A testmozgásnak számos előnye van, többek között a SARS-CoV-2 fertőzések során fellépő szövődmények elleni védekezés fokozása. Julien McRoberts / Getty Images

A tudósok folyamatosan feltárják a testmozgás újonnan felfedezett előnyeit. Az elmúlt 10 évben végzett kísérletek során az kutatás megállapította, hogy a testmozgás segíthet az ARDS néven ismert légzési problémák esetén.

Az ARDS egyfajta légzési elégtelenség, amelyet a tüdőben elterjedt gyulladás gyors kialakulása jellemez, amely megakadályozza az oxigén szervekbe jutását. Ban jelentették sok COVID-19 beteg.

Gyakorlási fiziológus vagyok orvosképzéssel. Több mint 30 évvel ezelőtt feladtam az általános sebészeti karrieremet Kínában, és azért jöttem az Egyesült Államokba, hogy a molekuláris testedzés fiziológiájában folytassam az alapkutatói karriert, mivel a rendszeres testmozgás kiváló egészségügyi előnyei érdekeltek.

Legutóbb a rendszeres testmozgás lehetséges hatásaira gondoltam a COVID-19 halálos szövődményének megelőzésében. Nem végeztem kifejezetten a COVID-19 körüli kísérleteket, de az egerekkel végzett munkám más kutatókat is felvilágosíthat az ARDS-ben szenvedő emberek védelmének módjairól.

Mi az ARDS?

A halál oka 3% -17% a SARS-CoV-2-vel fertőzött betegek ARDS. A COVID-19 betegeknél, akiknek ez a borzalmas klinikai szövődménye van, a a halálozási arány meghaladja az 50% -ot.

Pontosabban, az ARDS akkor fordulhat elő, amikor a tüdőben lévő sejtek vírusfertőzése aktiválja az immunrendszert, és a fehérvérsejteket vonzza a véráramon keresztül a tüdőszövetbe a vírusfertőzés leküzdése érdekében.

Ha azonban túl sok fehérvérsejt jelenik meg egyszerre a tüdőszövetben, az tüdőszövet károsodást okozhat. Ez azért van, mert túl sok káros molekulát termelnek, úgynevezett szabad gyököket, amelyek megtörik a fehérjéket, a sejtmembránt és a DNS-t.

Ennek következtében a tüdőben az erek szivárognak, ami a folyadék felhalmozódását okozza a tüdőszövetben, és a tüdő légzsákjai megtelnek folyadékkal. Ez megakadályozza, hogy ugyanazok a léghólyagok, az úgynevezett alveolusok, feltöltődjenek levegővel, és megakadályozzák a levegőben lévő oxigén vérbe jutását. A betegek oxigénhiányban halnak meg.

Az erünket körülvevő sejtek lapos alakú endothel sejtek. Ennek a bonyolult ARDS-betegségnek az egyik korai lépése az, hogy az erek bélése ragacsossá válik a fehérvérsejtekkel azáltal, hogy ragadós fehérjéket képez a sejtfelszínen, ezt a jelenséget endothelsejt-aktivációnak nevezik.

Ez ördögi kört vált ki; minél nagyobb az endothel sejtek aktiválása, annál több szabad gyököt szabadít fel a fehérvérsejt. Ez pedig tönkreteszi az endothel sejteket, így az erek jobban szivárognak és károsítják a tüdőszövetet.

Testmozgás által kiváltott antioxidáns

Több mint 10 évvel ezelőtt elkezdtem tanulni a testmozgás okozta antioxidáns enzimek védő szerepe az izomméret csökkenése ellen. Kutatásom kimutatta ez az állóképességi gyakorlat elősegíti az extracelluláris szuperoxid-diszmutáz (EcSOD) nevű antioxidáns termelését, amely lebontja a szabad gyökök szuperoxidját a sejteken kívül.

Az EcSOD az egyetlen antioxidáns enzim, amely a vérbe választódik ki, és eljut más létfontosságú szervekhez, és az enzim egyedülálló kötőszerkezetén keresztül kötődik az endothel sejtekhez és más sejtekhez. Ez az EcSOD-ot eltéríti minden kiegészítő antioxidáns tablettától vagy antioxidánsokban gazdag ételtől, amelyet elfogyaszthatunk. A vérben felszívódó orális antioxidáns nem célozza meg az adott szervet a védelem biztosítása érdekében, míg az EcSOD ragaszkodik bizonyos szervekhez.

