ممارسة الرياضة لها العديد من الفوائد ، بما في ذلك تعزيز الدفاعات ضد المضاعفات التي تحدث أثناء عدوى السارس- CoV-2. جوليان ماك روبرتس / جيتي إيماجيس

يكشف العلماء باستمرار عن فوائد التمارين المكتشفة حديثًا. في التجارب على مدى السنوات ال 10 الماضية ، بلدي بحث وجد أن التمرينات الرياضية يمكن أن تساعد في علاج مشكلة تنفسية تُعرف باسم ARDS.

ARDS هو نوع من فشل الجهاز التنفسي يتميز بسرعة ظهور التهاب واسع النطاق في الرئتين يمنع الأكسجين من الوصول إلى الأعضاء. أفيد في العديد من مرضى COVID-19.

أنا فيزيولوجي تمرين مع التدريب في الطب. منذ أكثر من 30 عامًا ، تخليت عن مسيرتي في الجراحة العامة في الصين وجئت إلى الولايات المتحدة لمتابعة مهنة بحثية أساسية في فسيولوجيا التمارين الجزيئية ، حيث كنت مفتونًا بالفوائد الصحية الرائعة للتمرين المنتظم.

لقد كنت أفكر مؤخرًا في التأثير المحتمل للتمرين المنتظم في منع هذه المضاعفات القاتلة لـ COVID-19. لم أقم بأي تجارب خاصة حول COVID-19 ، لكن عملي مع الفئران قد يبلغ الباحثين الآخرين الذين يستكشفون طرقًا لحماية الأشخاص الذين يعانون من ARDS.

ما هو ARDS؟

A سبب الوفاة لـ 3٪ -17٪ من المرضى المصابين بالسارس CoV-2 هو ARDS. مريض كوفيد -19 مع هذه المضاعفات السريرية الكئيبة لديهم معدل وفيات أكبر من 50٪.

على وجه التحديد ، يمكن أن تحدث ARDS عندما تنشط العدوى الفيروسية للخلايا في الرئتين جهاز المناعة وتجتذب خلايا الدم البيضاء للانتقال عبر مجرى الدم إلى أنسجة الرئة لمحاربة العدوى الفيروسية.

ومع ذلك ، عندما تظهر الكثير من خلايا الدم البيضاء في أنسجة الرئة في وقت واحد ، يمكن أن تسبب تلف أنسجة الرئة. هذا لأنهم ينتجون الكثير من الجزيئات الضارة التي تسمى الجذور الحرة التي تكسر البروتينات وغشاء الخلية والحمض النووي.

ونتيجة لذلك ، تصبح الأوعية الدموية في الرئة متسربة ، مما يتسبب في تراكم السوائل في أنسجة الرئة ، وتمتلئ الأكياس الهوائية في الرئة بالسوائل. هذا يمنع نفس الأكياس الهوائية ، المسماة الحويصلات الهوائية ، من الامتلاء بالهواء ، مما يمنع الأكسجين في الهواء من الدخول إلى الدم. يموت المرضى من الحرمان من الأكسجين.

الخلايا التي تبطن الأوعية الدموية هي خلايا بطانية مسطحة الشكل. تتمثل إحدى الخطوات المبكرة في عملية مرض ARDS المعقدة في تبطين بطانة الأوعية الدموية بخلايا الدم البيضاء عن طريق صنع بروتينات لاصقة على سطح الخلية ، وهي ظاهرة تسمى تنشيط الخلايا البطانية.

يؤدي هذا إلى حلقة مفرغة. كلما زاد تنشيط الخلايا البطانية ، كلما زادت الجذور الحرة التي تطلقها خلايا الدم البيضاء. وهذا بدوره يدمر الخلايا البطانية ، مما يجعل الأوعية الدموية تتسرب أكثر ويضر بأنسجة الرئة.

مضادات الأكسدة الناجمة عن ممارسة الرياضة في الجسم

منذ أكثر من 10 سنوات ، بدأت الدراسة الدور الوقائي للأنزيمات المضادة للأكسدة التي يسببها التمرين ضد فقدان حجم العضلات. لقد أظهر بحثي يعزز تمرين التحمل هذا إنتاج مضاد للأكسدة يدعى ديسموتاز فوق الخلية الخلوي (EcSOD) يكسر فوق أكسيد الجذور الحرة خارج الخلايا.

