Czy bieganie poprawia odporność? Jak zrozumieć i wykorzystać wiedzę o odporności organizmu?
Zwykle zakładamy, że bieganie wzmacnia odporność i pomaga zapobiegać infekcjom górnych dróg oddechowych, takim jak przeziębienie czy grypa. Natomiast jeśli już coś nas „dopadnie”, wierzymy, że dobra kondycja pomoże sprawniej poradzić sobie z infekcją i szybciej wrócić na biegowe ścieżki. Z drugiej strony wiemy, że poddawanie organizmu zbyt dużemu stresowi fizycznemu (i psychicznemu) tę naszą odporność osłabia, powodując większe ryzyko choroby. Bieganie mocno wpływa na stan odporności organizmu, zarówno krótko-, jak i długofalowo. Na szczęście wiele na ten temat już wiemy, a nauka kolejny raz wychodzi naprzeciw oczekiwaniom spragnionych wiedzy biegaczy.
Bieganie, jak każda aktywność fizyczna, kiedy jest podejmowana rozsądnie, wspiera odporność, szczególnie jeśli zestawimy biegających rekreacyjnie z osobami prowadzącymi siedzący tryb życia. Jednak u osób śrubujących swoje życiówki, szczególnie w okresie najcięższych obciążeń, poziom odporności gwałtownie spada. Na szczęście wyczynowi sportowcy i ambitni amatorzy mogą zmniejszyć ryzyko infekcji, odpowiednio dbając o stan odporności swojego cennego organizmu.
Zmiany immunologiczne w ciele biegacza
Ćwiczenia fizyczne mogą czasowo zmieniać stężenie, proporcje i funkcje białych krwinek (leukocytów), odpowiedzialnych za funkcje odpornościowe organizmu. Intensywny wysiłek fizyczny trwający od kilku minut do kilku godzin wywołuje leukocytozę. Jest to stan podwyższonej liczby białych krwinek we krwi przekraczający normę (nawet >10 000/µl), wskazujący zwykle w badaniach krwi na obronną reakcję organizmu na infekcje (bakteryjne, wirusowe), czy właśnie wysiłek fizyczny, ale też: stany zapalne, stres, a czasem… ciążę. Im gorsza forma sportowca i im intensywniejszy wysiłek, tym wyższy stopień leukocytozy po wykonanych ćwiczeniach.
Leukocytoza wysiłkowa jest wynikiem mechanicznego działania zwiększonej pojemności minutowej serca oraz fizjologicznego działania adrenaliny. Te dwie siły przemieszczają granulocyty obojętnochłonne do krwiobiegu, uwalniając je ze zbiorników w płucach, śledzionie i wątrobie. Te same siły kształtują również limfocytozę wysiłkową (leukocyty dzielą się na agranulocyty – limfocyty i monocyty oraz granulocyty – neutrofile, eozynofile i bazofile). Przykładowo podanie adrenaliny u ludzi powoduje zarówno granulocytozę, jak i limfocytozę.
Jeśli wysiłek jest forsowny i „ekscentryczny” (np. bieganie z górki przez 30 minut lub dłużej), może nastąpić „drugi wyrzut” liczby neutrofilów (inaczej granulocytów obojętnochłonnych) w ciągu następnych dwóch do czterech godzin po treningu. Ta „opóźniona leukocytoza” jest spowodowana głównie kortyzolem, który pobudza uwalnianie granulocytów obojętnochłonnych ze szpiku kostnego i spowalnia ich przenikanie z krwi z powrotem do tkanek. Kolejnym procesem jest „reakcja ostrej fazy”, ponieważ monocyty we krwi wnikają do uszkodzonych mięśni, uwalniają się też cytokiny prozapalne. We krwi objawia się to zwiększonym poziomem CRP (białko C-reaktywne), markera stanu zapalnego i infekcji, produkowanego przez wątrobę. Jego poziom gwałtownie rośnie w odpowiedzi na urazy, infekcje (bakteryjne i wirusowe), jak też choroby autoimmunologiczne czy nowotwory.
