Stres jest ogólnym pojęciem oznaczającym zaburzenie homeostazy, czyli jest to zaburzenie środowiska, które jest optymalne dla organizmu. Stres ma obecnie złą reputację, ale jest częścią naturalnych mechanizmów adaptacyjnych i odpowiedzi fizjologicznej typu walka lub ucieczka (ang. fight or flight). Do nagłej odpowiedzi przygotowane są włókna typu II mające duże zasoby energetyczne, które mogą być szybko zużyte (np. fosfokreatyna, glikogen – spichrzona glukoza).

O ile chroniczny, przewlekły stres jest szkodliwy dla zdrowia, to krótkotrwały pozwala radzić sobie z wyzwaniami. Ponadto odkryto, iż krótkotrwały, niewielki stres sprzyja ochronie przed patogenami, wzmacnia system immunologiczny. O ile wysoce niekorzystna jest sytuacja, gdy stale występuje wysokie stężenie kortyzolu, o tyle krótkotrwałe, nawet kilkudziesięciokrotne zwiększenie stężenia „hormonu stresu” (np. w ciągu kilkudziesięciu minut po interwałach) nie wywiera negatywnego wpływu na ustrój. Podobnie krótkotrwałe schładzanie lub ekspozycja na wysoką temperaturę mimo, iż wywierają zróżnicowaną odpowiedź hormonalną (wpływ na testosteron wolny i całkowity, ACTH, kortyzol, prolaktynę; tarczycę: T4, T3, TSH; profil hematologiczny: hemoglobinę, hematokryt) [3,4] nie są wiązane z chorobami. Zupełnie inaczej wygląda sytuacja, gdy ekspozycja na zimną wodę lub skwar jest przedłużona. Oba te warianty w skrajnych okolicznościach wiąże się ze zwiększoną śmiertelnością (np. hipotermia i zjawiska z tym związane lub powikłania sercowo-naczyniowe i odwodnienie występujące przy pracy w wysokiej temperaturze). Silne wychłodzenie organizmu potrafi zabić nawet w ciągu kilku minut. Podobnie nie należy rozpatrywać w systemie binarnym (czyli albo coś jest „tylko pozytywne” albo „tylko negatywne”) wpływu treningu na zdrowie. Z jednej strony z wysiłkiem fizycznym związane są pewne problemy i niewielkie ryzyko, z drugiej nieoszacowane korzyści zdrowotne.

Jak krótkotrwały, a jak chroniczny stres wpływają na otyłość?

Wykazano, iż krótkotrwały stres wywołuje pierwszo- i drugorzutową odpowiedź immunologiczną. „Wzmocnienie” dotyczy zmian w komórkach dendrytycznych, aktywacji i wpływu na dojrzewanie neutrofilów, makrofagów i limfocytów, a także lokalną i ogólnoustrojową produkcję cytokin. Z kolei chroniczny stres zaburza proporcje cytokin typu 1 i 2, wywołuje przewlekłe zmiany zapalne o niskim natężeniu i wpływa na immunosupresję (hamuje ilość, migrację, aktywność i funkcje immunoprotekcyjne wyspecjalizowanych komórek). [1] Przewlekły stres zwiększa podatność na niektóre rodzaje nowotworów poprzez wpływ na cytokiny typu I, limfocyty typu T oraz supresję funkcji komórek T.

„Cytokiny [...] wpływają na wzrost i przeżycie komórek nowotworowych, regulują naciekanie guzów nowotworowych przez leukocyty, stymuluja powstawanie nowych naczyń krwionośnych (angiogeneza), biorą udział w kształtowaniu macierzy pozakomórkowej i w wielostopniowym procesie tworzenia przerzutów odległych oraz regulują odpowiedź immunologiczną” [5]

Działanie immunosupresyjne wykazują np. TGF-a, TGFβ, IL-4, IL-10 i VEGF. [5]

Długotrwały stres sprzyja otyłości, gdyż wpływa na:

  • stężenie leptyny (oznacza to zaburzenie odczuwania sytości; w normalnych warunkach wysokie stężenie leptyny powoduje ograniczenie dostarczania pokarmów),
  • stężenie greliny (=> „wilczy głód”),
  • stężenie TNF-alfa, IL-1, IL-8 oraz zahamowanie produkcji TGF-beta (komentarz: w normalnych warunkach kortyzol hamuje wytwarzanie prozapalnych czynników takich, jak TNF-α, IL-12 oraz interferon gamma, a sprzyja wytwarzaniu przeciwzapalnych: IL-4, IL-10 oraz transformującego czynnika wzrostu beta. Jednakże w sytuacji chronicznego stresu te zjawiska ulegają zaburzeniom!), [18]
  • stężenie rezystyny,
  • stężenie TNF-alfa (wpływ na insulinooporność), [19]
  • ilość neuropeptydu Y (NPY); neuropeptyd Y jest antagonistą leptyny – nasila łaknienie), [19]
  • stężenie kortyzolu (pośrednio wpływa na odkładanie np. tłuszczu trzewnego; wykazuje działanie na pobudzanie apetytu tzw. zajadanie stresu),

