Влияние физических нагрузок на состояние иммунной системы спортсменов

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет»

Влияние физических нагрузок на состояние иммунной системы спортсменов

Опарина Ольга Николаевна, доктор биологических наук, профессор кафедры «Теоретические основы физического воспитания»

Кочеткова Елена Федоровна, кандидат биологических наук, доцент кафедры «Теоретические основы физического воспитания»

Аннотация

В статье рассмотрено влияние предельных и околопредельных физических нагрузок на состояние иммунной системы спортсменов.

Ключевые слова: антитела, иммуноглобулины, патологические состояния, физическая нагрузка.

В связи с переходом спорта высших достижений на профессиональную основу все больше появляется публикаций о влиянии предельных и околопредельных физических нагрузок на состояние иммунной системы спортсменов [1, Р. 1-24; 2, С. 46-64]. До настоящего времени еще не сформировано четких представлений о нормативных показателях иммунологических реакций для представителей профессионального спорта.

Наиболее раннее отражение нарушения адаптации к физической нагрузке проявляется в изменении иммунитета [3, С.43-46]. Проведенные авторами исследования свидетельствуют о зависимости показателей иммунологической реактивности организма от объема и интенсивности нагрузок. При умеренном объеме физических нагрузок показатели иммунитета повышаются [4, P.35-40]. Чем больше интенсивность физических упражнений, тем ниже может быть иммунологическая реактивность. Уже при однократной мышечной нагрузке наблюдаются определенные изменения ряда иммунологических показателей: в подготовительном периоде - незначительные колебания, в соревновательном - значительные изменения [5, P.679-686; 6, P.1252-1259]. Предельно переносимые по интенсивности и объему тренировочные нагрузки приводили к резкому снижению уровней нормальных антител, иммуноглобулинов А, М, G классов, лизоцима и общего белка. Было установлено явление полного, наступающего в течение 1-2 часов с момента воздействия на человека предельно переносимых физических и психоэмоциональных нагрузок, функционального паралича иммунной системы.

Определенная динамика изменений иммунного статуса спортсмена в зависимости от физических нагрузок явилась основанием для выделения Суздальницким Р.С. и Левандо В.А. четырех фаз адаптации: мобилизации, компенсации, декомпенсации и восстановления [7, С.43-46]. Авторами выявлены следующие механизмы срыва адаптации и истощения резервов иммунитета:

1) нарушение гормональных взаимоотношений и сбалансированной активности различных гормонов, последовательного, адекватного, физически обусловленного чередования анаболической и катаболической фаз обмена веществ со стойким преобладанием катаболических процессов;

2) глубокие метаболические изменения внутренней среды организма (сдвиги рН, накопление мочевины, лактата и др.), приводящие в конечном итоге к распаду иммуноглобулинов;

3) абсолютная или относительная пищевая недостаточность и связанное с этим нарушение энергетического, пластического, субстратного обеспечения иммунной системы;

4) вялотекущая, перманентная интоксикация от очагов хронической инфекции, резко снижающая резервные возможности системы иммунитета.

Можно предположить, что иммунодепрессия у активно тренирующихся спортсменов с высокой вероятностью отражает течение адаптационного процесса и является в каждом конкретном случае следствием срыва нормального течения спортивной адаптации.

Сашенков С. Л. и др. [8, С.14-17] на основании многолетних исследований динамики физиологических, гематологических, биохимических и иммунологических показателей 625 высококвалифицированных спортсменов (лыжников, конькобежцев, хоккеистов, велосипедистов, баскетболистов, гимнастов) выявили определенные изменения. Метаболические преобразования, развивающиеся по фазам адаптации, ведут к ряду интегративных изменений в организме спортсмена: иммунологический спортивный физический

1) изменяется нуклеиновый обмен, что, в свою очередь, ведет к ряду функциональных перестроек, в том числе синтезу протеинов и антителообразованию;

2) изменяется функционирование гипоталамо-аденогипофизарно-надпочечниковой системы, что оказывает влияние и на иммунологическую резистентность организма;

3) существенно изменяются интенсивность свободно-радикального окисления липидов и антиоксидантный резерв организма, что позволяет косвенно оценить деструктивные процессы в биологических мембранах, а также сдвиги в лигандрецепторных взаимодействиях;

4) происходит перестройка липидного обмена, изменяется содержание среднемолекулярных пептидов, эритропоэтина, антиоксидантной защиты;

5) меняются рецепторные свойства клеточных мембран и, как следствие, изменяется их взаимодействие, являющееся основой иммунного ответа и репаративных реакций.

