Vliv intenzivní fyzické zátěže na zastoupení subpopulací dendritických buněk v periferní krvi u vrcholových sportovců



Podobné dokumenty
Mnohobarevná cytometrie v klinické diagnostice

Intracelulární detekce Foxp3

Funkce imunitního systému

SKANÁ imunita. VROZENÁ imunita. kladní znalosti z biochemie, stavby membrán n a fyziologie krve. Prezentace navazuje na základnz

Aktivace lymfocytů v klinické laboratoři

Obranné mechanismy organismu, imunita. Tento výukový materiál vznikl za přispění Evropské unie, státního rozpočtu ČR a Středočeského kraje

Imunitní odpověd - morfologie a funkce, nespecifická odpověd, zánět. Veřejné zdravotnictví

T-lymfocyty a nádorová imunita

Jan Krejsek. Funkčně polarizované T lymfocyty regulují obranný i poškozující zánět

rní tekutinu (ECF), tj. cca 1/3 celkového množstv

KREVNÍ ELEMENTY, PLAZMA. Tento výukový materiál vznikl za přispění Evropské unie, státního rozpočtu ČR a Středočeského kraje

Eva Havrdová et al. Roztroušená skleróza. v praxi. Galén

Stanovení základních lymfocytárních populací -Příprava k akreditaci IVD metoda

Stanovení autoprotilátek proti TSH receptoru

Polychromatická cytometrie v hemato-onkologii

IMUNOLOGICKÝ PROFIL PACIENTEK S RECIDIVUJÍCÍMI MYKOTICKÝMI KOLPITIDAMI PŘED A PO VAKCINOTERAPII

Souhrn údajů o přípravku

Mechanismy a působení alergenové imunoterapie

Změny v parametrech imunity v průběhu specifické alergenové imunoterapie. Vlas T., Vachová M., Panzner P.,

IMUNITNÍ SYSTÉM OBRATLOVCŮ - MATKA PLOD / MLÁDĚ VÝVOJ IMUNITNÍHO SYSTÉMU OBRATLOVCŮ CHARAKTERISTUIKA IMUNITNÍHO SYSTÉMU OBRATLOVCU

Imunitní systém. Přesnější definice: Tkáně a buňky lidského těla schopné protektivně reagovat na vlivy působící proti udržení homeostázy.

RNDr. Ivana Fellnerová, Ph.D. Katedra zoologie, PřF UP Olomouc

Ing. Martina Almáši, Ph.D. OKH-LEHABI FN Brno, Babákova myelomová skupina při Ústavu patologické fyziologie, LF MU, Brno

EFFECT OF DIFFERENT HOUSING SYSTEMS ON INTERNAL ENVIRONMENT PARAMETERS IN LAYING HENS

Marcela Vlková Jana Nechvátalová. FN u sv. Anny v Brně LF MU Brno

Krev a míza. Napsal uživatel Zemanová Veronika Pondělí, 01 Březen :07

KULOVÝ STEREOTEPLOMĚR NOVÝ přístroj pro měření a hodnocení NEROVNOMĚRNÉ TEPELNÉ ZÁTĚŽE

Genetický screening predispozice k celiakii

Ověření pravosti říje u dojnic pomocí testu OVUCHECK

METODY VYŠETŘOVÁNÍ BUNĚČNÉ IMUNITY. Veřejné zdravotnictví

Protinádorová imunita. Jiří Jelínek

Vliv přímořské léčby na atopický ekzém

Specifická imunitní odpověd. Veřejné zdravotnictví

Potransfuzní reakce. Rozdělení potransfuzních reakcí a komplikací

LÉKAŘSKÉ SYMPOZIUM MODULACE (MDM) V LÉKAŘSKÉ PRAXI TOP HOTEL PRAHA

Interakce viru klíšťové encefalitidy s hostitelským organismem a patogeneze infekce

KREV. Autor: Mgr. Anna Kotvrdová

Činnost zdravotnických zařízení v oboru transfuzní služby v České republice v roce 2008

Aplikace průtokové cytometrie v klinické imunologii a hematologii

Kůže: kompartment imunitního systému

Distribuce 99m Tc-MIBI u diabetiků v dolních končetinách (DK) při jednostranné ischemii.

OBOROVÁ RADA Fyziologie a patofyziologie člověka

Klinický význam protilátek proti C1q složce komplementu. Eliška Potluková 3. Interní klinika VFN a 1. LF UK

Stanovení hormonů. Miroslava Beňovská

STRES STRES VŠEOBECNÝ ADAPTAČNÍ SYNDROM PSYCHOSOMATICKÉ CHOROBY

Ivana FELLNEROVÁ PřF UP Olomouc

Stanovení cytokinů v nitrooční tekutině pomocí multiplexové xmap analýzy

Markery kostního metabolizmu

Název školy: Střední odborná škola stavební Karlovy Vary Sabinovo náměstí 16, Karlovy Vary Autor: Hana Turoňová Název materiálu:

Výukový materiál zpracován v rámci projektu EU peníze školám

Proteinové znaky dětské leukémie identifikované pomocí genových expresních profilů

Krev, složení krve, formované krevní elementy

Biologický materiál je tvořen vzorky tělních tekutin, tělesných sekretů, exkretů a tkání.

