Effetti dell'esercizio fisico e dell'allenamento sulle cellule delle vie aeree e sulla reattività bronchiale in soggetti normali e asmatici

Il nostro gruppo studia da alcuni anni gli effetti biologici dell’esercizio fisico e dell'allenamento sul sistema respiratorio in soggetti normali e asmatici. Abbiamo per primi documentato un aumento dei leucociti polimorfonucleati neutrofili (PMN) nell'espettorato indotto in atleti amatoriali non asmatici studiati dopo una maratona. Studi successivi hanno evidenziato aumento delle cellule epiteliali bronchiali (BEC) dopo uno sforzo sopra-massimale e alla fine di una gara di mezza maratona. Le alterazioni delle BEC durante esercizio sarebbero causate dall’insufficiente condizionamento dell’aria inspirata, con conseguente iperosmolarità del sottile strato di liquido presente sulla superficie delle vie aeree. I meccanismi del danno epiteliale e del successivo afflusso di PMN nelle vie aeree dopo esercizio intenso e prolungato non sono ancora completamente conosciuti. Il significato fisiopatologico della neutrofilia presente nelle vie aeree sia a riposo che dopo esercizio negli atleti di endurance rimane incerto. L’attivazione infiammatoria sia delle BEC che dei PMN in seguito ad esercizio fisico è modesta. E’ possibile che l’iperosmolarità, oltre ad attivare il rilascio di interleuchina-8 da parte delle BEC, agisca modulando in senso anti-infiammatorio le molecole di adesione dei PMN. Pertanto, ipotizziamo che efficaci meccanismi di controllo, non ancora completamente esplorati, giochino un ruolo importante nella limitazione dell’infiammazione delle vie aeree associata all’esercizio fisico nel soggetto sano. L’asma bronchiale è una malattia cronica delle vie aeree caratterizzata da flogosi delle vie aeree e iperreattività bronchiale. L’esercizio fisico è un comune stimolo scatenante degli attacchi asmatici nei pazienti con asma scarsamente controllato dalla terapia. In soggetti non asmatici ben allenati, la risposta broncocostrittiva alla metacolina (Mch) studiata mediante un test in assenza di respiri profondi, che rappresenta un protocollo più sensibile alle variazioni di tono broncomotore rispetto al test alla Mch classico, è risultata inferiore rispetto a quanto osservato in soggetti sani sedentari. Studi longitudinali successivi hanno documentato una persistente riduzione di broncoreattività durante e dopo un periodo di allenamento intensivo (canottaggio) per 10 settimane, sia in soggetti sedentari sani che in asmatici lievi. L’effetto positivo dell’allenamento nei pazienti asmatici è confermato da dati epidemiologici che dimostrano una correlazione inversa tra reattività bronchiale e livello di attività fisica abituale nella popolazione generale. Infine, studi sperimentali in un modello di asma bronchiale nel topo sensibilizzato all’ovalbumina indicano che l’allenamento riduce la flogosi bronchiale allergica, ma mancano studi analoghi sull’uomo. Resta da stabilire se la risposta clinica positiva osservata negli asmatici lievi si verifichi anche negli asmatici con maggior grado di ostruzione bronchiale (asma moderato), e se gli effetti positivi dell’allenamento negli asmatici siano associati a riduzione dell’infiammazione delle vie aeree oltre che a miglioramento dell’iperreattività bronchiale. Questo progetto si propone di chiarire alcuni aspetti biologici della risposta delle BEC all’esercizio, ed il ruolo dell’esercizio fisico nella modulazione della reattività e dell’infiammazione bronchiale in soggetti normali ed pazienti con asma di grado moderato. Questi scopi saranno raggiunti mediante i seguenti protocolli: 1) in atleti amatoriali prima e dopo una gara di maratona e mezza-maratona sarà caratterizzato il profilo cellulare e biochimico (citochine, fattori di crescita) dell'espettorato indotto, al fine di comprendere l'evoluzione e l’autolimitazione del danno epiteliale, e i meccanismi responsabili del successivo afflusso di PMN nelle vie aeree. 2) Negli stessi soggetti, sarà studiata la relazione dose-risp