Статья:

Влияние сахарного диабета на COVID-19

Журнал: Научный журнал «Студенческий форум» выпуск №17(153)

Рубрика: Медицина и фармацевтика

Выходные данные
Влияние сахарного диабета на COVID-19 // Студенческий форум: электрон. научн. журн. Корякин Е.С. [и др.]. 2021. № 17(153). URL: https://nauchforum.ru/journal/stud/153/91883 (дата обращения: 29.03.2024).
Журнал опубликован
Мне нравится
на печатьскачать .pdfподелиться

Влияние сахарного диабета на COVID-19

Корякин Егор Сергеевич
студент, Пермский Государственный Медицинский Университет им. ак. Е.А. Вагнера, РФ, г. Пермь
Новиков Анатолий Андреевич
студент, Пермский Государственный Медицинский Университет им. ак. Е.А. Вагнера, РФ, г. Пермь
Паламаренко Мария Александровна
студент, Пермский Государственный Медицинский Университет им. ак. Е.А. Вагнера, РФ, г. Пермь
Соколова Елизавета Сергеевна
студент, Пермский Государственный Медицинский Университет им. ак. Е.А. Вагнера, РФ, г. Пермь

 

Аннотация. Коронавирусная болезнь 2019 (COVID-19) - инфекционное заболевание, развиваемое тяжелым острым респираторным синдромом коронавирусом-2 (SARS-CoV-2) [1]. В настоящее время это самая важная проблема глобального здравоохранения, и многие исследователи ищут эффективные терапевтические и профилактические средства для лечения COVID-19 во всем мире [3].  Хотя общий уровень смертности среди пациентов с COVID-19, по оценкам, ниже 6 процентов, пациенты с СД относятся к группе более высокого риска. Текущие исследования показывают, что пациенты с диабетом с плохо контролируемой гликемией имеют примерно в четыре раза более высокий уровень смертности и более длительную госпитализацию по сравнению с пациентами без СД [5].

 

Ключевые слова: Covid-19, SARS-CoV-2, коронавирус, сахарный диабет, СД

 

Введение. SARS-CoV-2 - одноцепочечный и важный член семейства коронавирусов, которое недавно было обнаружено в конце 2019 года как ответственное за пандемию COVID-19 [1]. Лихорадка, усталость, кашель, одышка, боль в груди и потеря обоняния - общие симптомы COVID-19. Однако в тяжелых случаях это может вызвать тяжелые симптомы со стороны нижних дыхательных путей и низкое насыщение крови кислородом, напоминающее острый респираторный дистресс-синдром, и потребует искусственной вентиляции легких [5].

Легкие являются основным органом SARS-CoV-2 [1]. Однако он также может инфицировать желудочно-кишечный тракт, центральную нервную систему и сердечно-сосудистую систему. SARS-CoV-2 связывается с клетками-хозяевами посредством связывания с ангиотензин-превращающим ферментом типа 2 (ACE2), который отвечает за катализ гидролиза ангиотензина II (Ang II) в ангиотензин (1-7) (сосудорасширяющее средство) [4]. Этот фермент широко экспрессируется на альвеолярных клетках легочного типа II, но также существует в других типах клеток, таких как нейроны и клетки миокарда. Следовательно, блокирование экспрессии и активности ACE2 может обеспечить защитные эффекты против инфекции COVID-19 [3].

Как указывалось ранее, СД увеличивает осложнения COVID-19 и риск смертности, связанной с COVID-19. Текущие данные показывают, что пациенты с СД более склонны испытывать тяжелые симптомы и осложнения, чем пациенты без СД, из-за COVID-19 [5]. Одна из гипотез состоит в том, что гипергликемия облегчает проникновение вируса в клетки, поскольку и ACE2, и вирус нуждаются в глюкозе для своей функции. Хотя для понимания точного взаимодействия между COVID-19 и СД требуются дополнительные исследования, мы рассмотрели потенциальные молекулярные механизмы, задействованные с точки зрения клеточной биологии.

