Как COVID-19 разрушает органы и убивает человека

Критической ситуация становится примерно в 5% случаев.

Критической ситуация становится примерно в 5% случаев.
Фото Global Look Press.

Чтобы понять, как новый патоген убивает людей, учёным приходится изучать генетику SARS-CoV-2, образцы тканей живых и умерших пациентов, проводить испытания лекарств и вести много другой важной работы.

Чтобы понять, как новый патоген убивает людей, учёным приходится изучать генетику SARS-CoV-2, образцы тканей живых и умерших пациентов, проводить испытания лекарств и вести много другой важной работы.
Фото Global Look Press.

Компьютерная модель лёгких 59-летнего мужчины. Поражённые участки показаны зелёным цветом.

Компьютерная модель лёгких 59-летнего мужчины. Поражённые участки показаны зелёным цветом.
Иллюстрация George Washington Hospital and Surgical Theater.

Повреждение мозга у 58-летней пациентки показано стрелками.

Повреждение мозга у 58-летней пациентки показано стрелками.
Иллюстрация N. Poyiadji et al., Radiology, (2020).

Критической ситуация становится примерно в 5% случаев.
Чтобы понять, как новый патоген убивает людей, учёным приходится изучать генетику SARS-CoV-2, образцы тканей живых и умерших пациентов, проводить испытания лекарств и вести много другой важной работы.
Компьютерная модель лёгких 59-летнего мужчины. Поражённые участки показаны зелёным цветом.
Повреждение мозга у 58-летней пациентки показано стрелками.

Многие медики, а за ними и обыватели, сегодня говорят о том, что человека убивает не коронавирус. Смерть наступает из-за отказа жизненно важных органов, таких как сердце или почки. Уже доказано, что при COVID-19 страдают не только лёгкие (в том числе в случае бессимптомного течения болезни), но и мозг, кишечник и даже кровеносные сосуды. Однако стоит вспомнить, что все эти органы вполне могли бы функционировать, если бы не новая распространяющаяся по миру инфекция. А значит, смерть 177 тысяч человек (на 22.04.2020) наступила преждевременно.

Патологоанатомы и врачи всего мира собирают данные о том, как тот или иной орган реагирует на массированную атаку вирусных частиц. Напомним, что SARS-CoV-2 попадает в организм через слизистые, внедряясь в заражаемые клетки. Затем он перестраивает машинерию захваченной клетки таким образом, чтобы она начала производить его копии. (Этим вирус отличается от бактерии: он попросту не может воспроизвести себя без клетки-хозяина.) После того как клетка потратит ресурсы на создание большого количества копий вируса, она, как правило, погибает.

Некоторое время назад отдельные научные группы, анализируя небольшое количество больных, показали, как заражение SARS-CoV-2 провоцирует таким образом разрушение тканей мозга. Также доктора регистрировали неврологические нарушения, такие как потеря обоняния и вкусовых ощущений. Кроме того, выдвигались предположения, что коронавирус нового типа может внедряться в ткани яичек и вызывать у мужчин бесплодие.

Теперь же эксперты журнала Science привели сводные данные, которые известны учёным на сегодняшний день и описывают, как коронавирус нового типа приводит к смерти больного. Впрочем, и эту информацию пока можно считать предварительной, ведь накопление знаний продолжается.

Чтобы понять, как новый патоген убивает людей, учёным приходится изучать генетику SARS-CoV-2, образцы тканей живых и умерших пациентов, проводить испытания лекарств и вести много другой важной работы.

Начало инфекции

Когда больной человек кашляет или чихает, а также прикасается грязными руками к поверхностям, он оставляет в окружающем пространстве большое количество вирусных частиц. Патоген вместе с висящими в воздухе каплями слизи или через грязные руки попадает на слизистые здорового человека (в носу или рте, глазах).

Как мы уже сказали, затем он проникает внутрь клеток и инициирует производство большого количества копий, которые впоследствии массово заражают другие клетки.

