Деметриос Петракис

1 Лаборатория по токсикология, Медицинско училище, Университет на Крит, 71409 Ираклион, Гърция

фактор

Дениса Маргине

2 Университет по медицина и фармация „Карол Давила“, Фармацевтичен факултет, Катедра по биохимия, 020956 Букурещ, Румъния

Константинос Царухас

3 Катедра по кардиология, Университетска болница в Лариса, 41110 Лариса, Гърция

Фотиос Текос

4 Катедра по биохимия-биотехнологии, Университет в Тесалия, 41500 Лариса, Гърция

Мириана Стан

5 Университет по медицина и фармация „Карол Давила“, Фармацевтичен факултет, Катедра по токсикология, 020956 Букурещ, Румъния

Драгана Никитович

6 Лаборатория по хистология-ембриология, Медицински факултет, Университет на Крит, 71003 Ираклион, Гърция

Деметриос Куретас

4 Катедра по биохимия-биотехнологии, Университет в Тесалия, 41500 Лариса, Гърция

Demetrios A. Spandidos

7 Лаборатория по клинична вирусология, Медицинско училище, Университет на Крит, 71110 Ираклион, Гърция

Аристидис Цацакис

1 Лаборатория по токсикология, Медицинско училище, Университет на Крит, 71409 Ираклион, Гърция

Свързани данни

Резюме

Коронавирусите (CoVs), обвити с РНК вируси с положителен смисъл, са група вируси, които причиняват инфекции в дихателните пътища на човека, които могат да се характеризират клинично от леки до фатални. Тежкият остър респираторен синдром коронавирус 2 (SARS-CoV-2) е отговорен за вируса. Глобалното разпространение на COVID-19 може да бъде описано като най-лошата пандемия в човечеството през последния век. Към днешна дата COVID-19 е заразил над 3 000 000 души по целия свят и е убил над 200 000 души. Всички възрастови групи могат да бъдат заразени от вируса, но по-сериозни симптоми, които евентуално могат да доведат до смърт, се наблюдават при по-възрастните хора и тези с основните заболявания като сърдечно-съдови и белодробни заболявания. Новите данни отчитат по-тежки симптоми и дори отрицателна прогноза за пациентите със затлъстяване. Все повече доказателства свързват затлъстяването с COVID-19 и са замесени редица механизми от затихване на активността на имунната система до хронично възпаление. Липидната пероксидация създава реактивни липидни алдехиди, които при пациент с метаболитно разстройство и COVID-19 ще повлияят на неговата прогноза. И накрая, свързаното с бременността затлъстяване трябва да бъде проучено допълнително във връзка с COVID-19, тъй като тази инфекция може да представлява висок риск както за бременни жени, така и за плода.

1. Въведение

Настоящата пандемия на SARS-CoV-2 предизвиква до безпрецедентна степен здравните системи по света (1); научната общност беше подложена на тест, за да оцени рисковите фактори, свързани с вирусната реакция, тъй като най-чувствителните пациенти по отношение на дихателния отговор към патогена са тези, които са задължително дисбалансирано здравословно състояние.

Затлъстяването е едно от най-важните условия, което увеличава експоненциално риска от смъртност на пациентите с ТОРС-CoV-2 (2); Центърът за контрол и превенция на заболяванията (CDC) определя най-важните групи с по-висок риск от тежко заболяване, като отбелязва, че освен затлъстяване, астма, хронично белодробно заболяване, диабет, сериозни сърдечни заболявания, хронично бъбречно заболяване, тежко затлъстяване, възраст 65 години и по-възрастни, хората в домове за възрастни хора или заведения за дългосрочни грижи, имунокомпрометирани и пациенти с чернодробни заболявания са най-уязвими към усложненията. Разглеждайки съответния списък, можем да заключим, че повечето пациенти с висок риск имат често свързани състояния или последици от затлъстяването (диабет, сърдечни заболявания, астма и др.) (3–5).