Po krótkim, lekkim biegu liczba neutrofilów szybko wraca do normy, ale po długim, intensywnym wysiłku powrót do stanu początkowego może zająć nawet 24 godziny. Limfocytoza jednak zawsze szybko zanika po zakończeniu wysiłku. Już po pięciu minutach odpoczynku liczba limfocytów obniża się, a w ciągu kolejnych dwóch godzin często spada poniżej poziomu spoczynkowego. Zazwyczaj w ciągu sześciu godzin odpoczynku, a prawie zawsze w ciągu 24 godzin, liczba limfocytów wraca do normy.
W początkowej fazie regeneracji po biegu liczba limfocytów prawdopodobnie spada z tego samego powodu, dla którego liczba neutrofilów wzrasta – poprzez działanie kortyzolu. Działanie adrenaliny, która wprowadza limfocyty do krwi, ustaje po zakończeniu wysiłku, umożliwiając dłużej działającemu kortyzolowi „przekierowanie” limfocytów z krwi do narządów limfatycznych.
Wysiłek fizyczny może również aktywować limfocyty NK (natural killers – naturalni zabójcy), poprawiając zdolności obronne organizmu, prawdopodobnie za sprawą adrenaliny. Zmiany te różnią się w zależności od intensywności wysiłku.
„Otwarte okno” po treningu
Jeśli odporność jest „wzmocniona” podczas wysiłku fizycznego, to później na krótko ulega „stłumieniu”. W badaniach wykazano, że długotrwałe, intensywne ćwiczenia, zwykle trwające ponad 90 minut i mające charakter ciągły, powodują przejściowe obniżenie funkcji białych krwinek (leukocytów), co w konsekwencji może osłabiać obronę organizmu przed patogenami, w tym zarówno wirusami, jak i bakteriami. W początkowej fazie rekonwalescencji po wysiłku limfocytopenii (obniżonemu poziomowi limfocytów) towarzyszy też osłabienie ich funkcji (mitogeneza). Takie zmiany wywołują tzw. otwarte okno zmniejszonej ochrony, w którym to czasie patogeny mogą łatwiej się rozwijać, zwiększając ryzyko rozwoju infekcji.
Krzywa „J”
Związek między wysiłkiem fizycznym a podatnością na infekcje możemy przedstawić w formie „krzywej J”. Model ten sugeruje, że podejmowanie umiarkowanej aktywności fizycznej może wzmacniać funkcje odpornościowe w stopniu większym niż w przypadku siedzącego trybu życia, jednak nadmierne, długotrwałe ćwiczenia o wysokiej intensywności mogą wywierać szkodliwy wpływ na funkcje odpornościowe. Niektóre badania przekrojowe podają jednak, że dobrze wytrenowane starsze zawodniczki czy maratończycy mają lepszą funkcjonalność limfocytów NK niż osoby prowadzące siedzący tryb życia.
Czy bieganie wzmacnia odporność?
Inne badania podają, że regularne wykonywanie nawet około 2 godzin umiarkowanego wysiłku dziennie wiązało się z 29% redukcją ryzyka infekcji górnych dróg oddechowych w porównaniu z osobami nieaktywnymi. Podobnie, w badaniu ponad 1000 uczestników, Nieman i in. (2011) zaobserwowali, że wykonywanie umiarkowanych ćwiczeń przez 5 lub więcej dni w tygodniu wiązało się z trzykrotnie niższym ryzykiem infekcji górnych dróg oddechowych niż wykonywanie ćwiczeń przez 1 dzień w tygodniu lub wcale.
W przeglądzie 30 badań, w których łącznie wzięło udział 8595 sportowców (5471 biegaczy i 2803 pływaków) oraz 1798 osób nieuprawiających sportu wykazano, że umiarkowana aktywność fizyczna może wzmacniać funkcje odpornościowe, podczas gdy długotrwały wysiłek o wysokiej intensywności tymczasowo upośledza funkcje odpornościowe. Sportowcy, w porównaniu z osobami mniej aktywnymi, częściej doświadczają jednak infekcji górnych dróg oddechowych po treningu i zawodach. U osób nieuprawiających zawodowo sportu zwiększona aktywność fizyczna wiązała się ze zmniejszonym ryzykiem infekcji górnych dróg oddechowych.
