13 август 2020
Категории
  •  Космос
  •  Физика
  •  Науки за земята
  •  Биология
  •  Медицина
  •  Математика
  •  Научни дискусии
  •  Разни
FACEBOOK

Как убива коронавирусът? Лекари проследяват уврежданията от мозъка до пръстите на краката

| ПОСЛЕДНА ПРОМЯНА 23 април 2020 в 00:00 248921
Коронавирусът нанася големи щети (в жълто) на белите дробове на 59-годишен мъж, починал в Университетската болница Джордж Вашингтон, както се вижда от 3D модел, базиран на компютърни томографски сканирания. Кредит: George Washington Hospital and Surgical Theater

Броят на потвърдените случаи на COVID-19 нараства над 2,6 милиона в световен мащаб и смъртните случаи приближават 200 хиляди, а клиницистите и патолозите се опитват да разберат щетите, нанесени от коронавируса, който се оказа, че опустошава цялото тяло. Лекарите осъзнават, че макар белите дробове да са епицентърът на пораженията, вирусът може да засегне много органи, включително сърцето и кръвоносните съдове, бъбреците, червата и мозъка.

„[Заболяването] може да атакува почти всичко в организма с пагубни последици“, разказва кардиологът Харлан Крумхолц (Harlan Krumholz) от Йейлския университет и болницата Йейл-Ню Хейвън, който събира клинични данни за COVID-19. „Неговата жестокост е спираща дъха.“

Тази информация за жестокостта на атаката на вируса може да помогне на лекарите на първа линия да си обяснят и да лекуват тези от заразените хора, които се превръщат в безнадеждни и понякога загадъчни случаи.

Превръща ли опасната, наскоро наблюдавана тенденция към кръвосъсирване някои леки случаи в животозастрашаващи? Дали прекаленият имунен отговор е причината за най-тежките случаи и дали лечение с подтискащи имунитета лекарства, може ли да помогне? Какво обяснява изумително ниското съдържание на кислород в кръвта, за което някои лекари съобщават при пациенти, които въпреки това не се задъхват?

„Използването на системен подход може да бъде полезно, когато започнем да мислим за терапиите“, коментира Нилам Мангалмурти (Nilam Mangalmurti), белодробен интензивист в болницата на Университета на Пенсилвания (HUP).

Това, което представя Science в следващите редове, е моментна снимка на бързо развиващото се познание за това как вирусът атакува клетките в тялото, особено при приблизително 5-те процента от пациентите, при които болестта става животозастрашаваща. Въпреки че се публикуват над 1000 статии в списания и на сървъри за препринти всяка седмица, ясната картина е неуловима, тъй като вирусът действа като никой друг патоген, който човечеството е виждало. Без по-големи, перспективни контролирани проучвания, които едва сега се стартират, учените трябва да извличат информация от малки проучвания и доклади за случаи, често публикувани набързо и все още не проверявани.

„Трябва да сме готови за всякаква нова информация, тъй като явлението се развива в момента“, коментира Нанси Ро (Nancy Reau), лекар, специалист по чернодробни трансплантация, който лекува пациенти с COVID-19 в Медицински център на Университета Ръш. "Все още се учим."

Как започва инфекцията

Когато един заразен изхвърля капки, натоварени с вируси, и някой друг ги вдишва, новият коронавирус, наречен SARS-CoV-2, навлиза в носа и гърлото. Той се чувства добре в лигавицата на носа, според статията на учени от Института Wellcome Sanger и други научни институции. Те откриват, че клетките там са богати на един рецептор на клетъчната повърхност, наречен ангиотензин-конвертиращ ензим 2 (АСЕ2). В цялото тяло наличието на АСЕ2, който обикновено помага да се регулира кръвното налягане, бележи тъканите, уязвими за инфекцията, тъй като на вируса е нужен  този рецептор, за да проникне в клетката. След като влезе вътре, вирусът превзема клетъчния механизъм като прави безброй свои копия и нахлува в нови клетки.

