Η άσκηση έχει πολλά οφέλη, συμπεριλαμβανομένης της ενίσχυσης της άμυνας έναντι επιπλοκών που εμφανίζονται κατά τη διάρκεια λοιμώξεων του SARS-CoV-2. Julien McRoberts / Getty Images

Οι επιστήμονες αποκαλύπτουν συνεχώς τα νέα οφέλη της άσκησης. Σε πειράματα τα τελευταία 10 χρόνια, μου έρευνα διαπίστωσε ότι η άσκηση μπορεί να βοηθήσει με ένα αναπνευστικό πρόβλημα γνωστό ως ARDS.

Το ARDS είναι ένας τύπος αναπνευστικής ανεπάρκειας που χαρακτηρίζεται από ταχεία έναρξη εκτεταμένης φλεγμονής στους πνεύμονες που εμποδίζει το οξυγόνο να φτάσει στα όργανα. Έχει αναφερθεί στο πολλοί ασθενείς με COVID-19.

Είμαι φυσιολόγος άσκησης με εκπαίδευση στην ιατρική. Πριν από περισσότερα από 30 χρόνια, εγκατέλειψα την καριέρα μου στη γενική χειρουργική στην Κίνα και ήρθα στις ΗΠΑ για να ακολουθήσω μια βασική ερευνητική καριέρα στη φυσιολογία της μοριακής άσκησης, καθώς με εντυπωσίασε τα υπέροχα οφέλη για την υγεία της τακτικής άσκησης.

Πρόσφατα σκεφτόμουν τον πιθανό αντίκτυπο της τακτικής άσκησης στην πρόληψη αυτής της θανατηφόρου επιπλοκής του COVID-19. Δεν έχω κάνει πειράματα συγκεκριμένα γύρω από το COVID-19, αλλά η δουλειά μου με ποντίκια μπορεί να ενημερώσει άλλους ερευνητές να διερευνήσουν τρόπους προστασίας των ανθρώπων που πάσχουν από ARDS.

Τι είναι το ARDS;

A αιτία θανάτου για 3% -17% ασθενών που έχουν μολυνθεί με SARS-CoV-2 είναι ARDS. Οι ασθενείς με COVID-19 με αυτή τη δυσάρεστη κλινική επιπλοκή έχουν ποσοστό θνησιμότητας άνω του 50%.

Συγκεκριμένα, το ARDS μπορεί να συμβεί όταν η ιογενής λοίμωξη των κυττάρων στους πνεύμονες ενεργοποιεί το ανοσοποιητικό σύστημα και προσελκύει τα λευκά αιμοσφαίρια να ταξιδέψουν μέσω της κυκλοφορίας του αίματος στον πνευμονικό ιστό για να καταπολεμήσουν την ιογενή λοίμωξη.

Ωστόσο, όταν εμφανίζονται πάρα πολλά λευκά αιμοσφαίρια στον ιστό των πνευμόνων ταυτόχρονα, μπορεί να προκαλέσει βλάβη στους ιστούς των πνευμόνων. Αυτό οφείλεται στο ότι παράγουν πάρα πολλά επιβλαβή μόρια που ονομάζονται ελεύθερες ρίζες που σπάνε τις πρωτεΐνες, την κυτταρική μεμβράνη και το DNA.

Κατά συνέπεια, τα αιμοφόρα αγγεία στον πνεύμονα διαρρέουν, προκαλώντας τη συσσώρευση υγρού στον πνευμονικό ιστό και οι αερόσακοι του πνεύμονα γεμίζουν με υγρό. Αυτό αποτρέπει αυτούς τους ίδιους αερόσακους, που ονομάζονται κυψελίδες, να γεμίσουν με αέρα, εμποδίζοντας το οξυγόνο στον αέρα να εισέλθει στο αίμα. Οι ασθενείς πεθαίνουν από στέρηση οξυγόνου.

