т1-хелперов и усиливают выработку Т2-хелперов, что и приводит к общему эффекту «укрепления иммунитета» (Martin SA, et al. Exerc Sport Sci Rev. 2009 Oct;37(4):157-64.).

С другой стороны, интенсивные или продолжительные тренировки могут привести к чрезмерному подавлению образования Т1-хелперов, то есть разрушить первую линию обороны против вируса до того, как организм построит надёжные укрепления. Таким образом, вероятность заболеть усилится, а чувствительность к вирусной инфекции станет больше.

Одно из самых простых мероприятий по профилактике простудных заболеваний – тщательное мытьё рук: это уменьшает риск заражения.

В целом тренировки умеренной интенсивности, такие как кросс или прогулка, могут укрепить иммунитет и снизить длительность или выраженность симптомов вирусной инфекции. Тем не менее нужно трезво оценивать своё состояние. Если вы чувствуете слабость, особенно при наличии повышенной температуры или головной боли, рекомендуется прекратить занятия спортом до полного выздоровления. Нормально заниматься спортом при лёгкой простуде, а очень часто состояние может даже улучшиться после тренировки. Но однозначно стоит избегать интенсивных тренировок даже при лёгком недомогании, поскольку это может привести к дисбалансу Т1- и Т2-клеток и дальнейшему нарушению адекватного иммунного ответа.

В холодное время года заставить себя выйти на пробежку гораздо сложнее, чем в тёплый летний или свежий весенний день. Холодный воздух неприятно обжигает лёгкие и горло, и часто такие пробежки заканчиваются простудой. С одной стороны, упражнения на холодном воздухе могут привести к ослаблению иммунной системы, но, с другой, именно тренировки в холодную погоду могут привести к противоположным результатам — укреплению иммунитета и закаливанию организма. Просто все зависит от интенсивности и дозировки!

Согласно исследованиям, проведенным онлайновым журналом PLoS ONE, в котором публикуются различные научные изыскания, тренировки на морозе ослабляют иммунитет, однако, при правильной модерации нагрузки организм, наоборот, включается и лучше сопротивляется различных вирусам.

Эксперты обнаружили, что при тренировке в «термонейтральных» условиях (22 градуса выше нуля по Цельсию), тело даёт сильный ответ на широкий спектр тестов, которые оценивают состояние иммунной и эндокринной функции. Однако, во время тренировок при нулевой температуре эта реакция была подавлена.

В эксперименте приняло участие 9 мужчин. Они бежали на беговых дорожках при двух различных температурах, но при этом были одеты одинаково: беговые шорты и футболки.

Исследователи взяли образцы крови для измерения иммунологических и эндокринных реакций во время ходьбы (интенсивность — 50% от VO2 max) и во время бега (интенсивность — 70% от VO2 max, для многих бегунов считается стандартной интенсивностью для восстановительной пробежки). Для того, чтобы у участников появилась лёгкая дрожь от холода, их посадили в прохладную камеру на 40 минут за 2 часа до начала тренировки.

VO2 max или максимальное потребление кислорода — это то наибольшее количество кислорода, выраженное в миллилитрах, которое человек способен потреблять в течение 1 мин. Для здорового человека, не занимающегося спортом, МПК составляет 3200 — 3500 мл/мин, у тренированных лиц МПК достигает 6000 мл/мин.

Sportwiki

Учёные полагают, что повышенный ответ норадреналина, который был вызван предварительным охлаждением, скорее всего отвечает за усиление работы иммунной системы, которое наблюдалась во время проведения теста. Норадреналин — это нейромедиатор, отвечающий в нашем организме за реакцию «бей или беги». Именно он помогает нашему телу подготовиться к атаке. При этом было подчеркнуто, что изучался эффект лишь низко интенсивной дрожжи (то есть когда вам просто прохладно и появляется гусиная кожа), так как более сильнее охлаждение может привести к совершенно другим последствиям.

Норадреналин, норэпинефрин, L-1-(3,4-Диоксифенил)-2-аминоэтанол — гормон мозгового вещества надпочечников и нейромедиатор. Относится к биогенным аминам, к группе катехоламинов. Он является предшественником адреналина. Считается одним из важнейших «медиаторов бодрствования». Норадренергические проекции участвуют в восходящей ретикулярной активирующей системе.

Википедия

Ведущий автор исследования, доктор Доминик Ганьон, отметила, что тренировки в холодное время года приводят к более интенсивному сжиганию жира. Это означает, что при таких условиях вашим мышцам проще сохранять запасы гликогена, которые заканчиваются гораздо быстрее, чем хотелось бы, во время длительных пробежек. То есть во время тренировок в холодную погоду у организма есть возможность сократить расход сахара, но при этом увеличить расход жировых запасов. И, так как запасы сахара будут расходоваться медленнее, это поможет предотвратить раннюю усталость.

В идеальном мире во время бега мы должны были бы расходовать только жировые отложения и при этом спокойно бежать в течение недели практически без отдыха.

