Aktywność fizyczna a odporność – ile trzeba ćwiczyć, żeby mniej chorować?
Aktywność fizyczna wspiera odporność w stopniu na tyle znaczącym, że liczbę objawowych dni choroby pozwala zmniejszyć o 25-50% [1]. Lek o takich właściwościach, gdyby taki w ogóle istniał, kosztowałby na pewno krocie, a ćwiczyć możemy przecież za darmo. Nie mówiąc już o tym, że skutki uboczne ruchu są z reguły wyłącznie pozytywne, czego nie można zawsze powiedzieć o leczeniu farmakologicznym.
Wpływ aktywności fizycznej na odporność w badaniach naukowych
Dla uzyskania pozytywnych rezultatów nie potrzeba wcale jakichś forsownych treningów. Badanie z 2007 r. [2] pokazało, że u dzieci wystarczy jedynie kilka minut swobodnej jazdy na rowerze stacjonarnym. Już nawet taki poziom aktywności sprawia, że neutrofile (komórki odpornościowe) są uwalniane ze szpiku kostnego i transportowane po całym organizmie [3]. W efekcie w ciągu zaledwie 6 minut ich poziom we krwi może wzrosnąć aż o 50% [2].
Poza tym aktywność fizyczna o umiarkowanej intensywności zwiększa produkcję immunoglobulin A (IgA), przeciwciał, których rola w ludzkim organizmie polega na ochronie błon śluzowych [4].
W badaniu z 2002 r. [4] uczestnicy wykonujący ćwiczenia aerobowe trzy razy w tygodniu, po 30 minut, przez 12 tygodni odnotowali 50% wzrost poziomu IgA w ślinie oraz znaczną redukcję objawów grypopodobnych, w porównaniu z grupą kontrolną prowadzącą siedzący tryb życia. Wyższe stężenie IgA w ślinie, które może świadczyć o lepszej odporności organizmu, w dłuższej perspektywie wiąże się z mniejszym ryzykiem zgonu, zwłaszcza z powodu nowotworów [5].
Wysiłek fizyczny zwiększa też aktywność komórek NK (ang. natural killer cells, czyli dosłownie: „urodzeni zabójcy”), strażników odporności, których zadaniem jest eliminacja komórek szkodliwych, zarówno tych nowotworowych, jak i zainfekowanych wirusami [6]. W badaniu z 2014 r. [7] komórki 5 różnych rodzajów nowotworów (głównie białaczek i chłoniaków), hodowane na szalkach Petriego, poddano działaniu ludzkiej krwi, pobranej od uczestników przed rozpoczęciem treningu i po jego zakończeniu. Jak widzimy na poniższym wykresie [7], obecne we krwi komórki NK niszczyły komórki rakowe w obu przypadkach, z tym że po 30 minutach jazdy na rowerze robiły to mniej więcej 60% skuteczniej (Wykres 1) [7]. Być może między innymi właśnie dlatego, oprócz działania profilaktycznego, aktywność fizyczna wykazuje też potencjał leczniczy, zwiększając pacjentom onkologicznym szanse na pokonanie choroby [8].
Aktywność fizyczna a szczepienia
Czy to możliwe, by regularna aktywność poprawiała też skuteczność szczepień? Skoro pod wpływem ćwiczeń aerobowych ze szpiku kostnego uwalniane są komórki odpornościowe, tak na logikę, trochę żwawego marszu tuż przed szczepieniem powinno być chyba pomocne? No właśnie niekoniecznie. Wyniki badań z udziałem młodych osób dorosłych były niejednoznaczne [9]. Przykładowo: aktywność fizyczna poprawia odpowiedź immunologiczną u kobiet, ale nie u mężczyzn w przypadku szczepionki przeciwko grypie [9] i u mężczyzn, ale nie u kobiet w przypadku szczepionki przeciwko zapaleniu opon mózgowych [10].
