U osób podatnych wysiłek fizyczny może wywoływać objawy astmy. W latach 60. XX w. zwrócono uwagę na charakter odpowiedzi układu oddechowego  na wysiłek fizyczny i do terminologii wprowadzono pojęcie astmy wysiłkowej (ang. „exercise induced asthma” – EIA) [1]. U większości chorych na astmę objawy pojawiają się po odpowiednim obciążeniu wysiłkiem, mogą być wyrazem przewlekłego procesu zapalnego oraz niedostatecznej kontroli choroby.

Według większości ekspertów EIA nie stanowi odrębnej jednostki chorobowej. W przypadku pacjentów, u których wysiłek jest jednym z czynników powodujących nasilenie objawów astmy, używamy określenia „powysiłkowy skurcz oskrzeli” (ang. „exercise induced bronchospasm” – EIB ). Termin EIA używany jest częściej w przypadkach, gdy wysiłek fizyczny wydaje się być jedynym czynnikiem wywołującym objawy astmy [2]. Niektórzy autorzy sugerują, że EIA/EIB występująca u chorych na astmę przewlekłą różni się od EIA obserwowanej u sportowców, u których jedynie wysiłek fizyczny wywołuje objawy astmy [2].

Objawy kliniczne EIA/EIB obejmują kaszel (często dominujący lub jedyny objaw), świsty, uczucie ciasnoty w klatce piersiowej, uczucie braku tchu lub nadmierną ilość śluzowej wydzieliny występujące po krótkotrwałym, kilkuminutowym, nieprzerwanym wysiłku fizycznym. EIA może się również objawiać bólem w klatce piersiowej, kaszlem pojawiającym się w szatni (ang. „locker room cough”) oraz słabszą tolerancją wysiłku. Charakterystyczne jest unikanie aktywności fizycznej oraz niezdolność do dotrzymania kroku rówieśnikom [3].

Wiele badań wskazuje, że odsetek chorych na astmę jest znacznie większy wśród sportowców, zwłaszcza uprawiających tzw. wytrzymałościowe dziedziny sportu [4]. Według różnych źródeł na astmę choruje w Szwecji 11% narciarzy biegowych, w Finlandii 15% narciarzy biegowych i 17% pływaków, a w USA od 7 do 26% lekkoatletów. Ryzyko zachorowania na astmę u sportowców wykazujących cechy atopii jest wielokrotnie większe w porównaniu z osobami zdrowymi (97-krotnie większe u pływaków, 42-krotnie u biegaczy, 25-krotnie u sprinterów) [4].

Na letniej olimpiadzie w Los Angeles w 1984 roku 11% sportowców z USA podawało, że choruje na astmę. Medal zdobył co drugi „astmatyk” i co czwarty „zdrowy” sportowiec. Wśród angielskich pływaków uczestniczących w igrzyskach olimpijskich w roku 2000 i 2004 „astmatycy” stanowili od 41 do 44% [4]. O skali problemu może świadczyć zaskakująco wysoki odsetek olimpijczyków przyjmujących wziewne β2-mimetyki (tab. I) [4]. Większość zawodników posiadających pozwolenie na przyjmowanie wziewnych β2-mimetyków stanowili sportowcy uprawiający dyscypliny związane z długotrwałym, bardzo intensywnym wysiłkiem fizycznym wykonywanym w niekorzystnych warunkach atmosferycznych. Intensywny wysiłek powoduje wdychanie większej ilości zimnego i suchego powietrza oraz utratę ciepła i zmiany osmolarności błony śluzowej układu oddechowego [5]. Dochodzi do aktywacji mastocytów i komórek nabłonkowych, uwolnienia szeregu mediatorów, takich jak: histamina, leukotrieny i chemokiny [6]. U wyczynowych sportowców wykazano zwiększenie stężenia mediatorów, jak również liczby komórek biorących udział w procesie zapalnym leżącym u podłoża astmy, takich jak eozynofile i neutrofile [7].

