Η ανοσολογική απόκριση του οργανισμού μετά από διαλειμματική και συνεχόμενη άσκηση

Abstract

There is a sparsity of information regarding the effects of intensity fluctuations on the metabolic and immune responses. The purpose of the study was to investigate the changes in cytokine and stress hormones concentration during and after prolonged continuous and alternating intensity exercise of the same mean power and duration. Ten male recreationally trained students (age:24.7±1.5, VO2max: 47.9 ± 2.0 ml/Kg/min, 67.4 ±1.1%VO2max) took part in two main cycling exercise trials lasting one hour each. On one trial, participants cycled at a power output corresponding to 105% of the individual lactate threshold (condition C). On the other trial, exercise intensity was alternated each minute (condition I) as follows: 40 seconds below the lactate threshold (46.5±1.9% VO2max) followed by 20 seconds at a power output corresponding to 120% VO2max, so that the mean exercise intensity was maintained the same as in condition C. Blood samples were taken at rest, on the 30th and 60th min of exercise and 1 hour post exercise. Levels of TNF-a and IL-6 in whole blood supernatants were measured after in vitro LPS stimulation (Escherichia Coli). Plasmaconcentration of adrenaline and nor adrenaline, serum concentration of cortisol and growth hormone were determined by ELISA. Differences between the two conditions were analyzed using two-way ANOVA with repeated measures. No significant differences were observed in TNF-a concentration between the two exercise protocols (p= 0.75), but there was a significant time effect(P<0.01). TNF-a increased from a resting value of 436.1±102.5 to 649.5±187.7 pg/ml at the end of exercise and was subsequently decreased 1 hour post exercise to 305.9±78.8 pg/ml (P<0.01). No significant difference was found in IL-6 concentration between the two exercise protocols (p= 0.13), and time (p=0.21). IL-6 was increased from a resting value of 392.7±231.3 to 451.4±181.2 pg/ml at the end of exercise and was then decreased 1 hour post exercise to 381.7±185.2 pg/ml Thenumber of white blood cells (WBC) and the percentages of lymphocytes and neutrophils were not affected by the type of the exercise. However, there was a significant difference over time with WBC increasing from a resting value of 6.54 ± 0.45 to 9.15±0.56 and 9.11± 0.42 x 103 /μl at 30 and 60 min of exercise, respectively (P<0.01) and returned to the resting levels 1 hour post exercise (7.03 ±0.69 x 103 /μl). No significant differences were observed in adrenaline and nor- adrenaline, growth hormone and cortisol concentration between the two exercise protocols (p= 0.22, p=0.44, p=0.80 and p=0.10 accordingly). Significant time effects were measured for all hormones (p<0.01), except cortisol (p=0.44) These results suggest that there are no differences in the immune and hormonal responses, as evaluated by IL-6 and TNF-a after LPS stimulation, WBC count, catecholamines, growth hormone and cortisol between continuous and alternating intensity exercise of the same mean power and duration.

