Oefening hou baie voordele in, onder meer om die verdediging teen komplikasies wat tydens SARS-CoV-2-infeksies voorkom, te verhoog. Julien McRoberts / Getty Images

Wetenskaplikes onthul voortdurend nuutgevonde voordele van oefening. In eksperimente oor die afgelope tien jaar het my navorsing het gevind dat oefening kan help met 'n asemhalingsprobleem, bekend as ARDS.

ARDS is 'n soort asemhalingsversaking wat gekenmerk word deur 'n vinnige aanvang van wydverspreide inflammasie in die longe wat voorkom dat suurstof die organe bereik. Daar is berig in baie COVID-19 pasiënte.

Ek is 'n oefenfisioloog met opleiding in geneeskunde. Meer as dertig jaar gelede het ek my loopbaan in algemene chirurgie in China prysgegee en na die VSA gekom om 'n basiese navorsingsloopbaan in molekulêre oefenfisiologie te volg, omdat ek die wonderlike gesondheidsvoordele van gereelde oefening gehad het.

Onlangs het ek gedink aan die potensiële impak van gereelde oefening om hierdie dodelike komplikasie van COVID-19 te voorkom. Ek het nog geen eksperimente gedoen rakende COVID-19 nie, maar my werk met muise kan ander navorsers inlig oor maniere om mense wat aan ARDS ly, te beskerm.

Wat is ARDS?

A doodsoorsaak vir 3% -17% van pasiënte wat met SARS-CoV-2 besmet is, is ARDS. COVID-19 pasiënte met hierdie somber kliniese komplikasie het 'n sterftesyfer van meer as 50%.

ARDS kan spesifiek voorkom wanneer virusinfeksie van die selle in die longe die immuunstelsel aktiveer en witbloedselle lok om deur die bloedstroom na die longweefsel te reis om die virusinfeksie te beveg.

As daar egter te veel witbloedselle tegelyk in die longweefsel voorkom, kan dit skade aan longweefsel veroorsaak. Dit is omdat hulle te veel skadelike molekules, vrye radikale, produseer wat proteïene, die selmembraan en DNA breek.

Gevolglik word die bloedvate in die long lekkend, wat die ophoping van die vloeistof in die longweefsel veroorsaak, en die lugsakke van die long word vol met vloeistof. Dit voorkom dat dieselfde lugsakke, wat alveoli genoem word, met lug vul en suurstof in die lug belemmer. Pasiënte sterf aan suurstoftekort.

Die selle wat ons bloedvate belyn, is platvormige endoteelselle. 'N Vroeë stap in hierdie ingewikkelde ARDS-siekteproses is dat die voering van die bloedvat klewerig word aan witbloedselle deur taai proteïene op die celoppervlak te maak, 'n verskynsel genaamd endoteliale selaktivering.

Dit veroorsaak 'n bose kringloop; hoe groter endoteliale selaktivering, hoe meer vrye radikale vrystel die witbloedselle. Dit vernietig op sy beurt die endoteelselle, waardeur die bloedvat meer lek en skade aan longweefsel veroorsaak.

'N Antioksidant wat deur oefening veroorsaak word deur ons liggaam

Meer as tien jaar gelede het ek begin studeer die beskermende rol van oefenings-geïnduseerde antioksidantensieme teen verlies aan spiergrootte. My navorsing het getoon dat uithouvermoë die produksie van 'n antioksidant genaamd ekstrasellulêre superoksied-dismutase (EcSOD) bevorder wat die vrye radikale superoksied buite die selle afbreek.

EcSOD is die enigste antioksidant-ensiem wat in die bloed afgeskei word wat ander lewensbelangrike organe bereik en bind aan die endoteelselle en ander selle deur 'n unieke bindingsstruktuur van die ensiem. Dit maak EcSOD anders as enige aanvullende antioksidantpil of voedsel ryk aan antioksidante wat ons kan verbruik. 'N Orale antioksidant, wat eenmaal in die bloed opgeneem is, is nie op 'n gegewe orgaan gerig om beskerming te bied nie, terwyl EcSOD by spesifieke organe vassit.

