El ejercicio tiene muchos beneficios, incluido el refuerzo de las defensas contra las complicaciones que ocurren durante las infecciones por SARS-CoV-2. Julien McRoberts/Getty Images
Los científicos revelan constantemente los beneficios del ejercicio recientemente descubiertos. En experimentos de los últimos 10 años, mi la investigación descubrió que el ejercicio puede ayudar con un problema respiratorio conocido como SDRA.
El SDRA es un tipo de insuficiencia respiratoria caracterizada por un inicio rápido de inflamación generalizada en los pulmones que impide que el oxígeno llegue a los órganos. Se ha informado en muchos pacientes con COVID-19.
Soy fisiólogo del ejercicio con entrenamiento en medicina. Hace más de 30 años, dejé mi carrera en cirugía general en China y vine a los Estados Unidos para seguir una carrera de investigación básica en fisiología del ejercicio molecular, ya que estaba intrigado por los excelentes beneficios para la salud del ejercicio regular.
Más recientemente, he estado pensando en el impacto potencial del ejercicio regular para prevenir esta complicación mortal de COVID-19. No he realizado ningún experimento específicamente sobre COVID-19, pero mi trabajo con ratones puede informar a otros investigadores que exploran formas de proteger a las personas que padecen SDRA.
¿Qué es el SDRA?
A causa de muerte por 3% -17% de pacientes infectados con SARS-CoV-2 es SDRA. Los pacientes con COVID-19 con esta complicación clínica triste tienen una tasa de mortalidad superior al 50%.
Específicamente, el SDRA puede ocurrir cuando la infección viral de las células en los pulmones activa el sistema inmune y atrae a los glóbulos blancos a viajar a través del torrente sanguíneo hasta el tejido pulmonar para combatir la infección viral.
Sin embargo, cuando aparecen demasiados glóbulos blancos en el tejido pulmonar a la vez, puede causar daño al tejido pulmonar. Esto se debe a que producen demasiadas moléculas dañinas llamadas radicales libres que rompen las proteínas, la membrana celular y el ADN.
Como consecuencia, los vasos sanguíneos en el pulmón se vuelven permeables, causando la acumulación del líquido en el tejido pulmonar, y los alvéolos pulmonares se llenan de líquido. Esto evita que esos mismos alvéolos, llamados alvéolos, se llenen de aire, impidiendo que el oxígeno en el aire ingrese a la sangre. Los pacientes mueren por falta de oxígeno.
Las células que recubren nuestros vasos sanguíneos son células endoteliales de forma plana. Un primer paso en este complicado proceso de la enfermedad del SDRA es que el revestimiento del vaso sanguíneo se vuelve pegajoso a los glóbulos blancos al hacer proteínas pegajosas en la superficie celular, un fenómeno llamado activación de las células endoteliales.
Esto desencadena un círculo vicioso; cuanto mayor es la activación de las células endoteliales, más radicales libres liberan los glóbulos blancos. Esto a su vez destruye las células endoteliales, haciendo que los vasos sanguíneos goteen más y dañe el tejido pulmonar.
Un antioxidante inducido por el ejercicio en nuestro cuerpo.
Hace más de 10 años comencé a estudiar El papel protector de las enzimas antioxidantes inducidas por el ejercicio contra la pérdida de tamaño muscular. Mi investigación ha demostrado ese ejercicio de resistencia promueve la producción de un antioxidante llamado superóxido dismutasa extracelular (EcSOD) que descompone el superóxido de radicales libres fuera de las células.
EcSOD es la única enzima antioxidante que se secreta en la sangre que llega a otros órganos vitales y se une a las células endoteliales y a otras células a través de una estructura de unión única de la enzima. Esto hace que EcSOD sea diferente a cualquier píldora antioxidante suplementaria o alimento rico en antioxidantes que podamos consumir. Un antioxidante oral, una vez absorbido en la sangre, no se dirige a un órgano dado para proporcionar protección, mientras que EcSOD se adhiere a órganos específicos.
Cuando vi por primera vez la evidencia de un aumento de EcSOD en el músculo esquelético por el entrenamiento de ejercicio aeróbico, me inspiré para hacer un experimento en el que probé si solo aumentar la cantidad de esta enzima a través de la ingeniería genética, en lugar de hacerlo naturalmente a través del ejercicio, proporcionaría protección contra Diversas enfermedades en las que se sabe que los radicales libres desempeñan papeles importantes, como la atrofia muscular y la insuficiencia cardíaca.
EcSOD en protección contra el SDRA
Diseñé un mouse que producía más EcSOD en el músculo esquelético que el típico ratón para imitar los efectos del entrenamiento aeróbico. Obtuvimos claro evidencia de que estos ratones estaban protegidos de la atrofia muscular y insuficiencia cardíaca inducida por diabetes.
Entonces activé artificialmente ARDS en ratones inyectando ratones con un químico producido por bacterias que se sabe que causan esta afección. Para mi agradable sorpresa, los ratones genéticamente modificados con mayores concentraciones de EcSOD en la sangre fueron mucho más propensos a sobrevivir al SDRA grave y falla orgánica múltiple en comparación con una mortalidad sombría en los ratones típicos. Esto imita la situación en cuidados intensivos donde más del 80% de los pacientes mueren cuando sufren la falla de múltiples órganos, incluido el SDRA.
Luego confirmó que, de hecho, fue el EcSOD en los ratones genéticamente modificados lo que proporcionó la protección. Cuando realicé un experimento en el que un ratón genéticamente modificado compartió sangre con un ratón normal después de un procedimiento quirúrgico llamado parabiosis, o tomé sangre de un ratón con EcSOD alto y la transfundí a un ratón normal que padecía SDRA, el ratón normal se había reducido gravedad del SDRA y marcadores clínicos de sangre de insuficiencia orgánica múltiple. Usando varias tecnologías bioquímicas y de imagen, vimos la evidencia de una reducción en la activación de las células endoteliales y un menor daño en las proteínas, la membrana celular y el ADN causado por los radicales libres en el tejido pulmonar.
Aprende del ejercicio
Estos estudios han proporcionado evidencia de prueba de principio de que la administración del gen o proteína EcSOD para elevar la cantidad de EcSOD en la sangre y los órganos vitales puede ser una intervención efectiva para la protección de los pulmones y otros órganos vitales contra los daños causados por el SDRA y Fallo multiorgánico.
Mis hallazgos en ratones pueden inspirar a otros investigadores a encontrar formas innovadoras para prevenir y tratar la complicación mortal de COVID-19.
Por ejemplo, los estudios futuros pueden identificar el tipo de ejercicio, la intensidad y la duración para aumentar de manera óptima los niveles de EcSOD en los pulmones y otros órganos vitales en los humanos para construir la defensa contra complicaciones mortales de COVID-19 u otras enfermedades. Por supuesto, los hallazgos pueden inspirar la investigación para fomentar terapias farmacológicas, proteicas o genéticas para tratar a pacientes con SDRA-COVID-19.
La historia de antioxidantes de EcSOD es solo una de muchas sobre los beneficios para la salud del ejercicio. Creo que podemos aprender del ejercicio para desarrollar terapias efectivas para tratar el SDRA causado por COVID-19 y otras enfermedades.
Sobre el Autor
Zhen Yan, profesor de medicina cardiovascular, Universidad de Virginia
Este artículo se republica de La conversación bajo una licencia Creative Commons. Leer el articulo original.
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