W innym badaniu biegacze trenujący do maratonu, stosujący „duży kilometraż”, dwukrotnie częściej zgłaszali infekcję górnych dróg oddechowych niż biegacze „o małym kilometrażu”. Interesujący jest też stan po maratonie. Osoby, które ukończyły maraton, sześć razy częściej zgłaszały infekcję górnych dróg oddechowych w porównaniu do tych, które zrezygnowały z udziału w maratonie w ostatniej chwili. Jednak ci sami badacze, ankietujący półmaratończyków, zaobserwowali odwrotne tendencje.
Czy półmaratończycy trenowali na tyle, by wzmocnić odporność i przeciwdziałać przeziębieniom? Czy maratończycy przesadzali z treningiem, osłabiając odporność i narażając się na zakażenia górnych dróg oddechowych? A może oba badania są niejednoznaczne, ponieważ niektóre objawy nie wynikały z zakażenia górnych dróg oddechowych, lecz z alergii, przetrenowania lub zmęczenia?
Krzywa J (źródło: mysportscience.com)
Niestety wiele badań ogranicza się do samooceny (np. wypełnianych kwestionariuszy), a nie rzeczywistym badaniu na obecność patogenów. Zgłaszane symptomy mogą być wynikiem alergii, przetrenowania lub innych czynników, więc trzeba podchodzić do nich z pewną rezerwą.
Wpływ stresu na odporność
Analizując odporność należy uwzględnić też stres psychiczny. Przykładowo u studentów funkcja komórek NK jest odwrotnie proporcjonalna do stresu psychicznego. Z kolei u studentów medycyny i stomatologiifunkcja komórek NK pogarsza się, a poziom immunoglobulin w ślinie spada w miarę zbliżania się terminu egzaminów końcowych. Spadek funkcji komórek NK obserwuje się również po rozwodzie, w trakcie depresji, a nawet po nieprzespanej nocy.
W prospektywnym badaniu epidemiologicznym przeprowadzonym w Australii, osoby najbardziej zestresowane psychicznie najczęściej zapadały na zakażenia górnych dróg oddechowych. Po podaniu 394 zdrowym ochotnikom kropli do nosa zawierających wirusy układu oddechowego, ryzyko udokumentowanego zakażenia górnych dróg oddechowych rosło proporcjonalnie do stopnia stresu psychicznego.
Z drugiej strony, redukcja stresu może poprawić odporność. Badania sugerują, że metody relaksacyjne mogą zwiększyć poziom immunoglobulin w ślinie, a pisanie esejów „ujawniających osobiste traumy” może pobudzić mitogenezę limfocytów i poprawić stan odporności.
Podsumowując, nie ma pewności, jaka część populacji sportowców lub osób aktywnych fizycznie jest bardziej, a jaka mniej podatna na zakażenia górnych dróg oddechowych w porównaniu do osób nieaktywnych lub prowadzących siedzący tryb życia. Wyczynowi sportowcy częściej zapadają na zakażenia górnych dróg oddechowych niż ogół populacji, szczególnie w okresie zimowym, kiedy ryzyko zachorowania jest największe. Ustalenie bezpiecznej granicy wysiłku fizycznego jest trudne, jednak zgodnie z „krzywą J” bezpieczniejsze będzie niedotrenowanie niż przetrenowanie, gdy poziom odporności gwałtownie spada.
