The effects of menstrual cycle phase and oral contraceptive use on the acute immune response to physical exercise

Die Reaktion des Immunsystems auf körperliche Belastung ist für die Abwehr externer Krankheitserreger, die Regulierung physiologischer Prozesse während der Belastung und die Steuerung der Geweberegeneration und -adaptation nach der Belastung von wesentlicher Bedeutung. Diese Reaktion hängt von einer Vielzahl von Faktoren ab, darunter Art, Intensität und Dauer der körperlichen Belastung sowie Gesundheit, Geschlecht und hormonelles Milieu. Insbesondere das hormonelle Milieu bedingt durch die Sexualhormone schwankt bei Frauen, z.B. in Abhängigkeit der Zyklusphase oder der Einnahme oraler Kontrazeptiva (OC). Da Östrogen und Progesteron immunmodulatorische Effekte zeigen, wird angenommen, dass der basale Immunstatus sowie die Immunantwort auf körperliche Belastung durch Schwankungen dieser Hormone bei Frauen beeinflusst wird. Allerdings sind die bisherigen Studienergebnisse zu Veränderungen der Immunantwort während des Menstruationszyklus (MZ) und bei der OC-Einnahme widersprüchlich, was wahrscheinlich auch auf methodische Unterschiede zurückzuführen ist. Daher war es Ziel dieser Dissertation, die Unterschiede in Immun- und inflammatorischen Parametern zwischen unterschiedlichen Zyklusphasen und unter OC-Einnahme in Ruhe und als Reaktion auf körperliche Belastung zu analysieren.
Es wurden zwei systematische Reviews und Meta-Analysen durchgeführt, in denen die Unterschiede der Immunparameter zwischen der Follikel- und der Lutealphase des MZ (Review I) beziehungsweise zwischen Frauen mit OC und Frauen mit natürlichem MZ (Review II) in Ruhe und als Reaktion auf körperliche Belastung analysiert wurden. Außerdem wurden zwei akute Kraftinterventionen mit krafttrainierten Frauen gemäß den empfohlenen Leitlinien für Testungen in unterschiedlichen Zyklus- und Kontrazeptivaphasen durchgeführt: in der frühen Follikel-, späten Follikel- und mittleren Lutealphase der MZ-Gruppe sowie der Pilleneinnahmepause und Pilleneinnahmephase der OC-Gruppe. Unterschiede in der belastungsinduzierten Immunantwort von Leukozytensubpopulationen (Intervention II, 24 Frauen) und Zytokinen (Intervention I, 21 Frauen) konnten so zwischen unterschiedlichen MZ- und OC-Phasen festgestellt werden.
Die Analyse der in Review I gefundenen Studien zeigte basal eine höhere Anzahl von Leukozyten und angeborenen Immunzellen (Monozyten, Granulozyten, Neutrophile) sowie höhere Leptinkonzentrationen in der Lutealphase im Vergleich zur Follikelphase. Im Vergleich zwischen OC und natürlichem MZ (Review II) wurden bei Frauen mit OC basal eine höhere Lymphozytenanzahl, höhere CRP-Konzentrationen und niedrigere Zelladhäsionsmolekül-konzentrationen festgestellt. Andere Immunparameter wie adaptive Immunzellen (T- und B-Zellen), Zytokine und Chemokine unterschieden sich meist nicht zwischen den Zyklusphasen oder zwischen OC und einem natürlichen MZ.
Die Analyse der Studien aus den Reviews zu akuter körperlicher Belastung deuteten auf eine potenziell stärkere proinflammatorische Reaktion in der Lutealphase im Vergleich zur Follikelphase nach einer Laufbelastung hin (Review I). Außerdem ergaben sich im Wesentlichen keine Unterschiede in der belastungsinduzierten Immunantwort zwischen Frauen mit OC und Frauen mit natürlichem MZ (Review II). Dagegen zeigte die Analyse der Immunantwort auf die
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akute Kraftbelastung andere Ergebnisse. In Intervention II konnten keine Unterschiede in der Veränderung der gemessenen Zellpopulationen zwischen den MZ-Phasen festgestellt werden. Im Gegensatz dazu zeigte die OC-Gruppe einen geringeren Anstieg von Lymphozyten, NK-Zellen, T-Zellen und Tc-Zellen nach der Kraftbelastung in der Pilleneinnahmepause im Vergleich zur Pilleneinnahmephase. Ferner konnte bei der OC-Gruppe unmittelbar nach der akuten Kraftbelastung eine Reduktion in der Anzahl von Th1-Zellen nachgewiesen werden, welche sich signifikant von den Anstiegen in der MZ-Gruppe unterschieden. Darüber hinaus wurden in Intervention I Unterschiede in der Immunantwort der Zytokine zwischen der OC-Gruppe im pillenfreien Intervall und der MZ-Gruppe in der frühen Follikelphase festgestellt. Einzig in der OC-Gruppe stiegen die Konzentrationen von IL-1ra direkt nach der Kraftbelastung an und kehrten 24 h nach der Belastung auf das Ausgangsniveau zurück. Außerdem zeigte die OC-Gruppe im pillenfreien Intervall 24 h nach der akuten Kraftbelastung geringere IL-1β-Konzentrationen als die MZ-Gruppe.
Zusammenfassend zeigten die Ergebnisse dieser Dissertation einige signifikante Unterschiede im basalen Immunstatus zwischen den MZ-Phasen und im Vergleich zur OC-Einnahme. Frauen in der Lutealphase zeigten eine erhöhte Anzahl von Leukozyten und angeborenen Immunzellen sowie höhere Leptinkonzentrationen, während OC-Anwenderinnen im Vergleich zu Nichtanwenderinnen höhere Lymphozytenzahlen und CRP-Konzentrationen aufwiesen. Im Vergleich zu endogenen Hormonschwankungen von Frauen mit natürlichem MZ scheint die Einnahme exogener Hormone bei OC-Anwenderinnen einen stärkeren Einfluss auf die akute Immunantwort auf eine Kraftbelastung zu haben. Keine Unterschiede wurden in den Veränderungen der Leukozytenzahlen zwischen den Menstruationszyklusphasen gefunden. Jedoch konnte eine Reduzierung des belastungsinduzierten Anstiegs der Lymphozyten-Subpopulationen in der Pilleneinnahmepause im Vergleich zur Pilleneinnahmephase festgestellt werden. Ferner waren die IL-1β-Konzentrationen und die Anzahl der Th1-Zellen nach der akuten Kraftbelastung bei Frauen mit OC im Vergleich zu Frauen mit natürlichem MZ verringert. Zusammenfassend könnten diese Ergebnisse auf eine geringere proinflammatorische und Th1-spezifische Immunantwort auf akutes Krafttraining bei Frauen mit OC hinweisen. Inwiefern diese Unterschiede die Regenerations- und Proliferationsprozesse der Muskulatur sowie die langfristigen Trainingsanpassungen beeinflussen, sollte in Zukunft weiter untersucht werden.