El ejercicio puede ayudar a reducir el riesgo de una complicación mortal de la COVID-19: SDRA

Crédito: CC0 Dominio público

Los científicos revelan constantemente los beneficios recién descubiertos del ejercicio. En experimentos durante los últimos 10 años, mi investigación ha encontrado que el ejercicio puede ayudar con un problema respiratorio conocido como ARDS.

El SDRA es un tipo de insuficiencia respiratoria caracterizada por la aparición rápida de una 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 formación en medicina. Hace más de 30 años, dejé mi carrera en cirugía general en China y vine a los EE. UU. para seguir una carrera de investigación básica en fisiología molecular del ejercicio, ya que estaba intrigado por los excelentes beneficios para la salud del ejercicio regular.

Recientemente he estado pensando en el impacto potencial del ejercicio regular para prevenir esta complicación mortal del COVID-19. No he realizado ningún experimento específicamente relacionado con el COVID-19, pero mi trabajo con ratones puede informar a otros investigadores que exploren formas de proteger a las personas que sufren de SDRA.

¿Qué es el SDRA?

R la causa de muerte del 3% al 17% de los pacientes infectados con SARS-CoV-2 es el SDRA. Los pacientes de COVID-19 con esta terrible complicación clínica 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 inmunitario y atrae glóbulos blancos a viajar a través del torrente sanguíneo al 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 de los pulmones presentan fugas, lo que provoca la acumulación de líquido en el tejido pulmonar y las bolsas de aire de los pulmones se llenan de líquido. Esto evita que esos mismos sacos de aire, llamados alvéolos, se llenen de aire, impidiendo que el oxígeno del aire llegue 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 producir proteínas pegajosas en la superficie celular, un fenómeno llamado activación de las células endoteliales.

Esto desencadena un círculo vicioso. ; a mayor 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 pierdan más y dañen 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 que el 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 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 determinado para brindar protección, mientras que la EcSOD se adhiere a órganos específicos.

Cuando vi por primera vez la evidencia de un aumento de la EcSOD en el músculo esquelético mediante el entrenamiento con ejercicios aeróbicos , me inspiré para hacer un experimento en el que probé si simplemente aumentando la cantidad de esta enzima a través de la ingeniería genética, en lugar de hacerlo naturalmente a través del ejercicio, brindaría protección contra varias enfermedades en las que se sabe que los radicales libres desempeñan un papel importante, como la pérdida de masa muscular. atrofia e insuficiencia cardiaca.

EcSOD en la protección contra ARDS

Diseñé un ratón que producía más EcSOD en el músculo esquelético que el ratón típico para imitar los efectos del entrenamiento aeróbico. Obtuvimos pruebas claras de que estos ratones estaban protegidos contra la atrofia muscular y la insuficiencia cardíaca inducida por la diabetes.

Después desencadené SDRA artificialmente en ratones inyectándoles una sustancia química producida por una bacteria que se sabe que causa esta afección. Para mi agradable sorpresa, los ratones modificados genéticamente con concentraciones más altas de EcSOD en la sangre tenían muchas más probabilidades de sobrevivir al SDRA grave y al fallo multiorgánico en comparación con una mortalidad pésima en los ratones típicos. Esto imita la situación en cuidados intensivos donde más del 80% de los pacientes mueren cuando sufren fallas en múltiples órganos, incluido el SDRA.

Luego confirmé que, de hecho, era la EcSOD en los ratones modificados genéticamente lo que proporcionaba la protección. Cuando realicé un experimento en el que un ratón modificado genéticamente compartió sangre con un ratón normal después de un procedimiento quirúrgico llamado parabiosis, o tomé sangre de un ratón con EcSOD alta y la transfundí a un ratón normal que sufría de ARDS, el ratón normal había reducido gravedad del SDRA y marcadores sanguíneos clínicos de insuficiencia multiorgánica. Usando varias tecnologías bioquímicas y de imágenes, vimos la evidencia de una activación reducida de las células endoteliales y una reducción del daño de las proteínas, la membrana celular y el ADN causado por los radicales libres en el tejido pulmonar.

Aprenda del ejercicio

Estos estudios han proporcionado evidencia de prueba de principio de que la administración del gen o la proteína EcSOD para elevar la cantidad de EcSOD en la sangre y los órganos vitales puede ser una intervención eficaz para la protección de los pulmones y otros órganos vitales contra los daños causados por el SDRA y la falla multiorgánica.

Mis hallazgos en ratones pueden inspirar a otros investigadores a encontrar formas innovadoras de 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 humanos para desarrollar la defensa contra las complicaciones mortales de COVID-19 u otra enfermedad. condiciones. Por supuesto, los hallazgos pueden inspirar la investigación para fomentar terapias farmacológicas, proteicas o génicas para tratar a pacientes con SDRA con COVID-19.

La historia de los antioxidantes EcSOD es solo una de muchas sobre los beneficios del ejercicio para la salud. Creo que podemos aprender del ejercicio para desarrollar terapias efectivas para tratar el SDRA causado por el COVID-19 y otras enfermedades.

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Cita: El ejercicio puede ayudar a reducir el riesgo de una complicación mortal de COVID-19: SDRA (5 de mayo de 2020) consultado el 31 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2020-05 -deadly-covid-complication-ards.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.