Une pratique sportive régulière et correctement dosée exerce des effets immunostimulants et protecteurs face aux infections, alors que les sportifs très entraînés ou surentraînés sont plus vulnérables aux agressions microbiennes.
Bien que les rapports entre l’immunologie et la pratique des activités physiques et sportives semblent ne remonter qu’à quelques décennies, Aristote évoquait succinctement ce thème dès le ive siècle avant J.-C. : « …un Homme tombe en état de maladie comme le résultat du manque d’exercice… ». Bailey, en 1925, provoqua expérimentalement des infections pneumococciques chez des lapins dont certains étaient contraints à un exercice physique pendant le processus infectieux alors que d’autres étaient entraînés préalablement à la contamination.1 L’auteur nota alors que « la fatigue aiguë (épuisement physique) et la fatigue chronique (dans le sens d’un entraînement physique) sont suivies d’effets opposés dans le cas de l’infection pneumococcique. La première semble rendre les lapins plus fragiles, la seconde moins fragiles… Nos résultats confirment la croyance générale selon laquelle la surcharge soudaine de travail est délétère, alors que l’entraînement aux exercices réguliers peut accroître la résistance à certaines infections ». Les bases scientifiques de l’immunologie de l’exercice venaient d’être jetées.

Quelques rappels

Le système immunitaire reconnaît, attaque et détruit tout élément étranger à l’organisme. Cela est rendu possible par l’existence d’une immunité innée (survenant spontanément) et d’une immunité adaptative (acquise) fonctionnant de manière coordonnée. La première ligne de défense (l’immunité innée) est activée dès qu’un agent pathogène tente de pénétrer l’organisme. Si ce système est mis en défaut, une infection aiguë apparaît, et le système immunitaire adaptatif entre en jeu. Ce système permet la plupart du temps d’éliminer l’infection et rend possible l’acquisition d’une mémoire de l’agent infectieux responsable, réduisant la probabilité de réinfection. La réponse immunitaire s’appuie sur des éléments cellulaires et sur des facteurs solubles. Les leucocytes regroupent les granulocytes, les lymphocytes et les monocytes. Les granulocytes (neutrophiles, éosinophiles et basophiles) représentent 60-70 % des leucocytes circulants, alors que les lymphocytes en représentent 20-25 %. Les principaux types de lymphocytes sont les lymphocytes CD4 (T auxiliaires), les CD8 (cytotoxiques, suppresseurs), les lymphocytes B et les cellules natural killer (NK). Les cellules B sécrètent les immunoglobulines (Ig) : IgA, IgG, IgM, IgD et IgE. Les IgG et IgM sont retrouvées principalement dans le sérum, alors que les IgA sont plutôt localisées dans les sécrétions muqueuses. Cette dernière immunité muqueuse est particulièrement importante et étudiée dans le contexte de l’activité physique et sportive. Ces immunoglobulines (anticorps) se lient à des antigènes spécifiques, facilitant ainsi la phagocytose, l’activation du système du complément, la production d’opsonines et la neutralisation des toxines bactériennes. Il existe enfin d’autres facteurs solubles tels les cytokines (communications entre différentes cellules immunitaires : tumor necrosis factor alpha (TNF-α), interleukine (IL)-6, IL-10…, le complément et les protéines de l’inflammation.
L’inflammation agit de concert avec la réponse immunitaire afin d’éliminer les agents infectieux. La réponse inflammatoire aiguë facilite, par une augmentation du flux sanguin et de la perméabilité vasculaire, l’afflux de leucocytes et de protéines plasmatiques vers les tissus infectés. Si la spécificité de la réponse immunitaire varie en fonction du type d’agent infectieux (bactérie, virus, champignon, parasite), le profil général de réponse obéit à la séquence suivante : phagocytose de l’agent pathogène par un macrophage, destruction lysosomiale, puis présentation à la surface du macrophage de fragments protéiques de l’agent pathogène. Le rôle des lymphocytes CD4 est alors important puisque ces derniers, reconnaissant ces fragments protéiques, produisent des cytokines et stimulent les granulocytes, les lymphocytes B, les lymphocytes cytotoxiques et les cellules NK.

