운동은 SARS-CoV-2 감염 동안 발생하는 합병증에 대한 방어 강화를 포함하여 많은 이점이 있습니다. 줄리앙 맥 로버츠 / 게티 이미지

과학자들은 끊임없이 발견 된 운동의 이점을 밝히고 있습니다. 지난 10 년 동안의 실험에서 연구 운동이 ARDS로 알려진 호흡기 문제를 도울 수 있음을 발견했습니다.

ARDS는 폐에 산소가 장기에 도달하는 것을 막는 광범위한 광범위한 염증의 발병을 특징으로하는 호흡 부전의 한 유형입니다. 그것은에보고되었습니다 많은 COVID-19 환자.

나는 운동 물리학 자입니다 의학 훈련. 30여 년 전에 저는 중국에서 일반 수술 분야에서 경력을 포기하고 분자 운동 생리학에서 기본적인 연구 경력을 찾기 위해 미국에 왔습니다. 규칙적인 운동의 탁월한 건강상의 이점에 흥미를 느꼈습니다.

가장 최근에는 COVID-19의 치명적인 합병증을 예방하는 규칙적인 운동의 잠재적 영향에 대해 생각했습니다. 나는 COVID-19에 대해 특별히 실험을하지 않았지만, 마우스를 사용한 연구는 다른 연구자들에게 ARDS로 고통받는 사람들을 보호하는 방법을 모색 할 수 있다고 알려줄 수있다.

ARDS 란 무엇입니까?

A 3 % -17 %의 사망 원인 SARS-CoV-2에 감염된 환자의 수는 ARDS입니다. 이 음울한 임상 합병증을 가진 COVID-19 환자는 사망률이 50 % 이상입니다.

구체적으로, 폐에서 세포의 바이러스 감염이 면역계를 활성화시키고 백혈구를 유인하여 혈류를 통해 폐 조직으로 이동하여 바이러스 감염과 싸우면 ARDS가 발생할 수있다.

그러나 한 번에 너무 많은 백혈구가 폐 조직에 나타나면 폐 조직 손상을 일으킬 수 있습니다. 이는 단백질, 세포막 및 DNA를 파괴하는 자유 라디칼이라고 불리는 유해한 분자를 너무 많이 생성하기 때문입니다.

결과적으로 폐의 혈관이 새어 폐 조직에 체액이 축적되고 폐의 공기 주머니가 체액으로 채워집니다. 이것은 폐포 라 불리는 같은 공기 주머니가 공기로 채워져 공기 중의 산소가 혈액으로 들어가는 것을 막습니다. 환자는 산소 부족으로 사망합니다.

혈관을 감싸는 세포는 편평한 모양의 내피 세포입니다. 이 복잡한 ARDS 질환 과정의 초기 단계 중 하나는 혈관 내막이 세포 표면에 끈적한 단백질을 만들어 내피 세포 활성화라고하는 현상으로 백혈구에 달라 붙는 것입니다.

이것은 악순환을 일으킨다. 내피 세포 활성화가 클수록 백혈구가 더 많은 자유 라디칼을 방출합니다. 이것은 차례로 내피 세포를 파괴하여 혈관을 더 많이 누출시키고 폐 조직을 손상시킵니다.

우리 몸의 운동 유발 항산화 제

10 년 전에 저는 공부를 시작했습니다 운동 유발 항산화 효소의 보호 역할 근육 크기의 손실에 대해. 내 연구에 따르면 지구력 운동은 세포 외부의 자유 라디칼 슈퍼 옥사이드를 분해하는 세포 외 슈퍼 옥사이드 디스 뮤 타제 (EcSOD) 라 불리는 항산화 제의 생성을 촉진합니다.

EcSOD는 혈액에 분비되는 유일한 항산화 효소로 다른 생명 기관에 도달하고 효소의 독특한 결합 구조를 통해 내피 세포 및 다른 세포에 결합합니다. 이를 통해 EcSOD는 우리가 소비 할 수있는 항산화 제가 풍부한 보충제 또는 음식과는 다릅니다. 일단 혈액에 흡수 된 경구 용 항산화 제는 주어진 기관을 대상으로하여 보호를 제공하지 않는 반면, EcSOD는 특정 기관에 달라 붙습니다.

