Inmunidad en el Deporte

Universidad del País Vasco
Euskal Herriko Unibertsitatea
Departamento de Fisiología
Programa de Doctorado en Fisiología
2003 - 2005
Inmunología Celular
Inmunidad en el Deporte
Natalia I. Wiereszen
Inmunidad en el Deporte
Indice
Introducción
3
Características Generales del Sistema Inmune
4
El Sistema Inmune y el Ejercicio Físico
12
Ventajas y Desventajas del Ejercicio sobre la Capacidad de Respuesta Inmune
20
Conclusiones
22
Referencias Bibliográficas
23
Programa de Doctorado en Fisiología 2003 – 2005
Natalia I. Wiereszen
2
Inmunidad en el Deporte
Introducción
El sistema inmune comprende todos aquellos mecanismos fisiológicos que
dotan al organismo de la capacidad de reconocer materiales extraños al mismo, e
incluye mecanismos de defensa no específicos.
El ejercicio conlleva una serie de demandas sobre el organismo que son
dependientes de la forma, intensidad y duración del mismo y que, a su vez, tienen
profundas repercusiones sobre la capacidad de respuesta inmune del deportista. De
modo recíproco, la capacidad de respuesta inmune del deportista repercute sobre la
salud y ésta sobre su rendimiento.
El estudio de los efectos del ejercicio sobre el sistema inmune necesita de la
comprensión de una red de interacciones entre el sistema nervioso central, el
endocrino y el mismo sistema inmune, ya que serán los encargados de la respuesta
al estrés originado por la actividad física. El componente nervioso incluye la
inervación simpática de la corteza suprarrenal y los ganglios, el endocrino a las
hormonas de estrés producidas por la estimulación del eje hipotálamo-hipófisissuprarrenal; y el sistema inmune participa produciendo mediadores inmunológicos
que condicionan la respuesta hormonal.
El ejercicio altera la distribución, el tráfico y las capacidades funcionales de
los distintos tipos de células inmunes. Como también, causa alteraciones en los
niveles locales y sistémicos de diversos mediadores moleculares1-2-5-9-13.
El objetivo de este trabajo es: identificar los efectos del ejercicio sobre los
distintos componentes del sistema inmune.
Una revisión bibliográfica de los últimos años, junto a la consulta en las
bases de datos Medline y Lilacs y la seleccionaron de los artículos originales cuyas
fechas de publicación oscilaban entre los años 1994 – 2004; han sido la fuente del
trabajo que a continuación se expone.
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Inmunidad en el Deporte
Características Generales del Sistema Inmune
La inmunidad es la capacidad del organismo para luchar contra los
microorganismos y las toxinas que intentan dañar los tejidos y órganos1.
El sistema inmune reconoce y reacciona frente a moléculas de organismos
capaces de provocar enfermedad, a los que agrede de varias formas. Para ello, este
sistema discrimina las moléculas propias y extrañas (antígenos), y responde
tolerando a las primeras y reaccionando contra las segundas. Las células del
sistema inmune son capaces de reconocer distintos antígenos y desarrollar
diferentes tipos de respuestas frente a ellos (Figura 1)2.
Gran parte de la inmunidad depende de un especial sistema productor de
anticuerpos y linfocitos activados que atacan y destruyen los microorganismos
específicos o sus toxinas. Esta es la Inmunidad Específica o Adquirida.
Otra parte de la inmunidad resulta de procesos generales, dado por los
leucocitos y las células de los tejidos que originalmente procedentes de ellos. Esta
es la Inmunidad Inespecífica o Innata.
Figura 1. Células del Sistema Inmune
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Inmunidad Inespecífica o Innata
Los leucocitos o glóbulos blancos son “unidades móviles” del sistema
protector del cuerpo. Se forman en la médula ósea y en el tejido linfoide, pero
después de producidos son transportados por la sangre a diferentes partes del
organismo, donde ejercen sus funciones. El valor fundamental de los leucocitos
estriba en que son transportados específicamente a zonas donde hay inflamación,
proporcionando así una defensa rápida y enérgica contra cualquier posible agente
infeccioso3.
Normalmente se encuentran en la sangre 6 tipos de glóbulos blancos3:
9
Polimorfonucleares neutrófilos
9
Polimorfonucleares eosinófilos
9
Polimorfonucleares basófilos
9
Monocitos (macrófagos tisulares)
9
Linfocitos
9
Células Plasmáticas
Los 3 tipos de células polimorfonucleares tienen aspecto granuloso, por lo
que se denominan granulocitos.
Los granulocitos y los monocitos protegen el cuerpo contra gérmenes
invasores captándolos por fagocitosis. Los linfocitos y células plasmáticas funcionan
principalmente en relación con el sistema inmunitario.
Estas células pueden responder de distinta manera a los patógenos:
a) Los neutrófilos y los monocitos-macrófagos lo fagocitan y lo destruyen
en su interior.
b) Los eosinófilos, basófilos y linfocitos citotóxicos espontáneos (NK)
exocitan productos tóxicos y pro inflamatorios al exterior.
Así, los primeros destruyen los
patógenos
y,
los
segundos
desencadenan la respuesta inflamatoria.