Przyczyny i symptomy chorób
Najczęstszymi przyczynami chorób w populacji ogólnej są infekcje wirusowe górnych dróg oddechowych (tj. przeziębienie i grypa). Dorośli zazwyczaj doświadczają od dwóch do czterech epizodów chorób górnych dróg układu oddechowego rocznie. Sportowcy mogą również rozwijać podobne objawy (np. ból gardła, katar, suchy kaszel) z powodu alergii lub stanu zapalnego (podrażnionej błony śluzowej krtani czy gardła), spowodowane wdychaniem zimnego, suchego lub zanieczyszczonego powietrza. Podczas ćwiczeń ekspozycja płuc na bakterie i wirusy unoszące się w powietrzu wzrasta, ze względu na szybsze tempo i głębokość oddechu. Objawy takie jak suchy kaszel czy katar wynikające np. z zanieczyszczeń powietrza są nie do odróżnienia od symptomów wynikających z infekcji dróg oddechowych. Same w sobie symptomy te są zazwyczaj błahe, ale niezależnie od tego, czy przyczyną jest stan zapalny o podłożu zakaźnym, czy alergicznym, mogą one spowodować przerwanie treningu, gorsze wyniki, a nawet opuszczenie ważnego startu (Gleeson 2015). Jedną z przyczyn objawów podobnych do przeziębienia może być atopia, a więc dziedziczna skłonność do nadmiernych reakcji alergicznych na powszechnie występujące, nieszkodliwe substancje, charakteryzująca się nadprodukcją przeciwciał IgE i rozwojem chorób takich jak atopowe zapalenie skóry (AZS), astma, alergiczny nieżyt nosa (katar sienny), zapalenie spojówek i niektóre nietolerancje pokarmowe. Objawia się m.in. suchą, swędzącą skórą, zaczerwienieniem, obrzękiem i stanami zapalnymi. Atopia nie jest pojedynczą chorobą, lecz grupą schorzeń atopowych, które zwykle dotykają dzieci i często wykazują tendencję do ustępowania w dorosłości. Zatem przyczyna zwiększonej częstości występowania objawów chorób układu oddechowego u sportowców jest najprawdopodobniej wieloczynnikowa (Jeukendrup i Gleeson, 2018).
Co zrobić, aby zminimalizować ryzyko choroby u biegaczy?
Aby zminimalizować ryzyko infekcji zalecenia są zwykle podobne: „zdrowy rozsądek, uniwersalne środki ostrożności i szczególne egzekwowanie higieny”. Naukowcy zalecają też szczepienia przeciwko grypie i COVID, unikanie niedożywienia, dbanie o sen i mikrobiom jelitowy, unikanie skupisk ludzkich. Podatność na infekcje wywołuje też doprowadzenie do przetrenowania, a sposobami jego prewencji są:
równoważenie treningu i odpoczynku,
monitorowanie nastroju, zmęczenia, objawów chorobowych i aktualnej formy,
zmniejszanie niepotrzebnego stresu,
dbanie o prawidłowy sen,
zapewnienie optymalnego odżywiania.
Czy można trenować podczas infekcji? Sport a przeziębienie
Przede wszystkim, ostra, gorączkowa infekcja wirusowa osłabia zarówno siłę, jak i wytrzymałość, więc każdy trening chorego sportowca będzie poniżej oczekiwań. Po co więc go robić?
Choroba powoduje obniżenie wydolności wysiłkowej poprzez szereg mechanizmów, w tym: upośledzenie koordynacji ruchowej, zmniejszenie siły i mocy mięśni, zmniejszenie wydolności tlenowej oraz zaburzenia funkcji metabolicznych. Ponadto, obecność gorączki powoduje zmniejszenie zdolności organizmu do regulacji temperatury ciała i zwiększa utratę płynów poprzez pocenie się, co upośledza wydolności wytrzymałościowe. Spadek wydolności wysiłkowej po całkowitym wyzdrowieniu z choroby układu oddechowego może utrzymywać się od 2 do 4 dni, a dane z jednego badania wskazują, że biegacze, którzy rozpoczynają bieg z ogólnoustrojowymi objawami ostrej choroby, mają 2-3 razy mniejsze szanse na jego ukończenie. Jednak w badaniach kadry olimpijskiej Wielkiej Brytanii tylko co trzeci badany w przypadku infekcji (najczęściej dróg oddechowych) opuszczał treningi.
Ponadto, na wczesnym etapie trudno stwierdzić, czy objawy przeziębienia to jedynie rynowirus, a nie na przykład początkowe stadium mykoplazmatycznego zapalenia płuc czy wirus Coxsackie, dający poważne powikłania, mogąc powodować zapalenie mięśnia sercowego, a nawet nagłą śmierć podczas wysiłku. Dlaczego więc nie odpoczywać w czasie choroby?
Niestety, część osóbi tak będzie na tyle zdeterminowana, by ćwiczyć pomimo powyższych rad. Jeszcze kilkanaście lat temu w przypadku infekcji zalecano zasadę „powyżej i poniżej szyi”, jednak wytyczne z 2022 r. grupy fińskich naukowców opublikowane w Sports Medicinemówią, że „zasada ta nie ma solidnych dowodów naukowych, dlatego może być niebezpieczna i powinna zostać zaniechana”. Tłumaczą oni, że „wirusy potencjalnie atakujące mięsień sercowy lub wpływające na ośrodkowy układ nerwowy, takie jak enterowirusy, mogą wywoływać jedynie niewielkie objawy ze strony górnych dróg oddechowych”, a więc być potencjalnie bezpieczne.
