Eduardo Cesar Un gimnasio en miniatura: en una cinta adaptada, varios ratones pueden correr al mismo tiempoEduardo Cesar
La cautela de larga data que llevaba a los asmáticos a esquivar las prácticas deportivas parece apoyarse en un engaño, tal como lo demuestra el trabajo que lleva adelante Rodolfo de Paula Vieira, de la Universidad Nove de Julho (Uninove). Desde su doctorado, realizado en la Facultad de Medicina de la Universidad de São Paulo (FMUSP), este investigador graduado en educación física ha venido mostrando y detallando de qué manera los ejercicios aeróbicos combaten los efectos nocivos de las enfermedades respiratorias. “Es necesario que los ejercicios sean moderados para generar efectos benéficos sin desencadenar crisis de asma”, explica. “El problema radica en que es difícil controlar la intensidad del esfuerzo de los niños durante una clase de educación física.”
De Paula Vieira ingresó en el doctorado en 2004, con la intención de estudiar los efectos del ejercicio sobre el asma, bajo la dirección de tesis de la médica Marisa Dolhnikoff y del fisioterapeuta Celso Carvalho, también de la USP. Sufrió el primer revés sólo un mes después, cuando se publicó en el Journal of Immunology un artículo del grupo de la inmunóloga estadounidense Lisa Schwiebert, de la Universidad de Alabama en Birmingham, en el cual se demostraba que los ejercicios disminuyen los procesos inflamatorios en un modelo de asma en ratones. Pero el joven estudiante no se amilanó y se abocó entonces a detallar esos efectos, demostrando en un artículo publicado en 2007 en el American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine, que aparte de los efectos antiinflamatorios en los tejidos pulmonares, los ejercicios también combaten la fibrosis típica del asma. “La inflamación no resuelta lleva al espesamiento de las vías aéreas, en un proceso progresivo e irreversible”, explica. Esa fibrosis torna a los pulmones menos flexibles y disminuye los intercambios gaseosos, efectos que pueden durar toda la vida, aun cuando las crisis estén controladas.
Durante los últimos años, en parte durante un posdoctorado realizado en la Universidad de Friburgo, en Alemania, De Paula Vieira ha venido demostrando los efectos benéficos de los ejercicios físicos en casos de enfermedades respiratorias tales como el asma, la enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC), el síndrome de dificultad respiratoria aguda y la neumonía, y también en situaciones que atacan las vías respiratorias, tales como la exposición a la polución atmosférica y el consumo de cigarrillos. Buena parte de ese trabajo se concretó mediante el empleo de ratones como modelos, pero esto cambiará pronto.
EDUARDO CÉSARLa caja conectada con el tubo en donde se encaja un cigarrillo permite simular los efectos en los fumadoresEDUARDO CÉSAR
“A comienzos de 2015 inauguraremos un centro de evaluación física y de rehabilitación pulmonar abierto a la población”, comenta el investigador, mostrando una sala con 15 cintas eléctricas para correr –de las hay en los gimnasios– y una bicicleta ergométrica. “Tendremos también aparatos de musculación y estructura para extraer sangre y recolectar saliva y esputos inducidos para su análisis”. Todo esto en un espacio considerable que obtuve en el campus de la Uninove en la calle Vergueiro, en el barrio paulistano de Liberdade, un enorme edificio por donde circulan diariamente 35 mil estudiantes. Pese al escaso historial en investigación académica, esta universidad cedió y está refaccionando las áreas necesarias para la instalación del laboratorio de De Paula Vieira, merced a los recursos del proyecto en el marco del Programa Joven Investigador de la FAPESP, que entró en vigor en este año. La charla que sirvió de base para este reportaje se concretó entre aparatos recién instalados. “Esta centrífuga me la entregaron la semana pasada”, comentó el investigador, mientras les enseñaba a operarla a sus alumnos. A fin de año espera terminar de recibir todos los aparatos que ha adquirido y reunir las condiciones completas como para reclutar voluntarios humanos para ceder esfuerzo, esputos y sangre. “La idea es evaluar no solamente los factores inflamatorios y antiinflamatorios en las vías respiratorias, sino también la inflamación sistémica en la sangre, mediante el empleo de la técnica de citometría de flujo”, explica De Paula Vieira, en referencia al principal aparato del laboratorio, adquirido en el marco del Programa de Equipos Multiusuarios de la FAPESP.
Hasta ahora, los trabajos con roedores permitieron avanzar mapeando de qué modo los efectos de los ejercicios llegan a los pulmones. En un artículo publicado en junio de este año en la revista Internationa l Journal of Sports Medicine, De Paula Vieira midió la cantidad de proteínas con acción antiinflamatoria (interleucina-10) e inflamatoria (interleucinas 4, 5 y 13) en el líquido obtenido mediante el lavaje de los bronquios y el extraído de la sangre de ratones sometidos a un régimen de ejercicios en cintas adaptadas, con o sin la aplicación de ovoalbúmina, que induce en los roedores una condición similar al asma. Los resultados muestran que el asma aumenta la concentración de factores inflamatorios, la cual disminuye con el entrenamiento cotidiano corriendo. “El ejercicio activa los músculos esqueléticos, las células T regulatorias y el epitelio bronquial, lo cual deriva en la producción de interleucina-10, que ingresa en el torrente sanguíneo y llega a los pulmones”, resume De Paula Vieira. Gran parte de esa proteína permanece en la circulación sistémica y puede combatir la inflamación donde sea necesario, pero una fracción entra en los pulmones y se suma a la que se produce allí.