В ряде работ указывается на то, что регулярные физические упражнения повышают устойчивость иммунной системы к простудным заболеваниям. По данным Shephard R. J. et al. [9, P.491-497] при обследовании 750 мастеров спорта в возрасте от 40 до 81 года, продолжавших применять умеренные физические нагрузки, риск возникновения у них инфекционных простудных заболеваний был на 76% ниже, чем у сверстников, ведущих малоподвижный образ жизни. Снижение риска развития простудных заболеваний в 2 раза у лиц, занимающихся физической культурой, отмечают и другие исследователи [10, P.1385-1394]. Однако авторы не отрицают тот факт, что интенсивные физические нагрузки приводят к развитию простудных заболеваний в соревновательном и послесоревновательном периодах [11, P.153-159]. При хроническом стрессе (длительные физические нагрузки) иммунная система реагирует дифференцированно за счет увеличения активности клеток-киллеров, тогда как функция нейтрофилов резко угнетена. Это объясняется снижением окислительной активности нейтрофилов, которая подтверждена в исследованиях на высококвалифицированных пловцах в тренировочном периоде.

Заболеваемость у спортсменов включает в себя и аллергическую патологию, так как физические нагрузки приводят к снижению концентрации иммуноглобулина Е (IgE) [12]. У профессиональных спортсменов нередко диагностируют бронхиальную астму физического напряжения, крапивницу, бронхоспазмы нагрузок, риноконьюктивиты, экземы и альвеолиты.

Ряд исследователей [13, P.94-99; 14, P.285-290] считают, что уровень иммуноглобулина А (IgA) в слюне спортсменов является потенциальным маркером развития инфекции. Эти данные были подтверждены при исследовании высококвалифицированных теннисистов, хоккеистов и пловцов. Было отмечено, что низкий уровень IgA в слюне во время тренировок корригировал с увеличением частоты простудных заболеваний. Иммунологические реакции у спортсменов протекают на фоне гипертермии, нарушенном балансе эрготрофотропной активности гормонов, в условиях системной эндотоксинемии, обусловленной срывом иммунологической толерантности. У спортсменов была выявлена крайняя форма иммунодефицита, выразившаяся в “исчезновении” из сыворотки крови и слюны отдельных классов иммуноглобулинов. Феномен “исчезающих” иммуноглобулинов воспроизведен в эксперименте, что открыло возможности изучения его механизмов [15, С. 32-35].

В настоящее время существует оригинальная теория “Open windows” [16, P.382-387], согласно которой нарушения в иммунной системе спортсменов наступают в первые 3-72 часа после интенсивных физических нагрузок. Эти нарушения зависят от начальных показателей иммунитета. Авторы теории утверждают, что после соревнований через 1-2 недели развивается иммунодефицитное состояние, клинически проявляющееся различными воспалительными заболеваниями. Согласно результатам исследований [10, P.1385-1394; 11, P.153-159] наблюдаются следующие изменения в иммунной системе:

- лейкоцитоз или лейкопения за счет высокого уровня кортизола;

- увеличение фагоцитоза гранулоцитами и моноцитами периферической крови, но уменьшение фагоцитоза назальными нейтрофилами;

- уменьшение окислительной активности гранулоцитов;

- снижение цитотаксиса клетками-киллерами;

- уменьшение митогенно-индуцированной пролиферации лимфоцитов;

- уменьшение чувствительности кожи в проявлении реакции замедленного типа;

- увеличение IL-6 и IL-1;

- при воздействии ЭТ и митогенов in vivo уменьшается концентрация в плазме IL-6 и IL-1;

- снижение концентрации IgA в слюне и слизи;

- уменьшение основного комплекса гистосовместимости HLA в макрофагах.