W przypadku szczepień słabszych [12] i gdy uczestnikom podawano połowę dawki, [11] skuteczność takiej doraźnej aktywności fizycznej okazała się wyższa. Może to oznaczać, że mamy tu do czynienia z tzw. efektem sufitu – dodatek wysiłku fizycznego nie mógł poprawić odpowiedzi immunologicznej, ponieważ, z uwagi na młody wiek uczestników, wyjściowo była ona już optymalna [12]. Może wobec tego lepsze efekty udałoby się uzyskać u osób starszych [12]? Niestety nie. 45 minut ćwiczeń aerobowych o umiarkowanej intensywności nie przyniosło żadnych efektów ani w przypadku szczepienia przeciwko grypie, ani w przypadku szczepienia przeciwko zapaleniu płuc [12]. Różnicy nie odnotowano, nawet gdy te 45 minut ćwiczeń aerobowych o umiarkowanej intensywności uczestnicy wykonywali codziennie, przez okres 2 miesięcy – 6 tygodni przed szczepieniem i 2 tygodnie po szczepieniu [13]. Nieskuteczną strategią okazało się też poprzedzenie szczepienia siłowym treningiem ekscentrycznym, polegającym na kontrolowanym przedłużaniu fazy rozciągania mięśni (fazy ekscentrycznej), poprzez powolne opuszczanie ciężaru, np. hantli podczas wykonywania tzw. bicep curls [14].
Aktywność fizyczna a zmniejszenie ryzyka infekcji górnych dróg oddechowych
Wiemy już zatem, że aktywność fizyczna nie zwiększa skuteczności szczepień. Oznacza to, że nie obniża ryzyka infekcji pośrednio. A bezpośrednio? W 2005 r. opublikowano badanie pt. „Aktywność fizyczna o umiarkowanej intensywności chroni myszy przed śmiercią w wyniku zakażenia wirusem grypy” [15]. Wykazano tutaj, że 20-30 minut ruchu po upływie 4 godzin od ekspozycji na wirusa grypy u myszy przekłada się na niemal dwukrotny wzrost szans na przeżycie w ciągu kolejnych 3 dni (w grupie aktywnej zmarło tylko 18% osobników, a w kontrolnej – 57% osobników) [15]. U ludzi efekty nie były aż tak spektakularne, ale w badaniu z 2011 r. [16], obejmującym ponad 1000 dorosłych podczas sezonu grypowego, wykazano, że w porównaniu z siedzącym trybem życia, regularne ćwiczenia kilka razy w tygodniu zmniejszały liczbę dni choroby o około 40%.
Zależność tę potwierdzają randomizowane badania kontrolowane jak, chociażby to z 1993 r. [17], z udziałem starszych kobiet, na co dzień prowadzących siedzący tryb życia. W grupie kontrolnej, której w ramach interwencji przydzielono łagodne ćwiczenia z ciężarem własnego ciała, skupione na poprawie zakresów ruchu i elastyczności (kalistenika), ryzyko wystąpienia infekcji górnych dróg oddechowych w sezonie jesiennym wyniosło 50% [17]. Natomiast w grupie eksperymentalnej, w której przetestowaną formą aktywności były 30-minutowe spacery, ryzyko udało się obniżyć do 20% [17]. W tym samym badaniu, jako punkt odniesienia dla porównań przekrojowych, udział wzięły też starsze kobiety na co dzień trenujące sporty wytrzymałościowe [17]. W ich przypadku wyniki wyglądały jeszcze bardziej obiecująco – ryzyko zachorowania wyniosło jedynie 8% (Wykres 2) [17]. Oznacza to, że pod wpływem wysiłku fizycznego nasz układ odpornościowy ma potencjał zwalczać infekcje ponad pięć razy skuteczniej.
W 2006 r. opublikowano roczne badanie z udziałem kobiet w okresie postmenopauzalnym, na co dzień prowadzących siedzący tryb życia [18]. W grupie eksperymentalnej, w której uczestniczki miały ćwiczyć z umiarkowaną intensywnością, przez 45 minut 5 razy w tygodniu (ostatecznie ćwiczyły 4 razy w tygodniu), pod koniec badania przeziębienia występowały trzy razy rzadziej niż w grupie kontrolnej, w której aktywność ograniczała się do cotygodniowych ćwiczeń rozciągających [18]. W 1990 r. opublikowano podobne badanie z udziałem młodszych kobiet z nadwagą [19]. Spacery odbywane codziennie przez 15 tygodni zmniejszyły o połowę liczbę dni z objawami infekcji górnych dróg oddechowych. Efekt ten wynikał jednak ze skrócenia czasu trwania choroby, a nie z rzadszego występowania zakażeń [19].
