SPORTS SCIENCE EXCHANGE
Il sistema immunitario degli atleti: problematiche attuali
SSE#69, Volume 11 (1998), Numero 2
David C. Nieman, DrPH, FACSM
Department of Health and Exercise Science
Appalachian State University, Boone, NC 28608
PREMESSE
- Il sistema immunitario degli atleti nelle fasi di riposo e di non atleti,
risulta essere molto simile. Anche se si osservano insufficienze significative
delle funzioni immunitarie negli atleti, gli studi effettuati sulla relazione
di queste ultime con una maggiore incidenza di infezioni o malattie, hanno
dato risultati negativi.
- Molti elementi che costituiscono il sistema immunitario risultano modificati
dopo uno sforzo pesante e prolungato. Durante questa fase di suscettibilità
da immunità alterata (che può durare dalle 3 alle 72 ore, a
seconda di quando viene effettuato il controllo), virus e batteri guadagnano
terreno aumentando il rischio di infezioni cliniche e subcliniche.
- Linfluenza di alcuni integratori alimentari sulle risposte immunitarie
acute a unattività fisica prolungata è stata a lungo studiata
su atleti che praticano sport di resistenza. Nonostante limportanza
assegnata alla vitamina C e alla glutammina, i dati a disposizione non sono
convincenti.
- Lassunzione di liquidi che contengono carboidrati, a differenza di
micronutrienti e integratori di aminoacidi, riduce il disordine nel sistema
immunitario (minor scompiglio nel calcolo delle cellule immunitarie sanguigne,
minor fagocitosi di granulociti e monociti e scarsa attività di ossidazione;
diminuita risposta delle citochine nei processi infiammatori e antinfiammatori).
- Per mantenere elevati i livelli di glucosio nel plasma e attenuare le risposte
del cortisolo e dellormone della crescita durante attività molto
stancanti, le bevande a base i carboidrati possono ridurre lo stress a cui
è sottoposto il sistema immunitario degli atleti.
INTRODUZIONE
Le pubblicazioni relative all'immunologia nell'esercizio fisico risalgono alla
fine del 19° secolo, ma soltanto alla metà degli anni '80 molti ricercatori
di tutto il mondo hanno dedicato le loro risorse a questa specifica area di
ricerca. Dal 1900 al 1997, sono stati pubblicati circa 900 articoli sul tema,
di cui il 75% negli anni '90.
Nonostante il crescente interesse sul rapporto tra attività fisica,
sistema immunitario e protezione, rimangono irrisolute molte questioni. Questo
articolo ripercorre i quattro argomenti principali che hanno ricevuto maggior
attenzione da parte di esperti di immunologia dell'attività fisica e
che hanno applicazioni pratiche per gli atleti:
- la differenza della funzioni immunitaria tra atleti e non,
- serie modificazioni immunitarie che si verificano dopo attività
intensa e prolungata nel tempo,
- il ruolo degli integratori alimentari sui i cambiamenti a livello immunitario
indotti dallattività,
- suggerimenti pratici per gli atleti.
Funzione immunitaria di atleti e non: somiglianze e disparità
Una comune convinzione che esiste fra i atleti di elite e i loro allenatori
è che i grandi sforzi abbassino la capacità di resistenza e predispongano
ad infezioni delle vie aeree superiori (URTI) (Nieman, 1997a). In uno studio
del 1996 condotto dal Gatorade Sports Science Institute su 2.700 allenatori
e preparatori sportivi di scuole superiori e college americani, l'89% aveva
risposto "sì" alla domanda: "Secondo lei il sovrallenamento
può compromettere il sistema immunitario e portare all'insorgenza di
malattie?" (personal communication, Gatorade Sports Science Institute,
Barrington, IL). Molti studi che si avvalgono di programmi epidemiologici sono
concordi nell'affermare che il rischio di infezioni alle vie aeree superiori
(URTI) sia più elevato nei periodi di allenamento duro e per 1-2 settimane
all'indomani di competizioni di resistenza particolarmente faticose (Nieman
1997a; Peters-Futre, 1997).