Η άσκηση επηρεάζει την ανοσολογική και ορμονική απόκριση των αθλητών. Οι περισσότερες μελέτες εστιάζονται σε παρατεταμένη συνεχόμενη άσκηση, ενώ λίγες μελέτες είναι εκείνες όπου ερευνούν την επίδραση άσκησης μεταβαλλόμενης έντασης στο ορμονικό και ανοσολογικό προφίλ. Σκοπός της παρούσας μελέτης ήταν να συγκριθούν οι μεταβολές του ανοσοποιητικού συστήματος μεταξύ συνεχόμενης και διαλειμματικής άσκησης με την ίδια μέση ένταση και διάρκεια. Για τον σκοπό αυτό εξετάστηκαν 10 υγιείς μέτρια γυμνασμένοι άντρες, (ηλικία:24.7±1.5, VO2max: 47.9 ± 2.0 ml/Kg/min, ΑΤ: 67.4 ±1.1%VO2max) σε δυο πρωτόκολλα άσκησης στο ποδήλατο που διαρκούσε το καθένα μια ώρα. Στην πρώτη δοκιμασία, οι δοκιμαζόμενοι ποδηλατούσαν με ένταση που αντιστοιχούσε στο 105% του γαλακτικού κατωφλιού, (συνεχόμενη). Στην άλλη δοκιμασία, (διαλειμματική), η ένταση εναλάσσονταν με τον ακόλουθο τρόπο: 40΄΄ κάτω από το κατώφλι (46.5 1.9% VO2max), και 20΄΄ στο 120% της VO2max, ώστε η μέση ένταση να είναι όπως στην συνεχόμενη. Δείγματα αίματος ελήφθησαν στην ηρεμία, στο 30ο , στο 60ο λεπτό καθώς και μια ώρα μετά την λήξη της άσκησης. Η συγκέντρωση της IL-6 και του TNF-a στο υπερκείμενο μετρήθηκε με Elisa μετά από διέγερση με LPS (e.coli). Η συγκέντρωση των κατεχολαμινών, της αυξητικής ορμόνης και της κορτιζόλης μετρήθηκε επίσης με Elisa. Για την στατιστική ανάλυση των αποτελεσμάτων χρησιμοποιήθηκε ANOVA διπλής κατεύθυνσης (2Χ4) με επαναλαμβανόμενες μετρήσεις στους δυο παράγοντες και περαιτέρω έλεγχος έγινε με Tukey- Post Hoc test, (P<0.05). Δεν παρατηρήθηκε στατιστικά σημαντική διαφορά μεταξύ των δυο πρωτοκόλλων άσκησης στην συγκέντρωση του TNF-a, p=0.75 και της IL-6, p=0.13. Ο χρόνος φαίνεται να επιδρά στην συγκέντρωση του TNF-a, όπου από την τιμή ηρεμίας 436.1±102.5 αυξήθηκε σε 649.5±187.7 pg/ml στο τέλος της άσκησης, ενώ μια ώρα μετά την λήξη της άσκησης μειώθηκε σε 305.9±78.8 pg/ml (P<0.01). Αντίθετα, δεν παρατηρήθηκε στατιστικά σημαντική διαφορά στην συγκέντρωση της IL-6 σε σχέση με τον χρόνο, (p=0.21), από 392.7±231.3 pg/ml στην ηρεμία αυξήθηκε σε 451.4 ±181.2 pg/ml στο 60ο λεπτό της άσκησης, ενώ μια ώρα μετά την λήξη της άσκησης μειώθηκε σε 381.7 ± 185.2 pg/ml. Ο αριθμός των λευκών αιμοσφαιρίων, το ποσοστό των ουδετερόφιλων και των λεμφοκυττάρων δεν μεταβλήθηκε από τον τύπο της άσκησης. Ο αριθμός των λευκών αιμοσφαιρίων αυξήθηκε από την τιμή ηρεμίας 6.5 ± 0.45 σε 9.1± 0.42 x 103/μl στο 60ο λεπτό της άσκησης, (P<0.01) και επέστρεψε στην τιμή ηρεμίας 1 ώρα μετά την λήξη της άσκησης (7.0 ±0.7 x 103/μl). Το ποσοστό των λεμφοκυττάρων από την ηρεμία 43.1±8.7% μειώθηκε σε 25.9±8.1% μια ώρα μετά την λήξη της άσκησης, ενώ το ποσοστό των ουδετερόφιλων από 48.1±7.4% στην ηρεμία αυξήθηκε σε 67.7±8.6% μια ώρα μετά την λήξη της άσκησης. Ο τύπος της άσκησης δεν επέδρασε στην συγκέντρωση των κατεχολαμινών, της αυξητικής ορμόνης και της κορτιζόλης. Ωστόσο, ο χρόνος επηρέασε την συγκέντρωση των παραπάνω ορμονών (P<0.01), πλην της κορτιζόλης p=0.44. Η παραγωγή γαλακτικού οξέος, ο πνευμονικός αερισμός (VE), και το αναπνευστικό πηλίκο (R) δεν διέφεραν στους δυο τύπους άσκησης, p= 0.92, p=0.55, p= 0.42, αντίστοιχα. Αντίθετα, η VO2 και η ΚΣ διέφεραν στα δυο πρωτόκολλα άσκησης (P<0.01) καθώς και στον χρόνο (P<0.01). Συμπερασματικά, ο τύπος της άσκησης, συνεχόμενη ή διαλειμματική δεν επηρέασε την παραγωγή κυτταροκινών (IL-6, TNF-a) μετά από διέγερση με LPS, κατά την διάρκεια της άσκησης και μια ώρα μετά. Πιθανόν, αυτό να οφείλεται στις παρόμοιες μεταβολικές, φυσιολογικές και ενδοκρινικές αποκρίσεις του οργανισμού στους δυο τύπους άσκησης.