Zasada „powyżej szyi” polega na tym, że teoretycznie mniej poważne objawy takie jak zatkany lub cieknący nos, kichanie, łzawienie oczu, drapanie i ból w gardle są generalnie bezpieczne. Zalecano wtedy niezbyt forsowny trening w wolniejszym niż zazwyczaj tempie, a jeśli po 10 minutach poczulibyśmy się lepiej, można „podkręcić tempo” i dokończyć trening. Z kolei w przypadku gorączki lub objawów „poniżej szyi” lub w całym ciele (bóle mięśni i stawów, uporczywy kaszel, nudności, wymioty czy biegunka) jakikolwiek wysiłek był od razu odradzany.
Bieganie a odporność
W ciągu ostatnich 120 lat opublikowano prawie 10 000 artykułów poświęconych tematyce wysiłku fizycznego i przeziębień lub chorób górnego układu oddechowego. Do najważniejszych odkryć o znaczeniu praktycznym dla zdrowia publicznego i aktywności sportowej należą:
W odpowiedzi na intensywny wysiłek fizyczny (najczęściej badany obszar immunologii wysiłku fizycznego) następuje szybka wymiana komórek układu odpornościowego między układem limfatycznym a układem krążenia. Reakcja ta zależy od wielu czynników, w tym intensywności, czasu trwania i rodzaju wysiłku, stężenia hormonów i cytokin, zmiany temperatury ciała, przepływu krwi, stanu nawodnienia oraz pozycji ciała podczas aktywności. Spośród wszystkich komórek układu odpornościowego, komórki NK, neutrofile i makrofagi wydają się być najbardziej wrażliwe na skutki intensywnego wysiłku fizycznego, zarówno pod względem liczebności, jak i funkcji. Ogólnie rzecz biorąc, ostre sesje ćwiczeń o umiarkowanym czasie trwania (<60 min) i intensywności (<60% VO2max) są związane z mniejszą liczbą chorób i mniejszym obciążeniem układu odpornościowego, niż treningi dłuższe lub/i w wysokiej intensywności.
W odpowiedzi na długotrwały trening fizyczny następuje wzrost aktywności komórek NK. Zmiany w funkcji pozostałych komórek układu odpornościowego nie dawały jednoznacznych wyników.
Pewne dane sugerują, że niezwykle ciężki ostry lub przewlekły wysiłek fizyczny może zwiększać ryzyko infekcji górnych dróg oddechowych, podczas gdy regularna, umiarkowana aktywność fizyczna może zmniejszać ich objawy.
Wydajność i efektywność treningu będzie mniejsza w przypadku większości ogólnoustrojowych infekcji, a badania kliniczne i eksperymenty na zwierzętach sugerują, że intensywne ćwiczenia podczas infekcji mogą wywołać jej nasilenie, nawrót i groźne powikłania, takie jak zapalenie mięśnia sercowego.
Badania sugerują, że funkcje odpornościowe są lepsze u osób starszych w dobrej kondycji fizycznej niż u prowadzących siedzący tryb życia w tym samym wieku.
Stres psychiczny, niedożywienie, szybka utrata masy ciała i niewłaściwa higiena są powiązane z osłabieniem odporności. Osoby poddawane intensywnemu treningowi powinny zdawać sobie sprawę, że każdy z tych czynników może osłabiać ich układ odpornościowy.
Dbanie o sen, mikrobiom jelitowy, szczepienia ochronne, unikanie dużych skupisk ludzkich, a także prewencja przetrenowania także są wśród zaleceń naukowców dla zachowania lepszej odporności.
Nie znamy wciąż idealnej „dawki” biegania, która stanowiłaby wsparcie naszej odporności, a także granicy, której przekroczenie powodowałoby gwałtowny jej spadek i przetrenowanie. Bieganie może więc wspomagać, ale też szkodzić odporności, gdy będzie go za mało lub za dużo.