Еще одно исследование, опубликованное в 2007 году, изучало реакцию организма на простудные вирусы. Наблюдения велись за тремя группами людей: элитные спортсмены, спортсмены с умеренными нагрузками, и простые люди, которые практически не занимались спортом. Как только у наблюдаемых появлялись первые симптомы простуды (заложенный нос, першение в горле), ученые сразу же брали пробы для исследования состояния их организма.

В результате было обнаружено, что быстрее всего вирусы распространялись у элитных спортсменов и тех, кто не вел активный образ жизни. Лучше всех себя чувствовали бегуны с умеренной тренировочной нагрузкой.

Подобных исследований очень много и все они показывают, что интенсивная спортивная нагрузка и полное её отсутствие приводят к практически идентичным результатом — ослаблению иммунитета.

Для того, чтобы не заболеть и достичь поставленных результатов, рекомендуется:

• Избегать слишком интенсивных нагрузок.
• Соблюдать режим сна перед тренировками и обязательный отдых между ними и после соревнований.
• Правильно питаться.

Итак, стараемся избегать чрезмерных нагрузок, не переохлаждаемся (а значит правильно одеваемся), правильно питаемся и не забываем про отдых. И тогда бег в холодную погоду не только включит вашу иммунную систему на полную мощность, но ещё и поможет избавиться от лишних килограммов гораздо быстрее и легче, чем во время летних пробежек 😉

Мы продолжаем укреплять иммунитет с Евгением Суборовым, и во второй части вы узнаете, влияет ли марафонский бег на частоту развития простудных заболеваний.

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

Одним из наиболее ранних исследований иммунитета у марафонцев стала работа Ларраби, опубликованная в 1902 году (Larrabee RC. J Med Res. 1902; 7: 76-82). В ней было показано, что у четырех финишёров Бостонского марафона 1901 года отмечалось значительное повышение в крови нейтрофилов. Это клетки-камикадзе, наиболее многочисленная группа лейкоцитов (белые кровяные клетки, защищающие организм от внутренних и внешних патогенов), их основная задача – уничтожение болезнетворных бактерий в крови и тканях. Как отмечал автор статьи, «физическое напряжение у атлетов превышало все физиологические нормы», а изменения в крови были похожи на имеющие место у тяжёлых инфекционных пациентов.

В последующие десятилетия активно изучался вопрос, как же ведёт себя иммунная система марафонцев и в целом спортсменов, занимающихся теми видами спорта, где необходима выносливость. Было показано, что длительные и интенсивные тренировки приводят к ряду нарушений в работе иммунной системы, а в комбинации с другими стрессовыми факторами вызывают повышенный риск развития инфекций верхних дыхательных путей (ВДП).

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

– Повышенное содержание нейтрофилов, снижение количества лейкоцитов, NK – натуральных киллеров (клетки, уничтожающие, например, вирусы, один из важнейших компонентов клеточного врождённого иммунитета) и Т-клеток (играют важную роль в приобретённом иммунном ответе).

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

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

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

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

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

– Повышение содержания как про- так и противовоспалительных биологически активных веществ (цитокинов). Подобная реакция напоминает картину, наблюдающуюся у больных с сепсисом. Из всех вышеперечисленных изменений наибольшие сдвиги после марафона, как количественные, так и качественные, характерны для NK, нейтрофилов и макрофагов (компоненты врождённого, или наследственного, иммунитета) (Nieman DC. J Appl Physiol 1997; 82: 1385-94; Nieman DC. Immunol Cell Biol 2000; 78: 496-501). Среди возможных причин подобных сдвигов выделяют влияние стрессовых гормонов (изменение, вызванное тренировочным процессом), изменение температуры тела, повышение кровотока, дегидратацию (уменьшение содержания воды в организме), а также апоптоз (непрограммируемая гибель) лейкоцитов. Отмечается, что концентрация кортизола (стрессовый гормон) в крови значительно повышается после марафона, несколько часов держится на высоком уровне и влияет на функции целого ряда клеток.

Существует теория так называемого «открытого окна»: после интенсивных тренировок или марафона, когда иммунитет значительно снижен, вирусы и бактерии намного легче проникают в организм, что зачастую приводит к более тяжёлому течению заболевания. Подобное «окно» может длиться от 3 до 72 часов, в зависимости от интенсивности нагрузки, исходного состояния и реакции иммунной системы.

Рис. 1. Теория «открытого окна»: умеренные нагрузки вызывают незначительные сдвиги иммунитета, в противоположность этому длительные интенсивные нагрузки или марафонский бег приводят к дисфункции иммунитета, повышая вероятность заболевания инфекциями верхних дыхательных путей.

Тем не менее попытки найти различия в базовом состоянии иммунной системы у марафонцев и неспортсменов были неудачны – подобных различий не нашли. По сути, не было показано, что у марафонцев есть хронические, длительно существующие нарушения иммунитета (Nieman DC, et al. Med Sci Sports Exerc 1995; 27: 986-92). Изменения, происходящие с иммунной системой марафонцев, носят острый, кратковременный характер, тогда как базовое состояние иммунной системы (или состояние приобретённого иммунитета) в целом не нарушается.

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

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

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

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

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