L’immunologia dell’esercizio fisico si sviluppa a partire dalla metà degli anni Ottanta. Diversi riscontri di natura infettiva delle prime vie aeree (Upper Respiratory Tract Infection, URTI) in atleti di livello nelle discipline di endurance ne sanciscono l’importanza.

L’attenzione a questa tematica conquistò la ribalta nel 1987, durante la maratona di Londra, grazie ai preziosi contributi del Dott. David Nieman; a lui si devono i primi studi di modellistica utilizzati per descrivere i meccanismi di risposta immunologica allo stress muscolare.

Qualche anno dopo la maratona, nel 1993, nasce l’International Society of Exercise and Immunology (ISEI) che, a sua volta, nel 1994, fonda l’Exercise Immunology Review, rivista scientifica ufficiale.

Funzioni del Sistema Immunitario

Il sistema immunitario svolge tre funzioni:

1. protegge l’organismo dagli agenti patogeni (invasori esterni che causano malattie);
2. rimuove le cellule e i tessuti danneggiati o morti e i globuli rossi invecchiati;
3. riconosce e rimuove le cellule anomale, come quelle tumorali (neoplastiche).

Nel suo insieme, il sistema immunitario è una complessa rete integrata costituita da tre componenti essenziali, che contribuiscono proprio all’immunità:

1. gli organi (milza, timo, linfonodi, tonsille, appendice);
2. le cellule (globuli bianchi o leucociti: eosinofili, basofili/mastociti, neutrofili, monociti/macrofagi, linfociti/plasmacellule e cellule dendritiche);
3. i mediatori chimici.

Ci sono due tipi di sistema immunitario:

1. il sistema immunitario innato (aspecifico): meccanismo di difesa generale, presente sin dalla nascita, che agisce rapidamente (minuti oppure ore) e in maniera indiscriminata contro qualsiasi agente esterno;
2. il sistema immunitario acquisito (specifico): si sviluppa lentamente, dopo il primo incontro con uno specifico agente patogeno (nell’arco di alcuni giorni), ma conserva una certa memoria che gli consente di agire in maniera più rapida, a seguito di ulteriori esposizioni future.

Un sistema di collegamento tra il sistema nervoso, il sistema endocrino e il sistema immunitario è stato studiato per uno scopo fondamentale, quello di ottenere l’equilibrio omeostatico, che si traduce nel nostro bene primario: la salute.

• Sistema nervoso
• Sistema endocrino        → EQUILIBRIO OMEOSTATICO → SALUTE
• Sistema immunitario

L’attività fisica intensa e prolungata, soprattutto di endurance (maratone, ultramaratone, triathlon) in modalità acuta (gara) e cronica (preparazione, allenamenti) può indebolire il sistema immunitario, inducendo l’organismo a contrarre con maggiore frequenza patologie di natura infettiva.

Fattori indotti dall’esercizio fisico come stress ossidativo, aumento del tasso metabolico, catecolamine, cortisolo e fattore di crescita simile all’insulina-1 possono, infatti, influenzare:

• il riconoscimento degli agenti patogeni alterando l’espressione di molecole di riconoscimento come i recettori toll-like e scavenger;
• il traffico di cellule alterando l’ematopoiesi, morte cellulare (apoptosi) ed espressione delle molecole di adesione;
• le funzioni effettrici come scoppio ossidativo, espressione di citochine ed elaborazione e presentazione dell’antigene.

Alcuni autori (Bruunsgaard et.al., Sport Med. 19 (6): 393-400.1995, Nieman Med Sci Sports Exerc 1993; 25:1126-34) hanno osservato che l’esercizio fisico ad alta intensità era associato a maggiori aumenti di neutrofili circolanti, cortisolo plasmatico e una maggiore caduta nei linfociti circolanti, nell’attività citotossica delle cellule NK (natural killer) e risposta prolifera dei linfociti durante il recupero.

Conclusione: le elevate intensità sono associate a un maggior effetto immunosoppressivo. Questo è indubbio per un esercizio che dura meno di un’ora; se la durata dell’esercizio è sufficientemente lunga (2-3 ore), gli effetti immunosoppressivi dell’esercizio, anche di intensità moderata, potrebbero effettivamente superare quelli osservati dopo uno di alta intensità.

Dopo una maratona si verificano i seguenti cambiamenti nella funzione immunitaria:

• diminuzione dei livelli ematici di cellule B, cellule T e cellule NK;
• riduzione dell’attività delle cellule NK e della funzione delle cellule T;
• diminuzione dei livelli di IgA nasali e salivari;
• aumento delle citochine e pro e antinfiammatorie.

Tutto questo provoca una depressione della capacità del sistema immunitario di difendersi dagli agenti patogeni invasori. La ragione biologica che spiega perché un intenso esercizio fisico promuova la depressione immunitaria è probabilmente correlata agli effetti immunodepressivi degli ormoni dello stress, come il cortisolo.

È stato ipotizzato che questa soppressione immunitaria, a seguito di una maratona, fornisca una finestra temporale, denominata “open window”, durante la quale virus e batteri possono prendere piede e aumentare il rischio di infezione.