Česká iniciativa pro astma o. p. s.

Možná uplatnění proteomiky směrem do klinické praxe

Polychromatická cytometrie - setup experimentu

RNDr. Ivana Fellnerová, Ph.D. Katedra zoologie, PřF UP Olomouc

CONTRIBUTION TO UNDERSTANDING OF CORRELATIVE ROLE OF COTYLEDON IN PEA (Pisum sativum L.)

V roce 1981 byly v USA poprvé popsány příznaky nového onemocnění, které později dostalo jméno AIDS /Acquired Immune Deficiency Syndrome/ neboli

Presepsin nový marker sepse. Kateřina Valošková OKB Nemocnice ve Frýdku-Místku XL.Den zdravotníků

Biologie zadání č. 1


Činnost oboru diabetologie, péče o diabetiky v roce Activity in the field of diabetology, care for diabetics in 2011

Progrese HIV infekce z pohledu laboratorní imunologie

Interpretace výsledků měření základních lymfocytárních subpopulací očima (průtokového J ) cytometristy a klinického imunologa

Psychiatrické centrum Praha a 3. LF, UK Praha, 2. Centrum neuropsychiatrických studií

Věkově závislá predispozice k autoimunitnímu diabetu Prof. MUDr. Marie Černá, DrSc.

Tematické okruhy k SZZ v bakalářském studijním oboru Zdravotní laborant bakalářského studijního programu B5345 Specializace ve zdravotnictví

Ozon v ovzduší a jeho vliv na zdraví

PILOTNÍ ZKUŠENOSTI S ORGANIZACÍ INOVATIVNÍCH KURZŮ IMUNOANALÝZY A ENDOKRINOLOGIE PRO VĚDECKÉ PRACOVNÍKY NA LÉKAŘSKÉ FAKULTĚ V PLZNI

Funkční testy: BasoFlowEx Kit FagoFlowEx Kit

Kyselina myristová, poměr vybraných mastných kyselin a jejich význam pro diagnostiku sepse

Nové metody v průtokové cytometrii. Vlas T., Holubová M., Lysák D., Panzner P.

Okruh otázek k atestační zkoušce pro obor specializačního vzdělávání Klinická hematologie a transfuzní služba

Spectral Analysis System Sport Assessment System

Rapid-VIDITEST FOB+Tf

Sledování olova v krvi u exponovaných osob

THE EFFECT OF AGE ON DOG SEMEN QUALITATIVE PARAMETERS

Program zasedání Výzkumného záměru v roce 2007

Androgenní substituce pohledem urologa

NÁLEZ DVOJITĚ POZITIVNÍCH T LYMFOCYTŮ - CO TO MŮŽE ZNAMENAT? Ondřej Souček Ústav klinické imunologie a alergologie Fakultní nemocnice Hradec Králové

UČIVO ZÁKLADY GYMNASTIKY V TĚLESNÉ VÝCHOVĚ NA 1. STUPNI ZÁKLADNÍCH ŠKOL

HLA B27: molekulární marker Ankylozující spondylitidy. Peter Novota , Praha

Stres a posttraumatická stresová porucha

Přínos snížení srdeční frekvence u srdečního selhání

Fyziologie zátěže. MUDr. Kateřina Kapounková. Inovace studijního oboru Regenerace a výživa ve sportu (CZ.107/2.2.00/ )

NÁVOD K POUŽITÍ VÁPNÍK 600 KATALOGOVÉ ČÍSLO 207

ANALÝZA STRUKTURY A DIFERENCIACE MEZD ZAMĚSTNANCŮ EMPLOEE STRUCTURE ANALYSIS AND WAGE DIFFERENTIATION ANALYSIS

Struktura a funkce imunitního systému. Igor Hochel

Prokalcitonin ití v dg. septických stavů

BOVINE BLOOD NEUTROPHILS: INFLUENCE OF ISOLATION TECHNIQUES TO SURVIVAL KREVNÍ NEUTROFILY SKOTU: VLIV IZOLAČNÍCH TECHNIK NA ŽIVOTNOST

Lidský herpesvirus 6 biologie, diagnostika, patogeneze. K.Roubalová Vidia spol.s r.o.

Imunitní systém člověka. Historie oboru Terminologie Členění IS

Autophagie a imunitní odpověd. Miroslav Průcha Klinická imunologie Nemocnice Na Homolce, Praha

Hematologie. Nauka o krvi Klinická hematologie Laboratorní hematologie. -Transfuzní lékařství - imunohematologie. Vladimír Divoký

Zajímavé kazuistiky z laboratoře

Hypereozinofilní syndrom (HES) a chronická eozinofilní leukemie (CEL)

Zánětová odpověď u sportovců. R. Kula, KARIM FN Ostrava

STRUKTURNÍ SKUPINY ADHEZIVNÍCH MOLEKUL

Transkript:

