.: ORİJİNAL ARAŞTIRMA
Farklı Hava Sıcaklıklarında Yapılan Aerobik Egzersizlerin Bağışıklık Hücrelerine Akut Etkisi
The Acute Effect of Aerobic Exercises in Different Environment Temperatures on Immunity Cells
Turkiye Klinikleri J Sports Sci. 2021;13(1):1-8
doi: 10.5336/sportsci.2020-73532
Makale Dili: TR
Tam Metin
ÖZET
Amaç: Egzersizin bağışıklık sistemi üzerine olan etkileri uzun yıllardır sıkça araştırılan bir konudur. Ancak farklı şiddetlerde yapılan egzersizlerin bağışıklık sistemi üzerine olan etkileri büyük ölçüde bilinirken, farklı hava sıcaklıklarında uygulan egzersizlerin etkileri hakkında sınırlı sayıda çalışma vardır. Bu çalışmanın amacı, farklı hava sıcaklıklarında yapılan aerobik egzersizin bağışıklık hücrelerine olan etkilerini araştırmaktır. Gereç ve Yöntemler: Araştırmaya 27 sağlıklı genç birey gönüllü olarak katılmıştır. Katılımcılara 3 farklı sıcaklıkta (0,12 ve 24 °C) 40 dk'lık aerobik koşu egzersizi uygulanmıştır. Koşu hızı, katılımcıların maksimum kalp atım hızlarının %65-70'ine (%50- 55 VO2maks) karşılık gelen aralıkta tutulmuştur. Katılımcılardan, egzersizlerin öncesinde ve sonrasında kan örnekleri alınmıştır. Katılımcıların bağışıklık fonksiyonları için lökosit ve alt grupları (lenfosit, monosit ve granülosit) kan sayımı ile venöz kan örneklerinden belirlenmiştir. Elde edilen verilerin istatistiksel analizleri eşli örneklem t-testi (önce-sonra) ile yapılmıştır. Bulgular: Yapılan araştırma sonucunda 0°C ve 12°C sıcaklıklarda yapılan egzersizlerde lökosit (sırasıyla p=0,015 ve p=0,006) ve nötrofil sayıları (sırasıyla p=0,018 ve p=0,021) önemli derecede artarken, 24° C sıcaklıkta ise sadece nötrofil sayılarında (p=0,046) artış görülmüştür. Diğer kan hücrelerinde 3 farklı sıcaklıkta yapılan egzersizlerde de herhangi bir değişime rastlanmamıştır (p>0,05). Sonuç: Sonuç olarak bu çalışma, çevre sıcaklığı değiştikçe aerobik egzersizlere farklı bağışıklık tepkilerinin oluşabileceğini ortaya koymaktadır.
Anahtar Kelimeler: Soğuk; egzersiz; lökosit; lenfosit; monosit; nötrofil
Amaç: Egzersizin bağışıklık sistemi üzerine olan etkileri uzun yıllardır sıkça araştırılan bir konudur. Ancak farklı şiddetlerde yapılan egzersizlerin bağışıklık sistemi üzerine olan etkileri büyük ölçüde bilinirken, farklı hava sıcaklıklarında uygulan egzersizlerin etkileri hakkında sınırlı sayıda çalışma vardır. Bu çalışmanın amacı, farklı hava sıcaklıklarında yapılan aerobik egzersizin bağışıklık hücrelerine olan etkilerini araştırmaktır. Gereç ve Yöntemler: Araştırmaya 27 sağlıklı genç birey gönüllü olarak katılmıştır. Katılımcılara 3 farklı sıcaklıkta (0,12 ve 24 °C) 40 dk'lık aerobik koşu egzersizi uygulanmıştır. Koşu hızı, katılımcıların maksimum kalp atım hızlarının %65-70'ine (%50- 55 VO2maks) karşılık gelen aralıkta tutulmuştur. Katılımcılardan, egzersizlerin öncesinde ve sonrasında kan örnekleri alınmıştır. Katılımcıların bağışıklık fonksiyonları için lökosit ve alt grupları (lenfosit, monosit ve granülosit) kan sayımı ile venöz kan örneklerinden belirlenmiştir. Elde edilen verilerin istatistiksel analizleri eşli örneklem t-testi (önce-sonra) ile yapılmıştır. Bulgular: Yapılan araştırma sonucunda 0°C ve 12°C sıcaklıklarda yapılan egzersizlerde lökosit (sırasıyla p=0,015 ve p=0,006) ve nötrofil sayıları (sırasıyla p=0,018 ve p=0,021) önemli derecede artarken, 24° C sıcaklıkta ise sadece nötrofil sayılarında (p=0,046) artış görülmüştür. Diğer kan hücrelerinde 3 farklı sıcaklıkta yapılan egzersizlerde de herhangi bir değişime rastlanmamıştır (p>0,05). Sonuç: Sonuç olarak bu çalışma, çevre sıcaklığı değiştikçe aerobik egzersizlere farklı bağışıklık tepkilerinin oluşabileceğini ortaya koymaktadır.
