Exercițiul fizic are multe beneficii, inclusiv stimularea apărării împotriva complicațiilor care apar în timpul infecțiilor cu SARS-CoV-2. Julien McRoberts / Getty Images
Oamenii de știință dezvăluie în mod constant beneficiile exercițiilor nou descoperite. În experimentele din ultimii 10 ani, cercetare a constatat că exercițiile fizice pot ajuta cu o problemă respiratorie cunoscută sub numele de ARDS.
ARDS este un tip de insuficiență respiratorie caracterizată prin apariția rapidă a inflamației pe scară largă în plămâni care împiedică oxigenul să ajungă la organe. A fost raportat în mulți pacienți cu COVID-19.
Sunt fiziolog la exerciții cu pregătire în medicină. Cu mai bine de 30 de ani în urmă, am renunțat la cariera în chirurgia generală în China și am venit în SUA pentru a urma o carieră de cercetare de bază în fiziologia exercițiilor moleculare, deoarece am fost intrigat de beneficiile superbe pentru sănătate ale exercițiilor fizice regulate.
Cel mai recent, m-am gândit la impactul potențial al exercițiilor fizice regulate în prevenirea acestei complicații mortale a COVID-19. Nu am făcut niciun experiment în mod specific în jurul COVID-19, dar munca mea cu șoareci poate informa alți cercetători care explorează modalități de a proteja persoanele care suferă de ARDS.
Ce este ARDS?
A cauza decesului pentru 3% -17% dintre pacienții infectați cu SARS-CoV-2 este ARDS. Pacienții cu COVID-19 cu această complicație clinică tristă au rata mortalității mai mare de 50%.
Mai exact, ARDS poate apărea atunci când infecția virală a celulelor din plămâni activează sistemul imunitar și atrage celulele albe din sânge pentru a călători prin fluxul sanguin către țesutul pulmonar pentru a combate infecția virală.
Cu toate acestea, atunci când în țesutul pulmonar apar simultan prea multe celule albe din sânge, acesta poate provoca leziuni ale țesutului pulmonar. Acest lucru se datorează faptului că produc prea multe molecule dăunătoare numite radicali liberi care sparg proteinele, membrana celulară și ADN-ul.
În consecință, vasele de sânge din plămâni devin scurgeri, provocând acumularea de lichid în țesutul pulmonar, iar sacii aerieni ai plămânului se umple cu lichid. Acest lucru împiedică aceleași saci de aer, numiți alveole, să se umple cu aer, blocând oxigenul din aer să pătrundă în sânge. Pacienții mor din lipsă de oxigen.
Celulele care acoperă vasele noastre de sânge sunt celule endoteliale în formă de plat. Un prim pas în acest proces complicat al bolii ARDS este căptușeala vasului de sânge devine lipicioasă de celulele albe din sânge prin producerea proteinelor lipicioase pe suprafața celulei, un fenomen numit activare a celulelor endoteliale.
Acest lucru declanșează un ciclu vicios; cu cât activarea celulelor endoteliale este mai mare, cu atât celulele albe din sânge eliberează mai mulți radicali liberi. La rândul său, aceasta distruge celulele endoteliale, făcând vasul de sânge să scurgă mai mult și dăunează țesutului pulmonar.
Un antioxidant indus de efort în corpul nostru
Acum mai bine de 10 ani, am început să studiez rolul protector al enzimelor antioxidante induse de efort împotriva pierderii dimensiunii musculare. Cercetările mele au arătat acel exercițiu de anduranță promovează producerea unui antioxidant numit superoxid dismutază extracelulară (EcSOD) care descompune superoxidul radicalilor liberi în afara celulelor.
EcSOD este singura enzimă antioxidantă care este secretată în sânge care ajunge la alte organe vitale și se leagă de celulele endoteliale și de alte celule printr-o structură de legare unică a enzimei. Acest lucru face ca EcSOD să fie diferit de orice pastilă suplimentară antioxidantă sau de alimentele bogate în antioxidanți pe care le putem consuma. Un antioxidant oral, odată absorbit în sânge, nu vizează un anumit organ pentru a oferi protecție, în timp ce EcSOD se lipeste de organe specifice.
Când am văzut pentru prima dată dovezile creșterii EcSOD în mușchiul scheletal prin antrenamentele de exerciții aerobe, am fost inspirat să fac un experiment în care am testat dacă doar creșterea cantității acestei enzime prin inginerie genetică, în loc de natură prin exerciții, ar oferi protecție diferite boli în care se știe că radicalii liberi joacă roluri importante, cum ar fi atrofia musculară și insuficiența cardiacă.