Per contro, esiste anche la convinzione, comunemente accettata, tra gli appassionati
di fitness che un'attività regolare aiuti l'organismo a resistere contro
le infezioni. In uno studio condotto su 170 maratoneti con prestazioni modeste
(tempo medio personale di 3 h 25 min) che si sono allenati e hanno partecipato
a maratone per almeno 12 anni, il 90% aveva dichiarato di essere d'accordo con
l'affermazione "raramente ci ammaliamo" (dichirazione non pubblicata).
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Figura 1. Correre a passo svelto per 45 minuti ogni giorno va
di pari passo con una significativa riduzione dei sintomi URTI (Media
±SE). La figura raccoglie i risultati di due studi condotti su
126 donne sovrappeso messe casualmente in gruppi che praticavano attività
e altri che non la praticavano. Dati di Nieman et al.(1993) and Nieman
et al.(1998). |
In un studio condotto su 750 atleti (di età compresa tra i 40 e gli
81 anni) si è scoperto che il 76% si sentiva meno vulnerabile a malattie
virali rispetto alla controparte non sportiva (Shephard et al., 1995). Tre studi
condotti con l'ausilio di esercizi di allenamento casuali hanno dimostrato che
l'attività giornaliera è associata a una significativa riduzione
dei sintomi URTI (Nieman et al., 1990, 1993, 1998b). La figura 1 mette a confronto
i risultati di due studi su 126 donne divise casualmente in: un gruppo impegnato
in attività di 45 minuti a sessione (camminata a passo svelto) per 5
giorni alla settimana e un altro sedentario (Nieman et al., 1990, 1998b). I
risultati indicano che il numero di giorni a rischio URTI si riduceva di quasi
la metà nel gruppo attivo.
Il sistema immunitario di atleti e non atleti funziona allo stesso modo? Nonostante
i dati relativi al rischio URTI suggeriscano delle differenze, i tentativi di
mettere a confronto il sistema immunitario a riposo di atleti e non, non ha
fornito prove evidenti che l'attività fisica sia clinicamente riconducibile
a modificazioni importanti a livello immunitario (Nieman 1997a, 1997b).
A riposo, il sistema immunitario adattivo (cioè la funzione dei linfociti
T e B che, quando attivati, provocano reazioni specifiche e una memoria immunologica
a ciascun agente infettivo) non sembrano essere influenzati in larga misura
dall'attività sportiva intensa e prolungata. Il sistema immunitario innato
(le cellule che agiscono come prima linea di difesa contro le infezioni) sembra
rispondere in modo differente allo stress persistente di un'attività
intensa attraverso l'aumento dell'attività dei linfociti "natural
killer", laddove la funzione neutrofila viene soppressa.
Anche se vengono osservati negli atleti cambiamenti significativi nella concentrazione
e nelle funzioni delle variabili immunitarie, i ricercatori non sono riusciti
a collegare tali cambiamenti a una maggiore incidenza di infezioni o malattie.
In una ricerca, nuotatori professionisti impegnati in allenamenti intensi presentavano
un'attività ossidativa neutrofila più bassa a riposo rispetto
a individui sedentari di pari sesso e di pari età, con un ulteriore soppressione
della funzione durante il periodo di attività intensa che precede una
competizione a livello nazionale (Pyne et al., 1995) (Vedi Figura 2). Ciò
nonostante, la frequenza di URTI non era differente tra i due gruppi.
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Figura 2. I nuotatori professionisti (grafico a linee) impegnati
in allenamenti intensi mostravano un'attività ossidativa neutrofila
inferiore rispetto alla controparte (individui della stessa età
e dello stesso sesso) sedentaria (istogramma a blocchi). La funzione veniva
ulteriormente soppressa durante il periodo più intenso di allenamenti
prima di una competizione a livello nazionale. Dati {ossia (+SE)} di Pyne
et al.(1995). Le parentesi rappresentano la media ±SE. |
Due studi rivelarono che la concentrazione di immunoglobulina A salivare (IgA)
giustifica ricerche ulteriori proprio come segnalatore di rischio potenziale
di infezioni. Mackinnon et al. (1993) dimostrarono come atleti professionisti
di squash e hockey con minore concentrazione di IgA salivare erano soggetti
a una maggiore incidenza di URTI. Tale scoperta è stata in seguito confermata
in uno studio su nuotatori professionisti (Gleeson et al., 1996). I loro livelli
di IgA salivare misurati prima degli allenamenti mostravano una correlazione
interessante con i livelli di infezione e il numero di infezioni riscontrate
nei nuotatori veniva definito in anticipo dai livelli di IgA salivare, in fase
pre-stagionale e dalla media pre-allenamento.