Wiemy na pewno, że aktywność fizyczna okresowo zmienia poziom, proporcje i funkcje białych krwinek we krwi i choć zmiany te są zazwyczaj niewielkie i krótkotrwałe, mogą mieć znaczenie przy podatności na działanie patogenów, tworząc „otwarte okno” gorszej odporności. Dlatego po ciężkim treningu należy szczególnie unikać zatłoczonych miejsc.
Indywidualny poziom odporności będzie zależał od wielu czynników, a obserwowane objawy nie zawsze świadczą o chorobie.
Eichner ER. Contagious Infections in Competitive Sports. Sports Science Exchange. SSE#56, Volume 8 (1995), Number 3
Jeukendrup AE, Gleeson M. 2018. Sport Nutrition: an introduction to energy production and performance. (3rd ed.). Champaign IL: Human Kinetics.
Matthews, C. E., Ockene, I. S., Freedson, P. S., Rosal, M. C., Merriam, P. A., & Hebert, J. R. (2002). Moderate to vigorous physical activity and risk of upper-respiratory tract infection. Med Sci Sports Exerc, 34(8), 1242-1248.
Moreira A, Delgado L, Moreira P, Haahtela T. Does exercise increase the risk of upper respiratory tract infections? Br Med Bull. 2009;90:111-31. doi: 10.1093/bmb/ldp010
Nieman, D. C., Henson, D. A., Austin, M. D., & Sha, W. (2011). Upper respiratory tract infection is reduced in physically fit and active adults. Br J Sports Med, 45(12), 987-992. doi:10.1136/bjsm.2010.077875
Nieman, D. C., Henson, D. A., Fagoaga, O. R., Utter, A. C., Vinci, D. M., Davis, J. M., & Nehlsen-Cannarella, S. L. (2002). Change in salivary IgA following a competitive marathon race. Int J Sports Med, 23(1), 69-75. doi:10.1055/s-2002-19375
Ruuskanen, O., Luoto, R., Valtonen, M. et al. Respiratory Viral Infections in Athletes: Many Unanswered Questions. Sports Med 52, 2013–2021 (2022). https://doi.org/10.1007/s40279-022-01660-9
Schwellnus, M., Soligard, T., Alonso, J. M., Bahr, R., Clarsen, B., Dijkstra, H. P.,… Engebretsen, L. (2016). How much is too much? (Part 2) International Olympic Committee consensus statement on load in sport and risk of illness. Br J Sports Med, 50(17), 1043-1052. doi:10.1136/bjsports-2016-096572
Soligard, T., Schwellnus, M., Alonso, J.-M., Bahr, R., Clarsen, B., Dijkstra, H. P.,… Engebretsen, L. (2016). How much is too much? (Part 1) International Olympic Committee consensus statement on load in sport and risk of injury. Br J Sports Med, 50, 1030-1041. doi:10.1136/bjsports-2016-096581
Svendsen, I. S., Taylor, I. M., Tonnessen, E., Bahr, R., & Gleeson, M. (2016). Training-related and competition-related risk factors for respiratory tract and gastrointestinal infections in elite cross-country skiers. Br J Sports Med, 50(13), 809-815. doi:10.1136/bjsports-2015-095398
Walsh NP (2018) Recommendations to maintain immune health in athletes, European Journal of Sport Science, 18:6, 820-831, DOI: 10.1080/17461391.2018.1449895
Walsh, N. P., Gleeson, M., Shephard, R. J., Gleeson, M., Woods, J. A., Bishop, N. C., Simon, P. (2011). Position statement. Part one: Immune function and exercise. Exerc Immunol Rev, 17, 6-63.
Były chodziarz, który nieustannie dokądś zmierza (wielokrotny reprezentant Polski i dwukrotny olimpijczyk – z Pekinu i Rio). Współautor biografii Henryka Szosta, Marcina Lewandowskiego i Adama Kszczota oraz książki „Trening mistrzów". Doktor nauk medycznych i nauk o zdrowiu. Wykładowca na AHE w Łodzi, a także trener lekkoatletycznych klas sportowych w IV L.O. w Częstochowie. Działa też jako sędzia i organizator imprez, nie tylko sportowych.