Poszukując przyczyn wzrostu częstości występowania astmy wśród sportowców  wyczynowo uprawiających sport, zwłaszcza w niektórych dziedzinach olimpijskich, należy zwrócić uwagę na:

• związek ze wzrostem częstości występowania astmy i chorób alergicznych (96% to sportowcy z Ameryki Północnej, Europy i Oceanii – raport WADA),

• związek z wyczynowym uprawianiem sportu, „szkodliwe warunki” w niektórych (wytrzymałościowych) dyscyplinach sportu: pływanie, biegi narciarskie, kolarstwo, triatlon, pięciobój nowoczesny,

• związek z chęcią stosowania leków związanych z astmą (β2-mimetyki, glikokortykosteroidy, efedryna) w celach dopingowych [8].

Pływanie jest dyscypliną sportu szczególnie związaną z astmą. Z jednej strony wysiłek fizyczny w ciepłym i wilgotnym powietrzu zalecany jest dla chorych na astmę, w tym dla dzieci. Znani są zawodnicy, tacy jak Mark Spitz – 11-krotny złoty medalista olimpijski, 24-krotny rekordzista świata – czy Amy van Dyken – sześciokrotna złota medalistka olimpijska, trzykrotna mistrzyni świata – którzy wygrywali igrzyska pomimo chorowania na astmę od dzieciństwa.

Z drugiej strony pływanie (wyczynowe) ma wpływ na rozwój astmy.

Do najważniejszych przyczyn o udowodnionym, niekorzystnym wpływie na układ oddechowy zaliczamy:

• nasiloną ekspozycję na związki dezynfekujące zawierające chlor (podchloryn sodu, chlorowany kwas izocyanurowy), których największe stężenie wykazano w powietrzu znajdującym się około 10 cm nad powierzchnią wody. Związki te reagują z innymi chemikaliami zawartymi w wodzie, powstają trichlorometany – chloroform i chlorowane pochodne kwasu octowego. Trening pływacki trwający dwie godziny powoduje ekspozycję na chlor (4-6 gramów), przewyższającą ekspozycję w czasie 8 godzin pracy w warunkach szkodliwych z ekspozycją na chlor,

• hiperwentylację (wykazano, że 30 godzin treningu tygodniowo wywołuje istotny, niekorzystny wpływ na układ oddechowy),

• mikroaspirację drobnych kropelek wody,

• intensywny trening pływacki prowadzi do zmian w autonomicznym układzie nerwowym i przewagi nerwu błędnego [9].

Opisane powyżej czynniki wpływają na rozwój procesu zapalnego związanego z mieszanym zapaleniem eozynofilowym i neutrofilowym [9].

Dotychczasowe obserwacje wskazują na szczególnie niekorzystny wpływ na układ oddechowy niektórych wytrzymałościowych dyscyplin sportu, takich jak narciarstwo biegowe i łyżwiarstwo szybkie. Są to dyscypliny, w których zawodnicy trenują i startują, oddychając zimnym powietrzem o niskiej wilgotności [10]. Układ oddechowy jest poddawany silnej i powtarzającej się hiperwentylacji. Ta z kolei powoduje utratę ciepła i wody przez błonę śluzową oskrzeli (zależność od temperatury i wilgotności powietrza). Dochodzi do zwiększonej ekspozycji układu oddechowego na drażniące i alergizujące czynniki wśród sportowców o coraz większym podłożu atopowym [10].

Wyrazem wieloczynnikowego uszkodzenia przez mechanizmy alergizujące i drażniące jest mieszanego typu zapalenie eozynofilowe i neutrofilowe. Na modelu zwierzęcym wykazano, że powtarzająca się wysiłkowa hiperwentylacja wpływa na proces zapalny, wywołuje obturację, nadreaktywność, uszkodzenie i nieprawidłową naprawę nabłonka oskrzeli oraz osłabia działanie β2-mimetyków [11]. Badania przeprowadzone u skandynawskich narciarzy biegowych wykazały, że wieloletnia hiperwentylacja zimnym powietrzem może wpływać na występowanie przewlekłych schorzeń oskrzeli, prowadzić do ich przebudowy i ograniczenia przepływu powietrza [12].