Воспалением и активация иммунной защиты. COVID-19 - вирусная инфекция, характеризующаяся бурными воспалительными реакциями и более высокими уровнями циркулирующих цитокинов. Эти штормы часты у пациентов с тяжелыми стадиями COVID-19 [2]. Клинические данные демонстрируют, что у пациентов с COVID-19 нарушена активность иммунной системы, особенно в критическом состоянии. Многие из жертв COVID-19, похоже, больше страдают от гиперактивности своей иммунной системы. Таким образом, снижение воспалительного ответа является потенциальной стратегией лечения COVID-19 [3]. Из-за наличия хронического воспаления при СД это может быть потенциатором воспалительных реакций и повышать вероятность воспалительных бурь у пациентов с COVID-19 [4]. Пациенты с диабетом, связанным с COVID-19, потенциально имеют более высокий уровень воспалительных реакций.  Таким образом, хроническое воспаление слабой степени, обычно наблюдаемое у пациентов с диабетом, увеличивает вероятность воспалительных бурь, приводящих к более серьезному повреждению тканей [4].

Окислительный стресс. Окислительный стресс относится к дисбалансу между видами свободных радикалов и эффективностью систем антиоксидантной защиты в пользу свободных радикалов. Он играет важную роль в патофизиологии различных осложнений СД, а также вирусных респираторных заболеваний [5]. Помимо повреждения различных биологических молекул в дыхательных путях, эта патологическая среда запускает и развивает другие молекулярные механизмы, вовлеченные в респираторные инфекции, такие как неконтролируемый апоптоз или некротические процессы [3]. Использование антиоксидантных добавок иногда может помочь в качестве адъювантной терапии при лечении некоторых респираторных инфекций [5]. Было показано, что СД связан с генерацией избыточных свободных радикалов [1]. Неконтролируемый сахарный диабет вызывает окислительный стресс с помощью, по меньшей мере, десяти молекулярных механизмов, таких как дисфункция митохондрий, ослабление клеточных антиоксидантных элементов, автоокисление глюкозы, гликирование и связанные с ним пути, перекисное окисление липидов, активация ферментов генератора свободных радикалов, путь полиола (сорбита), изоформы протеинкиназы С. , гексозаминовый путь и изменения окислительно-восстановительного состояния [2]. Эта окислительная среда участвует в большинстве вирусных инфекций и может повышать патогенность вирусов, таких как коронавирусы. Поскольку SARS-CoV-2 использует аппарат клетки-хозяина для их репликации и распространения, среда клеток-хозяев является решающим фактором инфекционности патогенов-захватчиков, а окислительная среда является одним из основных факторов, способствующих репликации коронавируса в клетках-хозяевах. [4]. Кроме того, окислительный стресс активирует другие патофизиологические пути, такие как воспаление и некроз, и способствует последующим молекулярным механизмам, таким как митоген-активируемая протеинкиназа (MAPK), которые усиливают прогрессирование вирусной инфекции в ткани [3]. Более того, окислительный стресс может способствовать проникновению коронавируса в клетки за счет изменения пути их проникновения. Например, свободные радикалы оказывают значительное влияние на трансмембранную протеазу серин 2, первичный белок, участвующий в проникновении неэндосомного вируса, и изменяют его распределение. Следовательно, окислительный стресс в клетках-хозяевах является ключевым детерминантным фактором проникновения, репликации и патогенеза коронавируса [5].

Глюкотоксичность. Токсическое воздействие избыточного количества глюкозы на различные метаболические пути, которое обычно наблюдается при неконтролируемом СД, известная как глюкотоксичность [3]. Этот патологический процесс нарушает гомеостаз глюкозы в направлении путей, таких как полиол, гексозамин или сорбитол, в гипергликемической среде. Кроме того, это обычно сопровождается активацией белков, участвующих в клеточных повреждениях, таких как проапоптотические рецепторы и рецепторы смерти, каспазы и TLR, и активацией молекулярных путей, таких как c-Jun NH2-терминальная киназа-1 (JNK), Bax / Bcl2 и PKR-подобная ER киназа (PERK) в различных тканях [ 68 , 69]. Глюкотоксичность также может вызывать другие патофизиологические механизмы, такие как окислительный стресс, воспаление, фиброз, апоптоз и некроз во многих тканях [2]. Следовательно, в настоящее время принято, что глюкотоксичность играет важную косвенную роль в гипергликемии-зависимых гистологических повреждениях в различных тканях, включая легкие и дыхательные пути.