Wpływ aktywności fizycznej na choroby płuc
Jeśli chodzi o infekcje poważniejsze, w 2011 r. opublikowano badanie nad zapaleniem płuc, z udziałem starszych kobiet i mężczyzn [20]. Niestety 1 godzina zajęć fitness 2 razy w tygodniu w okresie 2 lat nie przełożyła się na znaczną redukcję ryzyka zachorowania [20]. Nieskuteczna okazała się też joga, która, chociaż u osób w podeszłym wieku poprawia czynność płuc, nie działa profilaktycznie przeciwko zapaleniu płuc [21]. Możliwe za to, że wykazuje pewien potencjał leczniczy. W 2004 r. opublikowano przeprowadzone w Indiach badanie nad jogicznymi ćwiczeniami oddechowymi w leczeniu gruźlicy [22]. W porównaniu z grupą kontrolną, która praktykowała medytację uważności i „świadomość oddechu”, w grupie eksperymentalnej czas trwania aktywnej fazy infekcji uległ skróceniu [22]. Jak się okazuje, pomocna może być nawet „joga śmiechu”.
Czy śmiech poprawia odporność?
Śmiech uważany jest za antidotum na stres i stany silnego zdenerwowania [23]. W badaniu z 1989 r. [24] uczestnicy oglądający film komediowy zmniejszyli poziom kortyzolu o ponad połowę w ciągu 60 minut. Ta zależność między śmiechem a kortyzolem stanowić może wyjaśnienie dla wyników badania z 2003 r. [25] Wśród uczestników, którzy oglądali filmiki komediowe, stwierdzono lepszą czynność komórek NK, niż wśród uczestników w grupie placebo, którym wyświetlano filmiki turystyczne [25]. Jak wiadomo, kortyzol to hormon o działaniu immunosupresyjnym (nie bez powodu syntetyczne odpowiedniki kortyzolu, np. prednizon, stosowane są w leczeniu zapalnych chorób autoimmunologicznych) [24]. Skoro śmiech obniża poziom kortyzolu w organizmie, to chyba oczywiste, że na odporność wpływać może tylko korzystnie.
Źródło: nutritionfacts.org
[1] Nieman DC. Moderate exercise improves immunity and decreases illness rates. Am J Lifestyle Med. 2011;5(4):338-345.[2] Schwindt CD, Zaldivar F, Wilson L, et al. Do circulating leucocytes and lymphocyte subtypes increase in response to brief exercise in children with and without asthma? Br J Sports Med. 2007;41(1):34-40.
[3] Pal S, Chaki B, Bandyopadhyay A. High intensity exercise induced alteration of hematological profile in sedentary post-pubertal boys and girls: A comparative study. IJPP. 2021;64:207-214.
[4] Klentrou P, Cieslak T, MacNeil M, Vintinner A, Plyley M. Effect of moderate exercise on salivary immunoglobulin A and infection risk in humans. Eur J Appl Physiol. 2002;87(2):153-158.
[5] Phillips AC, Carroll D, Drayson MT, Der G. Salivary immunoglobulin a secretion rate is negatively associated with cancer mortality: the West of Scotland Twenty-07 Study. PLoS One. 2015;10(12):e0145083.
[6] Bigley AB, Spielmann G, LaVoy EC, Simpson RJ. Can exercise-related improvements in immunity influence cancer prevention and prognosis in the elderly? Maturitas. 2013 Sep;76(1):51-6. doi: 10.1016/j.maturitas.2013.06.010. Epub 2013 Jul 17. PMID: 23870832.
[7] Bigley AB, Rezvani K, Chew C, et al. Acute exercise preferentially redeploys NK-cells with a highly-differentiated phenotype and augments cytotoxicity against lymphoma and multiple myeloma target cells. Brain Behav Immun. 2014;39:160-171.
[8] McTiernan A, Friedenreich CM, Katzmarzyk PT, et al. Physical activity in cancer prevention and survival: a systematic review. Med Sci Sports Exerc. 2019;51(6):1252-1261.