Vliv intenzivní fyzické zátěže na zastoupení subpopulací dendritických buněk v periferní krvi u vrcholových sportovců Intensive physical exercise affects dendritic cells subsets in peripheral blood in elite sportsmen ONDŘEJ SUCHÁNEK 1, MICHAL PODRAZIL 1, BARBARA FISCHEROVÁ 2, HELENA BOČÍNSKÁ 2, VÍT BUDÍNSKÝ 1, DAVID STEJSKAL 3, RADEK ŠPÍŠEK 1, JIŘINA BARTŮŇKOVÁ 1, PAVEL KOLÁŘ 2 1 Ústav imunologie UK 2. LF a FN Motol, Praha 2 Klinika rehabilitace a tělovýchovného lékařství, UK 2. LF a FN Motol, Praha 3 Oddělení laboratorní medicíny, nemocnice Prostějov SOUHRN Dendritické buňky (DC) jsou vysoce specializované antigen prezentující buňky, které iniciují a regulují imunitní odpověď. V naší studii jsme hodnotili počet DC a jejich maturační stav u vrcholových sportovců před a po intenzivní fyzické zátěži. U 18 prvoligových hokejistů jsme v průběhu hodinového tréninku hodnotili tepovou frekvenci a provedli krevní odběry před a po skončení fyzické zátěže. V krevních vzorcích jsme stanovili počet myeloidních i plasmocytoidních DC (mdc, pdc) a expresi kostimulačních molekul CD80,83,86 pomocí průtokové cytometrie. Dále byl stanoven krevní obraz s diferenciálním rozpočtem a plazmatická hladina adrenalinu a noradrenalinu. V krevním obraze jsme zjistili pozátěžovou leukocytózu s nejvyšším nárůstem počtu dendritických buněk a lymfocytů. Nejvíce ovlivněnou populací byly plasmocytoidní DC, jejichž nárůst koreloval s tepovou frekvencí a hladinou noradrenalinu. DC nevykazovaly změny v aktivačních markerech. Uvedené změny jsou součástí komplexní reakce organismu na akutní zátěž. Poznatky o změnách v zastoupení DC v průběhu fyzické aktivity mohou vést k jejich cílenému ovlivňování jak u zdravých osob, tak u různých imunopatologických stavů. Klíčová slova: dendritické buňky, kostimulační molekuly, katecholaminy, fyzická zátěž, vrcholový sport SUMMARY Dendritic cells (DC) are highly specialized antigen presenting cells that initiate and regulate immune responses. In our study, we analysed peripheral blood DC subsets and their maturation status in top sportsmen before and after intense physical load. We evaluated the heart rate and draw blood samples before and after the physical load in 18 profesional ice hockey players. The numbers of myeloid and plasmacytoid DCs (mdc, pdc) and the expression of costimulatory moleculs CD80, CD83 and CD86 were measured by flow cytometry. Leucocytosis with a predominant increase in the population of DCs and lymphocytes was observed after exercise. We detected a significant increase in both myeloid and plasmacytoid DCs numbers after an intense physical exercise. We also show a correlation between the increase of DC count in the peripheral blood and serum adrenalin and nor-adrenalin levels. Increase in peripheral blood DCs also correlates with the degree of hearth rate increase during exercise. Key words: dendritic cells, costimulatory molecules, catecholamines, physical exercise, top sport Úvod Fyzická aktivita je jednou z forem stresových reakcí organismu a podle intenzity a délky zátěže může působit na imunitní systém člověka jak pozitivně, tak negativně. Vztah mezi fyzickou zátěží a obranyschopností organismu je popisován křivkou tvaru J, kdy rozumná fyzic- ká aktivita může zvýšit imunitní funkce organismu (17). Naopak dlouhotrvající nadměrná a intenzivní fyzická zátěž má imunosupresivní efekt s větším rizikem rozvoje infekcí, např. častý výskyt bolesti krku a chřipkové symptomy u vrcholových sportovců (4,9,15). Reakce imunitního systému na akutní fyzickou aktivitu vede k vzestupu počtu cirkulujících leukocytů, dále 256 Alergie 4/2009

