O exercício tem muitos benefícios, incluindo o aumento das defesas contra complicações que ocorrem durante infecções por SARS-CoV-2. Julien McRoberts/Getty Images
Os cientistas estão constantemente revelando os benefícios recém-descobertos do exercício. Em experimentos nos últimos 10 anos, meu pesquisa descobriu que o exercício pode ajudar com um problema respiratório conhecido como SDRA.
A SDRA é um tipo de insuficiência respiratória caracterizada pelo rápido início de inflamação generalizada nos pulmões que impede o oxigênio de atingir os órgãos. Foi relatado em muitos pacientes com COVID-19.
Eu sou fisiologista do exercício com formação em medicina. Há mais de 30 anos, desisti de minha carreira em cirurgia geral na China e vim para os EUA para seguir uma carreira de pesquisa básica em fisiologia do exercício molecular, pois fiquei intrigado com os excelentes benefícios de saúde do exercício físico regular.
Mais recentemente, estive pensando sobre o potencial impacto do exercício regular na prevenção dessa complicação mortal do COVID-19. Não realizei nenhum experimento especificamente com o COVID-19, mas meu trabalho com ratos pode informar outros pesquisadores explorando maneiras de proteger as pessoas que sofrem de SDRA.
O que é ARDS?
A causa de morte para 3% -17% dos pacientes infectados com SARS-CoV-2 é SDRA. Os pacientes COVID-19 com essa complicação clínica sombria têm uma taxa de mortalidade superior a 50%.
Especificamente, a SDRA pode ocorrer quando a infecção viral das células nos pulmões ativa o sistema imunológico e atrai os glóbulos brancos para viajar através da corrente sanguínea até o tecido pulmonar para combater a infecção viral.
No entanto, quando muitos glóbulos brancos aparecem no tecido pulmonar de uma só vez, isso pode causar danos ao tecido pulmonar. Isso ocorre porque eles produzem muitas moléculas prejudiciais chamadas radicais livres que quebram proteínas, a membrana celular e o DNA.
Como conseqüência, os vasos sanguíneos no pulmão ficam com vazamentos, causando acúmulo de líquido no tecido pulmonar, e os sacos de ar do pulmão se enchem de líquido. Isso impede que os mesmos sacos de ar, chamados alvéolos, se encham de ar, impedindo que o oxigênio no ar entre no sangue. Os pacientes morrem de privação de oxigênio.
As células que revestem nossos vasos sanguíneos são células endoteliais de formato plano. Um passo inicial nesse complicado processo de doença da SDRA é o revestimento do vaso sanguíneo se tornar pegajoso aos glóbulos brancos, produzindo proteínas pegajosas na superfície celular, um fenômeno chamado ativação das células endoteliais.
Isso desencadeia um ciclo vicioso; quanto maior a ativação das células endoteliais, mais radicais livres liberam os glóbulos brancos. Por sua vez, isso destrói as células endoteliais, fazendo com que o vaso sanguíneo vaze mais e danifique o tecido pulmonar.
Um antioxidante induzido pelo exercício em nosso corpo
Há mais de 10 anos, comecei a estudar o papel protetor das enzimas antioxidantes induzidas pelo exercício contra perda de tamanho muscular. Minha pesquisa mostrou esse exercício de resistência promove a produção de um antioxidante chamado superóxido dismutase extracelular (EcSOD) que decompõe o superóxido de radical livre fora das células.
O EcSOD é a única enzima antioxidante secretada no sangue que atinge outros órgãos vitais e se liga às células endoteliais e outras células por meio de uma estrutura de ligação exclusiva da enzima. Isso torna o EcSOD diferente de qualquer pílula antioxidante suplementar ou alimento rico em antioxidantes que possamos consumir. Um antioxidante oral, uma vez absorvido pelo sangue, não tem como alvo um determinado órgão para fornecer proteção, enquanto o EcSOD adere a órgãos específicos.
Quando vi pela primeira vez a evidência de aumento da ECSOD no músculo esquelético pelo treinamento com exercícios aeróbicos, fui inspirado a fazer um experimento no qual testei se apenas aumentar a quantidade dessa enzima através da engenharia genética, em vez de naturalmente através do exercício, forneceria proteção contra várias doenças nas quais os radicais livres são conhecidos por desempenhar papéis importantes, como atrofia muscular e insuficiência cardíaca.
EcSOD em proteção contra SDRA
Eu projetei um mouse que produziu mais EcSOD no músculo esquelético do que o mouse típico para imitar os efeitos do exercício aeróbico. Obtivemos clara evidência de que esses ratos foram protegidos da atrofia muscular e insuficiência cardíaca induzida por diabetes.
Eu então acionei artificialmente a SDRA em ratos injetando ratos com um produto químico produzido por bactérias que causam essa condição. Para minha surpresa agradável, os ratos geneticamente modificados com maiores concentrações de EcSOD no sangue foram muito mais provável sobreviver à SDRA grave e falência de múltiplos órgãos em comparação com uma mortalidade sombria nos camundongos típicos. Isso imita a situação nos cuidados intensivos, onde mais de 80% dos pacientes morrem quando sofrem da falha de vários órgãos, incluindo a SDRA.
Confirmei então que de fato era o EcSOD nos ratos geneticamente modificados que forneciam a proteção. Quando realizei um experimento no qual um mouse geneticamente modificado compartilhou sangue com um mouse normal após um procedimento cirúrgico chamado parabiose, ou peguei o sangue de um mouse com alto EcSOD e o transfusi para um mouse normal com SDRA, o mouse normal reduziu gravidade da SDRA e marcadores clínicos de insuficiência de múltiplos órgãos. Usando várias tecnologias bioquímicas e de imagem, vimos a evidência de ativação reduzida de células endoteliais e redução de proteínas, membrana celular e danos ao DNA causados por radicais livres no tecido pulmonar.
Aprenda com o exercício
Esses estudos forneceram evidências de princípio de que a administração do gene ou proteína EcSOD para elevar a quantidade de EcSOD no sangue e nos órgãos vitais pode ser uma intervenção eficaz para a proteção dos pulmões e outros órgãos vitais contra danos causados por SDRA e falência de múltiplos órgãos.
Minhas descobertas em ratos podem inspirar outros pesquisadores a encontrar maneiras inovadoras de prevenir e tratar a complicação mortal do COVID-19.
Por exemplo, estudos futuros podem identificar o tipo, a intensidade e a duração do exercício para aumentar otimamente os níveis de ECSOD nos pulmões e em outros órgãos vitais em humanos, a fim de aumentar a defesa contra complicações mortais do COVID-19 ou outras condições de doença. Obviamente, os resultados podem inspirar pesquisas para promover terapias farmacológicas, proteicas ou genéticas no tratamento de pacientes com SDRA-19 com SDRA.
A história do antioxidante EcSOD é apenas um dos muitos sobre os benefícios para a saúde do exercício. Acredito que podemos aprender com o exercício para desenvolver terapias eficazes para tratar a SDRA causada pelo COVID-19 e outras doenças.
Sobre o autor
Zhen Yan, professor de medicina cardiovascular, Universidade de Virginia
Este artigo foi republicado a partir de A Conversação sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.
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