The cytokine response to strenuous exercise


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Abstract

Strenuous exercise is accompanied by an increase in circulating proinflammatory and inflammation responsive cytokines, having some similarities with the response to sepsis and trauma. The sequential release of tumour necrosis factor-alpha, interleukin (IL)1beta, IL-6, and IL-1 receptor antagonist (IL-1ra) in the blood is comparable to that observed in relation to bacterial diseases. Eccentric exercise is associated with an increase in serum IL-6 concentrations and is significantly correlated with the concentration of creatine kinase (CK) in the following days, whereas no changes are found after the concentric exercise; this demonstrates a close association between exercise-induced muscle damage and increased serum levels of IL-6. The time course of cytokine production, the close association with muscle damage, and the finding of mRNA-IL-6 in skeletal muscle biopsies after intense exercise all support the idea that during eccentric exercise myofibers are mechanically damaged and that this process stimulates the local production of inflammatory cytokines. It remains to be shown whether systemic endotoxemia during exercise is also a cause of elevated levels of cytokines in the plasma. The present review also discusses the possible roles of protein breakdown, delayed onset muscle soreness, and clinical implications of the acute-phase response following exercise.RésuméUn exercice rigoureux s'accompagne d'une augmentation de cytokines circulantes sensibles à l'inflammation et proinflammatoires, ayant des similarités avec la réponse à une septicémie et à un traumatisme. La libération séquentielle du facteur-alpha nécrosant les tumeurs, de l'interleukine (IL) 1beta, de l'IL-6 et de l'antagoniste du récepteur IL-1 (IL-1ra) dans le sang est comparable à celle observée dans les maladies bactériennes. Un travail excentrique est associé à une augmentation des concentrations d'IL-6 sérique et est significativement corrélé avec la concentration de créatine kinase (CK) observée dans les jours suivant ce travail, alors qu'aucune variation n'est observée après un travail concentrique; ceci démontre l'existence d'une étroite association entre les lésions musculaires induites par l'exercice et l'augmentation des taux d'IL-6 sérique. Le décours temporel de la production de cytokines, l'étroite association avec la lésion musculaire et la découverte d'un ARNm-IL-6 dans les biopsies de muscle squelettique après un exercice intense confortent l'hypothèse que, durant un travail excentrique, les myofibrilles sont lésées de façon mécanique et que ce processus stimule la production locale de cytokines inflammatoires. Il reste maintenant à montrer si l'endotoxémie générale observée durant l'exercice est aussi une cause d'augmentation des taux de cytokines dans le plasma. La présente synthèse discute aussi des rôles possibles de la dégradation des protéines, du retard de l'apparition des douleurs musculaires et des implications cliniques de la réponse de phase aiguë après un exercice.

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