По-рано беше посочена силната връзка между затлъстяването и усложненията на вирусните инфекции, както за грипния вирус, така и за предишните коронавируси, причиняващи широко разпространени инфекции (ТОРС, MERS). Тази връзка е важна при анализ на резултатите, тъй като има повишено генетично сходство между SARS-CoV-2 (определяне на COVID-19), SARS-CoV (80%) и MERS-CoV (50%) (6). Проучванията показват, че пациентите със затлъстяване са изложени на по-висок риск от постъпване в болница, независимо от техния вирусен статус, а също така, пациентите със затлъстяване са изложени на по-висок риск от хоспитализация в сравнение с нормо-пондералните, когато са засегнати от грип.

2. Затлъстяване и метаболитната връзка с COVID-19

Литературните данни твърдят, че има пряка метаболитна връзка между състоянието на възпаление (като това, свързано с диабет и метаболитен синдром) и „цитокиновата буря“, допринасяща за респираторния спад на пациентите с COVID-19. Постъпването на вируса в клетката се медиира от ACE2 ектоензима, разположен на клетъчната повърхност в белите дробове и от сериновата протеаза TMPRSS2; по този начин, корелацията със системата ренин-ангиотензин е очевидна. Всъщност активността на АСЕ1 се повишава и АСЕ2 се инхибира; докато ангиотензин II активира ангиотензиновите рецептори 1 и 2 (AT1R, AT2R), медиирайки провъзпалителен отговор и последващо повишаване на съдовата пропускливост. Важно е, че този метаболитен дисбаланс се влошава от съществуващ диабет или хипертония, обичайни последици от затлъстяването (9,10). Освен това някои лекарства, често използвани за лечение на усложнения при пациенти със затлъстяване (като антихипертензивни средства, статини, тиазолидиндиони), имат тенденция да регулират АСЕ2 нагоре, като по този начин увеличават поглъщането на вируси (11–13). Предишни предклинични проучвания върху животински модел показват, че връзката на диабета с MERS-CoV намалява способността на организма да се ангажира с ефективен имунен отговор и предизвиква лошо възстановяване след заболяване (14).

Тежестта на заболяването от затлъстяване е очевидна при хоспитализирани пациенти с COVID-19 и има силна връзка с развитието на големи и летални усложнения, свързани със затлъстяването. Обезогенните съпътстващи заболявания (15,16) се превърнаха в основни здравословни проблеми при хоспитализираните пациенти, включително повишена инсулинова резистентност (17–20) и диабет тип 2 (21), мастни чернодробни заболявания (22,23), съдови възпаления и коронарна болест на сърцето (24, 25), имунни заболявания (26), риск от мозъчна исхемия и мозъчно увреждане (27), атеросклеротични съдови заболявания и миокарден инфаркт (28), както и рак (29). Мастната тъкан и адипоцитите произвеждат лептин и други молекули, които влияят върху сърдечно-съдовата функция. Производството на тези вещества се извършва чрез различни ендокринни, автокринни и паракринни механизми и се смята, че води до цитокин-медиирани възпалителни промени в черния дроб и системно възпаление и атеросклероза (30–33).

Белодробната тъкан е най-чувствителната човешка тъкан в интензивно отделение (ICU) пациенти с COVID-19. Системната хипоксия, дължаща се на намалени белодробни функции, повишени адипокини и цитокини, изменения на микробиомите в червата (60) и белите дробове (61) (62), сърдечно-белодробни, съдови и епителни усложнения поради хронична обструктивна белодробна болест (63) хоспитализирани пациенти с болест на COVID-19, съобщени в провинция Zhanjiang (64) и провинция Jiangsu, Китай (65), както и в Ню Йорк, САЩ (66). Petrilli et al посочват, че при пациентите с интензивно отделение с COVID-19 най-висок риск имат тези на възраст ≥75 години, индекс на телесна маса (ИТМ)> 40 и сърдечна недостатъчност. Нещо повече, силните критични параметри на заболяването бяха прием на кислород за насищане 2500, феритин> 2.500, както и С-реактивен протеин (CRP)> 200.