A livello generale, se analizzato in soggetti a riposo, il sistema immunitario
di atleti e non sembra andare di pari passo. Tra tutti i test effettuati sul
sistema immunitario che mostrano qualche cambiamento se si pratica attività
sportiva, soltanto l'IgA salivare ha rivelato un caratterizzante potenziale
del rischio di infezioni. Nel futuro, la ricerca dovrà concentrarsi su
questa misurazione a livello immunitario impiegando molti fra atleti e non,
per cercare di chiarire il potenziale utilizzo clinico.
La risposta immunitaria acuta da sforzo intenso: la nuova teoria della suscettibilità
"open window theory"
Alla luce dei molteplici risultati riguardanti leffetto dellallenamento
intenso e duraturo sulle funzioni immunitarie a riposo e sulla protezione dellindividuo,
molti autori sono arrivati alla conclusione che ogni sessione prolungata di
esercizi provoca modificazioni transitorie ma significative a livello immunitario
(Hoffman-Goetz & Pedersen, 1994; Nieman, 1997b). Durante questa chiamiamola
fase di suscettibilità immunitaria (che può durare
dalle 3 alle 72 ore), i virus e i batteri possono guadagnare terreno, aumentando
enormemente il rischio di infezioni cliniche e subcliniche.
Nonostante sia una ipotesi particolarmente attraente, i ricercatori non hanno
tentato di stabilire il motivo per cui gli atleti che si trovano in uno stato
di immunodepressione dopo uno sforzo pesante, siano coloro che contraggono uninfezione
nellarco di 1-2 settimane. Tale legame deve essere stabilito prima che
la teoria dell sucettibilità venga definitivamente
accettata.
Messo a confronto con il periodo di riposo, molti elementi del sistema immunitario
si modificano dopo uno sforzo pesante e prolungato tra cui: (Nieman 1997b, 1998)
- Elevati neutrofili e scarsi linfociti nellemocromo, come conseguenza
di unelevata concentrazione di cortisolo nel plasma.
- Aumento della fagocitosi di granulociti e monociti nel sangue (con conseguente
sovra-accumulo di agenti infettivi e di cataboliti delle fibre muscolari)
ma diminuzione della fagocitosi neutrofila nasale.
- Diminuzione dellattività ossidativo-distruttiva dei granulociti
(attività killer)
- Diminuzione della funzione di pulizia mucociliare del naso (movimento delle
ciglia nasali)
- Diminuzione dellattività citotossica naturale delle cellule
killer (la capacità di uccidere cellule infette o cancerogene)
- La diminuzione della proliferazione dei linfociti indotta dalla mitosi (una
fase del funzionamento dei linfociti T)
- Diminuzione della risposta cutanea alla ipersensibilità ritardata
(la capacità del sistema immunitario di produrre rigonfiamenti rossi
dopo che la pelle viene colpita da antigeni)
- Aumento nella concentrazione plasmatica di citochine pro- e anti-infiammatorie
(recettore antagonista per interleuchina 6 e interleuchina 1
- Diminuzione della produzione di citochine ex vivo (interferone-'o', interleuchina
1 e interleuchina 6) in risposta a mitogeni e endotossine.
- Diminuzione della concentrazione di IgA a livello nasale e salivare (un
anticorpo molto importante)
- Espressione diretta del complesso maggiore di istocompatibilità (MHC)
II nei macrofagi (una fase importante nel riconoscimento di agenti esterni
da parte del sistema immunitario).