Los
neutrófilos
constituyen
el
62% de todos los leucocitos, son células
maduras que pueden atacar y destruir
bacterias y virus incluso en la sangre
circulante.
Proceso de Fagocitosis12
En cambio, los monocitos sanguíneos (5.3%) son células inmaduras con muy poca
capacidad para luchar contra los gérmenes infecciosos. Sin embargo, una vez que
entran en los tejidos comienzan a hincharse, aumentando su diámetro hasta cinco
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veces, ahora estas células se llaman macrófagos y tiene una gran capacidad para
combatir a los agentes patógenos.
Estas células fagocíticas poseen un mecanismo de reconocimiento de
patógenos cuya base molecular son receptores no antígeno específicos. Estos
receptores guían a éstas células hacia los patógenos que deben fagocitar. Tienen
receptores para lipopolisacárido bacteriano (CD14) y para otros componentes de la
pared bacteriana. También expresan receptores para componentes activados del
complemento (receptores de C3b) y para los anticuerpos (receptores de IgG)
unidos a los patógenos2-12.
Los eosinófilos constituyen del 2 al 3% de todos los leucocitos, con
frecuencia se producen en gran cantidad cuando existe una infección parasitaria3.
Vierten el contenido de sus gránulos que contienen varias proteínas como
peroxidasas, ribonucleasas y la proteína básica principal del eosinófilo (BMP)
activadora de neutrófilos, basófilos, mastocitos y macrófagos. También contienen
proteínas que son capaces de lesionar tejidos como la cationica (ECP) y la
neurotoxina.
Asimismo,
tienen
enzimas
anti-inflamatorias
(histaminasa,
arilsulfatasa, fosfolipasa D) que atenúan o interrumpen reacciones inflamatorias.
También producen citocinas IL-3, IL-5 y GM-CSF que prolongan su supervivencia,
citocinas pro-inflamatorias como TNFα, IL-6, IL-8 y otras anti-inflamatorias como
TGFα y TGFβ. Estas células expresan receptores de baja afinidad para la región
constante de la IgE (CD23) y de la IgG (CD32)2.
Los basófilos (0.4%) y los mastocitos son células con receptores para la IgE
y derivan de precursores comunes. Los basófilos se encuentran en la sangre y los
mastocitos en el tejido conectivo, concretamente en la dermis y en los tejidos
submucosos del tracto respiratorio y gastrointestinal, donde dependen de los
factores de crecimiento producidos por los fibroblastos. Entre los mediadores que
contienen sus gránulos podemos destacar aminas vasoactivas como la histamina y
la
serotonina,
los
proteoglicanos,
la
heparina,
las
carboxipeptidasas,
las
serinaproteasas y las sulfatasas. También producen PGD2, leucotrienos y factor
activador de plaquetas (PAF). Su activación aumenta el flujo sanguíneo local y la
extravasación de fluído en los tejidos adyacentes, favoreciendo la extravasación de
células y proteínas activas frente a los patógenos.
Los mastocitos sintetizan, tras el entrecruzamiento con sus Ig, mediadores
lipídicos derivados del ácido araquidónico: prostaglandinas (PGD-2), tromboxanos y
leucotrienos. Estos compuestos mantienen la inflamación. A estas células se las
vincula con procesos alérgicos.
Dentro de las células exocíticas, las NK tienen receptores para IgG, mientras
que los basófilos y los eosinófilos tienen receptores para IgE2.
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Inmunidad Específica o Adquirida
El cuerpo humano tiene capacidad de desarrollar una inmunidad específica
muy poderosa contra agentes invasores concretos (bacterias, virus, toxinas,
proteínas extrañas). Existen dos tipos básicos, estrechamente relacionados, de
inmunidad. En uno de ellos, los linfocitos B producen anticuerpos circulantes,
moléculas de globulina capaces de atacar al agente invasor. Este tipo de inmunidad
se llama Inmunidad Humoral. En el segundo tipo de inmunidad adquirida, los
linfocitos T, forman linfocitos activos, programados de manera específica para
destruir al agente extraño. Este tipo de inmunidad se llama Inmunidad mediada por
células T o Inmunidad Celular3.
Los linfocitos no sólo están en la sangre, también se encuentran en los
ganglios linfáticos y en tejidos linfoides (bazo, médula ósea, submucosa del tracto
gastrointestinal, amígdalas y adenoides). Los linfocitos de la médula ósea
constituyen una reserva que regenera los linfocitos circulantes1.
Los linfocitos T y B, tienen receptores con los que reconocen antígenos
específicos. Los linfocitos T reconocen antígenos presentados por otras células,
mientras que los linfocitos B reconocen antígenos libres. El reconocimiento
antigénico induce en los linfocitos B su diferenciación en células plasmáticas
secretoras de anticuerpos, mientras que en los linfocitos T induce su diferenciación
en linfocitos T efectores. Los linfocitos T CD4 se diferencian en efectores
cooperadores (Th) y los T CD8 en efectores citotóxicos (Tc)2.
Ambos tipos de linfocitos T efectores (Th y Tc) responden de distinta forma a
la estimulación con el antígeno2:
9
Los linfocitos T citotóxicos secretan proteínas que matan a las células
en las que reconocen el antígeno.