[9] Edwards KM, Burns VE, Reynolds T, Carroll D, Drayson M, Ring C. Acute stress exposure prior to influenza vaccination enhances antibody response in women. Brain Behav Immun. 2006;20(2):159-168.
[10] Edwards KM, Burns VE, Adkins AE, Carroll D, Drayson M, Ring C. Meningococcal A vaccination response is enhanced by acute stress in men. Psychosom Med. 2008;70(2):147-151.
[11] Edwards KM, Pung MA, Tomfohr LM, et al. Acute exercise enhancement of pneumococcal vaccination response: a randomised controlled trial of weaker and stronger immune response. Vaccine. 2012;30(45):6389-6395.
[12] Long JE, Ring C, Drayson M, et al. Vaccination response following aerobic exercise: can a brisk walk enhance antibody response to pneumococcal and influenza vaccinations? Brain Behav Immun. 2012;26(4):680-687.
[13] Hayney MS, Coe CL, Muller D, et al. Age and psychological influences on immune responses to trivalent inactivated influenza vaccine in the meditation or exercise for preventing acute respiratory infection (MEPARI) trial. Hum Vaccin Immunother. 2014;10(1):83-91.
[14] Campbell JP, Edwards KM, Ring C, et al. The effects of vaccine timing on the efficacy of an acute eccentric exercise intervention on the immune response to an influenza vaccine in young adults. Brain Behav Immun. 2010;24(2):236-242.
[15] Lowder T, Padgett DA, Woods JA. Moderate exercise protects mice from death due to influenza virus. Brain Behav Immun. 2005;19(5):377-380.
[16] Nieman DC, Henson DA, Austin MD, Sha W. Upper respiratory tract infection is reduced in physically fit and active adults. Br J Sports Med. 2011;45(12):987-992.
[17] Nieman DC, Henson DA, Gusewitch G, et al. Physical activity and immune function in elderly women. Med Sci Sports Exerc. 1993;25(7):823-831.
[18] Chubak J, McTiernan A, Sorensen B, et al. Moderate-intensity exercise reduces the incidence of colds among postmenopausal women. Am J Med. 2006;119(11):937-942.
[19] Nieman DC, Nehlsen-Cannarella SL, Markoff PA, et al. The effects of moderate exercise training on natural killer cells and acute upper respiratory tract infections. Int J Sports Med. 1990;11(6):467-473.
[20] Dangour AD, Albala C, Allen E, et al. Effect of a nutrition supplement and physical activity program on pneumonia and walking capacity in Chilean older people: a factorial cluster randomized trial. PLoS Med. 2011;8(4):e1001023.
[21] Bezerra LA, de Melo HF, Garay AP, et al. Do 12-week yoga program influence respiratory function of elderly women? J Hum Kinet. 2014;43:177-184.
[22] Visweswaraiah NK, Telles S. Randomized trial of yoga as a complementary therapy for pulmonary tuberculosis. Respirology. 2004;9(1):96-101.
[23] Gervais M, Wilson DS. The evolution and functions of laughter and humor: a synthetic approach. Q Rev Biol. 2005;80(4):395-430.
[24] Berk LS, Tan SA, Fry WF, et al. Neuroendocrine and stress hormone changes during mirthful laughter. Am J Med Sci. 1989;298(6):390-396.
[25] Bennett MP, Zeller JM, Rosenberg L, McCann J. The effect of mirthful laughter on stress and natural killer cell activity. Altern Ther Health Med. 2003;9(2):38-45.
STRESZCZENIE
Aktywność fizyczna może zmniejszyć liczbę dni choroby nawet o 50% – to wynik, którego nie osiągnąłby żaden lek dostępny bez recepty. Badania naukowe pokazują, że nawet umiarkowany wysiłek, jak regularne spacery czy jazda na rowerze, wzmacnia układ odpornościowy.
Ćwiczenia pobudzają produkcję immunoglobulin i aktywność komórek NK, które chronią organizm przed infekcjami i nowotworami. Co ciekawe, regularny ruch może też skracać czas trwania choroby. A jeśli dodamy do tego śmiech – kolejny naturalny sposób na obniżenie poziomu kortyzolu – zyskamy jeszcze większe wsparcie dla odporności. Sprawdź, jak ćwiczyć, by cieszyć się lepszym zdrowiem!