Anahtar Kelimeler: Soğuk; egzersiz; lökosit; lenfosit; monosit; nötrofil
ABSTRACT
Objective: The effects of exercise on the immune system have been frequently investigated for many years. Although the effects of exercise at different intensities on the immune system are highly known, there are limited studies on the effects of exercise at different environmental temperatures. The aim of this study was to investigate the effects of aerobic exercise on immune cells at different environmental temperatures. Material and Methods: Twenty-seven young healthy subjects voluntarily participated in this study. Participants performed 40 minutes of aerobic running exercise at three different temperatures (0.12 and 24°C). The running speed rate was controlled around 65-70% (50-55% VO2max) of the participants' maximum heart rate. Blood samples were collected from the participants pre- and postexercise. Leukocytes and subgroups (lymphocytes, monocytes and granulocytes) were measured to assess the immune functions of the participants via the blood count from venous blood samples. Statistical analysis of the data was assessed using paired t-test (pre and post). Results: The findings of this study showed that leukocyte (p=0.015 ve p=0.006, respectively) and neutrophil (p=0.018 ve p=0.021, respectively) counts significantly increased in the exercises performed at 0°C and 12°C, whereas in the exercise at 24 °C only neutrophil count (p=0.046) significantly increased. However, these exercises applied at three temperatures did not any changes in other blood cells (p>0.05). Conclusion: Consequently, this study indicated that different immune responses to aerobic exercise may occur as the environment temperature changes.
Keywords: Cold; exercise; leukocyte; lymphocytes; monocytes; neutrophils
Objective: The effects of exercise on the immune system have been frequently investigated for many years. Although the effects of exercise at different intensities on the immune system are highly known, there are limited studies on the effects of exercise at different environmental temperatures. The aim of this study was to investigate the effects of aerobic exercise on immune cells at different environmental temperatures. Material and Methods: Twenty-seven young healthy subjects voluntarily participated in this study. Participants performed 40 minutes of aerobic running exercise at three different temperatures (0.12 and 24°C). The running speed rate was controlled around 65-70% (50-55% VO2max) of the participants' maximum heart rate. Blood samples were collected from the participants pre- and postexercise. Leukocytes and subgroups (lymphocytes, monocytes and granulocytes) were measured to assess the immune functions of the participants via the blood count from venous blood samples. Statistical analysis of the data was assessed using paired t-test (pre and post). Results: The findings of this study showed that leukocyte (p=0.015 ve p=0.006, respectively) and neutrophil (p=0.018 ve p=0.021, respectively) counts significantly increased in the exercises performed at 0°C and 12°C, whereas in the exercise at 24 °C only neutrophil count (p=0.046) significantly increased. However, these exercises applied at three temperatures did not any changes in other blood cells (p>0.05). Conclusion: Consequently, this study indicated that different immune responses to aerobic exercise may occur as the environment temperature changes.