Докато вирусът се размножава, заразеният човек може да изхвърли голямо количество вируси, особено през първата седмица. Може да липсват симптоми в този момент. Може и новата жертва на вируса да развие треска, суха кашлица, болки в гърлото, загуба на обоняние и вкус или болки в главата и тялото.

Ако имунната система не победи SARS-CoV-2 по време на тази начална фаза, вирусът след това тръгва по дихателните пътища, за да атакува белите дробове, където може да се превърне в смъртоносен. По-тънките, далечни разклонения на белия дроб завършват в малки въздушни торбички, наречени алвеоли, всяка от които е обградена от един слой клетки, които също са богати на ACE2 рецептори.

Обикновено кислородът преминава през алвеолите в капилярите, малки кръвоносни съдове, които лежат на въздушните торбички. След това кислородът се пренася към останалата част от тялото. Но тъй като имунната система води война с нашественика, самата битка нарушава този пренос на кислород. Белите кръвни клетки на предната фронтова линия отделят възпалителни молекули, наречени хемокини, които от своя страна извикват още повече имунни клетки, които се насочват и убиват заразените с вируси клетки, оставяйки каша от течност и мъртви клетки или гной. Това е основната патология на пневмонията, със съответните й симптоми: кашлица, треска и често, плитко дишане (виж графиката). Някои пациенти със COVID-19 се възстановяват, понякога с малко подкрепа от кислорода, постъпващ през носните клетки.

Но други се влошават, често доста внезапно, развивайки състояние, наречено синдром на остър респираторен дистрес (ARDS - acute respiratory distress syndrome). Нивата на кислород в кръвта им падат и пациентите все по-трудно дишат. При рентгенови и компютърни томографски сканирания се вижда, че белите им дробове са задръстени с бели непрозрачни участъци, където трябва да има черно пространство - въздух. Обикновено тези пациенти се оказват на апарати за вентилиране. Мнозина умират. Аутопсиите показват, че алвеолите им са се напълнили с течност, бели кръвни клетки, слуз и детрит от унищожените белодробни клетки.

Някои клиницисти подозират, че движещата сила, довела в много тежко състояние болните пациенти е катастрофална свръхреакция на имунната система, известна като „цитокинова буря“, за която се знае, че се предизвиква и от други вирусни инфекции. Цитокините са химически сигнални молекули, които водят до здрав имунен отговор, но при цитокиновата буря нивата на определени цитокини се издигат далеч над необходимото и имунните клетки започват да атакуват здравите тъкани. Кръвоносните съдове се пукат, пада кръвното налягане, образуват се съсиреци и може да настъпи катастрофална недостатъчност на органите. Превод НаукаOFFNews

Някои изследвания показват повишени нива на тези цитокини, предизвикващи възпаление, в кръвта на хоспитализирани пациенти с COVID-19.

„Истинската заболеваемост и смъртност от това заболяване вероятно е обусловена от този непропорционален възпалителен отговор на вируса“, ​​отбелязва Джейми Гарфийлд (Jamie Garfield), пулмолог, който се грижи за пациенти на COVID-19 в университетската болница в Темпъл.

Но други специалисти не са убедени.

„Изглежда бързо бе свързан COVID-19 с тези хипервъзпалителни състояния. Всъщност не съм виждал убедителни данни, че това е точно така“, казва Джоузеф Левит (Joseph Levitt), лекар по спешна белодробна медицинска помощ от Медицинското училище в Станфордския университет.

Той също се притеснява, че усилията за отслабване на цитокиновия отговор могат да предизвикат неприятни последици. Няколко лекарства, насочени към специфични цитокини, са в клинични изпитвания при пациенти с COVID-19. Но Левит се страхува, че тези лекарства могат да потиснат имунния отговор, от който се нуждае организмът, за да се пребори с вируса.

