Коронавирусная инфекция при ожирении



В 2020 году был зафиксирован вирус, относящийся к семейству коронавирусы – SARS-CoV-2 (COVID-19), который стал распространяться по всему земному шару. Российские и зарубежные умы медицины установили взаимосвязь между заболеванием коронавируса и ожирением у пациентов. У взрослых людей ожирению соответствует индекс массы тела (ИМТ) больший или равный 30. Пациент с патологической полнотой испытывает большую нагрузку в борьбе с инфекцией. Данный вирус поражает стенки сосудов, вызывая патологическую реакцию организма, в результате чего образуется молниеносный каскад реакций – «ци-токиновый шторм». «Цитокиновая буря» приводит к образованию фиброза сосудов, который в дальнейшем может привести к нарушению функции ткани.

Жировая ткань в последнее время рассматривается как орган гуморальной регу- ляции, который обладает рядом противовоспалительных и провоспалительных факторов, включая адипокины, лептины, адипонектины, резистины и висфатины, а также цитокины и хемокины, такие как фактор некроза опухоли (ФНО)-α, интерлейкин ИЛ-6, лептин, адипонектин и другие.

Актуальность темы

Большая часть земного шара страдает ожирением, и имеется достаточно случаев воздействия данной патологии на развитие осложненного и тяжелого течения коронавирусной инфекции (COVID-19).

Цель исследования: изучить влияние ожирения на течение коронавирусной инфекции.

Задачи:

• 1.    Рассмотреть ожирение как фактор, способствующий усилению воспалительных реакций.

• 2.    Изучить этиологию и патогенез SARS-CoV-2-инфекции.

• 3.    Установить взаимосвязь ожирения на возникшие осложнения при коронавирусной инфекции.

Ожирение как фактор воспалительной реакции

Существует три типа жировой ткани: коричневая, бежевая и белая. Они различаются по развитию, анатомическому местоположению и видам. Среди вышеперечисленных жировых тканей нашему вниманию особо важна – белая жировая ткань. Главная её функция заключается в способности хранить жир во время избыточного потребления пищи, что позволяет организму использовать этот жир в качестве источника энергии [1].

Физиология ткани

Белый жир является тканью, которая запасает липиды и жирные кислоты, а также высвобождает их в ответ на гормональную стимуляцию. Эта функция регулирует- ся гормоном адипоцитов липопротеинлипа-зы (АЛПЛ), который увеличивается при ожирении и уменьшается с периодами отсутствия питания и при диабете. Инсулин подавляет гормончувствительные липазы и, следовательно, блокирует высвобождение жирных кислот. Адипокины являются разновидностью цитокинов (небольших пептидных информационных молекул), выделяемых адипоцитами (клетками жировой ткани) [1].

Особую роль в развитии воспаления играет жировая ткань. Она секретирует фактор роста фибробластов, инсулиноподобный фактор роста 1, фактор роста гепатоцитов, фактор роста нервов, сосудистый эндотелиальный фактор роста клеток.

В качестве факторов, которые выделяются адипоцитами или стромальнососудистой фракцией, состоящей в основном из макрофагов, нейтрофилов, лимфоцитов, фибробластов и эндотелиальных клеток, были несколько молекул, называемые адипокинами.

Адипокины – гормоны жировой ткани. Существуют истинные адипоцитокины: лептин и адипонектин, и другие: резистин, интерлейкин ИЛ-6, ИЛ-1, фактор некроза опухоли (ФНО), противовоспалительный ИЛ-10 и трансформный фактор роста (ТФР- β ) [5].

В плазме цитокин ИЛ-6 коррелирует с увеличением массы тела, окружности талии и свободных жирных кислот. Интерлейкин-6 (ИЛ-6) является провоспалительным цитокином, который вызывает экспрессию различных белков, ответственных за острое воспаление, и играет важную роль в пролиферации и дифференциации клеток (активация и дифференцировка Т-клеток, созревание В-клеток, синтез С-реактивного белка в печени, усиление гемопоэза) у человека [4].

В исследованиях, проведенных авторами, ИЛ-7 был определен в качестве основных гомеостатических цитокинов, поддерживающих выживание Т-клеток. В научной периодике представлены данные о способности ИЛ-7 и ИЛ-15 оказ ывать ан-тиапоптогенное действие на Т-клетки через JAK/STAT и PDK/AKT-сигнальные пути или за счёт поддержания баланса про- и антиа-поптотических белков семейства Bcl-2 [1].