Keywords: Cold; exercise; leukocyte; lymphocytes; monocytes; neutrophils
REFERANSLAR:
- Azarbayjani MA, Fathi R, Daloii AA, Abdi A, Fatolahi H. Acute Hematological Profile Response to One Session of Aerobic and Anaerobic Exercise among Young Male Kickboxers. Turkish Journal of Physical Medicine & Rehabilitation/Turkiye Fiziksel Tip ve Rehabilitasyon Dergisi. 2014;60:92-7.[Crossref]
- Cengiz ŞŞ, Çınar V. The effect of 8-week core exercises on some hematological parameters in sedentary females. Turkish Journal of Scientific Research. 2014;1:1-5.[Link]
- İnce İ, Akkuş H. Posture analysis of Turkish National Weightlifting Team. Journal of Human Sciences. 2018;15(2):739-46.[Crossref]
- Neufer PD, Bamman MM, Muoio DM, Bouchard C, Cooper DM, Goodpaster BH, et al. Understanding the Cellular and Molecular Mechanisms of Physical Activity-Induced Health Benefits. Cell Metab. 2015;22(1):4-11.[Crossref] [PubMed]
- Özbay S, Demirel N. Elit güreşçilerde maksimal kuvvet antrenmanlarının bağışıklık sistemi üzerine etkileri. Hareket ve Antrenman Bilimleri. 1. baskı. Ankara: Akademisyen Kitabevi; 2019. p.173-85.
- Yao Y, Jeyanathan M, Haddadi S, Barra NG, Vaseghi-Shanjani M, Damjanovic D, et al. Induction of Autonomous Memory Alveolar Macrophages Requires T Cell Help and Is Critical to Trained Immunity. Cell. 2018;175(6):1634-50.e17.[Crossref] [PubMed]
- Hazar S, Ateşoğlu Ü.[Acute Effect of Various Strength Exercise Methods on Immune System]. Beden Eðitimi ve Spor Bilimleri Dergisi. 2004;6(4):45-53.[Link]
- Heidari N, Dortaj E, Karimi M, Karami S, Kordi N. The effects of acute high intensity interval exercise of judo on blood rheology factors. Turkish Journal of Kinesiology. 2016;2(1):6-10.[Link]
- İbiş S, Hazar S, Gökdemir K. [Acute effect of hematological parameters on aerobic and anaerobic exercise]. Uluslararası İnsan Bilimleri Dergisi. 2010;7(1):71-81.[Link]
- Joisten N, Walzik D, Schenk A, Bloch W, Zimmer P, Wahl P, et al. Aqua cycling for immunological recovery after intensive, eccentric exercise. European journal of applied physiology. 2019;119:1369-75.[Crossref] [PubMed]
- Kostrycki IM, Frizzo MN, Wildner G, Donato YH, dos Santos AB, Rhoden CR, et al. Hematological Response of Acute Exercise in Obese Mice: The Obesity Attenuation Effect on Leukocytes Response. Journal of Exercise Physiology Online. 2016;19(6):85.[Link]
- Patlar S. Effects of acute and 4-week submaximal exercise on leukocyte and leukocyte subgroups. Isokinetics and exercise science. 2010;18(3):145-8.[Crossref]
- Pizza FX, Mitchell JB, Davis BH, Starling RD, Holtz RW, Bigelow N, et al. Exercise-induced muscle damage: effect on circulating leukocyte and lymphocyte subsets. Med Sci Sports Exerc. 1995;27(3):363-70.[Crossref] [PubMed]
- Wu HJ, Chen KT, Shee BW, Chang HC, Huang YJ, Yang RS, et al. Effects of 24 h ultra-marathon on biochemical and hematological parameters. World J Gastroenterol. 2004;10(18):2711-4.[Crossref] [PubMed] [PMC]
- Guyton A, Hall E. Tıbbi Fizyoloji. Çağlayan Yeğen B, Alican İ, Solakoğlu Z, çeviri editörleri. 12. Baskı. Ankara: Nobel Tıp Kitabevi; 2013. p.425-6.
