Os fatores que agravam a Covid-19 e como melhorar a saúde: A Pandemia, a Hemorreologia e a Microcirculação.

The severity factors of Covid-19 and how to improve health: The Pandemic, Hemorheology, and Microcirculation

Mortes diárias no mundo causadas pela pandemia Covid-19. Fonte: https://www.worldometers.info/coronavirus/
Daily deaths worldwide caused by the Covid-19 pandemic. Source: https://www.worldometers.info/coronavirus/

Este post é baseado no artigo científico “Can erythrocytes behavior in microcirculation help the understanding the physiopathology and improve prevention and treatment for covid-19?” publicado no periódico “Clinical Hemorheology and Microcirculation“. As informações contidas neste post estão relacionadas com o artigo, a não ser que estejam marcadas por um link para outra publicação.

This post is based on the scientific article “Can erythrocytes behavior in microcirculation help the understanding the physiopathology and improve prevention and treatment for covid-19?” published in the journal “Clinical Hemorheology and Microcirculation“. The information in this post is related to the article unless it is marked by a link to another publication.

Já se passaram quase dois anos desde o início da pandemia covid-19. Já contamos mais de 5 milhões de mortos, e apesar das vacinação em massa, muitos países estão voltando a decretar o confinamento das pessoas e medidas adicionais para controle da pandemia.

It has been nearly two years since the start of the covid-19 pandemic. We have already counted more than 5 million dead, and despite mass vaccinations, many countries are returning to the decree of people’s confinement, and additional measures to control the pandemic.

Como já vimos nos posts anteriores, para se ter saúde os nossos órgãos e tecidos têm que estar nutridos e oxigenados. A nutrição e oxigenação dos órgãos e tecidos dependem diretamente da viscosidade do sangue na microcirculação. Mas qual a relação da viscosidade na microcirculação com a pandemia Covid-19?

As we have seen in previous posts, to be healthy our organs and tissues have to be nourished and oxygenated. The nutrition and oxygenation of organs and tissues directly depend on the blood viscosity in the microcirculation. But what is the relationship of viscosity in microcirculation with the Covid-19 pandemic?

A microcirculação (onde os órgãos e tecidos são nutridos e oxigenados) e a viscosidade do sangue foram explicados em detalhes nos posts “A Microcirculação“, “O Sangue e sua viscosidade“, e “A Viscosidade do Sangue na Microcirculação“. Resumidamente, a viscosidade do sangue na microcirculação é muito dependente dos eritrócitos, ou glóbulos vermelhos, e esta dependencia aumenta quando o diâmetro dos vasos sanguíneos diminui para menos de 300 µm. Nesta condição, duas características dos glóbulos vermelhos influenciam na viscosidade do sangue: A agregação eritrocitária (quando os glóbulos vermelhos ficam “grudados”) e a deformabilidade eritrocitárias (o quanto os glóbulos se deformam). Nestes vasos sanguíneos muito finos, quanto mais os glóbulos vermelhos se agregam e quanto menos se deformam, maior é a viscosidade sanguínea. E é através destes vasos sanguíneos que os tecidos e órgãos do corpo são nutridos e oxigenados. E quando a viscosidade do sangue aumenta na microcirculação, a nutrição e oxigenação podem ficar prejudicadas.

The microcirculation (where organs and tissues are nourished and oxygenated) and blood viscosity have been explained in detail in the posts “The Microcirculation“, “The Blood and its viscosity“, and “Blood Viscosity in Microcirculation“. Briefly, the viscosity of blood in the microcirculation is very dependent on erythrocytes, or red blood cells, and this dependence increases when the diameter of blood vessels decreases to less than 300 µm. In this condition, two characteristics of red blood cells influence the blood viscosity: Erythrocyte aggregation (when red blood cells are “stuck”) and erythrocyte deformability (how much the red blood cells can be deformed). In these thin blood vessels, the blood viscosity increase as erythrocyte aggregation increase, and erythrocyte deformability decrease. Through these blood vessels, the tissues and organs of the body are nourished and oxygenated. As blood viscosity increases in microcirculation, nutrition and oxygenation can be impaired.