Amikor először láttam a vázizomzatban megnövekedett EcSOD bizonyítékait az aerob testmozgás során, inspiráltam egy olyan kísérlet elvégzésére, amelyben kipróbáltam, hogy vajon csak az enzim mennyiségének növelése géntechnológiával, nem pedig természetesen a testmozgás helyett, védelmet nyújt-e különféle betegségek, amelyekben ismert, hogy a szabad gyökök fontos szerepet játszanak, mint például az izomsorvadás és a szívelégtelenség.

EcSOD az ARDS elleni védelemben

Olyan egeret terveztem, amely több EcSOD-t produkált vázizomzatban, mint a tipikus egér az aerob edzés hatásainak utánzásában. Világos képet kaptunk bizonyíték arra, hogy ezeket az egereket megvédték az izomsorvadástól és a cukorbetegség okozta szívelégtelenség.

Ezután mesterségesen kiváltottam az ARDS-t egerekben olyan baktériumok által előállított vegyi anyag injekciójával, amelyekről ismert, hogy ezt az állapotot okozzák. Kellemes meglepetésemre azok a géntechnológiával módosított egerek voltak, amelyek vérében magasabb volt az EcSOD koncentrációja sokkal valószínűbb, hogy túléli a súlyos ARDS-t és többszörös szervi elégtelenség, összehasonlítva a tipikus egerekben bekövetkezett gyászos halandósággal. Ez utánozza az intenzív terápia helyzetét, ahol a betegek több mint 80% -a meghal, amikor több szerv, köztük az ARDS meghibásodása miatt szenvednek.

Ezután megerősítettem, hogy valóban a géntechnológiával módosított egerekben található EcSOD nyújtotta a védelmet. Amikor egy kísérletet hajtottam végre, amelyben egy géntechnológiával módosított egér parabiózisnak nevezett sebészeti beavatkozást követően osztotta meg a vért egy normál egérrel, vagy ha magas EcSOD-értékű egérből vért vettem és transzfúziót készítettem belőle ARDS-ben szenvedő normál egérbe, a normál egér csökkent az ARDS súlyossága és a többszörös szervelégtelenség klinikai vérmarkerei. Különböző biokémiai és képalkotó technológiák segítségével láttuk a tüdőszövet szabad gyökök által okozott csökkent endotélsejt-aktiváció és a fehérje-, sejtmembrán- és DNS-károsodások csökkenését.

Tanuljon a testmozgásból

Ezek a vizsgálatok elvi bizonyítékot szolgáltattak arra vonatkozóan, hogy az EcSOD gén vagy fehérje leadása az EcSOD mennyiségének növelése érdekében a vérben és a létfontosságú szervekben hatékony beavatkozás lehet a tüdő és más létfontosságú szervek védelmében az ARDS és az ARDS által okozott károk ellen. többszervi elégtelenség.

Egerekben tett eredményeim arra ösztönözhetnek más kutatókat, hogy találjanak ki innovatív módszereket a COVID-19 halálos szövődményeinek megelőzésére és kezelésére.

Például a jövőbeni tanulmányok meghatározhatják az edzés típusát, intenzitását és időtartamát, hogy optimálisan növeljék az emberek ECSOD-szintjét a tüdőben és más létfontosságú szervekben, hogy felépítsék a védelmet a COVID-19 halálos szövődményei vagy más betegségek ellen. Természetesen az eredmények inspirálhatják a farmakológiai, fehérje- vagy génterápiák elősegítését az ARDS-ben szenvedő COVID-19 betegek kezelésében.

Az EcSOD antioxidáns története csak egy a sok közül a testmozgás egészségügyi előnyeiről. Úgy gondolom, hogy a testmozgásból tanulhatunk hatékony terápiák kidolgozására a COVID-19 és más betegség okozta ARDS kezelésére.

A szerzőről

Zhen Yan, a szív- és érrendszeri orvos professzora, University of Virginia

Ezt a cikket újra kiadják A beszélgetés Creative Commons licenc alatt. Olvassa el a eredeti cikk.

könyvek_egészség