В работах Nehlsen-Cannarella S. L. et al. [17, P.1662-1667] показано, что реакции на тяжелые физические нагрузки снижают защиту организма от главных антигенов - вирусов и бактерий. В исследованиях Bruunsgaard H. et al. [18, P.1176-1181] спортсменов и добровольцев контрольной группы до нагрузки вакцинировали некоторыми антигенами: пневмококками, дифтерийной палочкой, др. У всех спортсменов до нагрузки показатели титров антител соответствовали показателям нормы. После окончания гонок через 48 часов гуморальный иммунитет был значительно снижен у спортсменов по сравнению с группой контроля. Эти данные свидетельствовали о снижении активности иммунной системы у спортсменов в ответ на физическую нагрузку, что подтверждает теорию “Open windows”. Попытки установления порога сверхнагрузок у спортсмена носят противоречивый характер. Это может быть обусловлено разными индивидуальными генетическими или резервными возможностями организма спортсмена.

Библиографический список

1. Першин Б.Б., Гелиев А.Б., Толстов Д.В. и др. Реакции иммунной системы на физические нагрузки // Russ. J. Immunol. 2002. № 1.

2. Першин Б.Б., Гелиев А.Б. Толстов Д.В., Чуракова Г.Г. и др. Физические нагрузки и иммунологическая реактивность // Аллергология и иммунология. 2003. № 3.

3. Суздальницкий Р.С., Левандо В.А. Иммунологические аспекты спортивной деятельности человека // Теория и практика физической культуры. 1998. № 10.

4. Shephard R.J., Kavanagh T., Mertens D.J. et al. Personal health benefits of Masters athletics competition // Br. J. Sports. Med. 1995. V.29.

5. Nieman D.C., Nehlsen-Cannarella S.L., Henson D.A. et al. Immune response to exercise training and/or energy restriction in obese women // Med. Sci. Sports Exerc. 1998. V.30.

6. Nieman D.C., Nehlsen-Cannarella S.L., Fagoaga O.R. Effects of mode and carbohydrate on the granulocyte and monocyte response to intensive prolonged exercise // J. Appl. Physiol. 1998. V.84.

7. Суздальницкий Р.С., Левандо В.А. Иммунологические аспекты спортивной деятельности человека // Теория и практика физической культуры. 1998. № 10.

8. Сашенков С.Л., Исаев А.П., Волчегорский И.А. и др. Проблемы и критерии адаптации спортсменов к экстремальным физическим нагрузкам в динамике тренировочно-соревновательного цикла подготовки // Теория и практика физической культуры. 1995. №10.

9. Shephard R.J., and Shek P.N. Heavy exercise, nutrition and immune function: Is there a connection? // Int. J. Sports. Med. 1995. V.16.

10. Nieman D.C. Immune response to heavy exertion // J. Appl. Physiol. 1997. V.82.

11. Nieman D.C., Fagoaga O.R., Butterworth D.E. et al. Carbohydrate supplementation affects blood granulocyte and monocyte trafficking but not function following 2.5 hours of running // Am. J. Clin. Nutr. 1997. V.66.

12. Овсянникова И.Г. Разработка иммуноферментных тест-систем для исследования общего и специфического иммуноглобулина Е человека // Автореф. дисс….канд. биол. наук. М. 1985.

13. Mackinnon L.T., Ginn E.M., Seymour G.J. Temporal relationship between decreased salivary IgA and URTI in elite athletes // Aust. J. Sci. Med. Sport. 1993. V. 25.

14. Mackinnon L.T., Hooper S.L. Plasma glutamine and URTI during intensified training in swimmers // Med. Sci. Sports Exerc. 1996. V. 28.

15. Першин Б.Б., Емельянов Б.А., Соколов Я.А. и др. Изучение механизма феномена исчезающих иммуноглобулинов при стрессе в эксперименте // Патологическая физиология и экспериментальная терапия. 1987. № 5.

16. Hoffman-Goetz L., Pedersen B.K. Exercise and the immune system: a model of the stress response? // Immunol. Today. 1994. V. 15.

17. Nehlsen-Cannarella S.L., Fagoaga O.R., Nieman D.C. et al. Carbohydrate and the cytokine response to 2.5 hours of running // J. Appl. Physiol. 1997. V. 82.

18. Bruunsgaard H., Hartkopp A., Mohr T. et al. In vivo cell-mediated immunity and vaccination response following prolonged, intense exercise // Med. Sci. Sports Exerc. 1997. V.29.

Размещено на Allbest.ru