EXERCISE-INDUCED CHANGES IN AIRWAY CELLS

Abstract. Background. Exercise-induced changes in airway cells are largely documented in athletes and animal models. Increased inflammatory cells have been reported in the airways of non-asthmatic endurance athletes independently of symptoms or spirometric alterations, but the functional significance of such findings is still uncertain. Aim. The purpose of this review is to summarize the current state of knowledge about the physiological changes in airway cells induced by acute exercise and training. Results. Runners and athletes of different endurance activities carried out under moderate environmental conditions showed increased airway neutrophils at rest, which tended to further increase after exercise. Skiers and swimmers also showed large increases in airway lymphocytes and eosinophils, possibly related to chronic exposure to cold and dry air or irritants, respectively. In endurance trained mice we found increased inflammatory cells and damaged bronchial epithelium in small airways. Nevertheless, the increase in airway inflammatory cells observed in athletes and mice was not associated with inflammatory activation, and the airway inflammation of athletes did not correlate with bronchial hyperreactivity or post exercise respiratory symptoms. Conclusions. Training-induced airway changes may represent adaptive responses to exercise hyperventilation. However, further studies are necessary to understand the mechanisms responsible for control of inflammatory activation, and assess the relationship between amount/intensity of training and morphologic/ functional changes in airways.

Riassunto. Premessa. Variazioni delle cellule delle vie aeree indotte dall'esercizio sono ampiamente documentate negli atleti e nei modelli animali. Nelle vie aeree di atleti di endurance non asmatici è stato descritto un incremento delle cellule infiammatorie indipendente da sintomi o alterazioni spirometriche, ma il significato funzionale di queste osservazioni resta incerto. Scopo. Lo scopo di questa review è di riassumere lo stato attuale delle conoscenze sulle variazioni fisiologiche delle cellule delle vie aeree indotte dall'esercizio acuto e dall'allenamento. Risultati. Podisti ed atleti di altre attività d'endurance praticate in condizioni ambientali moderate mostravano, a riposo, un aumento dei neutrofili nelle vie aeree che tendevano ad aumentare dopo esercizio. Sciatori 18 di fondo e nuotatori, inoltre, mostravano un notevole aumento di linfociti ed eosinofili, possibilmente correlati, rispettivamente, ad una esposizione cronica ad aria fredda e secca o irritanti. In topi sottoposti ad allenamento d'endurance abbiamo trovato un aumento delle cellule infiammatorie e danno all'epitelio bronchiale nelle piccole vie aeree. Tuttavia, l'aumento delle cellule infiammatorie delle vie aeree osservato negli atleti e nei topi non era necessariamente associato ad attivazione infiammatoria e l'infiammazione delle vie aeree non era sempre correlata ad iperreattività bronchiale o a sintomi respiratori post-esercizio. Conclusioni. I cambiamenti delle vie aeree indotte dall'allenamento potrebbero rappresentare risposte adattative all'iperventilazione durante l'esercizio. Ulteriori studi sono necessari, tuttavia, per capire i meccanismi responsabili del controllo dell'attivazione infiammatoria, e per valutare le relazioni tra quantità/intensità dell'allenamento e cambiamenti morfo/funzionali nelle vie aeree.