k vzestupu zánětlivých a protizánětlivých cytokinů a proteinů akutní fáze (12,18,24). Dochází rovněž ke zvýšení sekrece některých stresových hormonů, např. adrenalinu, kortizolu, růstového hormonu a prolaktinu (23). Všechny mediátory zánětu se ovlivňují vzájemně a v organismu vyvolávají změny v imunitním, kardiorespiračním, metabolickém, pohybovém a centrálním nervovém systému. Jedním z hlavních mediátorů, které zprostředkovávají účinky fyzické zátěže na imunitní systém, jsou katecholaminy a glukokortikoidy, které byly v minulosti považovány za čisté imunosupresory (5,19,21). Současné poznatky naznačují jejich mnohem rozmanitější charakter působení na lokální i systémové úrovni. Plazmatická koncentrace adrenalinu a noradrenalinu vzrůstá lineárně s délkou a exponenciálně s intenzitou fyzické aktivity (20). U trénovaných osob během relativně stejné zátěže secernují nadledviny více adrenalinu než u netrénovaných osob, hovoří se o sportovní nadledvině. Exprese β adrenergních receptorů (β-ar) mezi jednotlivými leukocytárními populacemi a různými diferenciačními stádii určuje vnímavost ke katecholaminům, a tudíž i stupeň mobilizace při stresové odpovědi. Po aplikaci katecholaminů se rozlišuje rychlá fáze do 30 minut spojená s mobilizací lymfocytů a pomalá fáze po 2 4 hodinách po aplikaci charakteristická granulocytózou s relativní lymfopenií (3). Plazmatická koncentrace kortizolu vzrůstá jen v souvislosti s déle trvající zátěží. Na rozdíl od katecholaminů kortizol působí s časovou prodlevou několika hodin, což přispívá k hypotéze, že tento hormon nebude pravděpodobně vyvolávat akutní změny spojené s krátkodobou fyzickou zátěží (6). Významnou roli v závislosti na fyzické zátěži hrají také dendritické buňky (DC, dendritic cells), které jsou považovány za nejúčinnější buňky předkládající antigen. Nezralé formy DC jsou strategicky rozmístěny zejména v kůži a ve sliznicích dýchacího a zažívacího traktu. Nezralé DC se významně podílejí na zachování tolerance vůči vlastním tkáním (1,2). Zralé DC se diferencují z nezralých forem DC, které se aktivují při rozpoznávání pro organismus nebezpečného podnětu (nejčastěji patogenní mikroorganismy, ev. apoptotické buňky). Takové nebezpečné molekulární struktury jsou rozpoznávány příslušnými Toll-like receptory (TLR) (7,13). Vyzrávající DC se přesunují z tkání do lymfatických uzlin a jiných sekundárních lymfatických orgánů, ztrácejí schopnost pohlcovat částice z okolí a mění se na účinné APC. To je dáno především silným zvýšením exprese MHC proteinů, kostimulačních molekul (CD80, CD86), adhezivních molekul a produkcí cytokinů potřebných pro optimální stimulaci diferenciace antigenně specifických efektorových T-lymfocytů (např. IL-1, IL-6, TNF a IL-12). Pouze zralé DC dokáží aktivovat naivní lymfocyty T, tj. takové, které se dosud nesetkaly s antigenem. Zásoby DC jsou kontinuálně doplňovány z prekurzorů v kostní dřeni a snad i z krevních monocytů (8). Výše popisované nezralé a zralé DC jsou označovány jako tzv. myeloidní DC (mdc). Kromě nich existují ještě morfologicky a funkčně odlišné plasmocytoidní DC (pdc). Myeloidní DC exprimují většinu TLR a jejich hlavní funkcí je stimulovat ve zralém stádiu antigenně specifické lymfocyty T. Plasmocytoidní DC exprimují hlavně receptory pro virové nukleové kyseliny, TLR-7 a TLR-9, což vysvětluje dlouho známý fakt, že po setkání s viry produkují velká množství interferonu α (IFN α). Ve studiích byly popsány časné změny počtu a funkce základních složek buněčné imunity po sportovní zátěži. Chování cirkulujících DC bylo studováno pouze částečně, ale již dosažené poznatky poukazují na jejich nezanedbatelný význam v reakci organismu na zátěž. Cílem naší studie bylo zhodnotit zastoupení, morfologické a funkční charakteristiky včetně stavu maturace a aktivace u obou subpopulací DC v periferní krvi u vrcholových sportovců před a po intenzivní fyzické zátěži. Metodika Charakteristika souboru Výzkum byl proveden na 18 probandech ve věku mezi 18 až 39 lety, průměrný věk 27,39 roku ± 6,25. Výška probandů se pohybovala mezi 178 a 194 cm, což je v průměru 184,44 cm ± 3,67. Průměrná hmotnost 75 až 103 kg, průměrně 89,67 kg ± 6,95. Jednalo se o hráče extraligového hokejového týmu. Skupina profesionálních sportovců byla vybrána z důvodu jejich permanentního vystavení extrémní fyzické zátěži po většinu roku, v době hokejové sezóny i v přípravě před ní. Studie byla schválena etickou komisí a každý účastník podepsal informovaný souhlas s účastí v ní. Charakter fyzické zátěže souboru V průběhu soutěže, hokejové ligy, hráči absolvují kromě tréninku dva až tři náročné zápasy týdně. Zápasy se vyznačují intervalovým zatížením s vysokým výdejem energie. Při zápase jsou jednotliví hráči střídáni v nepravidelných intervalech a jejich úlohou je vydat v krátkých časových úsecích opakovaně maximální výkon. Obvykle se 40 50 sekund trvající intervaly zatížení střídají s 250 sekundami odpočinku. Charakteristika fyzické zátěže během studie Měření bylo provedeno těsně před zahájením závodního období play off, kdy byli hokejisté na vrcholu sezóny s maximální kondicí. Tréninková jednotka byla stanovena na minimálně 60 minut a před jejím zahájením byli probandi 15 minut v klidu vsedě. První odběr krevních vzorků probíhal v klidu, před začátkem fyzické zátěže, druhý krevní náběr pak následoval bezprostředně po jejím skončení. Tréninková jednotka měla charakter intervalového tréninku. Každý proband strávil na ledě v aktivní zátěži hodinu čistého času. Měření tepové frekvence během zátěže Pro měření tepové frekvence (HR, heart rate) jsme použili sporttester firmy POLAR nazvaný POLAR Team System, který umožnila měření a ukládání hodnot celého družstva. Vysílače POLAR snímají HR po minimálně 60 minut trvání zátěže v tréninku a průměrně 15 minut klidového stavu před zátěží. V průběhu tréninku snímal přístroj HR každých 5 s. Alergie 4/2009 257

