Wśród wielu czynników, które wykazują powiązanie układu odpornościowego z wysiłkiem fizycznym, istotna rolę odgrywają cytokiny.
Cytokiny stanowią rodzinę białkowych mediatorów międzykomórkowych, regulujących procesy: wzrostu, różnicowania, migracji i apoptozy komórek. Odgrywają kluczową rolę w reakcjach odpornościowych, reakcjach zapalnych, w procesach rozwoju, regeneracji i utrzymania homeostazy tkanek. Charakteryzują się wysoką aktywnością w niskich stężeniach. W warunkach fizjologicznych występują miejscowo lub w płynach ustrojowych, zazwyczaj w niewielkich ilościach. Produkowane są przez wiele typów komórek i oddziałują plejotropowo.
Cytokiny oddziałują na komórki poprzez odpowiednie receptory powierzchniowe, które przekazują sygnał do wnętrza komórki. Ekspresja receptorów cytokin zależna jest od typu i stopnia zróżnicowania komórek.
Interleukina 6 (IL-6) jest cytokiną plejotropową, o szerokim spektrum aktywności biologicznej. Obecnie wiadomo, że jej główną rolą jest udział w odpowiedzi immunologicznej i reakcji zapalnej oraz w krwiotworzeniu. Interleukina 6 jest wytwarzana przez różne rodzaje komórek:
- układu immunologicznego (limfocyty T i B, monocyty i komórki dendrytyczne),
- spoza tego układu, ale uczestniczące w odpowiedzi immunologiczno-zapalnej (fibroblasty, keratynocyty, komórki śródbłonka naczyń, zrębu szpiku),
- uczestniczące w przebudowie tkanki łącznej (osteoblasty, chondrocyty),
- inne komórki prawidłowe (mezangialne nerek, adipocyty oraz komórki mięśni),
- niektóre komórki nowotworowe.
Interleukina 6 (IL-6) jest miokiną wytwarzaną w znacznych ilościach przez komórki mięśni szkieletowych podczas wysiłku fizycznego.
Interleukina 6 (IL-6) jest najważniejsza cytokiną w indukcji odpowiedzi ostrej fazy w czasie i po wysiłku. Stężenie interleukiny 6 (IL-6) wzrasta nawet 100 razy w następstwie wysiłku fizycznego (w biegach długodystansowych wzrost nawet 8000-krotny) – dla porównania w infekcji układowej wzrost jest 1000- 10000-krotny. Wykazano wzmożoną ekspresję interleukiny-6 (IL-6) w tkance mięśniowej w konsekwencji wysiłku fizycznego (u starszych ludzi wzrost jest mniejszy niż u młodych osób. Niska aktywność fizyczna prowadzi do podwyższenia, natomiast regularny trening do obniżenia podstawowego stężenia interleukiny 6 (IL-6) w osoczu. Regularny trening obniża powysiłkowy wzrost interleukiny 6 (IL-6) zarówno w osoczu, jak i w tkance mięśniowej.
Obecnie nie wiąże się bezpośrednio wzrostu stężenia interleukiny 6 (Il-6) z powysiłkowym uszkodzeniem miocytów, ponieważ wzrost ten nie koreluje z markerami uszkodzenia komórek mięśniowych CK i mioglobiną. Natomiast sam skurcz mięśni jest czynnikiem pobudzającym produkcję interleukiny 6 (IL-6), podobnie jak procesy naprawcze mięśnia w spoczynku przeprowadzane przez monocyty/makrofagi. Stwierdzono również, że wysiłek fizyczny nie prowadzi do zwiększenia wytwarzania interleukiny 6 (IL-6) przez monocyty, przeciwnie obniża wytwarzanie jej przez te komórki.