Effets d’un exercice isolé sur la fonction immunitaire

Lors d’un exercice aigu, une leucocytose est observée.2 Celle-ci peut s’expliquer par une forte augmentation des concentrations de polynucléaires neutrophiles et de lymphocytes. Parmi toutes les cellules de l’immunité, il apparaît que les cellules NK, les neutrophiles et les macrophages (réponse immunitaire innée) soient les plus sensibles à l’exercice aigu, à la fois en termes de nombre et de fonction (fig. 1). Les exercices les plus intenses et les plus prolongés (marathon, par exemple) sont ceux qui provoquent les perturbations cellulaires les plus marquées, alors que des exercices d’intensité inférieure à 60 % de VO2max et de durée inférieure à 60 minutes modifient peu les paramètres immunitaires par rapport à leur valeur de repos. L’immunité acquise est, elle aussi, altérée par un exercice intense, comme en attestent les réductions du nombre total de lymphocytes, du rapport CD4/CD8 et de la prolifération lymphocytaire (en présence d’un agent pathogène ou mitogène). La migration des lymphocytes T en direction des signaux chimiques produits par une infection des voies aériennes est également réduite par un effort prolongé et intense. Il existe des variations entre individus et modalités d’exercice pour ce qui concerne la production d’IgA salivaire. La production d’hormones de stress, les concentrations circulantes de cytokines, l’hyperthermie, l’augmentation du débit sanguin et la déshydratation sont autant de facteurs expliquant ces changements de l’immunité induits par un exercice. L’élévation per- et post-exercice (durant plusieurs heures) des concentrations circulantes de cortisol semble déterminante puisque le cortisol démontre in vivo des effets suppresseurs sur les cellules éosinophiles, neutrophiles, NK et les lymphocytes. Ces constatations biologiques, regroupées sous le concept d’« open window theory » (fig. 2), étayent pour partie les observations épidémiologiques faisant état de risques accrus d’infections (notamment des voies aériennes supérieures) dans les heures ou jours (fig. 3) qui font suite à un effort intense et prolongé.3 La finalité d’un tel profil de réponse reste inconnue, et différentes hypothèses tentent de justifier l’immunosuppression post-exercice par la nécessité de l’organisme de se préserver du développement de maladies auto-immunes, et de mettre un système immunitaire (coûteux en énergie) en veille, afin de faciliter la reconstitution des stocks énergétiques, en particulier musculaires.
Une conséquence pratique et directe de la théorie de l’« open window » est d’inciter les sportifs à limiter l’exposition aux agents pathogènes pendant et au décours de la pratique sportive (isolation des malades, non-partage des bidons ou bouteilles pendant et après les entraînements…).

Effets de l’entraînement physique sur la fonction immunitaire

Un entraînement physique d’intensité modérée (3 à 5 séances hebdomadaires de 30 à 60 minutes à une intensité de 40 à 60 % de VO2max) mené pendant plusieurs mois permet une réduction de moitié du nombre de jours avec une infection.2 Cependant, il faut préciser qu’à aucun moment durant la période de déclaration des éventuelles infections, il n’est noté de modifications significatives du statut immunitaire de repos. Il semble donc que cet effet protecteur de l’activité physique régulière et modérée soit surtout un effet de sommation des changements positifs de l’immunité observés après chaque session d’exercice physique.
Pour ce qui concerne les régimes d’entraînement plus intensifs, les résultats expérimentaux sont mitigés. En effet, si l’activité cytolytique des cellules NK semble accrue chez les sportifs très entraînés, la fonction de phagocytose des polynucléaires neutrophiles et la production d’IgA salivaire sont réprimées, expliquant probablement la survenue fréquente d’infections oto-rhino-laryngées (ORL) en « période d’affûtage ». Ce retentissement différencié de l’entraînement physique sur la survenue des infections de la sphère ORL obéit à une « courbe en S » (fig. 4). Des résultats récents tendraient aussi à montrer que la moindre survenue d’infections chez les sportifs de niveau « élite » est probablement une des clés du succès les différenciant des sportifs très entraînés (fig. 4). Enfin, il faut retenir qu’il existe une proportion non négligeable d’épisodes inflammatoires (d’origine non infectieuse mais mal connue) des voies aériennes supérieures chez les sportifs de haut niveau.