Toe ek die eerste keer die bewyse van verhoogde EcSOD in skeletspier deur aërobiese oefening gesien het, is ek geïnspireer om 'n eksperiment te doen waarin ek getoets het of die verhoging van die hoeveelheid ensiem deur genetiese ingenieurswese, in plaas van natuurlik deur oefening, beskerming sou bied teen verskillende siektes waarin bekend is dat vrye radikale belangrike rolle speel, soos spieratrofie en hartversaking.

EcSOD in beskerming teen ARDS

Ek het 'n muis ontwerp wat meer EcSOD vervaardig in die skeletspier dan sou die tipiese muis die gevolge van aërobiese oefeninge naboots. Ons het duidelik gekry bewyse dat hierdie muise teen spieratrofie beskerm is en diabetes veroorsaak hartversaking.

Toe het ek ARDS kunsmatig geaktiveer in muise deur muise in te spuit met 'n chemikalie wat geproduseer word deur bakterieë wat bekend is dat dit hierdie toestand veroorsaak. Tot my aangename verrassing was geneties gemanipuleerde muise met 'n hoër konsentrasie EcSOD in hul bloed veel meer geneig om die ernstige ARDS te oorleef en veelvuldige orgaanversaking in vergelyking met 'n slegte sterftes by die tipiese muise. Dit boots die situasie na intensiewe sorg na waar meer as 80% van die pasiënte sterf as hulle ly aan die mislukking van veelvuldige organe, insluitend ARDS.

Ek het toe bevestig dat dit inderdaad die EcSOD in die geneties gemanipuleerde muise was wat die beskerming bied. Toe ek 'n eksperiment onderneem waarin 'n geneties-ontwikkelde muis bloed met 'n normale muis gedeel het na 'n chirurgiese prosedure genaamd parabiose, of ek bloed geneem het van 'n muis met 'n hoë EcSOD en dit oorgegooi het in 'n normale muis wat aan ARDS ly, het die normale muis verminder erns van ARDS en kliniese bloedmerkers van veelvuldige orgaanversaking. Deur gebruik te maak van verskillende biochemiese en beeldingstegnologieë, sien ons die bewys van verminderde endoteliale selaktivering en verminderde proteïen-, selmembraan- en DNA-skade wat veroorsaak word deur vrye radikale in die longweefsel.

Leer uit oefening

Hierdie studies het bewys gelewer dat die aflewering van die EcSOD-geen of proteïen om die hoeveelheid EcSOD in die bloed en lewensorgane te verhoog, 'n effektiewe intervensie kan wees vir die beskerming van die longe en ander lewensorgane teen skade veroorsaak deur ARDS en veelvuldige orgaanversaking.

My bevindings by muise kan ander navorsers inspireer om met innoverende maniere vorendag te kom om die dodelike komplikasie van COVID-19 te voorkom en te behandel.

Byvoorbeeld, toekomstige studies kan die tipe oefening, intensiteit en duur identifiseer om die EcSOD-vlakke in die longe en ander lewensorgane by mense optimaal te verhoog om die verdediging teen dodelike komplikasies van COVID-19 of ander siektetoestande op te bou. Uiteraard kan die bevindings navorsing inspireer om farmakologiese, proteïen- en of geenterapieë te bevorder om COVID-19-pasiënte met ARDS te behandel.

Die EcSOD-antioksidantverhaal is net een van vele wat die gesondheidsvoordele van oefening inhou. Ek glo dat ons uit oefening kan leer om effektiewe terapieë te ontwikkel om ARDS te behandel wat veroorsaak word deur COVID-19 en ander siektetoestande.

Oor Die Skrywer

Zhen Yan, professor in kardiovaskulêre geneeskunde, Universiteit van Virginia

Hierdie artikel is gepubliseer vanaf Die gesprek onder 'n Creative Commons lisensie. Lees die oorspronklike artikel.

books_health