Stanovení dendritických buněk a kostimulačních molekul Plná krev byla inkubována se směsí monoklonálních fluorescenčně značených protilátek FITC-lineage koktejlem (CD3, CD14, CD16, CD19, CD20, CD56)(Becton Dickinson), PE-CD123 (e-bioscience), PE-Alexa750 HLA-DR (Exbio), Pacific Blue-CD45 (Dako), APC- CD11c (Caltag), a dále s Alexa700-CD80 (Exbio) a PE- Cy5-CD83 a CD86 (Becton Dickinson). Inkubace probíhala po dobu 15 minut za laboratorní teploty. Poté byly lyzovány erytrocyty a buňky byly dvakrát promyty v PBS. Ihned po značení byly vzorky změřeny na průtokovém cytometru FACS ARIA (Becton Dickinson) a analyzovány pomocí programu FlowJo (Treestar). Dendritické buňky byly definovány jako CD45+/HLA-DR+/lineage- a dále rozděleny na CD11c+ myeloidní dendritické buňky a na CD123+ plasmocytoidní dendritické buňky (22). U obou subpopulací byla stanovena exprese kostimulačních molekul CD80, CD83 a CD86 (11). Počty DC byly stanoveny z hodnot leukocytů v krevním obrazu. Krevní obraz Krevní obraz s diferenciálním rozpočtem byl stanoven pomocí analyzátoru DPC Celltac systém. Katecholaminy Periferní krev byla do 1 hod. po odběru centrifugována, získaná plazma uchovávána při -80 o C do doby zpracování. Koncentrace adrenalinu a noradrenalinu v plazmě byla stanovena elektrochemickou detekcí (kit fy Radanal, USA) na chromatografu HPLC systému Phillips, s použitím pumpy Agilent (Agilent, Francie), detector Coulochem II (Radanal, USA). Statistické zpracování dat K hodnocení statistické významnosti změny počtu buněk v jednotlivých subpopulacích před a těsně po zátěži byl použit neparametrický párový Wilcoxonův test, pro korelační analýzu pak Spearmanův neparametrický korelační koeficient, u obou bylo P < 0,05 považováno za signifikantní. Výsledky Tepová frekvence K monitoraci fyzické zátěže každého sportovce bylo použito profesionálních sporttesterů, jež spolu s daty z recentního laboratorního vyšetření VO 2max poskytly základní zátěžové parametry. V naší sestavě sportovců jsme zjistili, že během hodinové zátěže dosahovala průměrná srdeční frekvence (ø HR/60 ) 147 tepů/min. Maximální HR dosáhla v průměru hodnoty 183 tepů/min. Minimální hodnota HR byla naměřena v průměru u všech probandů 99 (min HR/60 ). Průměrná klidová HR před měřením dosahovala hodnoty 59 (HR rest). Z uvedeného měření vyplynulo, že 80 ± 12 % tréninkové jednotky tvořila čistě aerobní zátěž, 10 ± 9 % zátěž anaerobní, zbytek pak představovalo zatížení na pomezí anaerobního prahu. Subpopulace dendritických buněk Počty dendritických buněk stanovované ve vzorcích krve odebrané těsně po skončení tréninkové jednotky byly v obou subpopulacích signifikantně zvýšené oproti vzorkům předzátěžovým (obr. 1). U myeloidních DC došlo ke zvýšení počtu u 17 z 18 sportovců, v průměru celkem o 104 %. Průměrný předzátěžový počet mdc v souboru činil 160 10 6 /l (± 30 10 6 /l), pozátěžový pak 315 10 6 /l ± 110 10 6 /l (P = 0,0002). U plasmocytoidních DC byl pozorován nárůst počtu oproti předzátěžovým hodnotám u všech sportovců, v průměru o 171 %. Průměrný předzátěžový počet pdc vzrostl ze 75 x 10 6 /l (± 38 x 10 6 /l) na pozátěžových 203 x 10 6 /l ± 111 10 6 /l (P = 0,0002). Během zátěže dochází tedy k výraznému nárůstu počtu cirkulujících buněk obou subpopulací DC v periferní krvi, více plasmocytoidních. Kostimulační molekuly Aktivace a maturační status DC byly hodnoceny dle míry exprese povrchových kostimulačních molekul CD80, CD83 a CD86. V pozátěžových vzorcích jsme pozorovali mírně snížené, případně zachované relativní zastoupení buněk exprimujících jednotlivé kostimulační molekuly v porovnání s předzátěžovým stavem (Obr. 2A, B). Relativní zastoupení zralých aktivovaných forem DC se tedy během zátěže nezvýšilo. Změny v krevním obraze Během vymezené zátěžové jednotky došlo v našem souboru sportovců k signifikantnímu nárůstu (P < 0,003) počtu buněk ve všech základních leukocytárních subpopulacích v periferní krvi (obr. 3A). Celkově se počet leukocytů v periferní krvi zvýšil o 70 ± 25 %, přičemž nárůst počtu buněk v jednotlivých subpopulacích nebyl proporcionální vzhledem k předzátěžovému stavu. Nejvýraznější relativní zátěžový nárůst vykazovaly dendritické buňky spolu s lymfocyty. Plasmocytoidní DC zvýšily svůj počet o 180 ± 102 %, myeloidní DC o 108 ± 65 % a lymfocyty pak o 93 ± 44 % (obr. 3B). Lze tedy konstatovat, že se během zátěže mezi cirkulujícími leukocyty zvýšilo zastoupení dendritických buněk (zejména plasmocytoidních) a lymfocytů na úkor neutrofilních granulocytů (nárůst o 64 ± 43 %) a monocytární složky (nárůst o 43 ± 24 %) (obr. 3C). Dendritické buňky vykazují nejvýraznější relativní zátěžový nárůst počtu v periferní cirkulaci v porovnání s ostatními leukocytárními populacemi. Katecholaminy Provedená katecholaminová analýza ukázala signifikantní zvýšení plazmatických hladin obou hormonů během zátěže u všech sportovců (obr. 4). Průměrná předzátěžová hladina plazmatického adrenalinu stoupla z 31,4 ng/l (± 21,6 ng//l) na pozátěžových 110,4 ng/l ± 63,5 ng/l (P = 0,0002). Průměrná koncentrace plazmatického noradrenalinu před zátěží činila 257,5 ng/l (± 103,4 ng/l), pozátěžová potom 1378,1 ng/l ± 387,3 ng/l (P = 0,0002). 258 Alergie 4/2009