Wydzielanie interleukiny 6 (IL-6) w czasie wysiłku jest zależne zarówno od jego czasu trwania, intensywności, jak i psychicznego nastawienia do niego oraz sposobu wykonywania ćwiczeń. Sekrecja tej cytokiny pobudzana jest przez fizjologiczne, patologiczne i psychologiczne stresory. Stres oksydacyjny i wzmożone wytwarzanie wolnych rodników w mięśniach pobudza wytwarzanie interleukiny 6 (IL-6). Antyoksydanty znoszą to działanie – (należy oznaczyć poziom glutationu w krwi pełnej). Wzrost wydzielania interleukiny 6 (IL-6) jest jedną z istotnych przyczyn odczuwania zmęczenia, bólu, zmian nastroju czy zaburzeń koncentracji. Interleukina 6 (Il-6) w wysiłku może być również uwalniana ze ścięgien, śródbłonka naczyń , może również pochodzić z tkanki tłuszczowej. Zmiany stężenia interleukiny 6 (IL-6) w pośredni sposób wskazują na ilość tkanki mięśniowej zaangażowanej w aktywność fizyczną. Ćwiczenia uruchamiające liczne grupy dużych mięśni np. bieg powodują najbardziej znaczący wzrost stężenia interleukiny 6 (IL-6) w surowicy.
Ogólnoustrojowe działanie interleukiny-6 (IL-6) w czasie wysiłku:
- Wzrost stężenia interleukiny-6 (IL-6) powoduje wzrost stężenia glikemii (endogennej glukozy),
- Wykazuje działanie lipolityczne (wzmaga lipolizę i oksydację tłuszczów), efekt działania tej cytokiny jest modulowany przez katecholaminy, IL-6 i adrenalina mogą wzajemnie nasilać swoje działanie w odpowiedzi na wysiłek fizyczny,
- Podwyższa stężenie glukagonu i hormonu wzrostu we krwi (podobnie IGF-1),
- Podwyższa stężenie ACTH – kortykotropiny,
- Podwyższa stężenie kortyzolu (wzrost kortyzolu prowadzi do wzmożonej lipolizy i uwalniania glukozy z hepatocytów),
- Działanie immunomodulujące (poprzez wpływ na stężenie kortyzolu; kortyzol ma działanie przeciwzapalne)
- Uwalniana z kurczących się mięśni wzbudza odpowiedź przeciwzapalną przez działanie na wątrobę oraz różne subpopulacje limfocytów (zwiększona ekspresja CRP, IL-10, IL-1Ra) bez znaczącego wzrostu mediatorów zapalenia,
- Hamuje wytwarzanie TNF-α i zwiększa wytwarzanie leptyny.
Najnowsze doniesienia wskazują, że sama interleukina 6 (IL-6) może pełnić funkcję „czujnika” energetycznego, ponieważ zwiększa aktywność kinazy aktywowanej przez AMP i translokację transportera glukozy zależnego od insuliny (insulin-dependent glucose transporter 4 – GLUT4). Te nowe obserwacje wskazują, że interleukina 6 (IL-6) może raczej chronić przed rozwojem insulinooporności i zespołu metabolicznego niż temu sprzyjać.
Wytwarzanie interleukiny 6 (IL-6) jest ograniczane przez hormony płciowe. U osób po menopauzie i andropauzie obserwuje się zwiększone stężenie tej cytokiny we krwi. Zjawisko może być odpowiedzialne za zaburzenia towarzyszące starzeniu się i przypominające objawy charakterystyczne dla przetrwałych chorób zapalnych, tj. zmniejszenie masy ciała, osteopenię, umiarkowaną anemię, zwiększenie stężenia CRP i amyloidu A, a zmniejszenie stężeń albuminy i całkowitego cholesterolu w surowicy.
Podsumowując: niska aktywność fizyczna prowadzi do podwyższenia stężenia interleukiny 6 (IL-6), natomiast regularny trening o obniżenia podstawowego stężenia interleukiny 6 (IL-6) w surowicy krwi.
Umiarkowany wysiłek fizyczny u zdrowych ludzi działa modulująco na układ odpornościowy i ma pozytywny wpływ na zdrowie. Regularne ćwiczenia fizyczne mogą działać ochronnie przed wieloma schorzeniami: miedzy innymi cukrzycą typu II, miażdżycą, ale również rakiem jelita grubego, czy rakiem piersi. Równie istotna jest korzystna rola umiarkowanego wysiłku fizycznego w czasie rehabilitacji.
Piśmiennictwo
- M. Mędraś, red.: Endokrynologia wysiłku fizycznego u sportowców, MedPharm Polska 2010.