Zanieczyszczenie powietrza przez urządzenia używane do wyrównywania powierzchni sztucznego lodowiska może wywoływać objawy u łyżwiarzy figurowych i hokeistów, co mogłoby tłumaczyć częstsze występowanie astmy u tych sportowców [13].

Wśród letnich dyscyplin sportowych najczęściej dolegliwości ze strony układu oddechowego zgłaszają pływacy, kolarze oraz zawodnicy uprawiający triatlon i pięciobój nowoczesny. Na igrzyskach olimpijskich w Atlancie, gdzie odsetek wszystkich sportowców zgłaszających problemy astmatyczne wynosił 16%, najwyższy był on wśród kolarzy – 50% [4]. Znanym lekkoatletą, który chorował na atopowe zapalenie skóry i astmę, był Sebastian Coe, znakomity biegacz średniodystansowy, mistrz (na dystansie 1500 m) i wicemistrz (na dystansie 800 m) na igrzyskach w Los Angeles i Moskwie, rekordzista świata na dystansie 800, 1000, 1500 m oraz 1 mili.

Brakuje danych, potwierdzających poprawę wydolności fizycznej u osób zdrowych pod wpływem typowych wziewnych leków przeciwastmatycznych. Z drugiej strony ogromna presja uzyskania dobrego wyniku oraz zwycięstwa na wielkich sportowych imprezach może skłaniać do przyjmowania leków stosowanych w leczeniu astmy w celach dopingowych. Przykładem sportsmenki, która została dożywotnio zdyskwalifikowana w wieku 23 lat z powodu niedozwolonego przyjmowania leków przeciwastmatycznych, jest Katrin Krabbe – niemiecka sprinterka, mistrzyni świata na 100 i 200 m. W czasie przygotowań do olimpiady w Barcelonie w jej moczu wykryto clenbuterol.

Udział sportowców chorych na astmę w zawodach sportowych uzależniony jest od prawidłowego leczenia astmy. Nie powinni oni jednak otrzymywać leków, które w niedozwolony sposób zwiększą ich szanse w konkurencji z osobami zdrowymi. Podstawowe znaczenie w leczeniu astmy mają β2-mimetyki oraz glikokortykosteroidy. Systemowe przyjmowanie tych leków przez sportowców jest zabronione, przyjmowanie w formie wziewnej jest dozwolone przez chorych na astmę, ale nie przez zdrowych sportowców. Leki te zostały umieszczone na listach leków stosowanych w celach dopingowych, a ich przyjmowanie określone szczegółowymi zasadami. Leki, takie jak teofilina, bromek ipratropium, leki antyleukotrieniowe, kromony, leki przeciwhistaminowe nie zostały objęte takimi ograniczeniami [8].

Od czasu olimpiady w Turynie Światowa Agencja Antydopingowa (WADA) oraz Międzynarodowa Komisja Olimpijska (IOC) wprowadziły ścisłe zasady dopuszczające stosowanie wziewnych leków przeciwastmatycznych (w tym β2-mimetyków) przez sportowców. Pozwolenie może uzyskać sportowiec, u którego w badaniach przeprowadzonych w laboratoriach z certyfikatem WADA uzyskano (wystarczy spełnienie jednego kryterium) [8]:

• dodatni test odwracalności ≥ 12%,

• dodatni test wysiłkowy (temp. 20–25oC, wilgotność 40-50%) lub próba dowolnej hiperwentylacji powietrzem wzbogaconym w CO2 (EVH) – spadek FEV1 ≥ 10%,

• test nieswoistej prowokacji oskrzeli z metacholiną: PC20 ≤ 4mg/ml lub PD20 ≤ 0,4mg (2 mmol)

• osoby nie przyjmujące wGKS (wziewne glikokortykosteroidy); PC20 ≤ 6,6mg/ml lub PD20 ≤ 13,6 mmol

• osoby przyjmujące wGKS > 3 miesięcy,

• dodatni test z hipertonicznym roztworem NaCl lub mannitolem – spadek FEV1 ≥ 15%.