Laumento dellattività di fagocitosi dei granulociti e monociti
circolanti e dei livelli sanguigni di interluchina 6 suggerisce una forte risposta
pro-infiammatoria ad eventuali danni ai muscolo dopo uno sforzo intenso, laddove
laumento del cortisolo e del recettore antagonista per interleuchina 1,
rivela che anche le forze antinfiammatorie sono già al lavoro. La risposta
dellinterleuchina a un esercizio stancante è simile a quella della
sepsi e del trauma. Si è ipotizzato che il coinvolgimento del sistema
immunitario nella risposta infiammatoria dopo un forte sforzo abbia in qualche
modo distolto lattenzione e le risorse dalla protezione dellindividuo
contro le URTI (Nehlsen-Cannarella, 1997; Nieman, 1997a).
Presi insieme, questi dati suggeriscono che il sistema immunitario risulti
fortemente debilitato dopo unattività di resistenza prolungata
nel tempo. Pertanto, è evidente (ma ancora non dimostrato) che il rischio
di URTI possa aumentare allorquando latleta di resistenza si sottopone
a sessioni ripetute di esercizi particolarmente stancanti, si espone a insoliti
patogeni e ha sperimentato altri fattori che indeboliscono il sistema immunitario
come la mancanza di sonno, stress mentali acuti, malnutrizione o perdita di
peso.
 |
Figura 3. Una minima risposta a un test cutaneo di ipersensibilità
ritardata venne riscontrata in 22 triatleti maschi, 48 ore dopo una gara
di triathlon half-Ironman, paragonata ai controlli (11 triatleti non allenati
e 11 leggermente preparati). Dati di Bruunsgaard et al.(1997). Media ±SE. |
Molti studi hanno dimostrato che nonostante le difese alterate a seguito di
attività intensa e prolungata, non veniva danneggiata la capacità
del sistema immunitario di provocare una risposta positiva di un anticorpo al
vaccino nelle 2-4 settimane seguenti un periodo di attività fisica. In
uno studio di Bruunsgaard et al.(1997), paragonato con i controlli effettuati
in stato di sedentarietà, alcuni triatleti maschi presentavano una normale
produzione di anticorpo al tetano pneumococcico e ai vaccini antidifterite,
dopo una gara di triatlon half-Ironman. Tuttavia, la risposta cutanea a sette
antigeni richiamati applicati dopo la gara e controllati 48 ore più tardi,
veniva meno quando erano gli atleti erano messi a confronto con i soggetti controllo
(Figura 3). Tali dati suggeriscono che la relazione immunologia a breve termine
ma complessa al test cutaneo di ipersensibilità ritardata viene compromessa
dall'attività prolungata e intensa, laddove la risposta a titolo anticorpale
a lungo temine ai vaccini non viene pregiudicata. Se è vero che questi
dati forniscono un supporto alla teoria della "apertura", sono necessarie
ricerche ulteriori per stabilire il legame con il rischio di infezione.
Ruolo degli integratori alimentari nell'attenuare l'immunosoppressione causata
dall'attività fisica
Anche se gli atleti che praticano sport di resistenza sono più di altri
a rischio di URTI, l'esercitazione deve essere comunque protratta nel tempo
per ottenere risultati soddisfacenti. Infatti, l'atleta sembra meno interessato
a ridurre le sessioni di allenamento e più ricettivo ad assumere integratori
alimentari che controllino l'immunosoppressione da attività fisica.
I ricercatori hanno preso in esame l'influenza di integratori alimentari, in
particolar modo lo zinco, la vitamina C, la glutammina e i carboidrati sulla
risposta immunitaria ad attività intensa e prolungata (Shephard &
Shek, 1995). Molti tecniche di sperimentazione basata su trattamenti doppio
cieco con placebo effettuati sui maratoneti sudafricani, hanno rivelato una
associazione tra l'integrazione di vitamina C (circa 600 mg/giorno per 3 settimane)
con una minor incidenza di sintomi URTI (Peters-Futre, 1997). Tuttavia, tali
tecniche non sono state ripetute da altri gruppi di ricerca, e il metodo seguito
per valutare i sintomi URTI aveva come risultato un tasso di incidenza particolarmente
elevato e poco realistico. Un altro studio basato su trattamenti doppio cieco
con placebo non è stato in grado di stabilire un effetto positivo della
vitamina C (1000 mg/giorno per 8 giorni) nell'alterare la risposta immunitaria
in soggetti impegnati in 2,5 ore di corsa particolarmente tirata (Nieman et
al., 1997b).