Dla odróżnienia krótkotrwały stres pobudza rdzeń nadnerczy (=> adrenalina) oraz uwalnianie noradrenaliny do szczeliny synaptycznej, co sprzyja hamowaniu apetytu. [19, 20]

stres

Stan zapalny, a nowotwory

Wiele cytokin, czynników prozapalnych ma wpływ na nowotworzenie. Te same związki powstają przy intensywnym wysiłku fizycznym lub przy chronicznym stresie (np. IL-6, IL-8). [21,22] W badaniach Nieman DC i wsp. z 2013 r. [8] zawodnicy ćwiczyli 3 dni pod rząd, z intensywnością rzędu 70% VO2max (przez 2.5 h dziennie). Zbadano, jak trening wpływa na kinazę kreatynową, czynniki stanu zapalnego (CRP, IL-6, IL-8, IL-10, MCP) oraz odporność. Stwierdzono, że biegacze odnosili dużo większe uszkodzenia mięśni od rowerzystów. Także czynniki stanu zapalnego były na dużo wyższym poziomie u biegaczy, niż u kolarzy (CRP wyższy o 87%, IL-6 o 256%, IL 8 o  61%, IL-10 o 32%, MCP o 29%).

  • Białko ostrej fazy – CRP, C-reaktywna proteina (ang. c-reactive protein) jest produkowane przez wątrobę. Podniesienie się poziomu białka c-reaktywnego świadczy o nasilonym stanie zapalnym, infekcji wirusowej, bakteryjnej, wysokie stężenia są powiązane np. z oparzeniami.
  • IL-6 – cytokina w dużej mierze pro-zapalna podawana, jako mogąca mieć działanie przeciwzapalne [10]: „Badania prowadzone u myszy z doświadczalnie wywołanymi zakażeniami, zapaleniem alergicznym lub zapaleniem stawów uwidaczniają natomiast bardziej złożony obraz, ponieważ zależnie od modelu IL-6 promuje powstawanie komórek Th1 lub Th2 i w różny sposób wpływa na odpowiedź zapalną […] Prozapalne lub przeciwzapalne właściwości IL-6 zależą od swoistości tkanki i czynników indukujących zapalenie, które tworzą mikrośrodowisko wytwarzające m.in. zestaw cytokin współdecydujących o kierunku różnicowania limfocytów T” [9]; Obecnie wiadomo, że jej główną rolą jest udział w odpowiedzi immunologicznej i reakcji zapalnej oraz w krwiotworzeniu,
  • IL-8 - cytokina prozapalna,
  • IL-10 – cytokina przeciwzapalna.
  • MCP- wykazano jej udział w patogenezie chorób łuszczycowych, reumatoidalnego zapalenia stawów oraz miażdżycy. [11]

I teraz najciekawsze: otóż wykazano związek cytokin z nowotworami. Jak to możliwe? Tkanki nowotworowe nie są w stanie funkcjonować bez stałego dopływu krwi. Co prawda nowotwory są odporne na niedotlenienie i wykazano, iż pozyskują energię drogą beztlenową (najprawdopodobniej potrzebują mleczanów), to jednak muszą mieć dostęp do krwiobiegu (chociażby po to, by zaopatrywać się w substancje odżywcze i usuwać zbędne metabolity). [17] Ten proces tworzenia nowych naczyń nazywamy angiogenezą. Komórki nowotworowe same wytwarzają najróżniejsze czynniki, gdyż proces neowaskularyzacji nowotworu lub angiogenezy (powstawania nowych naczyń krwionośnych) jest stymulowany np. przez IL-6, VEGF (czynnik wzrostu śródbłonka naczyń), TGF (tansformujący czynnik wzrostu alfa i beta), czy IL-6, IL-8.