A 10 5 10 5 10 5 CD45 Pacific Blue 10 4 10 3 LINEAGE FITC 10 4 10 3 CD123 PE 10 4 10 3 pdc 10 2 10 2 10 2 0 0 0 mdc 0 1000 2000 3000 4000 SSC-A 0 10 2 10 3 10 4 10 5 HLA DR PE-Alexa 750 0 10 2 10 3 10 4 10 5 CD11c APC B Obr. 1: A. Strategie identifikace subpopulací DC na průtokovém cytometru. Dendritické buňky byly definovány jako CD45+/HLA- DR+/lineage- a dále rozděleny na CD11c+ myeloidní dendritické buňky a na CD123+ plazmacytoidní dendritické buňky. B. Porovnání absolutního počtu cirkulujících DC v periferní krvi před a po zátěži. A B CD80 CD83 CD86 CD80 CD83 CD86 p ed po p ed po p ed po p ed po p ed po p ed po Obr. 2: Relativní zastoupení buněk exprimujících danou kostimulační molekulu v populaci myeloidních (A) a plazmocytoidních (B) buněk před a těsně po zátěži. Jako pozitivní byly označeny buňky vykazující MFI 103 pro daný CD znak. Alergie 4/2009 259

A B P ed zát ží Po zát ži monocyty granulocyty lymfocyty mdc pdc C Obr. 3: A. Absolutní počty buněk v jednotlivých leukocytárních populacích před a po zátěži (průměrná hodnota za celý soubor). B. Relativní počty buněk v jednotlivých leukocytárních populacích před a po zátěži (průměrná hodnota za celý soubor). C. Relativní nárůst počtu leukocytů v jednotlivých subpopulacích (za celý soubor). P-adrenalin P-noradrenalin P ed zát ží Po zát ži P ed zát ží Po zát ži Obr. 4: Nárůst plazmatické koncentrace adrenalinu a noradrenalinu v průběhu zátěže. 260 Alergie 4/2009

A mdc pdc B mdc pdc Obr. 5: Nárůst plazmatické koncentrace adrenalinu a noradrenalinu v průběhu zátěže. Závislosti mezi sledovanými parametry Z korelační analýzy jsme získali střední až podstatnou korelaci na hranici statistické signifikance mezi absolutním nárůstem počtu cirkulujících mdc a absolutním nárůstem hladiny plazmatického adrenalinu (r = 0,457) a noradrenalinu (r = 0,441) (obr. 5A, B). Signifikantní korelaci mezi absolutním nárůstem počtu cirkulujících pdc a absolutním nárůstem hladiny plazmatického noradrenalinu pak lze hodnotit jako podstatnou až velmi silnou (r = 0,649; P = 0,004). Podobně byl korelován i absolutní nárůst tepové frekvence během zátěže s absolutním nárůstem počtu DC v obou subpopulacích. Pro obě subpopulace DC se korelace ukázaly být signifikantní (P < 0,05) a podstatné až velmi silné (r mdc = 0,497; r pdc = 0,615) (obr. 6). Diskuse Hlavním cílem naší práce bylo určit vliv intenzivní fyzické zátěže na zastoupení subpopulací dendritických buněk a jejich aktivačního stavu v periferní krvi u vrcholových sportovců. V dostupném písemnictví nebyly dosud údaje o změnách v myeloidních a plasmocytoidních DC v rámci zátěže publikovány. V naší skupině vrcholových sportovců došlo po zátěži k signifikantnímu nárůstu počtu dendritických buněk obou subpopulací myeloidních i plasmocytoidních. Pozátěžový nárůst počtu dendritických buněk je výrazný zejména u plasmocytoidní populace o 171 %, u myeloidních pak o 104 % oproti klidovým hodnotám. Nárůst DC po zátěži je citován již v práci Ho a kolektivu (10), která srovnávala Alergie 4/2009 261