Первую неделю заражённый человек может не проявлять никаких симптомов COVID-19, но при этом его организм уже производит лавину новых патогенов, которые могут незаметно инфицировать десятки новых жертв. Впрочем, у некоторых заболевших почти сразу начинают появляться такие симптомы, как сухой кашель, лихорадка, ломота в теле, головные боли и боль в горле, потеря обоняния и вкусовых ощущений.

Главный рубеж обороны – лёгкие

Если иммунная система не справится с первичным нашествием коронавируса, то патоген начнёт спускаться в лёгкие. Так он может дойти до альвеол, в которых разворачивается настоящая битва стенка на стенку. Вирус поражает клетки, выстилающие альвеолы. Лейкоциты, стягивающиеся к очагу поражения, выбрасывают молекулы, которые, словно рог, призывающий к сражению, служат сигналом для других клеток иммунной системы. Все они начинают уничтожать заражённые вирусом клетки лёгких. В итоге на поле брани скапливаются жидкость, слизь, погибшие клетки лёгочной ткани и белые кровяные клетки (те самые лейкоциты). Типичная картина для пневмонии.

Больному человеку постепенно становится тяжело дышать, затем он начинает задыхаться, количество кислорода в его крови стремительно снижается. Рентгеновские снимки и компьютерная томография лёгких пациента демонстрируют "эффект матового стекла". Некоторые справляются с этим состоянием. Другим требуется вентиляция лёгких (с помощью тех самых аппаратов ИВЛ). Многие умирают.

Компьютерная модель лёгких 59-летнего мужчины. Поражённые участки показаны зелёным цветом.

Добро пожаловать в цитокиновый шторм

В некоторых случаях реакция иммунной системы получается слишком активной, и медики регистрируют в крови пациентов так называемый цитокиновый шторм (это явление учёные обнаруживали и ранее при многих вирусных инфекциях).

Поясним, что выработка цитокинов определяет нормальную реакцию иммунной системой на вторжение патогена. Однако в отдельных случаях этих сигнальных молекул порождается слишком много. В итоге клетки иммунной системы начинают атаковать здоровые (не заражённые) ткани.

Такая гиперрреакция приводит к тому, что кровеносные сосуды начинают "протекать", кровяное давление падает, образуются тромбы, что приводит к отказу многих органов и, в конце концов, к смерти пациента.

Впрочем, в стане учёных пока нет единого мнения, надо ли снижать количество цитокинов в крови больных COVID-19. Ведь если перегнуть палку, организм не сможет нормально отвечать на размножение вируса. Сейчас проводится ряд клинических испытаний лекарств, в том числе и подавляющих развитие цитокинового шторма. По их окончании станет ясно, стоит ли медикам работать в этом направлении для спасения жизней больных COVID-19.

Проблемы с сердцем

В Италии медики зарегистрировали странный случай: 53-летняя жительница Брешиа попала в больницу со всеми симптомами инфаркта. Однако обследование показало, что её коронарные артерии не блокированы, у неё просто... COVID-19.

Как SARS-CoV-2 поражает сердце, учёные пока не знают (возможно, не последнюю роль играет цитокиновый шторм). Однако в разных исследованиях поражения этого органа, которые приводили, например, к возникновению аритмии, регистрировали у 25-40% больных, поступивших в больницы. Больше всего таких пострадавших было среди пациентов, попавших в реанимацию.

Что не так с кровью?

Кровеносная система при COVID-19 также ведёт себя весьма странно. Во многих случаях в крови пациентов образуются тромбы, которые могут перекрыть "магистральные" сосуды не только лёгких (лёгочная эмболия) и сердца, но и мозга (приводя к инфарктам и инсультам), а также более мелкие сосуды (пациенты жалуются на боль в пальцах рук и ног).