Можно предположить, что COVID-19 вызывает повреждение тканей в среде диабетиков, по крайней мере, частично, это связано с глюкотоксичностью, которая может возникать и способствовать другим патофизиологическим механизмам [3].  Следовательно, поддержание гомеостатического состояния глюкозы у этих пациентов может заметно предотвратить серьезность инфекции COVID-19 и снизить уровень травм и смерти за счет предотвращения повреждений клеток, вызванных глюкотоксичностью.

Система РААС. Ренин-ангиотензин-альдостероновая система (РААС) – это гормональная система, отвечающая за гомеостаз воды и электролитов, а также за поддержание системного сосудистого сопротивления [3]. Эта система запускается высвобождением ренина из почек с последующим расщеплением ангиотензиногена на ангиотензин I (АНГ I) ренином. АНГ I впоследствии превращается в ангиотензин II (АНГ II) ангиотензин-превращающим ферментом (ACE) преимущественно на поверхности сосудистых эндотелиальных клеток легких (а также проксимальных почечных канальцев). В то время как ACE катализирует это превращение, ACE2 противодействует этой активности, увеличивая АНГ I и уменьшая активные уровни АНГ II [5]. АНГ II - главные конечные эффекторы этой системы и мощный сосудосуживающий пептид. Он действует в основном через связывание с двумя типами рецепторов, называемыми типом 1 (AT1) и типом 2 (AT2). Кроме того, он вызывает высвобождение альдостерона, другого гормона, участвующего в гомеостазе электролитов [3].

SARS-CoV2 тесно взаимодействует с активностью РААС. SARS-CoV2 проникает в клетки посредством связывания с белком S рецепторов ACE2, и, следовательно, в недавних исследованиях, проводимых в США были предложены фармакологические агенты, модулирующие активность РААС для управления пандемией COVID-19. Было показано, что пациенты, инфицированные SARS-CoV2, связаны с различной степенью изменения активности РААС. С другой стороны, пациенты с СД имеют определенную степень изменений в функциях РААС и широко используют ингибиторы АПФ или БРА (блокаторы рецепторов ангиотензина) для профилактики или лечения сосудистых заболеваний, вызванных диабетом [3]. Кроме того, эти препараты неоднократно оказывали положительное влияние на легочные осложнения и риск легочной инфекции у пациентов с гипертонией с измененной функцией РААС по сравнению с людьми с нормальным давлением [4]. Таким образом, можно предположить, что пациенты с СД более склонны к более тяжелым степеням COVID-19, по крайней мере, частично из-за их измененных функций РААС, которые могут способствовать проникновению вируса в клетки.

В дополнение к вышеупомянутым основным механизмам могут быть задействованы другие возможные пути с ограниченными доказательствами, такие как митохондриальная дисфункция у пациентов с СД. Нарушение функции митохондрий - обычное явление при плохо контролируемом СД [5]. Нарушение функции митохондрий также возникает при вирусных инфекциях, таких как коронавирусы. Это может быть возможной связью между СД и тяжестью COVID-19. Кроме того, повышение риска фиброза, присутствующего как у пациентов с СД, так и у пациентов с COVID-19, является еще одним потенциальным звеном [1].

 

Список литературы:
1. E. Maddaloni, R. Buzzetti / “Covid-19 and diabetes mellitus: unveiling the interaction of two pandemics,”/ Diabetes/Metabolism Research and Reviews / С. 356-361 – 2020.
2. R. Muniyappa and S. Gubbi / COVID-19 pandemic, corona viruses, and diabetes mellitus / American Physiological Society, Rockville/ С. 953-958 – 2020.
3. Z. T. Bloomgarden / “Diabetes and COVID-19,” Journal of Diabetes/ С. 347-348 – 2020.
4. W. Wang, Y. Xu, R. Gao et al./ “Detection of SARS-CoV-2 in Different Types of Clinical Specimens,”/ Jama, С. 323 – 2020.
5. D. Baud, X. Qi, K. Nielsen-Saines, D. Musso, L. Pomar, and G. Favre / “Real estimates of mortality following COVID-19 infection” / The Lancet Infectious Diseases/ С. 773-775 – 2020.