При длительном COVID‐19 поражение опорно-двигательного аппарата, вторичное по отношению к гипервоспалительному состоянию, характеризуется сохранением клинических симптомов, таких как миалгия, усталость, мышечная слабость и снижение функциональной и физической работоспособности, даже после четырех недель появления симптомов. Кроме того, происходит повреждение митохондрий, гипоксемия и дисрегуляция ренин-ангиотензиновой системы (РАС), сообщается в исследовании.
Госпитализация, связанная с COVID-19, неподвижность и наркотики, нарушения мозгового кровообращения, а также вовлечение центральной и периферической нервной систем усугубляют повреждение мышц, которое характеризуется снижением синтеза белка и снижением мышечной массы. Глубокое понимание патофизиологии мышечной дисфункции может помочь в разработке новых стратегий управления мышцами для обуздания последствий, связанных с COVID-19.
О рецензии
В настоящем исследовании исследователи выяснили механизмы воздействия длительного COVID-19 на опорно-двигательный аппарат.COVID-19 непосредственно воздействует на скелетные мышцы или усугубляет уже существующую мышечную травму, устанавливая воздействие на мышцы, характеризующееся как а) первичное, поражающее мышечные клетки, приводящее к клеточной гибели; б) вторичное, обусловленное нарушениями в таких системах, как дыхательная система, центральная и периферическая нервные системы; в) третичное, из-за цитокиновой бури COVID-19 (периферическая невропатия и миопатия); и г) четвертичная, из-за длительной иммобилизации (прогрессирующее снижение мышечной массы) и госпитализации (искусственная вентиляция легких, медикаментозная терапия, миопатия и невропатия).
Коронавирус 2 тяжелого острого респираторного синдрома (SARS‐CoV‐2) проникает в клетки хозяев путем связывания с ангиотензинпревращающим ферментом 2 (ACE2), и это связывание потенцируется трансмембранной сериновой протеазой 2 (TMPRSS2). Ткани опорно-двигательного аппарата экспрессируют TMPRSS2 и ACE2 и, таким образом, восприимчивы к COVID-19. Весьма вероятно, что после связывания с ACE2 вирус проникает в мышечные клетки путем эндоцитоза.
В эндосомах вирусные белки сливаются с клеточными мембранами при активации TMPRSS2, что приводит к высвобождению рибонуклеиновой кислоты (РНК) в цитоплазму. Вирус использует клеточный механизм мышечных клеток для репликации, что вызывает подавление клеточных мышечных функций и тем самым вызывает повреждение мышц и гибель клеток.
COVID-19 приводит к тяжелой гипоксемии и необходимости введения кислородных добавок и искусственной вентиляции легких. Имеет место диффузное повреждение альвеол с последующей агрегацией воспалительных веществ, отложением фибрина и коллагена, нарушением газообмена и снижением проницаемости альвеолярных капилляров.
Мышечная гипоксия приводит к нарушению окислительного фосфорилирования, снижению синтеза белка, снижению активности митохондрий и нарушению выработки аденозинтрифосфата (АТФ) с усилением деградации белка и, как следствие, снижением мышечной массы. Происходит индуцируемое гипоксией альфа-фактор-1 (HIF‐1)-опосредованное повышение уровня провоспалительных цитокинов. Происходит анаэробный гликолиз, при котором пируват превращается в лактат ферментом лактатдегидрогеназой (ЛДГ). Кроме того, активация Notch‐ путей, ингибирование фосфоинозитид-3-киназных путей и повреждение мышечных регуляторных факторов, таких как Myf5, MyoD, MyoD и т.д., Вызывают снижение миогенеза. Снижение уровня периферического кислорода приводит к непереносимости физической нагрузки при длительном COVID-19.
Исследования показали связь между COVID‐19 и нарушениями мозгового кровообращения с геморрагическим и ишемическим инсультом, воспалением эндотелиальных клеток и коагулопатией. Эти эффекты связаны с повышением экспрессии ангиотензина II (Ang II), что вызывает образование тромбов, задержку жидкости, сужение сосудов и гипертонию. Ассоциированное с COVID-19 повреждение ПНС включает дисфункции нервно-мышечных соединений, миопатии и полиневропатии. Гипоксия повышает проницаемость сосудов, что приводит к вазогенному отеку. COVID-19, связанный с синдромом Гийена‐Барре (СГБ), является примером вовлечения ПНС в COVID-19, при котором вялый паралич мышц нижних конечностей быстро развивается после появления симптомов.
Повышенная экспрессия цитокинов связана с ускоренной потерей мышечной ткани, снижением сократительной способности мышц, увеличением мышечного фиброза, протеолизом мышечных волокон, нарушением мышечного гомеостаза и снижением мышечной выносливости. Кроме того, ингибирование активности рапамицинового комплекса 1 (mTORC1) — мишени млекопитающих приводит к дисрегуляции функции митохондрий и снижению продукции дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК).
Сообщается, что длительная иммобилизация и длительное применение глюкокортикоидов приводят к мышечной атрофии, уменьшению мышечного объема, снижению потенциалов действия, снижению плотности мышечных волокон II типа, повреждению аксонов и снижению уровня инсулиноподобного фактора роста‐1 (IGF-1).
Мышечные осложнения при длительном COVID‐19
У длительных пациентов с COVID-19 существенно повышены показатели креатинкиназы (ХК), холестерина С‐реактивного белка (СРБ), лактатдегидрогеназы (ЛДГ), ферритина и кортизола, которые влияют на выработку АТФ и вызывают повышенную мышечную усталость и тем самым снижают способность выполнять рутинные функции. Саркопения, связанная с COVID-19, вызывает физическое и функциональное мышечное ухудшение мышечного объема и силы с уменьшением сателлитных клеток и активацией анаболических механизмов. Кроме того, сахарный диабет 2 типа и ожирение усугубляют длительные осложнения COVID-19. Мышечная усталость при длительном COVID-19 также связана с когнитивным дефицитом, одышкой и снижением емкости легких.
В целом, в обзоре подчеркивается связанное с воспалением, РАС — и гипоксией снижение мышечной массы, силы, размера и объема при длительном COVID-19, потенцируемое длительной иммобилизацией, употреблением наркотиков и сопутствующими заболеваниями. В обзоре подчеркивается важность физических упражнений, мониторинга питания и других стратегий управления мышцами для длительных пациентов с COVID-19.
Так же исследователи сообщили, какие изменения в работе мозга может вызвать длительный ковид.