- McCarthy DA, Dale MM. The leucocytosis of exercise. A review and model. Sports Med. 1988;6(6):333-63.[Crossref] [PubMed]
- Deuster PA, Curiale AM, Cowan ML, Finkelman FD. Exercise-induced changes in populations of peripheral blood mononuclear cells. Med Sci Sports Exerc. 1988;20(3):276-80.[Crossref] [PubMed]
- Kamar A. Astrand ve 3 Step Testlerin Dolaşım Parametreleri, Lökosit, Nötrofil ve Lenfosit Değerleri Üzerine Etkileri. İstanbul Üniversitesi Spor Bilimleri Dergisi. 2011;3:142-6.
- Morehouse LE, Miller AT. Egzersiz Fizyolojisi. Akgün N, çeviri editörü. D. LaVonne Jaeger, ed. 6. Baský. İzmir: Ege Üniversitesi Yayınları; 1973.
- Shinkai S, Shore S, Shek PN, Shephard RJ. Acute exercise and immune function. Relationship between lymphocyte activity and changes in subset counts. Int J Sports Med. 1992;13(6):452-61.[Crossref] [PubMed]
- Tvede N, Kappel M, Halkjaer-Kristensen J, Galbo H, Pedersen BK. The effect of light, moderate and severe bicycle exercise on lymphocyte subsets, natural and lymphokine activated killer cells, lymphocyte proliferative response and interleukin 2 production. Int J Sports Med. 1993;14(5):275-82.[Crossref] [PubMed]
- Nieman DC, Nehlsen-Cannarella SL, Markoff PA, Balk-Lamberton AJ, Yang H, Chritton DB, et al. The effects of moderate exercise training on natural killer cells and acute upper respiratory tract infections. Int J Sports Med. 1990;11(6):467-73.[Crossref] [PubMed]
- Nieman DC. Exercise, infection, and immunity. Int J Sports Med. 1994;15 Suppl 3:S131-41.[Crossref] [PubMed]
- Şenışık SÇ. Egzersiz ve Bağışıklık Sistemi. Spor Hekimliği Dergisi. 2015;50(1):011-020.[Link]
- Kakanis MW, Peake J, Brenu EW, Simmonds M, Gray B, Hooper SL, et al. The open window of susceptibility to infection after acute exercise in healthy young male elite athletes. Exerc Immunol Rev. 2010;16:119-37.[PubMed]
- Pedersen BK, Toft AD. Effects of exercise on lymphocytes and cytokines. Br J Sports Med. 2000;34(4):246-51.[Crossref] [PubMed] [PMC]
- Campbell JP, Turner JE. Debunking the Myth of Exercise-Induced Immune Suppression: Redefining the Impact of Exercise on Immunological Health Across the Lifespan. Front Immunol. 2018;9:648.[Crossref] [PubMed] [PMC]
- Edwards KM, Burns VE, Allen LM, McPhee JS, Bosch JA, Carroll D, et al. Eccentric exercise as an adjuvant to influenza vaccination in humans. Brain Behav Immun. 2007;21(2):209-17.[Crossref] [PubMed]
- Brenner IK, Castellani JW, Gabaree C, Young AJ, Zamecnik J, Shephard RJ, et al. Immune changes in humans during cold exposure: effects of prior heating and exercise. J Appl Physiol (1985). 1999;87(2):699-710.[Crossref] [PubMed]
- Jansk? L, Pospísilová D, Honzová S, Ulicn? B, Srámek P, Zeman V, et al. Immune system of cold-exposed and cold-adapted humans. Eur J Appl Physiol Occup Physiol. 1996;72(5-6):445-50.[Crossref] [PubMed]
- Cheng GJ, Morrow-Tesch JL, Beller DI, Levy EM, Black PH. Immunosuppression in mice induced by cold water stress. Brain Behav Immun. 1990;4(4):278-91.[Crossref] [PubMed]
- Kokolus KM, Capitano ML, Lee CT, Eng JW, Waight JD, Hylander BL, et al. Baseline tumor growth and immune control in laboratory mice are significantly influenced by subthermoneutral housing temperature. Proc Natl Acad Sci U S A. 2013;110(50):20176-81.[Crossref] [PubMed] [PMC]
- Sundaresan G, Suthanthirarajan N, Namasivayam A. Certain immunological parameters in subacute cold stress. Indian J Physiol Pharmacol. 1990;34(1):57-60.[PubMed]
- Cohen J. Statistical Power Analysis for the Behavioral Sciences. 2nd ed. New Jersey, ABD: Lawrence Erlbaum Associates;2013.