W dostępnym piśmiennictwie niewiele jest badań, w których autorzy oceniali wpływ wziewnych glikokortykosteroidów na wydolność fizyczną u zdrowych ludzi. Papalia i wsp. nie wykazali wpływu wGKS na wyniki uzyskiwane przez zdrowych sportowców [14].

Wziewne β2-mimetyki wykazują systemowy wpływ na częstość pracy serca, ciśnienie tętnicze, glikemię oraz stężenie potasu. Z uwagi na możliwy wpływ β2-mimetyków na wydolność zdrowych sportowców w wielu badaniach podjęto próbę oceny tej grupy leków podjęto w wielu badaniach.

Badania przeprowadzone na modelu zwierzęcym wykazały, że systemowe podawanie β2-mimetyków może mieć wpływ na włókna zarówno mięśni szkieletowych, jak i mięśnia sercowego. W konsekwencji może dochodzić do wzrostu ilości połączeń między włóknami mięśniowymi oraz generowanej siły mięśniowej. Powyższe efekty wykazano zarówno dla clenbuterolu, jak i salbutamolu [15, 16].

Prace, w których oceniano systemowe podawanie krótkodziałających β2-mimetyków (salbutamol, fenoterol, terbutalina), przyniosły rozbieżne wyniki.

W większości badań nie wykazano wpływu na parametry związane z wysiłkiem. Wyniki niektórych badań wskazują na możliwość poprawy siły mięśniowej [17]. Salbutamol w badaniach in vitro powodował wzrost szybkości skurczu mięśni o 15%, wzrost siły mięśniowej o 25% oraz aktywację pompy sodowo-potasowej [18].

Badania przeprowadzone na modelu zwierzęcym z clenbuterolem wykazały przyrost masy mięśnia sercowego o 19% oraz przyrost masy serca w stosunku do masy ciała o 20% [19]. Przewlekłe podawanie clenbuterolu szczurom niekorzystnie wpływało na wydolność wysiłkową przede wszystkim z powodu szkodliwego wpływu na strukturę i funkcję mięśnia sercowego. Wykazano wzrost ilości kolagenu w ścianie naczyń krwionośnych mięśnia lewej komory serca szczura [19].

Większość wyników oceniających wpływ leczenia przeciwastmatycznego na szybkość i zdolność do osiągnięcia maksymalnego wysiłku pochodzi z badań, w których wziewne β2-mimetyki, zarówno długo, jak i krótkodziałające, stosowano u zdrowych sportowców [17, 20]. Jedynie Signorile i wsp. wykazali statystycznie znamienną różnicę w zdolności do uzyskania szczytowego wysiłku, jak również w ocenie zmęczenia przy braku wpływu na czynność serca pomiędzy albuterolem i placebo [21]. Większość badań, w tym jedno przeprowadzone z salmeterolem, nie potwierdziło wpływu wziewnego podawania tej grupy leków na opisane powyżej parametry [22].

Więcej badań koncentrowało się na wpływie wziewnych β2-mimetyków na wytrzymałość sportowców [23]. Większość doniesień wskazuje, co prawda, na poprawę parametrów spirometrycznych po inhalacji, ale tylko w jednym van Baak i wsp. potwierdzili korzystny wpływ na parametry oceniające wytrzymałość [24]. Co ciekawe, w dwóch badaniach autorzy zaobserwowali niekorzystny wpływ salbutamolu i salmeterolu na wytrzymałość sportowców [25, 26]. Badania, w których oceniano wpływ wziewnego salmeterolu i formoterolu, przeprowadzone wśród narciarzy biegowych w niekorzystnych warunkach atmosferycznych (temperatura powietrza od -15 do -20oC), również nie potwierdziły korzystnego wpływu długodziałających β2-mimetyków na wytrzymałość zdrowych sportowców [27, 28].

Podsumowując, wyniki większości badań wskazują, że wziewny salbutamol nie ma  wpływu na zużycie tlenu, wydolność serca, siłę mięśniową, zdolność do wykonywania wysiłku, a  wpływ salmeterolu na wydolność organizmu nie różni się od placebo u zdrowych sportowców. Wziewne β2-mimetyki nie poprawiają osiągnięć sportowych u zdrowych sportowców.

