Як коронавірус атакує організм
Коронавірус може змусити важкохворих дихати. Однак часто уражається набагато більше органів, ніж просто легені. Огляд летальних наслідків.
Багато все ще в темряві, що стосується точного перебігу Covid-19, як називають хворобу, який може спровокувати новий вірус корони. Однак ясно одне: хвороба може спровокувати фатальну ланцюгову реакцію в організмі.
Так було досі у випадку з іншими вірусами корони Sars та Mers, які передавалися від тварин до людей. На відміну від вірусів грипу та застуди, коронавіруси можуть змусити імунну систему збожеволіти і пошкодити кілька органів одночасно.
Але що саме відбувається в організмі, коли він заражений новим коронавірусом? Новий штам вірусу Sars-CoV-2 демонструє генетичну схожість з вірусом Sars. Тому поточні дослідження щодо нового вірусу та результати епідемій Сарса та Мерса можуть дати відповіді на це питання.
Легкі: Ground Zero
Для більшості пацієнтів Covid-19 починається в легенях, оскільки вірус, як і грип, викликає респіраторні захворювання. Спочатку коронавірус викликає грипоподібні симптоми: уражені люди можуть страждати від лихоманки та кашлю, що переростає в пневмонію або ще гірше.
Після спалаху Сарсу ВООЗ повідомила, що ця хвороба зазвичай вражає легені у три фази: спочатку вірус там розмножується, потім провокує сильну імунну реакцію і, нарешті, руйнує легеневу тканину.
Не всі пацієнти проходять усі три фази. Насправді лише 25 відсотків пацієнтів із сарсом страждали на дихальну недостатність - головну характеристику важкої форми. За попередніми даними, 82 відсотки постраждалих від Covid 19 страждають лише слабкими симптомами.
Є й інші закономірності, однакові в ході Sars і Covid-19, говорить Метью Б. Фріман, професор Університету штату Меріленд. У перші кілька днів новий коронавірус швидко проникає в клітини легенів. Існує два типи цих клітин: келихоподібні клітини, що продукують слиз, і клітини з крихітними віями.
Слиз захищає легеневу тканину від патогенних мікроорганізмів і гарантує, що легені не пересихають. Вії б'ються хвилями в напрямку до горла і таким чином транспортують пилок та віруси з легенів.
Вірус Сарса заражає клітини війками і вбиває їх. Потім мертві волоски безжитно звисають у легенях, які наповнюються рідиною та сторонніми речовинами. Щось подібне може статися з інфекцією поточним вірусом корони. У багатьох пацієнтів розвивається запалення обох легенів і виникає задишка.
Тепер активізуються як імунна система, так і друга фаза зараження. Тіло реагує на присутність зловмисника і заливає легені імунними клітинами, щоб знищити віруси і відновити тканини. Якщо ця реакція працює належним чином, інфекція буде міститися на заражених ділянках. Але іноді імунна система надмірно реагує і вбиває не тільки віруси, але і здорові тканини. "Тоді ви зазнаєте ще більшої шкоди від імунної реакції", - говорить Фріман. Додаткові мертві клітинні речовини закупорюють легеневу тканину, і пневмонія погіршується.
Під час третьої фази пошкодження легенів розширюється і може призвести до дихальної недостатності. Навіть якщо пацієнти виживають, частина легенів буде назавжди пошкоджена. За даними ВООЗ, вірус Сарса поїдає отвори в легенях, так що вони виглядають «як стільники». Такі ураження також виявляються у пацієнтів з новим коронавірусом. Це призводить до рубців, які захищають легеневу тканину, але також посилюють її.
Коли це трапляється, пацієнтам часто потрібна штучна вентиляція легенів. Тим часом мембрани між альвеолами та судинами стають більш проникними через інфекцію. Легкі можуть наповнитися рідиною, а це означає, що вони більше не можуть забезпечувати кров киснем.
"У важких випадках легені фактично затоплені, і ви більше не можете дихати", - говорить Фріман. "Ось що змушує людей вмирати".
Буря в крові
Гіперактивна імунна реакція може спровокувати проблеми і в інших частинах тіла. Насправді, здається, всі три коронавіруси час від часу пошкоджують весь організм: були відзначені підвищений рівень ферментів печінки, зменшена кількість лейкоцитів і тромбоцитів та низький кров'яний тиск. У рідкісних випадках пацієнти навіть перенесли гостре ураження нирок та зупинку серця.
Це не обов'язково означає, що сам вірус поширюється по всьому тілу, говорить Анжела Расмуссен, вірусолог і дослідник з Колумбійського університету. Натомість це може бути щось, що називається цитокіновою бурею.
