Какой механизм отвечает за тяжелое состояние пациентов с ковид-19
Предполагается, что чрезмерный ответ иммунной системы является причиной хаоса в легких и других органах. Речь о так называемом «цитокиновом шторме». Цитокины – это микроскопические информационные белки, которые заставляют клетки иммунной системы работать. Чрезмерное количество этих белков провоцирует организм внезапно отправлять большое количество смертоносных имунных тел в бой. В результате уничтожается не только вирус, но и клетки, в которых он спрятан. Повреждение внутренних органов может быть настолько серьезным, что способно привести к летальному исходу.
В последнее время все чаще подтверждаются нарушения, связанные со свертыванием крови у пациентов. Тромбоз наблюдается в кровеносных сосудах легких, в венах нижних конечностей, в мелких кровеносных сосудах многих внутренних органов. Точно неизвестно, что вызывает это чрезмерное свертывание крови в ходе ковид-19 , но врачи подозревают, что это могло привести ко многим смертельным случаям, например, в результате инсультов или сердечных приступов.
Внутренние органы также повреждаются в результате низкого кровяного давления и гипоксии, и, кроме того, использование респиратора и лекарств приводит к свои м побочным эффектам. Например, использование лекарственного средства, блокирующего ключевой рецептор ACE2 для попадания вирионов SARS-COV-2 в организм, вызывает нарушения кровяного давления, что увеличивает риск сердечной недостаточности и повреждения почек, увеличивает воспаление и риск повреждения легких. В свою очередь, лекарства, которые подавляют «цитокиновую бурю», ослабляют иммунный ответ организма, а антикоагулянты грозят внутренними кровотечениями.
Дерматологи отмечают своего рода сыпь у пациентов, которая не может быть необычной при вирусных инфекциях, но удивительно, что сыпь сопровождается крошечными сгустками в кровеносных сосудах кожи. Был даже такой термин, как «пальцы Ковид-19» или обморожение. Они были замечены у маленьких детей, у которых пальцы рук и ног изменили свой внешний вид.
Легкие
Еще в марте специалисты Уханьского технологического университета сообщали, что у 66 из 70 пациентов, переживших пневмонию на фоне COVID-19, компьютерная томография обнаружила видимые повреждения в легких.
Эти повреждения варьировались от закупорки кровеносных сосудов в альвеолах до рубцевания легочной ткани. Такое рубцевание, или утолщение ткани, называется легочным фиброзом и может привести к одышке. В настоящее время не существует способов остановить или повернуть вспять этот процесс.
«Фиброз может стабилизироваться и не меняться со временем, это верно. У некоторых пациентов функции легких могут не восстановиться полностью, однако последствия этого не будут столь уж существенными, — поясняет профессор Лестерского университета Луиза Уэйн. — Но бывают и случаи прогрессирующего фиброза, а это по-настоящему опасно, потому что рано или поздно он убивает».
Кроме того, еще до введения в Британии жесткого карантина Факультет медицины интенсивной терапии (FICM) — профессиональная медицинская организация, отвечающая за подготовку британских врачей-реаниматологов, предупреждал, что пациенты с тяжелой формой COVID-19 могут получить столь сильные повреждения легких, что на восстановление им понадобится до 15 лет.
FICM подчеркивал, что у многих пациентов, поступивших в отделения реанимации, развивался острый респираторный дистресс-синдром (ОРДС) — сильнейшее воспаление легких, при котором жидкость из крови попадает в альвеолы, что делает дыхание невозможным без специального аппарата.
Учитывая историю повреждения легочной ткани у пациентов, переболевших SARS и MERS, группа медиков под руководством радиолога Мелины Хоссейни из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе настоятельно рекомендует вести мониторинг пациентов, переболевших COVID-19, и проверять их легкие «на предмет оценки долгосрочного или перманентного повреждения, включая фиброз».
Сердце и кровеносные сосуды
По мере того как врачи пытаются оценить ущерб, нанесенный различным органам пациентов, переболевших COVID-19, они сталкиваются с вполне ожидаемой проблемой: люди, страдающие заболеваниями легких, сердца, почек или крови, как правило, и становились первыми жертвами коронавируса, и в их случае болезнь чаще всего протекала тяжело. Поэтому не всегда можно определить, к чему привел вирус, а что уже было повреждено до него.
Однако ясно одно: когда симптомы инфекции начинают проявляться, функции многих органов нарушаются, и отказ одного ведет за собой отказ других.
Свою роль играет и острый воспалительный процесс, который приводит к инсультам и инфарктам.
Как говорится в отчете за март, опубликованном в специализированном медицинском журнале JAMA Cardiology, повреждения сердечной мышцы были отмечены почти у 20% из 416 обследованных пациентов в уханьских больницах.
Там же, но уже в реанимационных отделениях аритмия была отмечена у 44% из 36 пациентов.
Медики связывают это с гиперцитокинемией, или цитокиновым штормом, потенциально смертельной реакцией организма, которая запускает неконтролируемую активацию иммунных клеток, что ведет к разрушению тканей очага воспаления. Такая реакция наблюдалась у некоторых больных коронавирусом.
В частности, возникает воспаление сердечной мышцы (миокардит), что сбивает электрические импульсы, ведет к аритмии и нарушает циркуляцию крови, вызывая одышку.
Осложнения на сердечно-сосудистую систему характерны не только для COVID-19: миокардит могут вызывать многие вирусные заболевания. И хотя большинство пациентов выздоравливает, у некоторых повреждения сердечной мышцы носят необратимый характер.