9
Los linfocitos T cooperadores secretan moléculas de comunicación
intercelular (citocinas) que estimulan a otras células inmunes.
Ejercen funciones reguladoras sobre macrófagos y linfocitos B. Activan a los
primeros para que secreten, productos pro inflamatorios y antimicrobianos
(radicales oxidantes, óxido nítrico, lisozima), al tiempo que cooperan con los
linfocitos B para que éstos sinteticen y secreten anticuerpos. Estos anticuerpos (Ac)
son moléculas proteicas solubles que reconocen y se unen a los antígenos (Ag) de
los patógenos. Estas uniones Ac-Ag (llamadas inmunocomplejos) atraen a otras
moléculas y células del sistema inmune que contribuirán a la eliminación del
antígeno (Figura 2)2.
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Inmunidad en el Deporte
Figura 2. Los anticuerpos dirigen el antígeno hacia las células el sistema inmune
Tras la estimulación con el antígeno, las células B que lo reconocen también
sufren procesos de diferenciación celular hacia células plasmáticas que se
especializan en la secreción de anticuerpos de un único isotipo. Así, cada célula
plasmática produce un único isotipo de inmunoglobulina: IgA, IgM, IgD, IgE, IgG1,
IgG2, IgG3 o IgG4. Los distintos isotipos tienen funciones inmunes especializadas,
pues reclutan a diversos tipos de moléculas y células en la lucha contra el antígeno
que
reconocen.
La
unión
de
anticuerpos
de
ciertos
isotipos
al
patógeno
desencadena la activación del complemento exclusivamente en el espacio vascular
(IgM), o indistintamente en el espacio vascular o el extravascular (IgG1, IgG2 e
IgG3). La de otros isotipos como la IgE provoca la liberación de mediadores pro
inflamatorios en los tejidos desde los mastocitos, los basófilos y los eosinófilos2.
Comunicación Intercelular
Las células del sistema inmune se comunican entre sí mediante moléculas de
sus membranas plasmáticas, y a través de la secreción de moléculas de
comunicación intercelular solubles, las citocinas. Las células del sistema inmune
también están sometidas a regulación por células de otros sistemas, como son el
sistema nervioso y el endocrino2.
Las citocinas se dividen en una serie de familias (Tabla 1). Los mecanismos
de acción de las citocinas son usualmente yuxtacrinos (sobre células adyacentes) o
paracrinos (sobre células del mismo tejido), aunque algunas citocinas como la IL-1,
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la IL-6 y el factor de necrosis tumoral α (TNFα) pueden además ejercer una función
endocrina. Las citocinas participan en la regulación de las respuestas inflamatorias
secundarias al ejercicio2.
FAMILIA ESTRUCTURAL
Citocinas de Tipo 1
CITOCINAS QUE INCLUYE
IL-2, IL-3, IL-4, IL-5, IL-6, IL-7, IL-9, IL-11,
IL-12, IL-13, IL-15 y algunos factores de
crecimiento hematopoyéticos
Citocinas de Tipo 2
Interferones, IL-10
Familia del TNF
TNF, Leucotrienos (LT)
Miembros de la superfamilia de Ig
IL-1, Quimiocinas
Tabla 1. Familias estructurales de citocinas
Las citocinas producidas por los linfocitos T cooperadores son decisivas en la
determinación del tipo de respuesta inmune. El interferón γ estimula respuestas
inmunes del tipo 1 en las que participan anticuerpos fijadores de complemento y
células efectoras fagocíticas (neutrófilos y monocitos). Por el contrario, la IL-4
provoca respuestas inmunes de tipo 2 en las que participan anticuerpos de isotipo
IgE y células exocíticas (basófilos y eosinófilos)2.
Mecanismos Celulares Efectores de la Respuesta Inmune
La respuesta inmune pretende eliminar el agente patógeno, o al menos,
controlar su dispersión y virulencia. Para ello dispone de una variedad de tipos
celulares con distintas armas. Los linfocitos citotóxicos (T y NK) matan células
infectadas o estresadas. Aunque los mecanismos por los que Tc y NK reconocen a
sus víctimas (células diana) son distintos, los mecanismos efectores por los que
matan a sus células diana son comunes e incluyen dos grandes tipos2:
A.
Secreción de gránulos que contienen perforinas y proteínas inductoras
de la apoptosis.
B.
Moléculas de membrana (Fas ligando) que inducen apoptosis en células
diana que expresan la molécula Fas.
Los linfocitos T citotóxicos reconocen con su receptor antigénico a un
antígeno de un patógeno determinado y matan a las células infectadas que lo
presentan.
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Las células citotóxicas espontáneas, o células NK (natural Killer), reconocen
a las células que tienen que matar por distintos mecanismos2:
A.
Citotoxicidad dependiente de anticuerpo, que dirige a las células NK
contra las células cuyo antígenos son reconocidos por anticuerpos de
isotipo IgG.
B.
Receptores para la proteína de estrés HSP72, que les sirve para
reconocer y eliminar a células sometidas a un elevado nivel de estrés.
C.
Receptores para moléculas de histocompatibilidad de clase I, que
detectan a las células con una anómala expresión de moléculas de
histocompatibilidad. De este modo reconocen y lisan a las células que
han perdido expresión de moléculas de clase I.