Видимо, по этой причине среди тяжело болеющих так много людей, у которых и ранее были проблемы с сосудами: диабетики, гипертоники, пациенты с ожирением. В то же время в реанимацию реже, чем ожидали медики, попадают астматики, которые, казалось бы, должны страдать от респираторного заболевания сильнее.

Учёные пока не могут назвать первопричину наблюдаемой картины, а также почему осложнения порой развиваются стремительно и некоторым людям так сложно поправиться. Но, вероятно, за поражение сердечно-сосудистой системы отвечает атака вируса на клетки, выстилающие сердце и сосуды (здесь нужных ему "дверных ручек" так же много как в клетках носа и альвеол).

Ещё одно возможное объяснение: нехватка кислорода из-за плохой работы альвеол приводит к повреждению сосудов.

Тем кому не понадобилась ИВЛ, может понадобиться гемодиализ.

Поле битвы – почки

Многие сегодня обеспокоены нехваткой аппаратов для ИВЛ (искусственной вентиляции лёгких). В свете вышеописанного становится понятно, почему для многих больным они являются порой единственным шансом на спасение.

Однако многие медики отмечают, что часто тех, кому не понадобились аппараты ИВЛ, пришлось спасать при помощи гемодиализа. В почках также много тех самых "дверных ручек", благодаря которым вирус проникает в клетку. Вероятно, поэтому у очень большого количества критических больных врачи регистрировали отказ работы почек.

Вирусные частицы находили в почках больных после их смерти. Кроме того, почки страдают от цитокинового шторма и действия некоторых антивирусных препаратов. ИВЛ также увеличивает риски повреждения почек. Дополнительным отягощающим фактором для некоторых пациентов становится диабет.

Повреждение мозга у 58-летней пациентки показано стрелками.

Мозг на обед

От 5 до 10 процентов коронавирусных больных в госпиталях демонстрируют проблемы с мозгом и центральной нервной системой в целом (например, они могут кратковременно терять сознание). Однако, как считают специалисты, на самом деле таких пострадавших может быть больше, так как многие люди находятся под наркозом или же подключены к аппаратам ИВЛ.

Согласно одному из мнений, ствол головного мозга из-за вторжения вируса перестаёт ощущать нехватку кислорода (поэтому пациенты не задыхаются, даже если уровень кислорода в крови очень мал). В норме именно эта часть мозга отвечает за этот врождённый рефлекс.

Как вирус попадает в мозг – большой вопрос. Один из возможных путей: через нос и обонятельные луковицы. Однако учёным ещё предстоит разобраться, так ли это на самом деле или есть другие "обходные пути".

Кишечник на ужин

У некоторых пациентов болезнь сопровождалась проблемами с желудочно-кишечным трактом: диареей, рвотой и болями в животе.

Ранее "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) уже сообщали о том, что РНК коронавируса находят в кале заражённых людей задолго до появления первых симптомов. Некоторые учёные считают, что новый вирус, как и его собратья, размножается в клетках тканей нижней части ЖКТ.

Впрочем, пока в экскрементах находили лишь РНК и отдельные белки SARS-CoV-2, а не сами частицы. Это означает, что риск подхватить инфекцию фекально-оральным путём невелик.

В заключение ещё раз отметим, что все собранные экспертами Science данные являются попыткой обрисовать общую картину угрожающих жизни человека событий.

Как именно протекает заболевание в том или ином случае, какие подтипы коронавируса атакуют организм, а также какие медикаменты для лечения использовать ‒ все эти важные вопросы всё ещё стоят на повестке дня многих медицинских и научных центров мира. На полный "разбор полётов" у специалистов могут уйти годы.

Между тем человечеству необходимо направлять ресурсы и силы на подобные исследования, ведь впереди нас могут ждать куда более опасные патогены: более заразные и приводящие к большему количеству смертей "гости" из царства животных. И, чем больше будет становиться население планеты, чем ближе друг к другу мы будем жить, чем больше будем наступать на природу, тем чаще миру придётся бороться с подобными нашествиями извне.