EcSOD în protecția împotriva ARDS
Am proiectat un mouse care a produs mai mult EcSOD în mușchiul scheletic decât ar fi șoarecele tipic pentru a imita efectele antrenamentului de exerciții aerobice. Am obținut clar dovezi că acești șoareci au fost protejați de atrofia musculară și insuficiență cardiacă indusă de diabet.
Apoi am declanșat artificial ARDS la șoareci prin injectarea șoarecilor cu o substanță chimică produsă de bacterii despre care se știe că provoacă această afecțiune. Spre surpriza mea plăcută, șoarecii genetici cu concentrații mai mari de EcSOD în sânge au fost mult mai probabil să supraviețuiască ARDS sever și insuficiență multiplă a organelor în comparație cu o mortalitate dezgustătoare la șoarecii tipici. Aceasta imită situația în terapie intensivă în care mai mult de 80% dintre pacienți mor atunci când suferă de eșecul mai multor organe, inclusiv ARDS.
Am confirmat apoi că într-adevăr EcSOD-ul la șoarecii genetici a fost cel care a oferit protecția. Când am efectuat un experiment în care un șoarece modificat genetic a împărțit sânge cu un șoarece normal în urma unei proceduri chirurgicale numite parabioză sau am luat sânge de la un șoarece cu EcSOD ridicat și l-am transfuzat într-un șoarece normal care suferea de ARDS, șoarecele normal a redus severitatea ARDS și markerii clinici de sânge ai insuficienței multiple a organelor. Folosind diverse tehnologii biochimice și imagistice, am văzut dovezi ale activării reduse a celulelor endoteliale și a reducerii daunelor proteinelor, membranei celulare și ADN cauzate de radicalii liberi din țesutul pulmonar.
Învață din exerciții
Aceste studii au furnizat dovezi ale principiului dovezii că livrarea genei sau proteinei EcSOD pentru a crește cantitatea de EcSOD în sânge și în organele vitale poate fi o intervenție eficientă pentru protecția plămânilor și a altor organe vitale împotriva daunelor cauzate de ARDS și insuficiență multiplă de organ.
Descoperirile mele la șoareci pot inspira alți cercetători să vină cu modalități inovatoare de prevenire și tratare a complicației mortale a COVID-19.
De exemplu, studiile viitoare pot identifica tipul de exercițiu, intensitatea și durata pentru a crește în mod optim nivelul EcSOD în plămâni și alte organe vitale la om pentru a construi apărarea împotriva complicațiilor mortale ale COVID-19 sau a altor afecțiuni ale bolii. Desigur, descoperirile pot inspira cercetări pentru a încuraja terapii farmacologice, proteice și / sau genetice pentru tratarea pacienților cu COVID-19 cu SDRA.
Povestea antioxidantă EcSOD este doar una dintre multele despre beneficiile exercițiilor asupra sănătății. Cred că putem învăța din exerciții fizice să dezvoltăm terapii eficiente pentru tratarea ARDS cauzată de COVID-19 și alte afecțiuni ale bolii.
Despre autor
Zhen Yan, profesor de medicină cardiovasculară, Universitatea din Virginia
Acest articol este republicat de la Conversaţie sub licență Creative Commons. Citeste Articol original.
Cărți asemănătoare:
Corpul păstrează scorul: creier, minte și corp în vindecarea traumei
de Bessel van der Kolk
Această carte explorează conexiunile dintre traumă și sănătatea fizică și mentală, oferind perspective și strategii pentru vindecare și recuperare.
Click pentru mai multe informatii sau pentru a comanda
Respirația: Noua știință a unei arte pierdute
de James Nestor
Această carte explorează știința și practica respirației, oferind perspective și tehnici pentru îmbunătățirea sănătății fizice și mentale.
Click pentru mai multe informatii sau pentru a comanda
Paradoxul plantelor: pericolele ascunse din alimentele „sănătoase” care provoacă boli și creșterea în greutate
de Steven R. Gundry
Această carte explorează legăturile dintre dietă, sănătate și boală, oferind perspective și strategii pentru îmbunătățirea sănătății generale și a bunăstării.
Click pentru mai multe informatii sau pentru a comanda
Codul de imunitate: noua paradigmă pentru sănătate reală și anti-îmbătrânire radicală
de Joel Greene
Această carte oferă o nouă perspectivă asupra sănătății și imunității, bazându-se pe principiile epigeneticii și oferind perspective și strategii pentru optimizarea sănătății și a îmbătrânirii.
Click pentru mai multe informatii sau pentru a comanda
Ghidul complet pentru post: vindecă-ți corpul prin post intermitent, în zile alternative și prelungit
de Dr. Jason Fung și Jimmy Moore
Această carte explorează știința și practica postului, oferind perspective și strategii pentru îmbunătățirea sănătății generale și a bunăstării.