La glutammina, un aminoacido non essenziale, ha ricevuto molta attenzione da
parte dei ricercatori (Mackinnon et al., 1996). La glutammina e il glucosio
rappresentano due importanti fonti energetiche: il glucosio, per esempio, è
fondamentale per linfociti e monociti; una diminuzione di queste sostanze nutritive
provoca, immediatamente, una diminuzione dei livelli di crescita e un aumento
dei linfociti. Livelli inferiori di glutammina nel plasma sono stati riscontrati
in risposta a vari fattori di stress, incluso l'attività fisica prolungata.
Se tali modificazioni di glutammina nel plasma siano collegate a un peggioramento
del sistema immunitario e dei livelli di protezione contro virus non è
ancora stato stabilito, sebbene la maggioranza delle ricerche sull'argomento
non abbia rilevato questa relazione.
 |
Figura 4. L'esempio suggerisce che l'integrazione di carboidrati
in periodi di attività intensa e prolungata mantiene o aumenta
le concentrazioni di glucosio nel plasma, attenua la crescita normale
degli ormoni dello stress e di conseguenza si oppone a cambiamenti negativi
a livello immunitario. |
I risultati più sorprendenti arrivano dagli studi sull'integrazione
di carboidrati (Nieman, 1998). Ricerche passate affermavano che la riduzione
nella concentrazione di glucosio nel sangue fosse da ricollegarsi all'attivazione
ipotalamo-ipofisario-surrenale, all'aumentato rilascio dell'ormone adrenocorticotropo
e del cortisolo, alla crescita dell'ormone della crescita nel plasma, alla diminuzione
dell'insulina e agli effetti derivanti dai livelli di adrenalina nel sangue.
Dato per certo il legame esistente tra gli ormoni dello stress e le risposte
immunitarie ad attività intensa e prolungata, l'assunzione di carboidrati
- confrontati con placebo - dovrebbe mantenere inalterate le concentrazioni
di glucosio, regolare l'aumento degli ormoni da stress e pertanto moderare i
cambiamenti a livello immunitario (Vedi Figura 4).
Tale ipotesi è stata testata inizialmente su un gruppo di 30 maratoneti
(Nehlsen-Cannarella, et al., 1997; Nieman et al., 1997a). Venne effettuato un
studio basato su trattamenti doppio cieco con placebo per scoprire gli effetti
dell'assunzione di liquidi contenenti carboidrati sulla risposta immunitaria
a 2,5 ore di corsa. Anche in uno studio successivo con 10 triatleti, fu analizzata
l'assunzione di carboidrati per il suo effetto sulla risposta immunitaria a
2,5 ore di corsa e pedalata (Nieman et al., 1998a, 1998c). Nelle quattro sessioni,
i soggetti correvano su tapis roulant o pedalavano con la propria bicicletta
sui rulli per 2,5 ore al ~75% VO2 max.
In entrambi gli studi, l'assunzione di bevande a base di carboidrati prima,
durante (circa 1 litro/ora) e dopo 2,5 ore di esercitazione veniva associata
a un aumento deciso di glucosio nel plasma, un leggero innalzamento nel livello
di cortisolo e dell'ormone della crescita nel plasma, minore perturbazione nella
quantità di cellule immunitarie nel plasma, un abbassamento della fagocitosi
di granulociti e moniciti e dell'attività ossidativa, e una minor risposta
pro- e anti-infiammatoria delle citochine. Soprattutto, le risposte ormonali
e immunitarie all'assunzione di carboidrati rispetto a quella di placebo presuppongono
una diminuzione di stress a livello fisiologico. Alcune variabili immunitarie
venivano leggermente modificate dall'assunzione di carboidrati (ad esempio le
funzioni di granulociti e monociti), mentre altre venivano fortemente influenzate
(la concentrazione di citochine nel plasma e il numero di cellule sanguigne).