Tworzenie nowych naczyń krwionośnych może być indukowane przez:

  • czynnik wzrostu śródbłonka naczyń – VEGF (ang. vascular endothelial growth factor),
  • IL-6 (cytokina prozapalna, wg niektórych danych również o  niewielkim działaniu przeciwzapalnym). Nowotwory wydzielają duże ilości IL-6, które mają fundamentalne znaczenie dla wzrostu zmienionych patologicznie tkanek i metastazy (w tym angiogenezy, proliferacji, przyłączenia i inwazji). W badaniach in vitro po podaniu noradrenaliny zaobserwowano zwiększoną syntezę i uwalnianie IL-6 w ludzkich komórkach nowotworowych jajnika (np. (e.g., SKOV3ip1, Hey-A8 oraz EG),
  • zasadniczy czynnik wzrostu fibroblastów (bFGF, basic fibroblast growth factor); czasem błędnie nazywany zasadowym (błąd w tłumaczeniu), [17]
  • IL-8 - cytokina prozapalna,
  • PDGF - czynnik wzrostu komórek śródbłonka pochodzący z płytek krwi,
  • TGF-α i β (Transformujący czynnik wzrostu alfa i beta); „W wielu pracach potwierdzono istotną rolę, jaką pełni TGF-beta w różnych chorobach, tj. osteoporozie, chorobie Alzheimera, nowotworach piersi, retinopatii cukrzycowej, zawale mięśnia sercowego, czy schorzeniach z autoagresji”, [14]
  • TNF-α (czynnik martwicy nowotworów) - odpowiada m.in. za proces neowaskularyzacji nowotworu lub angiogenezę. Paradoksalnie może być wysoce szkodliwy dla serca indukując apoptozę, wbrew swojej nazwie – wpływa m.in. na wzrost śmiertelności TNF-a, bierze udział w produkcji innych cytokin prozapalnych takich, jak IL-6, IL-1, które nasilają powodowane przez TNF-a zaburzenia metaboliczne mięśnia sercowego, [16]
  • G-CSF.

Zarówno trening aerobowy, jak i siłowy mają wpływ na tworzenie nowych naczyń krwionośnych (ale wcale nie oznacza to niczego złego w normalnych warunkach). Trening aerobowy aktywował geny odpowiadające za wzrost nowych naczyń krwionośnych oraz zwiększył wydolność. Ćwiczenia siłowe spowodowały wzrost nowych naczyń krwionośnych, ale także wpłynęły na gen odpowiadający za wzrost objętości tkanki mięśniowej [12-13]. Stwierdzono także, że VEGF-A (czynnik wzrostu nowych naczyń krwionośnych) wzrósł trzykrotnie po treningu aerobowym, a dwukrotnie po siłowym.

Stan zapalny, a nagłe zgony sportowców

Powiązano również przewlekły stan zapalny z nagłą śmiercią sercową (SCD ang. sudden cardiac death) [6] i co najciekawsze najwięcej zgonów z powodu SCD odnotowuje się w dyscyplinach wytrzymałościowych, sportach zespołowych.

Na 820 przypadków nagłej śmierci sercowej: [7]

  • 251 (30.57%) dotyczyło kolarstwa,
  • 175 (21.32%) dotyczyło biegania,
  • 107 (13.03%) dotyczyło gry w piłkę nożną,
  • 41 (4.99%) dotyczyło maszerowania w terenie, wędrówek,
  • 31 (3.78%) dotyczyło pływania,
  • 29 (3.53%) dotyczyło siatkówki,
  • 18 (2.19%)  dotyczyło rugby,
  • 15 (1.83%) dotyczyło tenisa,
  • 11 (1.34%) dotyczyło nurkowania,
  • 11 (1.34%) dotyczyło judo,
  • 10 (1.22%) dotyczyło piłki ręcznej,
  • 8 (0.97%) dotyczyło narciarstwa alpejskiego,
  • 6 (0.73%) dotyczyło tenisa stołowego,
  • 5 (0.61%) dotyczyło kulturystyki,
  • 5 (0.61%) dotyczyło siatkówki,
  • 98 (11.94%) innych dyscyplin.

Chroniczny stres a budowanie mięśni

Na zakończenie: chroniczny stres oczywiście nie sprzyja budowie masy mięśniowej, a raczej otłuszczaniu sylwetki. Wpływa to w perspektywie miesięcy (lat) na pogorszenie kompozycji sylwetki. Przewlekły stan zapalny zaburza trening, łatwiej o przetrenowanie, zmęczenie oraz pogorszenie wyników siłowych. Stres ma także wpływ na zaburzenia snu, co ogranicza przyrosty siły i masy. Co robić? Musisz inaczej podchodzić do sytuacji, z jakimi masz do czynienia na co dzień. Nie traktuj wszystkiego w kategoriach: sukces albo porażka i nie ma nic pośredniego! Chroniczny stres powiązano z nowotworami, depresją oraz chorobami sercowo-naczyniowymi. Na pewno im mniej się będziesz stresował, tym dłużej będziesz żył.