Existen otras células con receptores para la fracción constante de la IgG
(FcIgG),
los
leucocitos
mononucleares
(monocitos,
macrófagos
y
células
dendríticas) y leucocitos polimorfonucleares (neutrófilos) que, por medio de estos y
otros receptores (de complemento y de lipopolisacárido bacteriano), reconocen y
fagocitan los patógenos que serán destruidos en sus fagolisosomas. Las células
fagocíticas mononucleares no sólo destruyen patógenos, sino que procesan los
antígenos fagocitados y los presentan en moléculas de histocompatibilidad a
loslinfocitos T. Los linfocitos mononucleares producen citocinas, radicales libres,
óxido nítrico y enzimas proteolíticas.
Finalmente, otras células efectoras como eosinófilos, basófilos y mastocitos
tienen receptores para la FcIgE que inducen respuestas inflamatorias alérgicas.
Estas células producen mediadores y citocinas pro inflamatorias y son muy
importantes en los procesos inflamatorios de las vías respiratorias. Al contrario que
los receptores para FcIgG que en su mayoría son de baja afinidad, la mayor parte
de las células con receptores para FcIgE expresan receptores de alta afinidad
capaces de unir moléculas libres de IgE. Sin embargo, las células B, células de
Langerhans, monocitos y eosinófilos expresan receptores de baja afinidad2.
Eje Neuro – Endocrino – Inmunológico
Los sistemas de comunicación interna del organismo (el sistema nervioso y
el sistema endocrino) interaccionan entre si y modulan la fisiología del sistema
inmune, que no sólo emplea los sistemas de comunicación intercelular que le son
propios, sino también otros que participan en las respuestas al estrés.
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Inmunidad en el Deporte
Varios tipos de estrés fisiológico, incluyendo al ejercicio físico y el estrés
emocional,
influyen
en
la
respuesta
inmune4.
Las
hormonas
de
estrés
(catecolaminas, cortisol y hormona de crecimiento) movilizan las reservas y
aumentan la capacidad del individuo para afrontar las necesidades de una situación
crítica2-4-12. Estas hormonas también modulan el número y actividad de los
leucocitos circulantes, que pueden comprometer, la capacidad de respuesta del
sistema inmune y predisponer a infecciones12.
Los efectos del ejercicio sobre la respuesta inmune con mediados por
circuitos neuro-endocrinos (hormonas de estrés) y por los circuitos paracrinoendocrinos del sistema inmune constituidos por las citocinas (Figura 3). Estas
moléculas actúan como señales de emergencia del sistema inmune, integrando y
coordinando la señalización local y sistémica durante las reacciones inmunes e
inflamatorias. En general actúan localmente, pero algunas pueden producirse en
cantidades suficientes para alcanzar una concentración en la circulación que le
permite ejercer efectos sistémicos.
Figura 3. Relación entre los sistemas nervioso, endocrino e inmune en la respuesta
de estrés originada por el ejercicio
En la interrelación entre los tres sistemas participan diversos mecanismos y
mediadores:
9
La acción del sistema nervioso es desempeñada fundamentalmente
por las terminaciones simpáticas, que estimulan tanto la respuesta
endocrina como ciertas acciones de los órganos linfoides.
9
Los mediadores endocrinos incluyen las hormonas: de crecimiento
(GH),
la
hipotalámica
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liberadora
de
ACTH
(CRH),
la
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adenocorticotropa
(ACTH),
el
cortisol,
las
β-endorfinas
y
las
catecolaminas.
9
Por
parte
del
sistema
inmune
intervienen
mediadores
pro
inflamatorios producidos por macrófagos residentes en los tejidos y
por los linfocitos T, así como mediadores antiinflamatorios que
participan en la resolución de la inflamación en respuesta al ejercicio.
Algunos de estos mediadores inmunes actúan a nivel sistémico
estimulando la respuesta de fase aguda, además de intervenir sobre
el sistema neuro-endocrino. Las moléculas mediadoras paracrinas y
endocrinas que intervienen en las respuestas de estrés y procesos
inflamatorios subsecuentes se muestran en la Tabla 2.
Grupo de Mediadores
Fuente de los Mediadores
Mediadores
Mediadores endocrinos de la
Hipotálamo
CRH, GH, ACTH,
respuesta de estrés
Hipófisis anterior
β-endorfinas, cortisol,
Corteza suprarrenal
catecolaminas
Mediadores paracrinos del
Citocinas pro inflamatorias
IL-1, IL-6, IL-8, TNFα,
sistema inmune
Macrófagos titulares
IFNγ, IL-5
Linfocitos T
Citicinas con efecto
Diversas células inmunes y
inmunosupresor y
no inmunes
IL-10, IL-1ra, TGFβ
antiinflamatorio
Tabla 2. Mediadores en la respuesta de estrés al ejercicio
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El Sistema Inmune y el Ejercicio Físico
El ejercicio conlleva una serie de demandas sobre el organismo que son
dependientes de la forma, intensidad y duración del mismo y que, a su vez, tienen
profundas repercusiones sobre la capacidad de respuesta inmune del deportista. De
modo recíproco, la capacidad de respuesta inmune del deportista repercute sobre
su salud y ésta, sobre su rendimiento.