Более того, COVID-19 негативно влияет и на саму кровь. У 38% из 184 пациентов с коронавирусом, попавших в реанимацию в Голландии, была выявлена повышенная свертываемость крови, и почти у трети из них обнаружились тромбы.
Почему нет специфического лечения
Терапия, которую проводили при других ОРВИ и гриппе, в текущей ситуации не показала значимых результатов. У врачей нет ответа, чем лечить коронавирус 2020. Это связано со сложностью подбора специфической терапии к любому ОРВИ. Вирус отличается от бактерии меньшим количеством белков и ферментов, а каждый штамм имеет особую структуру.
Все лекарства, которые разрабатывают врачи, действуют только на конкретный вид вируса. Эффективность большинства противовирусных препаратов научно не доказана. Более явный результат дают средства, которые активируют или поднимают иммунитет. Они требуют от организма вырабатывать антитела к возбудителю инфекции.
Заболевшие коронавирусом не могут получить специфического лечения, потому что он мутирует, к нему не вырабатываются антитела, а в агрессивные штаммы он начал превращаться только в XXI веке. До эпидемий с частым летальным исходом он вызывал простой грипп. Особое лечение для такой болезни не было смысла создавать. По этой причине больным доступна только симптоматическая терапия.
Патогенез
У вируса SARS-CoV-2 есть поверхностный спайк-протеин, обладающий высокой связывающей афинностью к рецептору АСЕ2 человека (11). Повышенная экспрессия АСЕ2 в эпителиальных клетках нижних дыхательных путей cпособствует проникновению вируса путем связывания с мембраной клеток (12, 13). Экспрессия рецепторов АСЕ2 вероятно объясняет вовлечение медуллярных структур при SARS-CoV-2 инфекции, но это может быть менее вероятным объяснением поражения темпоро-либических структур вирусом.
АСЕ2 экспрессируется в вентролатеральной медуллярном веществе и ядре tractus solitarius, — двух областях, вовлеченных в регуляцию дыхательного цикла (14, 15). Однако афинность вируса к обонятельной луковице вероятно опосредуется другим еще не выявленным механизмом. У грызунов трансназальная экспозиция вирусом SARS-CoV приводила к быстрому определению вируса в пириформной и инфралимбической коре, базальных ганглиях и среднем мозге, каждая из этих структур имеет прямые нейронные связи с обонятельной луковицей (8). С тех пор как вирус был обнаружен в мозге, появились доказательства диссеминации его вдоль нейропроводящих путей, таких как серотонинергическая дорсальная соединительная система или гематогенно через пространства Вирхова-Робина.
Предыдущие исследования продемонстрировали, что оба вируса, SARS и MERS (10) напрямую вызывали гибель нейронов дыхательного центра в стволе мозга посредством ап-регуляции ИЛ-1, ИЛ-6 и ФНО-альфа цитокиновых ответов, возможно, как за счет воспалительного ответа, так и аутофагии (8, 16). Однако эти наблюдения касаются вируса SARS, и необходимы дальнейшие исследования, чтобы определить, применимы ли эти данные к новому коронавирусу SARS-CoV-2.
Распространение вируса в нервной системе
Есть постулат о модели нейрональной диссеминации коронавируса, в которой вирус инфицирует периферический нейрон и с помощью механизма активного транспорта, синаптических окончаний и ретроградного транспорта в тело нейрона, достигает отдаленных отделов мозга (7). Этот механизм транссинаптической передачи подтверждается исследованиями с вирусным штаммом 67 N вируса геммаглютинирующего энцефаломиелита (HEV-67 N), первого коронавирусного штамма, для которого обнаружилась инвазия в мозг свиньи (4).
Согласно клиническим данным о 214 пациентах с COVID-19, в одном из исследований, у 36,4% отмечались неврологические симптомы, включавшие головную боль, нарушение сознания, атаксию, острые цереброваскулярные заболевания, судороги, гипоосмию, гипогевзию и невралгии. Данные предполагают, что пациенты с более тяжелыми системными проявлениями более вероятно имели неврологические симптомы, такие как цереброваскулярные заболевания (5,7% vs 0,8%), нарушения сознания (14,8% vs 2,4%) и повреждение скелетных мышц (19,3% vs 4,8%), по сравнению с более легкими формами заболевания (6).
Менее специфичные «неврологического типа» симптомы, так часто встречающиеся при других вирусных инфекциях, также были отмечены и при COVID-19. Хотя их наличие может означать какую-то степень вовлечения нервной системы, их значимость остается до конца не ясной в ряде случаев. В обсервационном исследовании 41 пациента с COVID-19, головная боль обнаруживалась у 8% пациентов, миалгия – у 12 % пациентов (17). В большинстве этих случаев, головные боли были неспецифическим симптомом, без признаков вовлечения мозговых оболочек.
Наличие изолированных головных болей в отсуттвие других неврологически-подобных симптомов предполагает, что их механизм скорее связан с системностью заболевания, чем с первичной инвазией ЦНС вирусом.
В обсервационном сообщении о 138 пациентах с COVID-19 было показано, что утомляемость присутствовала у 69,6% пациентов, миалгия – у 34,8%, головная боль – у 6,8% пациентов при поступлении (5). Сходным образом, в другом обсервационном исследовании 99 пациентов с COVID-19 было показано наличие спутанности у 9% пациентов и головного боли у 8% (18). В другом обсервационном исследовании в Ухани, сообщалось о головных болях у 34% ковид-положитлеьных больных (19).