유산소 운동 훈련을 통해 골격근에서 EcSOD가 증가했다는 증거를 처음 보았을 때, 자연적으로 운동 대신 유전자 공학을 통해이 효소의 양을 늘리는 것만으로도 운동을 통해 자유 라디칼이 근육 위축 및 심부전과 같은 중요한 역할을하는 것으로 알려진 다양한 질병.

ARDS 방지를위한 EcSOD

더 많은 EcSOD를 생산하는 마우스를 설계했습니다 유산소 운동 훈련의 효과를 모방하기 위해 일반적인 마우스보다 골격근에서. 우리는 분명을 얻었다 이 쥐들이 근육 위축으로부터 보호되었다는 증거 및 당뇨병 유발 심부전.

그런 다음 ARDS를 인위적으로 트리거했습니다. 이 상태를 일으키는 것으로 알려진 박테리아에 의해 생성 된 화학 물질을 마우스에 주사함으로써 마우스에서. 놀랍게도 혈중 EcSOD 농도가 높은 유전자 조작 생쥐는 심각한 ARDS에서 생존 할 가능성이 훨씬 더 높음 및 전형적인 마우스에서의 원사 사망률과 비교 한 다중 기관 부전. 이는 ARDS를 포함한 여러 기관의 장애로 고통받을 때 환자의 80 % 이상이 사망하는 집중 치료의 상황을 모방합니다.

그런 다음 실제로 유전자 조작 마우스에서 EcSOD가 보호 기능을 제공한다는 사실을 확인했습니다. 유전자 조작 마우스가 패러 비 시스 (parabiosis)라고하는 수술 절차에 따라 정상적인 마우스와 혈액을 공유하는 실험을 수행하거나, EcSOD가 높은 마우스에서 혈액을 채취하여 ARDS로 고통받는 정상 마우스에 수혈했을 때 정상적인 마우스가 감소했습니다 여러 기관 부전의 ARDS 및 임상 혈액 마커의 심각성. 다양한 생화학 및 이미징 기술을 사용하여 폐 조직의 자유 라디칼에 의한 내피 세포 활성화 및 단백질, 세포막 및 DNA 손상 감소의 증거를 보았습니다.

운동으로부터 배우기

이 연구는 혈액 및 생체 장기에서 EcSOD의 양을 높이기 위해 EcSOD 유전자 또는 단백질의 전달이 폐 및 기타 생체 장기를 ARDS로 인한 손상으로부터 보호하기위한 효과적인 개입 일 수 있음을 입증하는 증거를 제공했습니다. 여러 장기 장애.

쥐에서 발견 한 결과는 다른 연구자들이 COVID-19의 치명적인 합병증을 예방하고 치료할 수있는 혁신적인 방법을 찾도록 영감을 줄 수 있습니다.

예를 들어, 미래의 연구는 COVID-19 또는 다른 질병 상태의 치명적인 합병증에 대한 방어를 구축하기 위해 인간의 폐 및 기타 중요한 기관에서 EcSOD 수준을 최적으로 증가시키는 운동 유형, 강도 및 지속 시간을 식별 할 수 있습니다. 물론, 연구 결과는 ARDS를 가진 COVID-19 환자를 치료하기 위해 약리학, 단백질 및 / 또는 유전자 요법을 육성하기위한 연구에 영감을 줄 수 있습니다.

EcSOD 항산화 이야기는 운동의 건강상의 이점에 관한 많은 것 중 하나 일뿐입니다. COVID-19 및 기타 질병 상태로 인한 ARDS를 치료하기위한 효과적인 요법을 개발하기 위해 운동을 통해 배울 수 있다고 생각합니다.

저자에 관하여

심혈관 의학 교수 Zhen Yan 버지니아 대학

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