El estudio del efecto del entrenamiento sobre la inmunidad, requiere dos
definiciones operativas: la cantidad y la intensidad incluida en las tandas de
entrenamiento, y el nivel inicial de forma física de los sujetos estudiados.
EL ejercicio intenso, especialmente el que requiere mayor proporción de
contracciones excéntricas, induce respuestas inflamatorias transitorias en los
músculos
ejercitados
microtraumatismos
más
musculares
intensamente.
y
participa
Esta
en
inflamación
los
procesos
responde
de
a
reparación,
hipertrofia y angiogénesis muscular secundarios al ejercicio. Por tanto, la
inflamación es un proceso esencial en la adaptación del músculo al ejercicio2-5-7-13.
Sin embargo, no todas las consecuencias de la inflamación muscular son
beneficiosas. La repetición de reacciones inflamatorias intensas, provocadas por
cargas
diarias
excesivas
de
entrenamiento,
puede
provocar
una
afección
inflamatoria local de carácter crónico o recurrente que produce dolores musculares
y disminución del rendimiento físico. Ya que la intensidad de la respuesta
inflamatoria local es proporcional al daño muscular provocado por el ejercicio, las
cargas excesivas con componente excéntrico que provocan daño muscular, elevan
la intensidad de la inflamación hasta un grado en el que se pueden tener
repercusiones sistémicas en el organismo del deportista. Esta afectación sistémica
se traduce en forma de respuesta de fase aguda a la inflamación, que cuando es
intensa y mantenida a lo largo del tiempo, altera la capacidad inmune del
deportista y puede conducir a situaciones de inmunosupresión, aumentando la
susceptibilidad a infecciones y poniendo en riesgo su salud5-9.
Efectos del Ejercicio sobre las Células y los distintos Mediadores del
Sistema Inmune
Es bien conocido que el ejercicio altera la distribución, el tráfico y las
capacidades funcionales de los distintos tipos de células inmunes. Como también,
causa alteraciones en los niveles locales y sistémicos de diversos mediadores
moleculares1-2-5-9-13.
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Leucocitos Circulantes
El ejercicio provoca una leucocitosis transitoria, cuya magnitud está
relacionada directamente con la intensidad del mismo, es más pronunciada en
respuesta a ejercicios máximos, e inversamente con el nivel de forma física ya que
es más acusada en sujetos sin entrenar que en sujetos entrenados. El valor de
leucocitos aumenta hasta cuatro veces y puede mantenerse hasta 24 horas
después del ejercicio1-2-4-5-9-12 -13.
La leucocitosis afecta principalmente a los neutrófilos, aunque también lo
hace sobre monocitos y linfocitos, especialmente sobre linfocitos B y células NK2-4.
Estas
respuestas
a
la
actividad
física
disminuyen
con
el
entrenamiento,
posiblemente debido a la disminución de catecolaminas en respuesta al ejercicio. El
ejercicio prolongado aumenta el recuento de neutrófilos, pero provoca una
reducción en el número de linfocitos. Por otra parte, el ejercicio no tiene efecto a
largo plazo sobre las cifras de leucocitos en reposo que, por lo tanto, son normales
en los individuos entrenados2-4-5-11-13.
Población Leucocitaria
% de los Leucocitos
Cifra Absoluta/µL
Granulocitos
60-70
6000-9000
Neutrófilos
>90 de los granulocitos
6000-9000
Eosinófilos
2-5
200-500
Basófilos
0-1
20
Agranulocitos
30-40
2000-400
Monocitos
2-10
300-1000
Linfocitos
20-25
2000-3000
Tabla 3. Poblaciones Leucocitarias Circulantes2
El ejercicio provoca alteraciones en el tráfico de los leucocitos de unos
compartimientos corporales a otros (Tabla 3). Los leucocitos sanguíneos son un
pequeño porcentaje del total de leucocitos maduros del organismo, el resto
permanece en la microcirculación con baja perfusión en los pulmones, hígado y
bazo2-5. El aumento del gasto cardíaco, con el subsiguiente aumento de la perfusión
microvascular, provoca la movilización de estos leucocitos compartimentales. Por
otro lado, el ejercicio estimula la liberación de leucocitos inmaduros de la médula
ósea, que pueden distinguirse de los maduros por los antígenos de diferenciación
celular expresados en sus membranas plasmáticas. Aunque el aumento de formas
jóvenes de neutrófilos y monocitos, sólo se observan tras ejercicio prolongado.
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Inmunidad en el Deporte
El ejercicio de corta duración aumenta las cifras de linfocitos (Tabla 4), pero
dicho aumento es menor al observado en las cifras de otros leucocitos como los
neutrófilos2-4-5. Aunque la magnitud de la linfocitosis es proporcional a la intensidad
del ejercicio, la duración de éste se relaciona inversamente con la linfocitosis, de tal
forma que el ejercicio de larga duración provoca su disminución. Aunque tras
carreras de larga distancia la cifra de linfocitos disminuye, en reposo se mantiene
dentro de los límites de la normalidad, en los individuos que entrenan para prueba
de fondo.