EcSOD هو الإنزيم الوحيد المضاد للأكسدة الذي يفرز في الدم الذي يصل إلى الأعضاء الحيوية الأخرى ويرتبط بالخلايا البطانية والخلايا الأخرى من خلال بنية ربط فريدة من الإنزيم. هذا يجعل EcSOD على عكس أي حبوب مضادة للأكسدة تكميلية أو طعام غني بمضادات الأكسدة التي قد نستهلكها. مضاد للأكسدة عن طريق الفم ، بمجرد امتصاصه في الدم ، لا يستهدف عضوًا معينًا لتوفير الحماية ، بينما يلتزم EcSOD بأعضاء محددة.

عندما رأيت لأول مرة دليلاً على زيادة EcSOD في العضلات الهيكلية من خلال تدريب التمارين الهوائية ، ألهمت القيام بتجربة اختبرت فيها ما إذا كان مجرد زيادة كمية هذا الإنزيم من خلال الهندسة الوراثية ، بدلاً من بطبيعة الحال من خلال التمرين ، سيوفر الحماية من أمراض مختلفة يُعرف فيها أن الجذور الحرة تلعب أدوارًا مهمة ، مثل ضمور العضلات وفشل القلب.

EcSOD في الحماية ضد ARDS

صممت فأرة أنتجت المزيد من EcSOD في العضلات الهيكلية من الفأر النموذجي لتقليد آثار التدريب على التمارين الرياضية. حصلنا على واضح دليل على أن هذه الفئران كانت محمية من ضمور العضلات و فشل القلب الناجم عن مرض السكري.

ثم قمت بتشغيل ARDS بشكل مصطنع في الفئران عن طريق حقن الفئران بمادة كيميائية تنتجها البكتيريا ومن المعروف أنها تسبب هذه الحالة. لدهشتي السارة ، كانت الفئران المهندسة وراثيا مع تركيزات أعلى من EcSOD في دمائهم أكثر احتمالا بكثير للنجاة من ARDS الشديدة وفشل الأعضاء المتعددة مقارنة مع وفيات قاتلة في الفئران النموذجية. وهذا يحاكي الوضع في العناية المركزة حيث يموت أكثر من 80 ٪ من المرضى عندما يعانون من فشل العديد من الأعضاء ، بما في ذلك ARDS.

ثم أكدت أنه في الواقع كانت EcSOD في الفئران المهندسة وراثيًا هي التي وفرت الحماية. عندما أجريت تجربة قام فيها فأر مُهندس وراثيًا بمشاركة الدم مع فأرة عادية بعد إجراء جراحي يُدعى parabiosis ، أو أخذت دمًا من فأر يعاني من إيكوسود مرتفع ونقلته إلى فأر طبيعي يعاني من ARDS ، فقد انخفض الفأر الطبيعي شدة ARDS وعلامات الدم السريرية لفشل الجهاز المتعدد. باستخدام تقنيات الكيمياء الحيوية والتصوير المختلفة ، رأينا دليلًا على انخفاض تنشيط الخلايا البطانية وانخفاض البروتين وغشاء الخلية وتلف الحمض النووي الناجم عن الجذور الحرة في أنسجة الرئة.

تعلم من التمرين

قدمت هذه الدراسات دليلاً يثبت المبدأ أن تسليم جين أو بروتين EcSOD لرفع كمية EcSOD في الدم والأعضاء الحيوية قد يكون تدخلاً فعالًا لحماية الرئتين والأعضاء الحيوية الأخرى من الأضرار التي يسببها ARDS و فشل العديد من أجهزة الجسم.

قد تلهم نتائجي في الفئران باحثين آخرين للتوصل إلى طرق مبتكرة لمنع وعلاج المضاعفات القاتلة لـ COVID-19.

على سبيل المثال ، قد تحدد الدراسات المستقبلية نوع التمارين وكثافتها ومدتها لزيادة مستويات EcSOD على النحو الأمثل في الرئتين والأعضاء الحيوية الأخرى في البشر لبناء الدفاع ضد المضاعفات القاتلة لـ COVID-19 أو حالات المرض الأخرى. بالطبع ، قد تلهم النتائج الأبحاث لتعزيز العلاجات الدوائية والبروتينية أو الجينية لعلاج COVID-19 من مرضى ARDS.

قصة EcSOD المضادة للأكسدة هي مجرد واحدة من العديد من الفوائد الصحية لممارسة الرياضة. أعتقد أننا يمكن أن نتعلم من التمارين لتطوير علاجات فعالة لعلاج ARDS الناجم عن COVID-19 وحالات مرضية أخرى.

نبذة عن الكاتب

زهين يان ، أستاذ طب القلب والأوعية الدموية ، جامعة فرجينيا

يتم إعادة نشر هذه المقالة من المحادثة تحت رخصة المشاع الإبداعي. إقرأ ال المقال الأصلي.

books_health