„Има реален риск да позволим вирусите да се размножат повече“, предупреждава Левит.

Междувременно други учени се фокусират към съвсем различна система от органи, която казват те,  води до бързо влошаване на състоянието на някои пациенти: сърцето и кръвоносните съдове.

Увреждания на сърцето кръвоносните съдове и кръвта

В Бреша, Италия, 53-годишна жена е приета в спешното отделение на местната болница с всички класически симптоми на сърдечен удар, включително знаци в електрокардиограмата и високи нива на маркер на кръвта, което предполага, че са увредени сърдечните мускули. По-нататъшните тестове показват сърдечен оток и белези, а лявата камера - обикновено мощна камера на сърцето - е толкова слаба, че може да изпомпва само една трета от нормалното си количество кръв. Но когато лекарите инжектират багрило в коронарните артерии, търсейки запушването, което означава сърдечен удар, те не намерат такова. Друг тест разкри защо: Жената има COVID-19.

Как вирусът атакува сърцето и кръвоносните съдове е загадка, но десетки предпечатни документи и статии свидетелстват, че подобни увреждания са често срещани. Статия от 25 март в JAMA Cardiology  документира сърдечно увреждане при близо 20% от пациентите от 416 хоспитализирани за COVID-19 в Ухан, Китай. В друго проучване в Ухан, 44% от 36 пациенти, приети в интензивното отделение, са имали аритмии.

Пораженията изглежда се разпростират и върху самата кръв. Сред 184 пациенти с COVID-19 в нидерландско отделение за интензивно лечение, 38% от пациентите имат кръв, която се съсирва необичайно, а почти една трета вече имат съсиреци, според публикация от 10 април в проучване за тромбозата при заразени с COVID-19. Кръвните съсиреци могат да се разпаднат и да стигнат в белите дробове, блокирайки жизненоважните артерии - състояние, известно като белодробна емболия, което според съобщенията убива пациенти с COVID-19. Съсиреците от артериите могат да се заседнят в мозъка, причинявайки инсулт. Много пациенти имат "драматично" високи нива на D-димер, малък протеинов фрагмент, присъстващ в кръвта след разграждане на кръвните съсиреци, разказва Бехнуд Бикдели (Behnood Bikdeli), специалист по сърдечно-съдови лекарства в Медицински център на Колумбийския университет.

„Наблюденията показват. че все по-голяма е вероятността кръвните съсиреци да имат основна роля за тежестта и смъртността от болестта COVID-19“, коментира Бикдели.

Инфекцията може също да доведе до свиване на кръвоносните съдове. Появяват се съобщения за исхемия на пръстите на ръцете и на краката - намаляване на притока на кръв, което може да доведе до подуване, болки и смърт на тъканите.

В белите дробове свиването на кръвоносните съдове може да обясни съобщенията за смущаващ феномен, наблюдаван при пневмония, причинена от COVID-19: Някои пациенти имат изключително ниски нива на кислород в кръвта и все още не се задъхват. Възможно е на някои етапи на заболяването вирусът да променя деликатния баланс на хормоните, които помагат за регулиране на кръвното налягане и свиват кръвоносните съдове, отиващи към белите дробове. Така усвояването на кислород се възпрепятства от свитите кръвоносни съдове, а не от запушените алвеоли.

„Има теория, че вирусът засяга биологията на съдовете и затова виждаме такива наистина ниски нива на кислород“, обяснява Левит.

Ако COVID-19 е насочен към кръвоносните съдове, това също може да помогне да се обясни защо пациентите с предшестващо увреждане на тези съдове, например от диабет и високо кръвно налягане, са изправени пред по-висок риск от усложняване на състоянието. Последните данни на американските Центрове за контрол и превенция на заболяванията (CDC) за хоспитализирани пациенти в 14 американски щата установяват, че около една трета имат хронично белодробно заболяване - но почти толкова имат диабет, а половината са имали високо кръвно налягане.