Subpobl. Linfocitarias
% de los Linfocitos
Cifra Absoluta/µL
Linfocitos T
60-75
1700-2500
CD4
60-70 de los Linfocitos T
800-2000
CD8
30-40 de los Linfocitos T
400-1200
Linfocitos B
5-15
100-450
Células NK
10-20
200-600
Tabla 4. Poblaciones y Subpoblaciones Linfocitarias Circulantes2
El recuento de linfocitos T aumenta hasta un 150% tras el ejercicio breve de
intensidad máxima. Este aumento es mayor en los linfocitos CD8 que en los CD4,
por lo que el cociente CD4/CD8 disminuye1-2-4-9. En el ejercicio intenso la
concentración de linfocitos decrece y la duración de esta supresión depende de la
intensidad y duración del ejercicio4.
La cifra de Linfocitos B aumenta durante el ejercicio, pero retorna
rápidamente a los niveles basales1-2-4-9.
La cifra de las células NK aumenta entre un 150-300% en respuesta a
ejercicio submáximo, máximo y submáximo prolongado, aunque puede disminuir
tras ejercicio de resistencia intenso. Las células Nk tienen alta afinidad por los
receptores β2-adrenérgicos, lo que explica porque aumenta significativamente su
nivel en sangre durante los ejercicios intensos, cuando las concentraciones de
adrenalina son elevadas11. Parece que las células NK son movilizadas a la
circulación durante el ejercicio y posteriormente retiradas de ella, normalizándose
sus tasas en menos de 24 horas tras cualquier tipo de ejercicio1-2-4-5-9-11-13.
El número de monocitos en reposo es normal en atletas, pero aumenta
rápidamente en respuesta al ejercicio de corta y/o larga duración, estando la
magnitud del aumento relacionada con la forma física y la duración del ejercicio9-11.
EL estrés físico aumenta los niveles de las hormonas de estrés en sangre,
incluyendo catecolaminas, GH, β-endorfinas, ACTH y cortisol5. Las hormonas de
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Inmunidad en el Deporte
estrés son elementos importantes que participan en la regulación de los cambios en
las cifras de poblaciones leucocitarias y subpoblaciones linfocitarias2-5-11-12. Las
concentraciones de adrenalina y cortisol aumentan en relación a la capacidad
individual y en función de la intensidad del ejercicio explicando las variaciones
leucocitarias secundarias al mismo. La leucocitosis en ejercicios de corta duración
es causada por el aumento de la concentración de adrenalina, sin embargo, en
ejercicios mantenidos durante más de una hora, el cortisol actúa de manera
sinérgica2-5-12. Al final de los ejercicios de larga duración, la disminución de cifras
sería causada por el descenso de la concentración de adrenalina a pesar de que se
mantenga elevada la de cortisol, hecho que, por otra parte, provoca el
mantenimiento o descenso más lento de las cifras de leucocitos tras la finalización
del ejercicio.
Efectos del Ejercicio sobre la Inmunidad Inespecífica o Innata
Células Fagocíticas
La actividad fagocítica de macrófagos y neutrófilos aumenta inmediatamente
tras la realización del ejercicio. Estas respuestas son menos marcadas en atletas de
elite que en individuos no entrenados1-2-12. Por el contrario, la actividad fagocítica
de los monocitos sanguíneos desciende tras el ejercicio máximo de corta duración1.
Macrófagos
La capacidad fagocítica de los macrófagos se mide por su capacidad para
ingerir microesferas de látex, y su contenido lisosómico se estudia mediante
técnicas
de
inmunohistoquímica.
Durante
la
realización
de
ejercicio
estas
actividades aumentan en los macrófagos extraídos del tejido conectivo, aunque
disminuyen en lo de sangre periférica y en los macrófagos alveolares pulmonares1-211-12
.
Neutrófilos
Existe una creciente evidencia que, tanto la práctica de ejercicio moderado
como el intenso, está asociado con una prolongada mejora de la capacidad
microbicida de los neutrófilos sanguíneos y macrófagos peritoneales9.
La actividad microbicida de los neutrófilos se estima por su capacidad por su
capacidad para medir compuestos oxidantes (H2O2, O2-)1-2-9-12. La capacidad
oxidativa de los neutrófilos aumenta en respuesta al ejercicio, tanto en individuos
entrenados como en desentrenados, siendo la magnitud del aumento mayor en
estos últimos2-12. Asimismo, en situaciones de reposo, la actividad oxidativa de los
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individuos entrenados esta disminuida con respecto a la de los individuos
sedentarios2-12-13. Esta supresión crónica de la actividad oxidativa puede ser una
adaptación para reducir la respuesta inflamatoria al daño tisular de baja intensidad,
como el producido por el ejercicio en el tejido muscular, es decir, se trataría de un
mecanismo de defensa natural.
Eosinófilos, Basófilos y Mastocitos
Estas células parecen no estar afectadas por los efectos del ejercicio1-2-9.
Células Citotóxicas Espontáneas (NK)
La intensidad del ejercicio es la responsable del grado de incremento del
número de NK, aunque los ejercicios de más de una hora de duración ejercen una
acción supresora1-4-5. Durante la recuperación posterior al ejercicio, el número de
NK puede permanecer elevado o bien descender y continuar bajo de 21 a 24
horas1-10.