Данные интерлейкины участвуют в развитии цитокинового шторма, который вызывается SARS-CoV-2. Поэтому целесообразно рассмотреть этиологические моменты данного возбудителя [6].

Этиология и патогенез SARS-CoV-2

(COVID-19)

Этиология. SARS-CoV-2 – представляет собой РНК-вирус, поверхность которого покрыта белковыми шипами, увенчанными короной, которые выступают на 24 нм наружу от его липидной оболочки. Эти белки названы spike S из-за их формы. Они помогают вирусу прикрепляться к клетке, которую он в дальнейшем заражает [6].

Этот необычный вирус взаимодействует с белком ангиотензинпревращающего фермента (АПФ) на пневмоцитах человека 2 типа, вызывая инфекционный процесс с различными исходами, от умеренных симптомов до летальной пневмонии.

Патогенез. Вирусы легко инфицируют альвеолярные клетки человека и реплицируют вирусные частицы, которые разрушают зараженную клетку и переходят на соседние клетки, образуя инфицированные фокусы. Установлено, что вирус распространяется гематогенным путём во все органы и системы.

Белок АПФ 2, секретируемый альвеолярными клетками типа II (AT2), ротовой полостью, пищеводом, илеальными эпителиальными клетками, клетками миокарда, проксимальными трубчатыми клетками почек, вызывает поражение соответствующих органов.

Частым осложнением является «цито-киновый шторм». Наиболее важными про-воспалительными цитокинами врожденного иммунного ответа являются ИЛ-1, ФНО-α и ИЛ-6. Ткани макрофагов, тучных эндотелиальных и эпителиальных клеток являются основным источником этих цитокинов во время врожденного иммунного ответа. Ги-перцитокинемия – результат резкого повышения циркулирующих провоспалительных цитокинов, включая ИЛ-6, ИЛ-1, ФНО-α и интерферон. Увеличение цитокинов приводит к притоку различных иммунных клеток, таких как макрофаги, нейтрофилы и Т-клетки, к месту инфекции с разрушительным воздействием на ткани человека в результате дестабилизации эндотелиальных клеток к клеточным взаимодействиям, повреждению сосудистого барьера, капилляров, диффузного альвеолярного повреждению, полиорганической недостаточности, и, в конечном итоге, к смерти [8].

Кроме того, пациенты с ожирением, госпитализированные в отделение интенсивной терапии (ОИТ), имели более высокий уровень цитокинов ИЛ-2, ИЛ-7, ИЛ-10, гранулоцитов колонио-стимулирующего фактора (G-CSF), IP10, MCP1, макрофаго-вого воспалительного белка 1- α и ФНО- α [7].

Взаимосвязь тяжести течения

SARS-CoV-2 с ожирением

Ожирение оказывает влияние на воспалительные реакции. Так, адипоциты секретируют провоспалительные цитокины, такие как ФНО-α, интерлейкин ИЛ-1, ИЛ-6 и ИЛ-10, и приводят к повышенному уровню циркулирующих цитокинов и хемокинов в плазме пациентов с ожирением [9]. При такой микроокантиронности они, как правило, переходят от противовоспалительного М2-поляризованного состояния к про-воспалительным состояниям М1, что приводит к низкосортной воспаленной ситуации. Цитокиновый шторм, который является гиперактивацией воспалительной реакции с повышенным γ-интерфероном, ИЛ-6 и другими провоспалительными цитокинами, также усугубляет тяжесть COVID-19. Кроме того рецепторы воспалительных моноцитов CD14 и CD16 – были обнаружены в более высоких концентрациях у пациентов, страдающих ожирением, чем у пациентов с нормальным индексом массы тела. Это также свидетельствует о более выраженном воспалительном процессе у пациентов с повышенным уровнем ИМТ [10].

Функция различных иммунных клеток также изменяется у пациентов с ожирением, что значительно влияет на иммунный ответ. Лабораторные результаты показывают, что количество лимфоцитов, а также CD4, CD8, В-клетки и Т-киллеры резко снижаются у пациентов с COVID-19. К сожалению, ожирение ухудшает реакцию Т- и В клеток, поэтому замедляется адаптивный иммунный ответ на инфекцию. Ослабленная иммунная система у пациентов с ожирением может привести к более высокой вирусной нагрузке, быстрой репликации и распространению вируса [9].