Мангалмурти съобщава, че е била шокирана от факта, че няма огромен брой астматици или пациенти с други респираторни заболявания в HU на ICU. „За нас е много изненадващо, че рисковите фактори изглежда са съдови: диабет, затлъстяване, възраст, хипертония.“

Учените се опитват да разберат какво точно причинява сърдечно-съдовите увреждания. Вирусът може директно да атакува лигавицата на сърцето и кръвоносните съдове, които, подобно на носа и алвеолите, са богати на ACE2 рецептори. Или може би липсата на кислород, поради хаоса в белите дробове, уврежда кръвоносните съдове. Или цитокиновата буря може да опустоши сърцето, както и другите органи.

„Все още сме в началото“, коментира Крумхолц. "Ние наистина не разбираме кой е уязвим, защо някои хора са засегнати толкова тежко, защо се появява толкова бързо... и защо е толкова трудно [за някои] да се възстановят."

Множество бойни полета

Страховете от недостиг на апарати за вентилиране на бели дробове в световен мащаб привлякоха много внимание, за разлика от друг тип оборудване -  диализните машини.

"Но ако тези хора не умрат от белодробна недостатъчност, умират от бъбречна недостатъчност", разказва неврологът Дженифър Фронтера (Jennifer Frontera) от Медицинския център към Университета Лангонен в Ню Йорк, лекувала хиляди пациенти с COVID-19. Нейната болница разработва диализен протокол с различни машини за  допълнителна помощ на пациентите. Диализата става необходима, защото бъбреците, в които има изобилие от АСЕ2 рецептори, представляват друга мишена на вируса.

Според един документ 27% от 85 хоспитализирани пациенти в Ухан са имали бъбречна недостатъчност. Друг съобщава, че 59% от близо 200 хоспитализирани пациенти с COVID-19 в китайските провинции Хубей и Съчуан имат протеин в урината си, а 44% имат кръв, което сочи увреждане на бъбреците. Пациентите с остра бъбречна травма (AKI) повече от пет пъти е по-вероятно да умрат в сравнение с други пациенти с COVID-19, но без бъбречни проблеми, установи същото китайско проучване.

„Белият дроб е основната зона на битката. Но част от вируса вероятно атакува бъбреците. И както на истинско бойно поле, ако двете места бъдат атакувани едновременно, всяко от тях се влошава“, разказва Хонгбо Джиа (Hongbo Jia), невролог в Института по биомедицинско инженерство и технологии на Китайската академия на науките и съавтор на това изследване.

В едно друго проучване бяха идентифицирани вирусни частици при електронни микрографии на бъбреците от аутопсии, което предполага директна вирусна атака. Но увреждането на бъбреците може да бъде колатерално (съпътстващо) увреждане. Апаратите за вентилиране повишават риска от увреждане на бъбреците, както и антивирусните препарати, включително ремдезивир, който се прилага експериментално при пациенти с COVID-19. Цитокиновите бури също могат драматично да намалят притока на кръв към бъбреците, причинявайки често фатални увреждания. А вече съществуващите заболявания като диабет могат да увеличат вероятността от увреждане на бъбреците.

„Има цяла група хора, които вече имат някакво хронично бъбречно заболяване, които са изложени на по-висок риск от тежки увреждания на бъбреците“, отбелязва Сюзан Уотник (Suzanne Watnick), професор по нефрология, главен лекар на Северозападните бъбречни центрове.

Поражения на мозъка

Друг опасен набор от симптоми при пациенти с COVID-19 засяга мозъка и централната нервна система. Фронтера заяви, че нуждата от невролози е при 5% до 10% от пациентите с коронавирус в нейната болница. Но според нея това „вероятно е грубо подценяване“ на броя на пациентите, чийто мозък е засегнат, особено тъй като мнозина от тях са упоени и са на апарати за вентилиране.