L'aspetto clinico degli effetti indotti dai carboidrati sul sistema endocrino
e immunitario necessita ulteriori approfondimenti. A questo punto, i dati a
disposizione indicano che gli atleti che assumono bevande a base di carboidrati
prima, durante e dopo attività intensa e prolungata dovrebbero sopportare
minori stress fisiologici. I ricercatori garantiscono il loro impegno nello
stabilire se l'assunzione di carboidrati riesca a migliorare la protezione dell'individuo
contro i virus durante il periodo di allenamenti intensi e all'indomani di competizioni
o eventi di resistenza.
Raccomandazioni pratiche
Anche se raccomandazioni pubbliche sulla salute devono essere prese a titolo
di prova, i dati che abbiamo sulla relazione esistente fra attività fisica
moderata e minori rischi di URTI sono più che coerenti e forniscono informazioni
generali sui benefici, per tutti, di camminare a passo svelto almeno 5 volte
la settimana. C'è ragione di credere che gli atleti di resistenza impegnati
in allenamenti ciclistici sono a minor rischio di URTI.
Per gli atleti sottoposti ad allenamenti intensi o coinvolti in gare di grande
resistenza, aumenta il rischio di soppressione immunitaria e di affaticamento.
A questo proposito, possono tornare utili alcuni consigli pratici. Ci sono prove
testano sul fatto che l'alimentazione impropria e lo stress psicologico non
fanno che sollecitare l'influenza negativa che uno sforzo fisico importante
ha sul sistema immunitario. E' chiaro, quindi, che un atleta deve seguire una
dieta bilanciata, tenere al minimo i livelli di stress, evitare il sovrallenamento
e la stanchezza eccessiva, dormire un certo numero di ore e intervallare più
possibile allenamenti molto faticosi e competizioni sportive con adeguati periodi
di riposo. Le ricerche attuali sugli integratori di carboidrati suggeriscono
l'assunzione di bevande a base di CHO prima, durante e dopo allenamenti o gare
particolarmente intense e prolungate per ridurre al minimo gli effetti sfavorevoli
sul sistema immunitario.
La funzione immunitaria sembra annullata nei periodi di minor assunzione di
calorie e di dimagrimento, per cui, se necessario, un atleta dovrebbe pensare
a una dieta dimagrante solo nei periodi non attivi. I virus da raffreddamento
si diffondono per contatto (respirando l'aria vicino a una persona affetta da
malattia): se possibile, gli atleti dovrebbero evitare contatti con persone
malate prima e dopo eventi sportivi di una certa importanza. Se si gareggia
nella stagione invernale, si raccomanda il vaccino influenzale.
Il sovrallenamento provoca la soppressione immunitaria con perdita di motivazione,
depressione, prestazioni scarse e dolori muscolari. Tuttavia, a questi livelli,
non esistono segnali distintivi di inmmunosoprressione (a parte le infezioni)
che allenatori e medici siano in grado di utilizzare per valutare il sovrallenamento.
Conclusioni
Esistono ormai prove sempre più attestate che l'attività sportiva
intensa e prolungata sia associata a un alterazione della funzione immunitaria
e un maggior rischio di URTI. I tentativi effettuati per agire su questi cambiamenti
negativi coinvolgono la sfera alimentare, i cui risultati incoraggianti sono
stati appena descritti. Sono tuttavia necessari ulteriori approfondimenti per
stabilire fino in fondo la relazione tra l'integrazione di carboidrati e i cambiamenti
che subentrano a livello immunitario e nella protezione contro i patogeni URTI.
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countries not listed.
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International Online: http://www.gssiweb.com/
Email: gssi@gssiweb.com/
Nelle vostre lettere, specificate, per cortesia, la natura della richiesta
sulla busta (modificazione di indirizzo, informazioni relative alle iscrizioni
e alle sovvenzioni per studenti).
Le informazioni che ricevete sono dedicate a un pubblico professionale che
include ricercatori, allenatori, medici specializzati, preparatori atletici,
nutrizionisti e altri professionisti del settore che conoscono profondamente
la fisiologia umana.
Questo articolo é stato tradotto da gssiweb.com sotto la supervisione
del Dr. Nicola Sponsiello