As formas graves da Covid-19 frequentemente apresentam a microcirculação prejudicada e a presença de coágulos dentro dos vasos sanguíneos. As formas graves da Covid-19 também estão relacionadas a diversos fatores, como o baixo índice do hormônio feminino estrogênio, a deficiência da vitamina D, a obesidade, a diabetes e as doenças cardiovasculares.

Severe forms of Covid-19 often show impaired microcirculation and the presence of clots within the blood vessels. The severity of Covid-19 is also related to several factors, such as low levels of the female hormone estrogen, vitamin D deficiency, obesity, diabetes, and cardiovascular disease.

Todos estes fatores (baixo hormônio estrogênio, deficiência de vitamina D, obesidade, diabetes e doenças cardiovasculares) também estão ligados à uma maior agregação eritrocitária e uma menor deformabilidade. Portanto os fatores que favorecem os quadros mais graves da Covid-19 também são os mesmos que favorecem uma pior hemorreologia e uma microcirculação prejudicada.

All of these factors (low estrogen, vitamin D deficiency, obesity, diabetes, and cardiovascular disease) are also linked to an increase in erythrocyte aggregation and a decrease in deformability. Therefore, the factors linked to the most severe conditions in Covid-19 are also the same ones that show impaired hemorheology and impaired microcirculation.

Portanto, as pessoas que desenvolvem a Covid-19 nas formas mais severas, também têm comorbidades que estão relacionadas a um aumento da agregação e uma diminuição na deformabilidade dos glóbulos vermelhos do sangue. E pacientes com Covid-19 possuem essas mesmas alterações (aumento da agregação e diminuição da deformabilidade dos eritrócitos).

Therefore, people who develop severe Covid-19 also have comorbidities related to increased erythrocyte aggregation and decreased erythrocyte deformability. Also, patients with Covid-19 have these same problems (increased erythrocyte aggregation and decreased erythrocyte deformability).

E como melhorar a nossa saúde e a viscosidade do sangue na microcirculação?

And how to improve our health and blood viscosity in microcirculation?

Embora ainda não temos pesquisas suficientes para todas as respostas de como melhorar a hemorreologia e a viscosidade do sangue na microcirculação, temos algumas pistas.

While we still don’t have enough research for all the answers for the improvement of hemorheology and blood viscosity in microcirculation, we do have some clues.

Nossa equipe de investigação descobriu que se adicionarmos estrogênios a sangue de homens, a deformabilidade eritrocitária melhora de acordo com a concentração do hormônio no sangue. Portanto é possível que uma reposição hormonal nas mulheres na menopausa possa melhorar a hemorreologia destas. O que não sabemos ainda é a dose ideal de hormônio, e ainda são necessárias pesquisas para que se estabeleça a dose ideal.

Our research team found that if estrogens are added to men’s blood, erythrocyte deformability improves according to the concentration of the hormone in the blood. Therefore, possibly hormone replacement in postmenopausal women can improve their hemorheology. What we still do not know is the ideal dose of hormone, and research is still needed to establish the optimum dose.

Outra descoberta nossa foi que em mulheres na menopausa, a agregação e a deformabilidade eritrocitárias estão relacionadas com os níveis de vitamina D no sangue. Portanto é possível que doses diárias de vitamina D melhorem a viscosidade do sangue na microcirculação. Pacientes com deficiência de vitamina D tem maior risco de se infectar, maior hospitalização e pior prognóstico em relação à Covid-19.

Another finding of ours was that in postmenopausal women, erythrocyte aggregation and deformability are related to blood levels of vitamin D. Therefore, is possible that daily doses of vitamin D may improve blood viscosity in the microcirculation. Patients with vitamin D deficiency have a higher risk of becoming infected, longer hospitalized, and worse Covid-19 prognosis.