Sono stati svolti anche studi su ciclisti di classe A ai quali è stato proposto un allenamenti di 2 ore al 90% della loro soglia ventilatoria. Sono stati presi dei campioni di sangue prima, dopo 2 – 4 – 6 – 8 e 24 ore dall’allenamento; si sono riscontrati cambiamenti nelle variabili immunologiche fino a 8 ore dalla fine del suddetto allenamento.

Tutti questi risultati forniscono ulteriori prove per convalidare la teoria della open window, confermando la presenza di un numero inferiore di cellule immunitarie e una loro funzione diminuita a seguito di un esercizio fisico di endurance che perdurerà per diverse ore dalla fine dell’allenamento/gara.

È, comunque, importante sottolineare che periodi di intenso allenamento fisico non comportano uno stato cronico di depressione immunitaria: il numero e la funzione dei leucociti ritornano ai livelli pre-allenamento entro 3 – 24 ore.

Tuttavia, in atleti impegnati in allenamenti intensivi per periodi estremamente lunghi, si può arrivare a situazioni di overtraining; in questa circostanza, la funzione immunitaria potrebbe non riprendersi completamente dalle sessioni di allenamento svolte e alcuni funzioni potrebbero diventare cronicamente depresse.

Qual è l’effetto dell’attività fisica sul nostro sistema immunitario?

Da ricerche effettuate, sembrerebbe che svolgere esercizio fisico regolare, di moderata intensità, stimoli il sistema immunitario, esercitando sull’organismo effetti di tipo protettivo.

Soggetti moderatamente attivi, rispetto ai sedentari o a chi si sottopone ad allenamenti pesanti, risultano essere la categoria con il minor rischio di contrarre infezioni, soprattutto URTI – Upper Respiratory Tract Infection.

In termini di prevenzione e terapia del cancro, per esempio, è stato dimostrato che un’attività fisica moderata regolare riduce il rischio di sviluppare alcune forme della malattia; sembrerebbe anche limitare il rischio di metastasi (almeno è quanto emerso con gli animali da esperimento).

Uno studio osservazionale su 547 adulti sani, di età compresa tra i 20 e i 70 anni, sottoposti ad attività moderata/vigorosa (> o = METs) dimostra che alti livelli di attività moderata eseguiti a casa, a lavoro e durante il tempo libero sono stati associati a una riduzione del 20 – 30 % del rischio annuale di URTI, in un gruppo di adulti prevalentemente non allenati.

Sono stati condotti altri studi su soggetti sottoposti ad allenamenti moderati (5 sessioni da 45 minuti a settimana, camminata veloce al 60%, frequenza cardiaca di riserva per 15 settimane): hanno ottenuto un considerevole aumento delle immunoglobuline IgG, IgA e IgM sieriche dopo 6 e 15 settimane di allenamento (con particolare evidenza dopo 6 settimane di allenamento e con una certa attenuazione verso al 15esima settimana).

Cosa si intende per esercizio moderato?

Forniamo, di seguito, delle specifiche che ci servono per definire cosa sia un esercizio moderato.

• Esercizio della durata inferiore a 1,5 h di lavoro muscolare continuo;
• esecuzione di diversi tipi di attività aerobica (es.: camminata, jogging, ciclismo);
• intensità inferiore al 75% del VO2max (60 – 70% Fcmax);
• mai in condizioni di digiuno poiché tale situazione determinerebbe un maggior rilascio di ormoni da stress;
• meno di 5 allenamenti a settimana.

L’esercizio fisico moderato misto (aerobico – anaerobico) si è rivelato capace di migliorare diversi parametri immunologici:

• numerosità, proliferazione ed espressione delle sottopopolazioni linfocitarie Th1 e Th2;
• livelli di immunoglobine sieriche e secretorie;
• aumento dell’attività citotossica delle cellule NK;
• aumento del riconoscimento dei patogeni e della capacità dei macrofagi;
• aumento dell’attività fagocitaria dei neutrofili e macrofagi;
• maggiore efficacia dei vaccini antinfluenzali; la maggior parte della letteratura suggerisce che l’esposizione all’esercizio acuto o cronico aumenta significativamente la risposta immunitaria alla vaccinazione (importante nei soggetti anziani).

Questo tipo di allenamento, quindi, fornisce una spinta positiva sia al sistema immunitario innato ( cellule natural killer e neutrofili) sia al sistema immunitario acquisito ( anticorpi). Questo aumento della funzione immunitaria indotto dall’esercizio fisico è transitorio e torna a livelli di pre-esercizio entro una media di 3 ore.

Sembra che ogni allenamento migliori la funzione immunitaria contro i patogeni in un breve periodo; la somma di questi effetti si traduce in un ridotto rischio di infezione (effetto sommatoria).

Conclusioni

L’adattamento immunologico dell’attività fisica dipende dall’intensità, dalla durata e dal tipo di esercizio, oltre che dalla temperatura dell’ambiente, dallo stato nutrizionale e di idratazione, dalla composizione corporea e dalla concentrazione di ormoni e citochine.

Sebbene non si abbiano numerose prove capaci di indicare una differenza clinicamente significativa nella funzione immunitaria tra persone sedentarie e moderatamente attive, esistono prove epidemiologiche convincenti che una moderata attività fisica abituale sia associata a una ridotta incidenza di infezioni.