États de surentraînement et fonction immunitaire

En l’absence d’un marqueur clinique ou biologique suffisamment sensible et spécifique, les états de surentraînement débutants ou avérés posent toujours au biologiste et au médecin du sport un problème diagnostique. Il semble malheureusement que le suivi, tant quantitatif que qualitatif, des différentes sous-populations leucocytaires, tout comme la cartographie des cytokines circulantes, ne soient pas en mesure d’aider au diag- nostic. En revanche, le suivi des concentrations salivaires d’IgA pourrait constituer un bon marqueur de la tolérance de l’entraînement. En effet, il a été observé une réduction marquée des concentrations en situation d’entraînements très intensifs. Cette réduction des IgA salivaires précédait souvent la survenue d’infections de la sphère ORL. Enfin, le clinicien doit toujours évoquer, devant une fatigue persistante chez un sportif de haut niveau, une primo-infection et surtout la réactivation d’une infection par le virus d’Epstein-Barr.

Peut-on maintenir l’entraînement chez un sportif ayant une infection ?

Un adulte sain contracte en moyenne une à six infections ORL par an. Les rhinovirus représentent 40 % de ces infections. La poursuite d’un programme d’entraînement chez un sportif atteint d’une telle pathologie infectieuse aiguë présente-t-elle un risque ? Pour répondre à cette question, une équipe a inoculé cette souche virale à des sujets jeunes modérément actifs préalablement contraints pour la moitié d’entre eux à 40 minutes d’exercice à environ 70 % de VO2max, un jour sur deux pendant 10 jours.4 L’intensité des symptômes évaluée de façon subjective et objective s’est avérée identique dans les deux groupes. Ces résultats et d’autres suggèrent donc qu’un exercice modéré effectué pendant une virose des voies aérodigestives supérieures n’aggrave pas l’évolution de la maladie.
Afin de savoir dans un contexte d’infection virale si le médecin peut autoriser ou non la pratique sportive, il faut utiliser l’algorithme d’Eichner :5
– si les symptômes sont localisés au dessus du cou (rhinorrhée, encombrement nasal, gorge irritée), l’entraînement doit être débuté à une intensité basse ; si après quelques minutes d’exercice, les symptômes disparaissent, l’intensité peut être progressivement augmentée ;
– si les symptômes sont localisés en dessous du cou (fièvre, myalgies, toux productive, vomissement, diarrhée), la séance d’entraînement doit être reportée.
Une attention particulière doit être portée aux viroses survenant durant l’été et l’automne, car elles sont souvent le fait d’entérovirus. Bien que ces virus soient rarement responsables de manifestations ORL, certains d’entre eux (virus ECHO et Coxsackie) sont responsables de méningites aseptiques et de myo­cardites. Cette dernière affection, comme le révèlent des examens anatomopathologiques de sportifs décédés brutalement pendant leur pratique, voit son incidence accrue par l’exercice. Dans ce cas, la prescription d’un électrocardiogramme et/ou d’une échographie cardiaque semble licite avant d’autoriser la reprise sportive.

En pratique

L’existence d’une phase biologique d’immunosuppression post-exercice après des efforts intenses et/ou prolongés d’une part et les effets délétères sur les défenses anti-infectieuses des entraînements intensifs d’autre part est à retenir. De plus, les IgA salivaires semblent être un marqueur biologique intéressant de la tolérance des entraînements. Enfin, l’administration de glucides pendant l’effort doit, pour l’instant, être retenue comme la seule manipulation nutritionnelle permettant une limitation de l’immunosuppression post-exercice. 
Résumé
La pratique du sport a-t-elle un impact sur l’état immunitaire ?
L’activité physique et sportive exerce une influence importante sur notre système immunitaire. L’exercice aigu et intense/prolongé provoque une période d’immunosuppression qui est d’autant plus durable qu’elle survient chez un sujet peu préparé physiquement. Si une pratique sportive régulière et correctement dosée exerce des effets immunostimulants et protecteurs par rapport aux infections, cela n’est pas le cas chez les sportifs très entraînés ou surentraînés, qui représentent une population plus vulnérable aux agressions microbiennes.
Références
1. Bailey GW. The effect of fatigue upon the susceptibility of rabbits to intratracheal injections of type I pneumococcus. Am J Hygiene 1925;5:175-295.
2. Exercise Immunology. Edited by M. Gleeson, N. Bishop and N. Londres: Walsh. Routledge Publisher, 2013.
3. Peters EM, Bateman ED. Ultramarathon running and upper respiratory tract infections. An epidemiological survey. SAMJ 1983;64:582-4.
4. Weidner TG, Cranston T, Schurr T, et al. The effect of exercise training on the severity and duration of a viral upper respiratory illness. Med Sci Sports Exerc 1998;30:1578-83.
5. Eichner ER. Infection immunity and exercise. Physician Sportsmed 1993;21:125.