Wytyczne EAACI oraz ERS w kooperacji z GA2LEN leczenia astmy wysiłkowej (EIA) u sportowców obejmują następujące zalecenia:

• EIA bez innych klinicznych objawów astmy krótkodziałające β2-mimetyki 10–15 min przed wysiłkiem,

• EIA z innymi objawami astmy wymaga zastosowania leczenia przeciwzapalnego – preferowane jest zastosowanie wziewnych glikokortykosteroidów w małej lub średniej dawce,

• w przypadku braku zadowalającej kontroli przy zastosowaniu wGKS wskazane jest dodanie jednego lub kilku leków z następujących z grup: krótkodziałające β2-mimetyki, długodziałające β2-mimetyki lub leki antyleukotrienowe [8].

Regularne, rekreacyjne uprawianie sportu nie ma negatywnego wpływu na układ oddechowy, poprawia ogólny stan zdrowia i rozwój fizyczny. Regularny wysiłek u dzieci chorych na astmę, prawidłowo leczonych, poprawia wydolność fizyczną i nie nasila procesu zapalnego [29]. Regularny trening fizyczny u chorych na astmę może korzystnie wpływać na objawy i nadreaktywność oskrzeli [30].

..............................................................................................................................................................

PIŚMIENNICTWO

1.    Jones R.S., Buston M.H., Wharton M.J.: The effect of exercise on ventilator function in the child with asthma. Br J Dis Chest 1962; 56: 78-86.

2.    Helenius I., Lumme A., Haahtela T.: Asthma, airways inflammation and treatment in elite athletes. Sports Med 2005; 35: 565-574.

3.    Weilder J.M., Bonini S., Coifman R. i wsp.: American Academy of Asthma & Immunology Work Group Report: exercise – induced asthma. J Allergy Clin Immunol 2007; 119: 1349-1358.

4.    Carlsen K.H., Anderson S.D., Bjemer L. i wsp.: Exercise-induced asthma, respiratory and allergic disorders in elite athletes: epidemiology, mechanisms and diagnosis: Part I of the report from the Joint Task Force of the European Respiratory Society (ERS) and the European Academy of Allergy and Clinical Immunology (EAACI) in cooperation with GA2LEN. Allergy 2008; 63: 387-403.

5.    Anderson S.D., Daviskas E.: The mechanism of exercise-induced asthma is… J Allergy Clin Immunol 2000; 106: 453-459.

6.    McFadden E.R. Jr.: Exercise-induced asthma. Marcel Dekker Inc., New York 1999.

7.    Hallstrand T.S., Moody M.W., Wurfel M.M.
i wsp.: Inflammatory basis of exercise-induced bronchoconstriction. Am J Respir Crit Care Med 2005; 172: 679-686.

8.    Carlsen K.H., Anderson S.D., Bjemer L. i wsp.: Treatment of exercise-induced asthma, respiratory and allergic disorders in sports and the relationship to doping: Part II of the report from the Joint Task Force of the European Respiratory Society (ERS) and the European Academy of Allergy and Clinical Immunology (EAACI) in cooperation with GA2LEN. Allergy 2008; 63: 492-505.

9.    Haahtela T., Malmberg P., Moreira A.: Mechanisms of asthma in Olympic athletes – practical implications. Allergy 2008; 63: 685-694.

10.    Schwartz L.B., Delgado L., Craig T. i wsp.: Exercise-induced hypersensitivity syndromes in recreational and competitive athletes: a PRACTALL consensus report (what the general practitioner should know about sports and allergy). Allergy 2008; 63: 953-961.

11.    Chimenti L., Morici G., Paterno A. i wsp.: Endurance training damages small airway epithelium in mice. Am J Respir Crit Care Med 2007; 175: 442-449.

12.    Verges S., Flore P., Blanchi M.P. i wsp.: A 10-
-year follow up study of pulmonary function in symptomatic elite cross-country skiers: athletes and bronchial dysfunctions. Scand J Med Sci Sports 2004; 14: 381-387.