- Hopkins W. A scale of magnitudes for effect statistics. A New View of Statistics. 2002.[Link]
- LaVoy EC, McFarlin BK, Simpson RJ. Immune responses to exercising in a cold environment. Wilderness Environ Med. 2011;22(4):343-51.[Crossref] [PubMed]
- McFarlin BK, Mitchell JB. Exercise in hot and cold environments: differential effects on leukocyte number and NK cell activity. Aviat Space Environ Med. 2003;74(12):1231-6.[PubMed]
- Cannon B, Nedergaard J. Brown adipose tissue: function and physiological significance. Physiol Rev. 2004;84(1):277-359.[Crossref] [PubMed]
- Aarstad HJ, Gaudernack G, Seljelid R. Stress causes reduced natural killer activity in mice. Scand J Immunol. 1983;18(5):461-4.[Crossref] [PubMed]
- Davis MS, Williams CC, Meinkoth JH, Malayer JR, Royer CM, Williamson KK, et al. Influx of neutrophils and persistence of cytokine expression in airways of horses after performing exercise while breathing cold air. Am J Vet Res. 2007;68(2):185-9.[Crossref] [PubMed]
- Goundasheva D, Andonova M, Ivanov V. Changes in some parameters of the immune response in rats after cold stress. Zentralbl Veterinarmed B. 1994;41(10):670-4.[Crossref] [PubMed]
- Won SJ, Lin MT. Thermal stresses reduce natural killer cell cytotoxicity. J Appl Physiol (1985). 1995;79(3):732-7.[Crossref] [PubMed]
- Shephard RJ, Shek PN. Cold exposure and immune function. Can J Physiol Pharmacol. 1998;76(9):828-36.[Crossref] [PubMed]
- Berglund B, Hemmingson P. Infectious disease in elite cross-country skiers: a one-year incidence study. Clin Sports Med. 1990;2:19-23.[Link]
- Tomasi TB, Trudeau FB, Czerwinski D, Erredge S. Immune parameters in athletes before and after strenuous exercise. J Clin Immunol. 1982;2(3):173-8.[Crossref] [PubMed]
- Sabiston BH, Livingstone SD. Investigation of Health Problems Related to Canadian Northern Military Operations. Downsview, Ontario. 1st ed. Canada: Defence and Civil Institute of Environmental Medicine; 1973.
- StRose J, Allen C, Myles W, Sabiston B, Brown T, Anderson P, Livingston S. A study of energy expenditure, dehydration and health in Canadian troops during a spring exercise in the subarctic: Exercise Northern Ramble (Effects of adverse Northern environment on human physiology and performance under military exercise conditions). 1972.
- Shephard RJ, Rode A, eds. Observations on the Soviet/Canadian Transpolar Ski Trek (Vol. 33). Basel; New York: Karger; 1992.
- Mochizuki K, Miyauchi R, Misaki Y, Kasezawa N, Tohyama K, Goda T, et al. Associations between leukocyte counts and cardiovascular disease risk factors in apparently healthy Japanese men. J Nutr Sci Vitaminol (Tokyo). 2012;58(3):181-6.[Crossref] [PubMed]
- Pedersen BK, Hoffman-Goetz L. Exercise and the immune system: regulation, integration, and adaptation. Physiol Rev. 2000;80(3):1055-81.[Crossref] [PubMed]
.: İşlem Listesi