Цитокіни - це білки, які служать сигналізацією для імунної системи: вони спрямовують захисні клітини до джерел інфекції. Імунні клітини вбивають інфіковану тканину, щоб захистити решту тіла.
В основному, імунна система призначена для точної боротьби з патогенними мікроорганізмами та заподіяння якомога меншої побічної шкоди. Але з поширеною коронавірусною інфекцією все більше і більше цитокінів накопичується в легенях, так що захисна реакція повністю виходить з-під контролю, пояснює Расмуссен. "Замість того, щоб стріляти в ціль з пістолета, вони використовують гранатомет", - каже вона. Це також показує, в чому полягає проблема: організм атакує не тільки заражені клітини, але і здорові тканини.
Наслідки можуть відчуватися і поза легенями. Цитокінові бурі створюють запалення, яке послаблює судини. "В основному у вас кровотеча з кровоносних судин", - говорить Расмуссен. Цитокінова буря поширюється на кров, створюючи системні пошкодження в декількох органах.
Відтепер він може швидко спускатися вниз. Якщо перебіг важкий, ця реакція цитокінів - у поєднанні зі зниженим надходженням кисню в кров - може призвести до поліорганної недостатності. Дослідники поки не можуть з упевненістю сказати, чому. Можливо, це пов’язано з попередніми захворюваннями, такими як діабет або проблеми з серцем. "Навіть якщо вірус не потрапляє в нирки, печінку, селезінку чи інші органи, це може негативно впливати на все це", - говорить Фріман. Тоді це стає критичним.
Побічні пошкодження печінки
Коли коронавірус поширюється з дихальних шляхів на решту тіла, печінка часто є одним з органів, на який впливають побічні пошкодження. Лікарі змогли виявити ознаки переважно незначного ураження печінки у пацієнтів Сарса, Мерса та Ковіда-19. Однак у деяких важких випадках шкода також була більшою і іноді навіть призводила до печінкової недостатності. Що саме відбувається в органі?
Як тільки вірус потрапляє в кров, він може дістатись до будь-якого місця в організмі. Це особливо легко у печінці, яка пронизана багатьма венами. Основна робота печінки - очищення крові, що виходить із шлунка. Він також виробляє ферменти, які прискорюють хімічні реакції в організмі.
У здоровому організмі клітини печінки продовжують гинути і виділяти ферменти в кров. Міцний орган швидко відновлюється і продовжує свою роботу.
Аномально високий рівень ферменту в крові - типовий симптом Сарса та Мерса - є попереджувальним знаком. Це може свідчити про незначне пошкодження печінки, від якого орган відновиться сам. Але це може також сигналізувати про більшу шкоду, в гіршому випадку навіть про печінкову недостатність.
Дослідники не зовсім знають, як ці віруси поводяться в печінці. Можливо, вони атакують орган безпосередньо, розмножуються там і вбивають клітини. Крім того, клітини можуть також бути вторинним пошкодженням власної імунної реакції організму, що призводить до запалення печінки. У будь-якому випадку, печінкова недостатність ніколи не була єдиною причиною смерті пацієнтів із сарсом. До того часу, коли печінка відмовляє, у пацієнтів виникають проблеми з легенями та печінкою, а також пошкодження нирок, тобто системна інфекція.
Нирки також знаходяться під загрозою зникнення
Не шкодують і нирки. Шість відсотків пацієнтів із Sars та чверть пацієнтів із Mers отримали гостру травму нирок. Дослідження показують, що новий коронавірус може завдати подібних збитків. Це рідкісний симптом інфекції - але смертельний. Згідно з дослідженням, майже 92 відсотки хворих на сарс із гострою травмою нирок померли .
Як і печінка, нирки фільтрують кров. Кожна нирка містить до мільйона мікроскопічних одиниць фільтру, які називаються нефронами. У ньому є невеликі канали, які переносять чисту кров назад в організм, а речовини відфільтровуються у вигляді сечі до сечового міхура.
Ці ниркові канали найбільш сильно уражені зоонозними коронавірусами. Після спалаху Сарсу в пробірках виявили вірус, який може заразитися інфекцією.
Поки невідомо, чи можуть такі запалення бути смертельними. Пошкодження нирок багатьох пацієнтів із Сарсом можуть мати інші причини: низький кров'яний тиск, сепсис, порушення ліків або метаболізму. Важкі випадки захворювання на Сарс, що призвели до гострої ниркової недостатності, мали ознаки бурі цитокінів.
Іноді гостра ниркова недостатність може бути спровокована антибіотиками, поліорганною недостатністю або занадто довгою штучною вентиляцією легенів. Взаємовідносини в організмі складні. Все пов’язано.