13.    Mannix E.T., Farber M.O., Palange P. i wsp.: Exercise-induced asthma in figure skaters. Chest 1996; 109: 312-335.

14.    Papalia S.M.: Aspects of inhaled budesonide use in asthma and exercise. Department of Human Movement, University of Western Australia. Thesis 1996.

15.    Dodd S.L., Powers S.K., Vrabas I.S. i wsp.: Effects of clenbuterol on contractile and biochemical properties of skeletal muscle. Med Sci Sports Exerc 1996; 28: 669-676.

16.    Suzuki J., Gao M., Xie Z. i wsp.: Effects of the beta(2)-adrenergic agonist clenbuterol on capillary geometry in cardiac and skeletal muscles in young and middle-aged rats. Acta Physiol Scand 1997; 161: 317-326.

17.    Violante B., Pellegrino R., Vinay C. i wsp.: Failure of aminophylline and salbutamol to improve respiratory muscle function and exercise tolerance in healthy humans. Respiration 1989; 55: 227-236.

18.    van der Heijden H.F., Zhan W.Z., Prakash Y.S.
i wsp.: Salbutamol enhances isotonic contractile properties of rat diaphragram muscle. J Appl Physiol 1998; 85: 525-529.

19.    Duncan N.D., Williams D.A., Lynch G.S.: Deleterious effects of chronic clenbuterol treatment on endurance and sprint exercise performance in rats. Clin Sci 2000; 98: 339-347.

20.    Fleck S.J., Lucia A., Storms W.W. i wsp.: Effects of acute inhalation of albuterol on submaximal and maximal VO2 and blood lactate. Int J Sports Med 1993; 14: 239-243.

21.    Signorile J.F., Kaplan T.A., Applegate B. i wsp.: Effects of acute inhalation of the bronchodilatator, albuterol, on power output. Med Sci Sports Exerc 1992; 24: 638-642.

22.    McDowell S.L., Fleck S.J., Storms W.W.: The effects of salmeterol on power output in nonasthmatics athletes. J Allergy Clin Immunol 1997; 99: 443-449.

23.    Bedi J.F., Gong H., Horvath S.M.: Enhancement of exercise performance with inhaled albuterol. Can J Sport Sci 1988; 13: 144-148.

24.    van Baak M.A., de Hon O.M., Hartgens F. i wsp.: Inhaled salbutamol and endurance cycling performance in non-asthmatic athletes. Int J Sports Med 2004; 25: 533-538.

25.    Heir T., Stemshaung H.: Salbutamol and high-intensity treadmill running in nonasthmatic highly conditioned athletes. Scand J Med Sci Sports 1995; 5: 231-236.

26.    Carlsen K.H., Ingjer F., Thyness B. i wsp.: The effect of inhaled salbutamol and salmeterol on lung function and endurance performance in healthy well-trained athletes. Scand J Med Sci Sports 1997; 7: 160-165.

27.    Sue-Chu M., Sandsund M., Helgerud J. i wsp.: Salmeterol and physicial performance at -15oC in highly trained nonasthmatic cross-country skiers. Scand J Med Sci Sports 1999; 9: 48-52.

28.    Tjorhom A., Riiser A., Carlsen K.H.: Effects of formoterol on endurance performance in athletes at an ambient temperature of -20oC. Scand J Med Sci Sports 2007; 17 (6): 628-635.

29.    Moreira A., Delgado L., Haahtela T. i wsp.: Physical training does not increase allergic inflammation in asthmatic children. Eur Respir J 2008; 32 (6): 1570-1575.

30.    Juvonen R., Bloigu A., Peitso A. i wsp.: Training improves physical fitness and decreases CRP also in asthmatic conscripts. J Asthma 2008; 45: 237-242.

..............................................................................................................................................................

*Adres do korespondencji:

Ziemowit Ziętkowski
Klinika Alergologii i Chorób Wewnętrznych
Uniwersytetu Medycznego w Białymstoku
ul. Skłodowskiej 24a, 15-276 Białystok
tel.: 85 746 83 73
fax: 85 746 86 01
e-mail: z.zietkowski@wp.pl

Pracę nadesłano: 07.01.2010 r.
Przyjęto do druku: 29.01.2010 r.