Τα κύτταρα που ευθυγραμμίζουν τα αιμοφόρα αγγεία μας είναι επίπεδη ενδοθηλιακά κύτταρα. Ένα πρώιμο βήμα σε αυτήν την περίπλοκη διαδικασία της νόσου ARDS είναι η επένδυση του αιμοφόρου αγγείου να κολλήσει στα λευκά αιμοσφαίρια κάνοντας κολλώδεις πρωτεΐνες στην κυτταρική επιφάνεια, ένα φαινόμενο που ονομάζεται ενεργοποίηση ενδοθηλιακών κυττάρων.

Αυτό προκαλεί έναν φαύλο κύκλο. Όσο μεγαλύτερη είναι η ενεργοποίηση των ενδοθηλιακών κυττάρων, τόσο περισσότερες ελεύθερες ρίζες απελευθερώνουν τα λευκά αιμοσφαίρια. Αυτό με τη σειρά του καταστρέφει τα ενδοθηλιακά κύτταρα, κάνοντας το αιμοφόρο αγγείο να διαρρέει περισσότερο και βλάπτει τον πνευμονικό ιστό.

Ένα αντιοξειδωτικό που προκαλείται από άσκηση στο σώμα μας

Πριν από περισσότερα από 10 χρόνια, άρχισα να σπουδάζω τον προστατευτικό ρόλο των αντιοξειδωτικών ενζύμων που προκαλούνται από την άσκηση κατά της απώλειας του μεγέθους των μυών. Η έρευνά μου έδειξε Αυτή η άσκηση αντοχής προάγει την παραγωγή ενός αντιοξειδωτικού που ονομάζεται εξωκυτταρική υπεροξείδιο δισμουτάση (EcSOD) που διασπά το υπεροξείδιο των ελεύθερων ριζών έξω από τα κύτταρα.

Το EcSOD είναι το μόνο αντιοξειδωτικό ένζυμο που εκκρίνεται στο αίμα που φτάνει σε άλλα ζωτικά όργανα και συνδέεται με τα ενδοθηλιακά κύτταρα και άλλα κύτταρα μέσω μιας μοναδικής δομής δέσμευσης του ενζύμου. Αυτό κάνει το EcSOD σε αντίθεση με οποιοδήποτε συμπληρωματικό αντιοξειδωτικό χάπι ή τροφή πλούσια σε αντιοξειδωτικά που μπορεί να καταναλώνουμε. Ένα από του στόματος αντιοξειδωτικό, αφού απορροφηθεί στο αίμα, δεν στοχεύει σε ένα συγκεκριμένο όργανο να παρέχει προστασία, ενώ το EcSOD κολλάει σε συγκεκριμένα όργανα.

Όταν είδα για πρώτη φορά τις ενδείξεις αύξησης του EcSOD στο σκελετικό μυ με εκπαίδευση αερόβιας άσκησης, εμπνεύστηκα να κάνω ένα πείραμα στο οποίο δοκίμασα αν η αύξηση της ποσότητας αυτού του ενζύμου μέσω γενετικής μηχανικής, αντί φυσικά μέσω της άσκησης, θα παρείχε προστασία από διάφορες ασθένειες στις οποίες οι ελεύθερες ρίζες είναι γνωστό ότι παίζουν σημαντικούς ρόλους, όπως μυϊκή ατροφία και καρδιακή ανεπάρκεια.

Το EcSOD σε προστασία έναντι του ARDS

Δημιούργησα ένα ποντίκι που παρήγαγε περισσότερο EcSOD στο σκελετικό μυ από ότι το τυπικό ποντίκι για να μιμηθεί τα αποτελέσματα της αερόβιας άσκησης. Λάβαμε σαφή απόδειξη ότι αυτά τα ποντίκια προστατεύονταν από μυϊκή ατροφία και καρδιακή ανεπάρκεια που προκαλείται από διαβήτη.

