Ciężkość COVID-19 może być bardzo różna. U niektórych nie powoduje żadnych objawów, u innych zagraża życiu, np niektóre osoby są szczególnie narażone na jego bardzo poważne skutki.
Wirus nieproporcjonalnie dotyka mężczyzn i ludzie, którzy są starsze i którzy mają warunki takie jak cukrzyca i otyłość. W Wielkiej Brytanii i innych krajach zachodnich mniejszości etniczne zostały również nieproporcjonalnie dotknięte.
Podczas gdy wiele czynników wpływa na to, jak poważnie ludzie są dotknięci, w tym dostęp do opieki zdrowotnej, narażenie zawodowe oraz zagrożenia dla środowiska, np Zanieczyszczenie, staje się jasne, że w przypadku niektórych z tych grup ryzyka to reakcja ich układu odpornościowego – stan zapalny – wyjaśnia, dlaczego tak chorują.
W szczególności widzimy, że ryzyko związane z cukrzycą, otyłością, wiekiem i płcią jest związane z nieregularnym funkcjonowaniem układu odpornościowego w obliczu wirusa.
Zapalenie może posunąć się za daleko
Wspólną cechą wielu pacjentów z ciężkim COVID jest poważne uszkodzenie płuc spowodowane zbyt silną odpowiedzią immunologiczną. Charakteryzuje się to powstawaniem wielu produktów stanu zapalnego zwanych cytokinami – tak zwana burza cytokinowa.
Cytokiny mogą być naprawdę potężnymi narzędziami w odpowiedzi immunologicznej: na przykład mogą zatrzymać reprodukcję wirusów. Jednak niektóre działania cytokin – takie jak pomaganie innym komórkom odpornościowym w walce z infekcją lub zwiększanie zdolności tych rekrutowanych komórek do przedostawania się przez naczynia krwionośne – mogą powodować prawdziwe szkody, jeśli nie są kontrolowane. To właśnie dzieje się podczas burzy cytokinowej.
Wiele białych krwinek wytwarza cytokiny, ale wyspecjalizowane komórki zwane monocytami i makrofagami wydają się być jednymi z największych winowajców generowania burz cytokinowych. Odpowiednio kontrolowane komórki te są siłą działającą na dobre, która może wykrywać i niszczyć zagrożenia, oczyszczać i naprawiać uszkodzoną tkankę oraz sprowadzać inne komórki odpornościowe do pomocy.
Jednak w przypadku ciężkiego COVID sposób, w jaki działają monocyty i makrofagi, nie działa. Jest to szczególnie prawdziwe w przypadku pacjentów z cukrzycą i otyłością.
Glukoza napędza uszkodzenia
Cukrzyca, jeśli nie jest dobrze kontrolowana, może powodować wysoki poziom glukozy w organizmie. A Ostatnie badania wykazało, że w COVID makrofagi i monocyty reagują na wysoki poziom glukozy z niepokojącymi konsekwencjami.
Wirus, który powoduje COVID, SARS-CoV-2, potrzebuje celu, do którego może się przyczepić, aby zaatakować nasze komórki. Jego wyborem jest białko na powierzchni komórki o nazwie ACE2. Glukoza zwiększa poziom ACE2 obecnego na makrofagach i monocytach, pomagając wirusowi zainfekować komórki, które powinny go zabić.
Cytokiny, małe białka uwalniane przez wiele komórek odpornościowych, odgrywają kluczową rolę w kierowaniu odpowiedzią immunologiczną. scienceanimations.com, CC BY-SA
Gdy wirus znajdzie się bezpiecznie w tych komórkach, powoduje, że zaczynają one wytwarzać dużo cytokin zapalnych – skutecznie rozpoczynając burzę cytokin. A im wyższy poziom glukozy, tym skuteczniej wirus replikuje się w komórkach – zasadniczo glukoza napędza wirusa.
Ale wirus jeszcze się nie skończył. Powoduje również, że zakażone wirusem komórki odpornościowe wytwarzają produkty, które są bardzo szkodliwe dla płuc, takie jak reaktywne formy tlenu. Co więcej, wirus zmniejsza zdolność innych komórek odpornościowych – limfocytów – do zabicia go.
Otyłość powoduje również wysoki poziom glukozy w organizmie i podobnie jak cukrzyca, wpływa na aktywację makrofagów i monocytów. Badania wykazały, że makrofagi pochodzące od osób otyłych są idealne miejsce aby SARS-CoV-2 mógł się rozwijać.
Inne zagrożenia związane ze stanem zapalnym
Ten sam rodzaj stanu zapalnego, który powoduje cukrzyca i otyłość, obserwuje się również u niektórych osób starszych (powyżej 60 roku życia). Jest to spowodowane zjawiskiem tzw rozpalanie.
Stan zapalny charakteryzuje się wysokim poziomem cytokin prozapalnych. Wpływa na to wiele czynników, w tym genetyka, mikrobiom (bakterie, wirusy i inne drobnoustroje, które żyją w tobie i na tobie) oraz otyłość.
Wiele starszych osób też ma mniej limfocytów – te same komórki, które mogą celować i niszczyć wirusy.
To wszystko oznacza, że u niektórych starszych osób ich układ odpornościowy jest nie tylko słabo wyposażony do zwalczania infekcji, ale także jest bardziej prawdopodobne, że doprowadzi do szkodliwej odpowiedzi immunologicznej. Mniejsza liczba limfocytów oznacza również, że szczepionki mogą nie działać tak dobrze, co należy wziąć pod uwagę przy planowaniu przyszłej kampanii szczepień przeciwko COVID.
Kolejną zagadką, która niepokoi badaczy, jest to, dlaczego mężczyźni wydają się o wiele bardziej podatni na COVID. Jednym z powodów jest to, że komórki u mężczyzn wydają się łatwiej zarażać SARS-CoV-2 niż u kobiet. Receptor ACE2, którego wirus używa do zaczepiania się i infekowania komórek, to wyrażone znacznie wyżej u mężczyzn niż u kobiet. Mężczyźni mają również wyższy poziom enzymu zwanego TMPRSS2, który promuje zdolność wirusa do wnikania do komórek.
Immunologia oferuje również pewne wskazówki dotyczące różnic między płciami. Od dawna wiadomo, że mężczyźni i kobiety różnią się między sobą odpowiedzi immunologiczne, i dotyczy to COVID.
A ostatni preprint (badania, które nie zostały jeszcze zweryfikowane) prześledził i porównał odpowiedź immunologiczną na SARS-CoV-2 u mężczyzn i kobiet w czasie. Okazało się, że mężczyźni byli bardziej narażeni na rozwój atypowych monocytów, które były głęboko prozapalne i zdolne do wytwarzania cytokin typowych dla burzy cytokin. Kobiety miały również tendencję do posiadania bardziej wytrzymałe Odpowiedź komórek T, który jest potrzebny do skutecznego zabijania wirusów. Jednak starszy wiek i wyższy wskaźnik masy ciała odwróciły ochronny efekt immunologiczny u kobiet.
Badania takie jak te pokazują, jak różni są ludzie. Im lepiej rozumiemy te różnice i słabości, tym więcej możemy rozważyć, jak najlepiej leczyć każdego pacjenta. Dane takie jak te podkreślają również potrzebę rozważenia zmienności funkcji odpornościowych i włączenia osób o różnej grupie demograficznej do prób leków i szczepionek.
O autorze
Sheena Cruickshank, profesor nauk biomedycznych, University of Manchester
Artykuł został opublikowany ponownie Konwersacje na licencji Creative Commons. Przeczytać oryginalny artykuł.
książki_odporność