Referencje:

1.Dhabhar FS1. “Effects of stress on immune function: the good, the bad, and the beautiful”

2.https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2790771/

3. Nieto Jimenez C1, Cajigal Vargas J2, Triantafilo Vladilo VS3, Naranjo Orellana J4. “Impact of Hypothermic Stress During Special Operations Training of Chilean Military Forces”. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29425375

4. Katriina Kukkonen-Harjula Pekka OjaKai LaustiolaIlkka VuoriJukka JolkkonenSimo SiitonenHeikki Vapaatalo  “Haemodynamic and hormonal responses to heat exposure in a Finnish sauna bath” https://link.springer.com/article/10.1007/BF02330710

5.Magdalena Chechlińska „Rola cytokin w procesach nowotworzenia” https://journals.viamedica.pl/nowotwory_journal_of_oncology/article/download/53393/40040

6. Rajat Deo, Christine M. Albert „Epidemiology and Genetics of Sudden Cardiac Death” http://circ.ahajournals.org/content/125/4/620

7.Marijon E, Tafflet M „Sports-related sudden death in the general population”. Circulation. 2011; 124: 672–681

8.Nieman DC1, Luo B2, Dréau D3, Henson DA4, Shanely RA5, Dew D5, Meaney MP. Immune and inflammation responses to a 3-day period of intensified running versus cycling. Brain Behav Immun. 2013 Sep 19. pii: S0889-1591(13)00458-3. doi: 10.1016/j.bbi.2013.09.004.  http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24055861

9. Ewa Kontny, Włodzimierz Maśliński “Interleukina 6 – znaczenie biologiczne i rola w patogenezie reumatoidalnego zapalenia stawów” Reumatologia 2009; 47, 1: 24-33 https://www.termedia.pl/Interleukina-6-8211-znaczenie-biologiczne-i-rola-w-patogenezie-reumatoidalnego-zapalenia-stawow,18,12203,1,0.html

10.dr hab. biol. Włodzimierz Maśliński „Sieć cytokin w patogenezie reumatoidalnego zapalenia stawów” 01.09.2000

11.Izabella Henc, Ewa Bryl „Chemokiny jako ważne mediatory stanu zapalnego”

12.http://www.sciencedaily.com/releases/2015/10/151020094829.htm

13.Mika Silvennoinen, Juha P. Ahtiainen, Juha J. Hulmi, Satu Pekkala, Ritva S. Taipale, Bradley C. Nindl, Tanja Laine, Keijo Häkkinen, Harri Selänne, Heikki Kyröläinen, Heikki Kainulainen.  “PGC-1 isoforms and their target genes are expressed differently in human skeletal muscle following resistance and endurance exercise”. Physiological Reports, 2015; 3 (10): e12563 DOI: http://physreports.physiology.org/content/3/10/e12563

14.Olga Stępień-Wyrobiec1, Antoni Hrycek2, Grzegorz Wyrobiec „Transformujący czynnik wzrostu beta (TGF-beta) – budowa, mechanizmy oddziaływania oraz jego rola w patogenezie tocznia rumieniowatego układowego” http://www.phmd.pl/fulltxt.php?ICID=874359

15. Myrthala Moreno-Smith1, Susan K Lutgendorf2,3,4,5, and Anil K Sood “Impact of stress on cancer metastasis “ https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3037818/

16.Anna Puszkarska, Jerzy A. Głuszek „Czynnik martwicy nowotworu i adiponektyna w niewydolności serca” https://journals.viamedica.pl/choroby_serca_i_naczyn/article/viewFile/12023/9901

17.Marek Z. Wojtkiewicz, Ewa Sierko „Podstawy terapii antyangiogennej u chorych na nowotwory”  https://journals.viamedica.pl/oncology_in_clinical_practice/article/download/9233/7853

18.Elenkov IJ1, Chrousos GP. „Stress hormones, proinflammatory and antiinflammatory cytokines, and autoimmunity.” https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/12114286

19.Patrycja Kłósek „Rola stresu psychologicznego  w neuroendokrynnej regulacji pobierania pokarmu i powstawaniu otyłości”.  https://journals.viamedica.pl/forum_zaburzen_metabolicznych/article/view/49394/36320

20.E. Mutschler "Farmakologia i toksykologia", WYDANIE III

21.Mian M. K. Shahzad,‡§,1,2 Jesusa M. Arevalo,§§ Guillermo N. Armaiz-Pena,‡ Chunhua Lu,‡ Rebecca L. Stone,‡,2 Myrthala Moreno-Smith,‡ Masato Nishimura,‡ Jeong-Won Lee,‡‖ Nicholas B. Jennings,‡ Justin Bottsford-Miller,‡ Pablo Vivas-Mejia,** Susan K. Lutgendorf,¶ Gabriel Lopez-Berestein,** Menashe Bar-Eli,‡‡ Steven W. Cole,§§ and Anil K. Sood „Stress Effects on FosB- and Interleukin-8 (IL8)-driven Ovarian Cancer Growth and Metastasis”

22.Rohleder N1, Aringer M, Boentert M. “Role of interleukin-6 in stress, sleep, and fatigue”