La actividad de las NK puede aumentar más en los ejercicios de corta
duración; no obstante, tras ejercicios intensos o agotadores y prolongados, la
actividad de las NK se suprime1-10.
El ejercicio tiene un efecto dual sobre la actividad citotóxica espontánea de
las células NK. El ejercicio máximo o submáximo produce un aumento transitorio de
la actividad NK que se mantiene unas tres horas y se sigue de una disminución de
la misma tras el cese del ejercicio2. Estas alteraciones son paralelas a los efectos
que tiene el ejercicio sobre la concentración de las células NK. Parece que en la fase
de supresión intervienen el aumento de concentración de la prostaglandina
plasmática y el aumento de monocitos en circulación2-9-11.
Citocinas
El ejercicio, cuando induce daño muscular, ya sea por microtraumas
adaptativos, isquemia/hipoxia local, contusiones, o bien por el tipo de ejercicio
desarrollado,
se
asocia
2-10
antiinflamatorias
a
elevación
de
los
niveles
de
citocinas
pro
y
.
Cuando el ejercicio es ligero produce aumento de la concentración sérica de
IL-6, pero no de TNFα ni de IL-1b1-2-4-5-13. En el ejercicio intenso la elevación de IL6 se correlaciona con la de la actividad de la creatin kinasa, que es un marcador
indirecto del daño muscular2-5-9. Las citocinas se liberan en respuesta al ejercicio
extremo de modo secuencial, del mismo modo que en la respuesta a estímulos
sépticos. La concentración de IL-6 aumenta hasta cien veces inmediatamente
después del ejercicio2.
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Inmunidad en el Deporte
La producción de IL-1 por los macrófagos aumenta durante y después del
ejercicio prolongado. El nivel de IL-1 en reposo es mayor en los corredores de
resistencia que en las personas desentrenadas1-10.
Las citocinas antiinflamatorias están implicadas en la limitación espacial y la
terminación temporal de la respuesta inflamatoria. A consecuencia del ejercicio se
elevan pero con una cinética más retrasada que las pro inflamatorias2. El
antagonista del receptor de IL-1 (IL-1ra) inhibe la actividad de la IL-1 bloqueando
su receptor. El IL-1ra alcanza sus máximos niveles en una o dos horas después del
ejercicio. La IL-10 es una citocina de gran potencial antiinflamatorio que suprime la
síntesis de citocinas pro inflamatorias por macrófagos y linfocitos2.
La producción de IL-2 se reduce durante el ejercicio, mientras que la
actividad del interferón α aumenta durante una hora de ciclismo al 70% del VO2
máximo1-10.
Efectos del Ejercicio sobre la Inmunidad Específica o Adquirida
Linfocitos T
Los ejercicios máximos de corta duración aumentan la población de células T
en la circulación, principalmente en personas desentrenadas1. El número de células
T citotóxicas/supresoras en la circulación aumenta considerablemente entre un 50 y
100%
después
del
ejercicio
de
alta
intensidad,
mientras
que
las
T
9
cooperadoras/inductoras de células B están relativamente inafectadas . Sin
embargo este efecto es transitorio (alrededor de 30 minutos), los linfocitos de cada
subpoblación salen a la circulación en gran número bajo la influencia del cortisol9.
Durante el ejercicio prolongado, la respuesta es diversa, con un predominio del
descenso de la población de células T1.
La capacidad de proliferación de los linfocitos T refleja la intensidad de la
respuesta de estas células frente a la estimulación antigénica, capacidad que es
normal en reposo en los individuos entrenados. El ejercicio de corta duración
(menos de una hora) no tiene efectos sobre las respuestas proliferativas de los
linfocitos T, sin embargo, el ejercicio prolongado como la maratón si disminuye
transitoriamente
dicha
respuesta
a
distintos
estímulos.
En
animales
de
experimentación el ejercicio exhaustivo suprime las respuestas proliferativas de los
linfocitos T, aunque este defecto es reducido a consecuencia del entrenamiento
previo.
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Inmunidad en el Deporte
Linfocitos B
Con el ejercicio aparece un pronunciado incremento de la población de
células B con una rápida vuelta a los niveles basales1. Esta respuesta es mayor en
personas desentrenadas en comparación con los deportistas1.
El ejercicio tiene poco efecto sobre las concentraciones séricas de los
distintos isotipos de anticuerpos. En reposo, la concentración de inmunoglobulinas
de los deportistas es normal, ni los ejercicios intensos ni los máximos de corta
duración o prolongados provocan cambios en el nivel sanguíneo de IgG, IgA, IgM e
IgE1-2. No obstante, la producción in vitro de IgG, IgA e IgM por los linfocitos
disminuyó cuando se extrajo una muestra de sangre tras 15 minutos de ciclismo1.
A largo plazo y en deportistas de elite, la concentración de inmunoglobulinas
puede disminuir durante el entrenamiento intensivo y la competición2. Por ejemplo,
la IgA se restaura cuando el entrenamiento se reduce al final de la temporada,
aunque los niveles en reposo y tras ejercicio disminuyen durante el entrenamiento
intenso y la competición, encontrándose que los individuos con inmunosupresión
asociada al ejercicio excesivo y, generalmente de resistencia, presentan una IgA
anormalmente reducida (más del 50%)9 en sus secreciones corporales. Este
fenómeno se ha asociado a un mayor riesgo de sufrir infecciones respiratorias de
vías altas1-2-4-5-9-13.