A obesidade e o diabetes são fatores de risco da Covid-19, tanto para a gravidade da doença quanto para o risco de morte. Tanto a obesidade e o diabetes estão relacionados com o aumento da agregação e a diminuição da deformabilidade dos glóbulos vermelhos do sangue. Mudanças no estilo de vida, como melhora da alimentação e aumento da atividade física melhoram também a agregação e a deformabilidade dos eritrócitos. Portanto mudanças na dieta e na atividade física podem diminuir o risco de uma Covid-19 grave.

Obesity and diabetes are risk factors for Covid-19, both for the severity of the disease and the risk of death. Both obesity and diabetes are related to increased aggregation and decreased deformability of red blood cells. Lifestyle changes, such as improved diet and increased physical activity, also improve erythrocyte aggregation and deformability. Therefore, changes in diet and physical exercise can decrease the risk of severe Covid-19.

Conclusão

In Conclusion

Ainda há muito o que se fazer para diminuir o risco de Covid-19. Uma estratégia promissora é melhorar a saúde, através de uma melhor oxigenação e nutrição dos tecidos e órgãos na microcirculação. Mudanças no estilo de vida como dieta e atividade física e a suplementação de hormônios e vitaminas são algumas das possibilidades que devem ser investigadas.

There is still a lot to be done to reduce the risk of Covid-19. One promising strategy is to improve health through better oxygenation and nutrition of tissues and organs in microcirculation. Lifestyle changes such as diet and physical activity and hormone and vitamin supplementation are some of the possibilities that should be investigated.

2. A Microcirculação

Onde os tecidos e órgãos são nutridos e oxigenados

Microscopia da microcirculação sublingual (imagem do nosso arquivo).
Microscopic image of sublingual microcirculation (image from our archive).

2. The Microcirculation

The place of oxygenation and nutrition of organs and tissues

(este post foi escrito em português brasileiro e em inglês)

Para o post anterior ir para Hemorreologia, Saúde e Microcirculação
For the previous post, go to Hemorrheology, Health and Microcirculation

Link para a Sociedade Portuguesa de Hemorreologia e Microcirculação
Link to the Portuguese Society of Hemorheology and Microcirculation

O que o coração, o pulmão, o fígado, o estômago, os intestinos, a pele, os músculos, o cérebro e todos os órgãos e tecidos têm em comum? Suas células são nutridas por uma rede de vasos sanguíneos finíssimos, conhecida como microcirculação. Você pode até se alimentar bem e respirar ar puro, mas se o oxigênio absorvido e os nutrientes não forem adequadamente distribuídos, os tecidos do corpo ficarão desnutridos. Quando você se alimenta e respira, os nutrientes e o oxigênio precisam ser transportados para dentro das células.

What do the heart, lung, liver, stomach, intestines, skin, muscles, brain, and all organs and tissues have in common? Its cells are nourished by a web of thin blood vessels, known as microcirculation. Even if you eat well and breathe clean air, but if the absorbed oxygen and nutrients are not correctly distributed, your body tissues will become malnourished.When you eat and breathe, nutrients and oxygen should be transported into cells.

Ao passar pelo pulmão, o sangue é oxigenado e recebe o nome de sangue arterial. A troca gasosa, ou seja, a saída do gás carbônico e a entrada do oxigênio no sangue se faz na microcirculação de pequenas cavidades do pulmão, chamadas de alvéolos. Nos intestinos, a água os nutrientes são absorvidos e transportados para o sangue, e se a microcirculação intestinal estiver obstruída, a absorção intestinal ficará prejudicada. O sangue rico em oxigênio e nutrientes é bombeado para artérias menores até alcançar artérias muito pequenas, as arteríolas, e posteriormente para vasos tão pequenos quanto fios de cabelo, conhecidos por capilares. Após a distribuição do oxigênio e dos nutrientes para o tecido, os capilares transportam o sangue para pequenas veias, as vênulas até as veias maiores.