Pero la novedad más importante del estudio consistió en indicar que el aumento o la disminución de la producción de determinadas sustancias en situación de ejercicio aeróbico inhibe en los pulmones la activación de los leucocitos, células del sistema inmunológico implicadas en el proceso inflamatorio. Además de las interleucinas, los ejercicios también inhiben la acción de otros protagonistas en esta historia: diversos factores de crecimiento, proteínas que actúan en la proliferación y en la diferenciación de células y que se cree que son los principales mediadores de las alteraciones en las vías respiratorias, tales como la fibrosis.
En el humo
El efecto benéfico del ejercicio también se manifiesta en personas sanas sujetas a los efectos nocivos de la contaminación atmosférica, tales como los corredores que entrenan cerca de las avenidas. En el caso del experimento, realizado en colaboración con Marisa Dolhnikoff y Paulo Saldiva, del Laboratorio de Contaminación Atmosférica Experimental de la FMUSP, los deportistas eran ratones que corrían sobre cintas. Al cabo de correr durante 10 minutos, les colocaban una gota en cada narina de una solución concentrada de las partículas que emiten los caños de escape de los vehículos diésel. Y luego volvían a correr, simulando una sesión de ejercicios aeróbicos moderados. “Nos sorprendió ver que los ejercicios les brindan protección a los pulmones”, comenta De Paula Vieira, quien esperaba encontrar una capa de esas partículas depositada en el sistema respiratorio de los roedores. “Ahora tenemos que investigar cómo sucede eso”. Imagina que el epitelio (revestimiento) pulmonar puede ser más eficiente en remover el contaminante con cerdas microscópicas que funcionan como escobas incansables. Sea cual sea el mecanismo, el resultado les aporta una dosis de optimismo a los ciclistas que se arquean mientras disputan espacio por las calles con coches humeantes, pero aún hay que esperar para ver si los experimentos con roedores reflejan la realidad humana.
Otro humo que suele causar daños extensos es el que aspiran los fumadores, y que puede ser un factor importante en el desarrollo de enfisema y EPOC. En colaboración con el grupo de Milton Martins, de la FMUSP, De Paula Vieira participó en un estudio en el cual, a lo largo de 24 semanas, se ponían ratones en cámaras conectada a un tubo con un cigarrillo encendido en la punta, exponiendo a los roedores al humo que se aspira al fumar, no el que termina destinándose a los que conviven con los fumadores. Los resultados, publicados en 2012 en el European Respiratory Journal, mostraron que un régimen de entrenamientos en cinta cinco días por semana redujo en forma significativa la producción de sustancias responsables del estrés oxidativo, al tiempo que aumentó el tenor de enzimas antioxidantes. El saldo fue una protección contra el enfisema en esos roedores. Los resultados sugieren que en humanos, la protección puede valer también para la EPOC. Los ratones siguen fumando en el laboratorio de Uninove, de manera que han de surgir nuevos resultados en los próximos años.
Los esfuerzos de De Paula Vieira vienen siendo reconocidos no sólo por la amplia red de colaboraciones y con un gran número de publicaciones, pese a aún estar en plena instalación el laboratorio. Su grupo fue el más premiado en el congreso de la Sociedad Respiratoria Europea, que se realizó en septiembre de este año en Múnich, Alemania, con cuatro premios recibidos. Uno de ellos indicó que los ejercicios físicos protegen contra la neumonía causada por la bacteria Pseudomonas aeruginosa, la principal responsable de infecciones oportunistas en ambientes hospitalarios y por muertes en unidades de cuidados intensivos. “La inflamación era un 70% menor en la fase aguda de la neumonía”, explica. “Fue el primer trabajo de nuestro grupo en infecciones respiratorias”, comenta el investigador, celebrando la buena recepción en el encuentro internacional que reunió a alrededor de 22 mil expertos.
Con el comienzo de los ensayos con voluntarios humanos y mediante colaboraciones con hospitales, y con la atención clínica en la propia Uninove, De Paula Vieira augura muchas novedades en los próximos años. Por ahora, queda el mensaje para los asmáticos: ¡hagan ejercicios regularmente con supervisión, pero no exageren!
Proyectos
1. El papel de la señalización purinérgica y de la señalización SOCS-JAK-STAT en los efectos antiinflamatorios del entrenamiento aeróbico en modelos experimentales de asma y en individuos asmáticos (nº 2012/ 15165-2); Modalidad Joven Investigador; Investigador responsable Rodolfo de Paula Vieira (Uninove); Inversión R$ 1.131.587,47 (FAPESP).
2. EMU concedido en el expediente 2012/ 15165-2: Citómetro de Flujo Accuri (nº 2014/ 07171-8); Modalidad Equipo Multiusuario Modalidad 3; Investigador responsable Rodolfo de Paula Vieira (Uninove); Inversión R$ 161.798,40 (FAPESP).
Artículos científicos
VIEIRA, R. P. et al. Exercise deactivates leukocytes in asthma. International Journal of Sports Medicine. v. 35, n. 7, p. 629-35. jun. 2014.
VIEIRA, R. P. et al. Anti-inflammatory effects of aerobic exercise in mice exposed to air pollution. Medicine & Science in Sports & Exercise. v. 44, n. 7, p. 1227–34. jul. 2012.
TOLEDO, a. c. et al. Aerobic exercise attenuates pulmonary injury induced by exposure to cigarette smoke. European Respiratory Journal. v. 39, n. 2, p. 254–64. feb. 2012.