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Ventajas y Desventajas del Ejercicio sobre la Capacidad de
Respuesta Inmune
Efectos Positivos
EL ejercicio moderado realizado en períodos largos de tiempo produce
algunos efectos beneficiosos sobre la capacidad de respuesta inmune frente a la
infección. A largo plazo induce un aumento sostenido de la actividad citotóxica
espontánea de las células NK.
El paseo diario reduce el número de días a la mitad con respecto a los
individuos sedentarios5.
La actividad física ligera estimula ciertas funciones inmunes, que por el
contrario, son inhibidas por la actividad física extenuante.
El efecto de la actividad citotóxica aumenta la resistencia a infecciones
virales y contribuye a la eliminación de células preneoplásicas11.
Un régimen regular de ejercicio moderado puede ayudar a los ancianos a
mantener una buena calidad de vida, al contribuir a la preservación de la función
inmune. Por lo tanto, el ejercicio moderado contribuiría a contrarrestar los efectos
adversos del envejecimiento sobre el sistema inmune8.
Efectos Negativos
El ejercicio intenso y de larga duración, como es el deporte profesional de
competición, produce un cuadro de respuesta de fase aguda, e incluso, una
inmunosupresión que puede llegar a comprometer la salud del deportista y su
rendimiento atlético. En los casos más severos, los atletas sufren, además de una
disminución del rendimiento y una susceptibilidad aumentada a las infecciones,
otros síntomas comunes al síndrome de respuesta inflamatoria sistémica como son
la fatiga, la pérdida de peso y las alteraciones del estado anímico2-5-9-13.
La inmunosupresión producida por ejercicios extremos es similar a la
generada por el estrés físico severo como las situaciones de cirugía, traumatismos y
quemaduras. En ellas, disminuye el número de linfocitos en sangre, y se reduce su
capacidad proliferativa y citotóxica espontánea. Asimismo, se elevan los niveles
séricos de citocinas pro-inflamatorias y anti-inflamatorias, además de producirse
neutrofilia y alteración en la función de los neutrófilos. Los gérmenes patógenos,
especialmente los virus del tracto respiratorio, pueden establecer infecciones
durante esta inmunosupresión transitoria que se mantiene de 2 a 72 horas tras el
ejercicio, aunque los efectos agudos se observan de 2 a 4 horas post-ejercicio2-5-9Programa de Doctorado en Fisiología 2003 – 2005
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20
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13
. Se ha sugerido que en los atletas de elite sobreentrenados, la mayor
susceptibilidad a las infecciones puede deberse a una inmunosupresión más
acusada y duradera provocada por la acumulación de un exceso de carga de
entrenamiento. Otros factores como el estrés psíquico, la malnutrición o la pérdida
de peso, pueden tener un efecto sinérgico sobre la inmunosupresión causada por el
exceso de ejercicio. Si esta se combina con déficit en la higiene y con condiciones
ambientales adversas, el riesgo de infección puede incrementarse.
En conjunto, estos hallazgos proporcionan posibles mecanismos a las
evidencias epidemiológicas de la mayor incidencia de enfermedades infecciosas en
deportistas durante períodos de entrenamiento intensivo y alta competición.
También el riesgo de sufrir infecciones de vías respiratorias altas se ha
correlacionado con la disminución de los niveles de IgA, sobre todo en deportistas
que practican ejercicios de resistencia.
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Inmunidad en el Deporte
Conclusiones
El efecto de la actividad física sobre el sistema inmune está mediado por
mecanismos que implican el eje neuro-endocrino-inmunológico, encuadrados
dentro de las respuestas del sistema inmune a situaciones de estrés.
Existe evidencia que el estrés físico induce a cambios en el sistema inmune.
En esencia la respuesta inmune, especialmente la inmunidad innata, esta
aumentada tanto en el estrés severo, moderado o leve, mientras que la respuesta
inmune sólo esta suprimida después del estrés prolongado y severo.
El ejercicio altera la función de varios componentes del sistema inmune,
afecta tanto a mecanismos innatos como a mecanismos antígeno-específicos. Se
elevan los niveles de citocinas pro y anti-inflamatorias, y se alteran tanto las
concentraciones sanguíneas de las poblaciones leucocitarias como sus capacidades
funcionales.
Las poblaciones más afectadas por los efectos agudos del ejercicio son
células no antígeno-específicas como las células citotóxicas espontáneas (NK),
macrófagos y neutrófilos, características de las respuestas inmunes innatas.
La respuesta del sistema inmune al ejercicio intenso generalmente es
transitoria, pero se han descrito alteraciones inmunes positivas asociadas al
ejercicio moderado durante largos períodos de tiempo. Asimismo, en respuesta a
períodos prolongados de ejercicio intenso y entrenamiento mantenido, la función
del sistema inmune también se altera a consecuencia de mecanismos sistémicos
relacionados con la respuesta de fase aguda, que deprimen la función de los
neutrófilos y ciertas clases de inmunoglobulinas en suero y secreciones.
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Inmunidad en el Deporte
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