As it passes through the lung, the blood is oxygenated and is called arterial blood. The gas exchange, that is, the outlet of carbon dioxide and the entry of oxygen into the blood takes place in the microcirculation of small lung cavities, called alveoli. In the intestines, water, nutrients are absorbed and transported to the blood, and if intestinal microcirculation is obstructed, intestinal absorption will be impaired. The blood, rich in oxygen and nutrients, is pumped into smaller arteries until it reaches very small arteries, the arterioles, and subsequently into vessels as small as strands of hair, known as capillaries. After the distribution of oxygen and nutrients to the tissue, the capillaries transport blood to small veins, the venules to the larger veins.

Esquema simplificado da microcirculação. Em vermelho está o sangue arterial, rico em oxigênio. Em azul o sangue venoso, pobre em oxigênio. (imagem modificada a partir de figura disponibilizada pela Servier neste website).
Simplified microcirculation scheme. In red is arterial blood, rich in oxygen. In blue the venous blood, poor in oxygen. (image modified from a figure provided by Servier on this website)

O Fluxo de Sangue na Microcirculação
Blood Flow in Microcirculation

À partir dos capilares, o oxigênio e os nutrientes difundem-se para os tecidos e células. A velocidade do fluxo sanguíneo depende de vários fatores, como a abertura ou fechamento das arteríolas e da viscosidade do sangue. As arteríolas são como “torneiras” para o fluxo de sangue, e a viscosidade vai ditar se o sangue será mais ou menos fluido. Em determinados órgãos, como o mesentério, há uma estrutura muscular que controla o fluxo de sangue para os capilares, chamada de esfíncter pré-capilar. Em outros lugares, como nos músculos, nos capilares que estão inicialmente sem glóbulos vermelhos, enchem-se de sangue conforme aumenta a atividade muscular. Ou seja, os capilares “vazios” (não estão completamente vazios, eles contém plasma sanguíneo, que é a parte líquida do sangue) são recrutados para ajudar no aumento da necessidade de oxigenio. A viscosidade do sangue é um fator muito importante para o fluxo de sangue, e se ela estiver prejudicada, toda a troca de oxigênio e de nutrientes também fica prejudicada.

From the capillaries, oxygen, and nutrients diffuse to tissues and cells. The speed of blood flow depends on several factors, such as opening or closing the arterioles and blood viscosity. Arterioles are like “taps” for the blood flow, and viscosity will dictate whether the blood will be more or less fluid. In organs such as mesentery, there is a muscular structure that controls the flow of blood to capillaries, known as pre-capillary sphincter. In other tissues, such as in muscles, capillaries that are initially empty of red blood cells, fill with blood as muscle activity increases. That is, the “empty” capillaries (they are not empty, they contain blood plasma, which is the liquid part of the blood) are recruited to help increase the need for oxygen. Blood viscosity is a significant factor in blood flow, and if it is impaired, the entire exchange of oxygen and nutrients is also impaired.

Concluindo, para o sangue distribuir os nutrientes e o oxigênio, nós temos uma rede de vasos sanguíneos muito finos, os capilares, cujo fluxo é regulado pelas arteríolas e pela viscosidade do sangue.

In conclusion, for the blood to distribute nutrients and oxygen, we have a network of very thin blood vessels, the capillaries, whose flow is regulated by arterioles and blood viscosity.

No próximo post discutiremos os fatores relacionados à viscosidade na microcirculação.

The factors related to viscosity in the microcirculation will be discussed in the next post.

Para o post anterior ir para Hemorreologia, Saúde e Microcirculação
For the previous post, go to Hemorrheology, Health and Microcirculation

Doutor Paulo Luiz Farber
Secretário-Geral da Sociedade Portuguesa de Hemorreologia e Microcirculação
Médico do Hospital da Luz de Aveiro

Paulo Luiz Farber MD, PhD
General-Secretary of the Portuguese Society of Hemorheology and Microcirculation
Medical doctor at the Hospital da Luz de Aveiro