Στη συνέχεια, ενεργοποίησα τεχνητά το ARDS σε ποντίκια με ένεση ποντικών με χημική ουσία που παράγεται από βακτήρια που είναι γνωστό ότι προκαλούν αυτήν την κατάσταση. Προς μεγάλη μου έκπληξη, τα γενετικά τροποποιημένα ποντίκια με υψηλότερες συγκεντρώσεις EcSOD στο αίμα τους ήταν πολύ πιο πιθανό να επιβιώσει από το σοβαρό ARDS και πολλαπλή ανεπάρκεια οργάνων σε σύγκριση με μια θλιβερή θνησιμότητα στα τυπικά ποντίκια. Αυτό μιμείται την κατάσταση στην εντατική περίθαλψη όπου πάνω από το 80% των ασθενών πεθαίνουν όταν πάσχουν από αποτυχία πολλαπλών οργάνων, συμπεριλαμβανομένου του ARDS.

Στη συνέχεια επιβεβαίωσα ότι πράγματι ήταν το EcSOD στα γενετικά τροποποιημένα ποντίκια που παρείχαν την προστασία. Όταν έκανα ένα πείραμα στο οποίο ένα γενετικά τροποποιημένο ποντίκι μοιράστηκε αίμα με ένα κανονικό ποντίκι μετά από μια χειρουργική επέμβαση που ονομάζεται παραβολή, ή πήρα αίμα από ένα ποντίκι με υψηλό EcSOD και το μετέφερα σε ένα κανονικό ποντίκι που πάσχει από ARDS, το κανονικό ποντίκι είχε μειωθεί σοβαρότητα των ARDS και κλινικών δεικτών αίματος πολλαπλής ανεπάρκειας οργάνων. Χρησιμοποιώντας διάφορες βιοχημικές και απεικονιστικές τεχνολογίες, είδαμε τα στοιχεία της μειωμένης ενεργοποίησης των ενδοθηλιακών κυττάρων και της μειωμένης πρωτεΐνης, της κυτταρικής μεμβράνης και της βλάβης του DNA που προκαλούνται από τις ελεύθερες ρίζες στον πνευμονικό ιστό.

Μάθετε από την άσκηση

Αυτές οι μελέτες παρείχαν αποδείξεις αρχής ότι η παράδοση του γονιδίου ή πρωτεΐνης EcSOD για την αύξηση της ποσότητας EcSOD στο αίμα και τα ζωτικά όργανα μπορεί να είναι μια αποτελεσματική παρέμβαση για την προστασία των πνευμόνων και άλλων ζωτικών οργάνων από βλάβες που προκαλούνται από ARDS και πολλαπλή ανεπάρκεια οργάνων.

Τα ευρήματά μου σε ποντίκια μπορεί να εμπνεύσουν άλλους ερευνητές να βρουν καινοτόμους τρόπους πρόληψης και αντιμετώπισης της θανατηφόρας επιπλοκής του COVID-19.

Για παράδειγμα, μελλοντικές μελέτες μπορεί να προσδιορίσουν τον τύπο, την ένταση και τη διάρκεια της άσκησης για την άριστη αύξηση των επιπέδων EcSOD στους πνεύμονες και άλλα ζωτικά όργανα στον άνθρωπο για την ενίσχυση της άμυνας έναντι των θανατηφόρων επιπλοκών του COVID-19 ή άλλων παθήσεων της νόσου. Φυσικά, τα ευρήματα μπορεί να εμπνεύσουν την έρευνα για την προώθηση φαρμακολογικών, πρωτεϊνικών ή γονιδιακών θεραπειών για τη θεραπεία ασθενών με COVID-19 με ARDS.

Η ιστορία του αντιοξειδωτικού EcSOD είναι μία από τις πολλές για τα οφέλη για την υγεία από την άσκηση. Πιστεύω ότι μπορούμε να μάθουμε από την άσκηση να αναπτύξουμε αποτελεσματικές θεραπείες για τη θεραπεία του ARDS που προκαλείται από το COVID-19 και άλλων παθήσεων της νόσου.

Σχετικά με το Συγγραφέας

Zhen Yan, Καθηγητής Καρδιαγγειακής Ιατρικής, Πανεπιστήμιο της Βιρτζίνια

Αυτό το άρθρο αναδημοσιεύθηκε από το Η Συνομιλία υπό την άδεια Creative Commons. Διαβάστε το αρχικό άρθρο.

βιβλία_Υγεία