mdc pdc Obr. 6: Korelace mezi nárůstem absolutního počtu cirkulujících mdc a pdc s absolutním nárůstem tepové frekvence během zátěže. počet DC u tří skupin pacientů: po chirurgickém výkonu, dále po cvičení a u zdravých kontrol. V této práci nebyly stanoveny jednotlivé subpopulace DC. Nárůst DC u operovaných pacientů byl 71 % a u cvičících byl 100 % (P = 0,0001; 0,0004). Rozdílná je v této práci doba, po kterou přetrvávala zvýšená hladina DC. U operovaných to byly průměrně dva až tři dny a u cvičících došlo k normalizaci hladiny DC po dvou hodinách (10). Lze předpokládat, že u obou skupin se nejednalo o kvantitativně stejnou zátěž. Dokladem toho je návrat počtu DC u cvičících po pár hodinách oproti několika dnům u operovaných nemocných, kde zátěž organismu je větší. V naší práci jsme neprováděli opakované odběry vzorků z technických důvodů. Další studie, která prokázala nárůst počtu DC u potkanů po zátěži, je práce Liao (14). Cvičící skupina potkanů měla 1,5 krát vyšší počet DC (P = 0,01), ani v této studii nebyly stanoveny subpopulace DC. Zvýšení zastoupení obou subpopulací dendritických buněk v periferní krvi u vrcholových sportovců vlivem intenzivní zátěže může značit zvýšenou pohotovost imunitního systému na hrozící nebezpečí. Prioritní je naše zjištění, že právě plasmocytoidní DC jsou populací nejvíce reagující vzestupem na akutní zátěžovou situaci. Zátěž vyvolala vzestup počtu dendritických buněk v krvi, došlo však k poklesu exprese kostimulačních molekul CD80 u myeloidních dendritických buněk (mdc), CD83 u obou populací (mdc i pdc) a CD86 u plasmocytoidních dendritických buněk (pdc). Pouze lehce, statisticky nevýznamně, poklesla exprese kostimulační molekuly CD80 u plasmocytoidních dendritických buněk (pdc). Minimální byl také vzestup exprese kostimulační molekuly CD86 u myeloidních dendritických buněk (mdc). Ho a spol. (10) i Liao (14) ve svých pracích rovněž neprokázali zvýšení exprese kostimulačních molekul (CD80, 86) po zátěži. Exprese kostimulačních molekul úzce souvisí s aktivací dendritických buněk, respektive se stavem jejich zralosti. Zvýšení počtu DC v periferní krvi a současně snížení exprese kostimulačních molekul znamená, že do krve jsou během zátěže vyplavovány méně zralé dendritické buňky. Po intenzivní zátěži stoupá v krevním obraze zejména počet leukocytů. V naší sestavě jsme prokázali nárůst počtu leukocytů o 70 %, nejvýznamnější nárůst byl prokazatelný u dendritických buněk, zejména plasmocytoidních, a u lymfocytů. Naše výsledky se plně shodují s již dříve publikovanými pracemi (16,17), kde je uváděn pozátěžový nárůst leukocytů v rozmezí 50 100 %, zejména v lymfocytární a neutrofilní řadě. Ho (10) ve své práci koreloval počet DC ke krevnímu obrazu, zjistil závislost nárůstu DC buněk na monocytech pouze u cvičící skupiny, ne však u nemocných po chirurgickém zákroku. Nárůst plazmatické hladiny obou stanovených katecholaminů odpovídá reakci organismu na zátěž. Zjistili jsme pozitivní korelaci mezi počtem pdc a hladinou noradrenalinu. Takováto korelace není v literatuře dosud publikována. Další pozitivní korelací byla závislost tepové frekvence na obou subpopulacích DC. Vzhledem k tomu, že pdc jsou hlavními producenty interferonů typu I, je možné, že chřipkové příznaky často nastupující po intenzivní fyzické zátěži mohou být důsledkem uvedeného nárůstu pdc. Závěr Úloha dendritických buněk se dostává do popředí zájmu jak v rámci studia fyziologie imunitní reakce, tak v souvislosti s jejich cílenou manipulací v terapii u mnoha závažných onemocnění. Tato práce patří k pilotním projektům, neboť jako první stanovila obě subpopulace dendritických buněk, jak plasmocytoidních, tak myeloidních, u vrcholových sportovců po intenzivní fyzické zátěži. Výrazný nárůst počtu plasmocytoidních DC v krvi, který koreloval s tepovou frekvencí a hladinou noradrenalinu, je zřejmě fyziologickou reakcí organismu na nebezpečí. Při déletrvajícím stimulu však může představovat pro organismus zátěž vyplývající z nadprodukce cytokinů. Další studie zabývající se problematikou dendritických buněk po různých typech zátěže jsou žádoucí, aby poskytly více informací, jak využít trénin- 262 Alergie 4/2009