Существует также взаимосвязь между иммунитетом и воспалением. Авторы исследований свидетельствуют о том, что провоспалительные Т и В-клетки участвуют в воспалении жировой ткани. Например, количество CD8 и Т-клеток увеличивается, наблюдается активация макрофагов, в то время как противовоспалительные клетки Th2, способствующие дифференциации макрофагов в M2, уменьшаются [2]. В условиях ожирения провоспалительные T-хелперы 1 (Th1), секретирующие IFN- γ , повышают уровень воспаления. Кроме того, выраженная воспалительная реакция при ожирении может привести к дисфункции иммунной системы при короновирусной инфекции [10].

Наиболее распространенной особенностью COVID-19 является тяжелый острый респираторный синдром, вызванный прогрессирующей консолидацией легких. Существует положительная корреляция между продолжительностью инфекции SARS-CoV-2 и степенью интерстициального фиброза. Обширный легочный фиброз является одной из основных причин легочной консолидации из-за чрезмерного внеклеточного матричного компонента, вырабатываемого активированными миофибробластами [7]. Легочные липофибробла- сты являются особым типом адипоцитов, которые содержат типичные липидные капли, и находятся близко ко второму типу альвеолярных эпителиальных клеток легочной интерстиции. Липофибробласты могут быть результатом эктопического жира осаждения, что играет жизненно важную роль в прогрессировнии COVID-19 у данных пациентов. При воздействии различных стимуляторов, таких как гипероксия и инфекция легочных липофибробластов, возникает трансдифференцированый миоген-ный фенотип под названием миофибробласты, что вызывает легочный фиброз [10].

У значительного числа пациентов с ожирением наблюдается нарушение метаболизма глюкозы, которое считается фактором риска и приводит к летальным исходам. Установленно, что ТОРС-инфекция вызывает гипергликемию у некоторых пациентов из-за нарушений функции островков поджелудочной железы в результате вирусной атаки. Аналогичный эффект происходит после инфицирования SARS-CoV-2. Это объясняет почему у 52 % инфицированных SARS-CoV-2 имелась гипергликемия. Уровень повышения глюкозы при метаболических расстройствах у пациентов с ожирением может быть намного выше.

Гипергликемия приводит к ряду осложнений, включая осмотический дисбаланс жидкости и электролитов, гиперосмолярную некетонемическую кому, ухудшение катаболизма скелетных мышц, нарушение заживления ран, изменение коагуляции и повышенную восприимчивость к инфекциям [4]. Кроме того, гипергликемия ухудшает иммунную функцию организма. Все это ухудшает клинический исход COVID-19. Примечательно, что надлежащий контроль глюкозы в крови снижает смертность у тяжело больных пациентов, что подчеркивает важность контроля глюкозы в крови.

Одной из причин ожирения является липидное отложение в жировой ткани из-за чрезмерного потребления энергии. Липиды имеют несколько функций при вирусной инфекции [9].

Помимо того, что они являются источником энергии, липидные капли могут быть использованы в качестве мест сборки вирусов, таких как вирус гепатита С. Предположительно, что липиды, накапливающиеся в адипоцитах у пациентов с ожирением, могут способствовать репликации SARS-CoV-2 и эктопического осаждения жиров, что может привести к повреждению органов во время вирусной инфекции.

Липидные плоты, обогащенные фосфолипидами, холестерином и белками, являются микродоменами клеточной мембраны. Примечательно, что липидные плоты были найдены совместно с локализованным ан-гиотензин-преобразующим ферментом 2 (АПФ 2) – рецептором SARS-CoV-2. Показано, что липидные плоты облегчают связывание вируса с рецептором АПФ. Это говорит о том, что они играют важную роль в проникновении вируса. Кроме того, сообщается также, что липидные плоты облегчают репликацию вируса. Истощение холестерина, одного из основных содержаний липидных плотов, значительно подавляет выработку вируса. Это подразумевает важность липидов в развитии вирусной инфекции и COVID-19 [10].

Заключение

В данном сообщении показана взаимосвязь ожирения как фактора, осложняющего течение SARS-CoV-2 инфекции. В основном это касается развития цитокиново-го шторма из-за выделения жировой тканью ИЛ-1, ИЛ-6, ИЛ-10, а также ФНО- α . Необходимо подметить, что ожирение оказывает влияние на возникновение у пациентов сопутствующих заболеваний обменного характера, таких как сахарный диабет II типа, ишемическая болезнь сердца, атеросклероз и т.д., приводящих к острым инфарктам миокарда, увеличению тромбооб-разования и многим другим тяжёлым состояниям. Кроме того, пациентам с ожирением сложно оказывать специализированную медицинскую помощь при подключении к аппарату искусственной вентиляции легких, профилактике пролежней и присоединения вторичной инфекции.