Фронтера е наблюдавала пациенти с енцефалит, възпаление на мозъка, с припадъци и със „симпатикова буря“, хиперреакция на симпатиковата нервна система, която причинява пристъпи, подобни на симптоми най-често след травматично мозъчно увреждане. Някои хора с COVID-19 за кратко губят съзнание. Други получават инсулти. Мнозина съобщават, че губят обонянието си. И Фронтера и други лекари се чудят дали в някои случаи инфекцията потиска рефлекса на мозъчния ствол, който усеща кислородния глад. Това е друго обяснение за странните наблюдения, че някои пациенти не се задъхват, въпреки опасно ниските нива на кислород в кръвта им.

ACE2 рецепторите присъстват в нервната кора и мозъчния ствол, отбелязва Робърт Стивънс (Robert Stevens), лекар, специалист по интензивно лечение от Медицински център на Университета Джонс Хопкинс. Но не се знае при какви обстоятелства вирусът прониква в мозъка и взаимодейства с тези рецептори. Коронавирусът, причинил епидемията от тежък остър респираторен синдром през 2003 г. - близък братовчед на сегашния вирус - може да проникне в невроните и понякога да причини енцефалит. На 3 април изследване, публикувано в International Journal of Infectious Diseases от екип от Япония съобщава за следи от новия коронавирус в цереброспиналната течност на пациент на COVID-19, който е развил менингит и енцефалит, което предполага, че и този вирус също може да проникне в централната нервна система.

58-годишна жена с COVID-19 разви енцефалит, което води до увреждане на тъканите в мозъка (стрелките), Според N. Poyiadji et al. (2020)  doi.org/10.1148/radiol.2020201187

Но и други фактори могат да навредят на мозъка. Например цитокиновата буря може да доведе до подуване на мозъка, а прекалената склонност към съсирване на кръвта може да предизвика инсулти. Предизвикателството сега е да се премине от предположение към увереност във време, когато персоналът е фокусиран върху спасяването на човешки животи и дори неврологични оценки като предизвикване на рефлекса на повръщане или транспортиране на пациента за сканиране на мозъка рискуват да разпространят вируса.

Миналия месец Шери Чоу (Sherry Chou), невролог от Медицински център на Университета в Питсбърг, започна да организира световен консорциум, който сега включва 50 центъра за събиране на неврологични данни за пациенти, които вече се лекуват. Първите цели са прости: Определяне на разпространението на неврологични усложнения при хоспитализирани пациенти и документиране как се развива болестта. В по-дългосрочен план Чоу и нейните колеги се надяват да съберат сканирания, лабораторни тестове и други данни, за да разберат по-добре влиянието на вируса върху нервната система, включително мозъка.

Чоу предполага, че възможният път за инвазия на вируса: през носа, след това нагоре и през обонятелната луковица се свързва с мозъка, което обяснява съобщенията за загуба на обонянието. "Това е добре звучаща теория", заявява тя. "Но трябва да докажем това."

Повечето неврологични симптоми "се съобщават от колега на колега от уста на уста", добавя Чоу. „Не мисля, че някой и със сигурност не и аз, сме експерти.“

До червата

В началото на март 71-годишна жена от Мичиган се завръща от круиз по река Нил с кървава диария, повръщане и болки в корема. Първоначално лекарите подозираха, че е хванала обикновена коремна бактерия като салмонела. Но след като тя започва да кашля, лекарите вземат проба от носа й и тестът показва положителен резултат за новия коронавирус. Пробата от изпражненията, също положителна за вирусната РНК, както и признаци на увреждания на дебелото черво, наблюдавани при ендоскопия, сочат стомашно-чревна инфекция с коронавирус, според документ, публикуван онлайн в The American Journal of Gastroenterology (AJG).