3. Възраст и затлъстяване

През март 2020 г. (1) беше публикуван преглед за огнището през 2019 г. (COVID-19), подкрепящ, че „смъртността от COVID-19 се оказва по-висока от предишните епидемии поради международната плътност на пътуванията и имунната наивност на населението“. При пациенти със затлъстяване с COVID-19 мастната тъкан взаимодейства с имунната система, улеснявайки тежестта и леталността на заболяването чрез биохимично, молекулярно, клетъчно, както и имунно взаимодействие.

Световната здравна организация (СЗО) характеризира огнището на COVID-19 и „епидемията“ от затлъстяване като международни извънредни ситуации в областта на общественото здраве. Глобалните клинични и епидемиологични наблюдения потвърждават, че CoVs могат да причинят по-тежки симптоми и усложнения при хора със състояния, свързани със затлъстяването. В действителност, Wu et al (4) установяват корелацията между предизвиканата от затлъстяването имунна недостатъчност и неблагоприятните резултати от COVID-19.

4. Затлъстяване и възпаление

Имунологично затлъстяването се характеризира като хронично субклинично възпалително болестно образувание, което може да повлияе на имунния отговор на инфекциозни заболявания чрез директни, индиректни и епигенетични (73,74) механизми. Evans et al (75) описват различни цитокини, свързани с мастната тъкан (адипокини), които се произвеждат и освобождават пропорционално на количеството висцерална мастна тъкан в тялото. Серумният амилоид-А е адипокин, секретиран от адипоцити, който може да действа директно върху макрофагите, за да увеличи тяхното производство на възпалителни цитокини като фактор на туморна некроза (TNF) -α, интерлевкин (IL) -1 и IL-6 и резистин ( 22,23,75). Всъщност Alam et al (76) докладват подробно, че по-голямата част от съответните адипокини са възпалителни медиатори като IL-8, PAI-1, MCP-1, IL-6, IL-1Ra, TNF-α, sTNFRII и IL -18.

В допълнение, IL-8, IL-10, интерферон гама (IFN-γ) и индуцируем протеин 10 (IP-10 или CXCL10) са показани, че са свързани с прекомерно телесно тегло (77). Индуцираното от затлъстяването производство на адипокин като съотношение лептин/адипонектин увеличава инсулиновата резистентност при диабет тип 2, което води до невъзможност да се усети и открие ситост на лептина в дъгообразното ядро ​​на медиобазалния хипоталамус (78). Нещо повече, неблагоприятните ефекти са очевидни, въпреки големите енергийни запаси, върху глада, употребата на хранителна енергия, физическите упражнения и енергийния баланс, както и върху медиирания от хипокампуса дефицит в функциите на обучение и памет (79). Освен това продължителните IFN отговори по време на персистиращо хронично възпаление и обезогенеза включват реципрочна причинно-следствена връзка между чувствителността към вируса и затлъстяването (80). Допълнителните епигенетични сигнатури при затлъстяване също се променят, включително нивата на метилиране и/или ацетилиране на хистон в гени, участващи в специфични и общи метаболитни процеси, променяйки по този начин метаболитния фенотип на потомството (81–83). Въпреки че не съществува специфична терапия, която да блокира ефектите на тези фактори, признаването на високия риск и предвиждането на свързаните с възпалението усложнения на освобождаването на адипокин е важна част от оптималното управление на пациента.

5. Затлъстяване и имунен отговор

Затлъстяването може да намали функционалността на имунните клетки, да предизвика дисбаланс на чревния микробиом/виром, възпалителен цитокинов фенотип и да увеличи антивирусната, антимикробната и антикоагулантната резистентност, както е показано на фиг. При деца с наднормено тегло, антителата срещу тетанус IgG са значително по-ниски в сравнение с контролите с нормално тегло поради хроничното възпаление с ниска степен, изразено от по-високите нива на IL-6 (84). По същия начин изследователи съобщават в проучване от 2019 г., че намаляването или елиминирането на храна при възрастни с наднормено тегло/затлъстяване може да доведе до намалена концентрация на IgG с течение на времето (85).