kovou aktivitu k optimalizaci funkce DC jak u zdravých jedinců, tak za různých imunopatologických stavů. Poděkování: Práce byla podpořena výzkumným projektem VZ MSM 0021620812. LITERATURA 1. Banchereau J, Briere F, Caux C, Davoust J, Lebecque S, Liu YJ, Pulendran B, Palucka K. Immunobiology of dendritic cells. Annu Rev Immunol. 2000; 18: 767-811. 2. Banchereau J, Steinman RM. Dendritic cells and the control of immunity. Nature 1998; 392: 245-252. 3. Benschop RJ, Rodriguez-Feuerhahn M, Schedlowski M Catecholamineinduced leukocytosis: early observations, current research, and future directions. Brain Behav Immun 1996; 10: 77 91. 4. Ekblom B, Ekblom O, Malm C. Infectious episodes before and after a marathon race. Scand J Med Sci Sports 2006; 16: 287-293. 5. Elenkov IJ, Chrousos GP. Stress system--organization, physiology and immunoregulation. Neuroimmunomodulation. 2006; 13(5-6): 257-267. 6. Galbo H. Hormonal and Metabolic Adaption to Exercise. New York: Thieme Verlag; 1983; 116. 7. Gleeson M, McFarlin B, Flynn M. Exercise and toll-like receptors. Exerc Immunol Rev 2006; 12: 34-53. 8. Hart DN. Dendritic cells: unique leukocyte population which control the primary immune response. Blood 1997; 90: 3245-87. 9. Heath GW, Ford ES, Craven TE, Macera CA, Jackson KL, Pate RR. Exercise and the incidence of upper respiratory tract infections. Med Sci Sports Exerc 1991; 23: 152 157. 10. Ho ChSK, Lopez JA, Vuckovic S, Pyke ChM, Hockey RL, Hart DNJ. Surgical and physical stress increases circulating blood dendritic cell counts independently of monocyte counts. Blood 2001; 98: 140-145. 11. Horvath R, Budinsky V, Kayserova J, Kalina T, Formankova R, Stary J, Bartunkova J, Sedlacek P, Spisek R. Kinetics of dendritic cells reconstitution and costimulatory molecules expression after myeloablative allogeneic haematopoetic stem cell transplantation: implications for the development of acute graft-versus host disease. Clin Immunol. 2009; 131(1): 60-69. 12. Lancaster GI, Halson SL, Khan Q, Drysdale P, Jeukendrup AE, Drayson MT, Gleeson M. The effects of acute exhaustive exercise and intensified training on type 1/type 2 T cell distribution and cytokine production. Exerc Immunol Rev 2004; 10: 91 106. 13. Lancaster GI, Khan Q, Drysdale P, Wallace F, Jeukendrup AE, Drayson MT and Gleeson M. The physiological regulation of toll-like receptor expression and function in humans. J Physiol 2005; 563 (3): 945-955. 14. Liao HF, Chiang LM, Yen CC, Chen YY, Zhuang RR, Lai LY, Chiang J, Chen YJ. Effect of a periodized exercise training and active recovery program on antitumor activity and development of dendritic cells. J Sports Med Phys Fitness 2006; 46: 307-314. 15. Nieman DC, Johansen LM, Lee JW, Arabatzis K. Infectious episodes in runners before and after the Los Angeles Marathon. J Sports Med Phys Fitness 1990; 30: 316 328. 16. Nieman DC, Miller DA, Henson BJ, Warren BJ, Gusewitch RL, Johnson RL, Davis JM, Butterworth DE, Herring JL, Nehlsen-Cannarella SL. Effects of high-versus moderate-intensity exercise on lymphocyte subpopulations and proliferative response. Int J Sports Med 1994; 15: 199-206. 17. Nieman DC. Exercise, infection and immunity. Int J Sports Med 1994; 15: (Suppl 3): 131 141. 18. Northoff H, Berg A, Weinstock C. Similarities and differences of the immune response to exercise and trauma: the IFN-concept. Can J Physiol Pharmacol 1998; 76: 497 504. 19. Ortega E, Giraldo E, Hinchado MD, Martin L, Garcia JJ, De la Fuente M. Neuroimmunomodulation during exercise: role of catecholamines as stress mediator and/or danger signal for the innate immune response. Neuroimmunomodulation. 2007; 14 (3-4): 206-212. 20. Pedersen BK, Hoffman-Goetz L. Exercise and the immune system: regulation, integration, and adaptation. Physiol Rev. 2000; 80(3):1055-1081. 21. Rozkova D, Horvath R, Bartunkova J, Spisek R. Glucocorticoids severely impair differentiation and antigen presenting function of dendritic cells despite upregulation of Toll-like receptors. Clin Immunol. 2006; 120 (3): 260-271. 22. Sochorova K, Horvath R, Rozkova D, Litzman J, Bartunkova J, Sediva A, Spisek R. Impaired Toll-like receptor 8-mediated IL-6 and TNFalpha production in antigen-presenting cells from patients with X-linked agammaglobulinemia. Blood 2007; 109 (6): 2553-2556. 23. Steensberg A, Fischer CP, Keller C, Moller K, Pedersen BK. IL-6 enhances plasma IL-1ra, IL-10, and cortisol in humans. Am J Physiol Endocrinol Metab 2003; 285: 433 437. 24. Steensberg A, van Hall G, Osada T, Sacchetti M, Saltin B, Pedersen BK. Production of interleukin-6 in contracting human skeletal muscles can account for the exercise-induced increase in plasma interleukin-6. J Physiol 2000; 529: 237 242. prof. MUDr. Jiřina Bartůňková, DrSc. Ústav imunologie UK 2. LF a FN v Motole V Úvalu 84 150 06 Praha 5 e-mail: jirina.bartunkova@lfmotol.cuni.cz Alergie 4/2009 263