Нейният случай допълва нарастващия брой доказателства, предполагащи, че новият коронавирус, подобно на братовчед му SARS, може да зарази лигавицата на долния храносмилателен тракт, където решаващите ACE2 рецептори са в изобилие. Вирусната РНК е открита в 53% от пробите от изпражненията на пациентите. И в статия, публикувана в Gastroenterology, китайски екип съобщава, че е открил протеиновата обвивка на вируса в клетките на стомаха, дванадесетопръстника и ректума в биопсии от пациент с COVID-19.

„Мисля, че вероятно се възпроизвежда в стомашно-чревния тракт“, споделя Мери Естес (Mary Estes), вирусолог от Медицинския колеж „Бейлор“.

Последните доклади предполагат, че до половината от пациентите, средно около 20% в рамките на проучванията, страдат от диария, отбелязва Бренан Шпигел (Brennan Spiegel) от Медицински център Cedars-Sinai в Лос Анджелис, главен редактор на AJG. Симптомите на стомашно-чревната инфекция не са в списъка на CDC със симптоми на COVID-19, което може да доведе до неоткриване на някои случаи на COVID-19, съобщава Шпигел.

„Ако имате само температура и диария, няма да бъдете тествани за COVID“, казва Дъглас Корли (Douglas Corley) от Kaiser Permanente, Северна Калифорния, съредактор на журнала AJG.

Наличието на вирус в стомашно-чревния тракт повишава тревожната възможност да може да бъде предаден чрез изпражнения. Но все още не е ясно дали изпражненията съдържа непокътнат, инфекциозен вирус или само РНК и протеини. Към днешна дата „нямаме доказателства“, че фекалното предаване е важно, казва експертът по коронавируса Стенли Пърлман (Stanley Perlman) от Университета в Айова.

Според CDC въз основа на опита със SARS и с вируса, който причинява Близкоизточния респираторен синдром, друг опасен братовчед на новия коронавирус, рискът от фекално предаване вероятно е нисък.

Червата не са последният орган поразяван от болестта в тялото. Например до около една трета от хоспитализираните пациенти развиват конюнктивит - зачервени, сълзящи очи - въпреки че не е ясно дали вирусът нахлува директно през окото. Други доклади предполагат увреждане на черния дроб: Повече от половината пациенти на COVID-19, хоспитализирани в два китайски центъра, имат повишени нива на ензими, показващи увреждане на черния дроб или жлъчните пътища. Но няколко експерти заявиха за Science, че едва ли вината е на пряка вирусна инвазия, а на лекарства или свръхреакция на имунната система, е по-вероятно да причинят увреждане на черния дроб.

Тази карта на опустошенията, които COVID-19 може да нанесе на тялото, все още е само скица. Ще са необходими години на старателни изследвания, за да се изясни картината на неговия обсег и каскадата от сърдечно-съдови и имунни ефекти, които може да задейства. Докато науката се състезава, изследвайки тъкани под микроскопи до тестване на лекарства върху пациенти, надеждата е да успее да намери лечение, което да надхитри този вируса, който сега е блокирал света.

Източник:

How does coronavirus kill? Clinicians trace a ferocious rampage through the body, from brain to toes, Meredith Wadman, Jennifer Couzin-Frankel, Jocelyn Kaiser, Catherine Matacic, Science magazine


Препоръчани материали
+ 10
- 0
Може би една от най-добрите статии по темата. С така описаната картина става ясно, че всички посочени като "съпътстващи заболявания" и използвани един вид като извинение от лекарите при обявяването на Ковид 19 като причина за смъртта на някой, са всъшност последствия от самия вирус, а не съществуващи преди това.Да не говорим за това, че и до сега за изследване и лечение от вируса се пиемат хора, които имат оплаквания главно за белите си дробове и дишането. Колко ли ще починат от вируса неустановени с различни от белодробните усложнения.
 
Още от : Медицина
Всички текстове и изображения публикувани в OffNews.bg са собственост на "Офф Медия" АД и са под закрила на "Закона за авторското право и сродните им права". Използването и публикуването на част или цялото съдържание на сайта без разрешение на "Офф Медия" АД е забранено.