XV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2023

Цель исследования: изучить влияние коронавирусной инфекции на сердечно-сосудистую систему.

Введение

Во время пандемии, которая вызвана коронавирусной инфекцией, особую группу риска составляют пациенты с сердечно-сосудистыми заболеваниями. Одно из опасных обострений на сердце после COVID-19 является миокардит. Это воспалительный процесс, который не проявляется сразу, но в дальнейшем приводит к серьезным проблемам из-за того, что затрагивает мышечные ткани сердца. Причин много, но основные – это лихорадка, интоксикация. Этот процесс нарушает стабильность сердца, вследствие чего возникает тахикардия, она увеличивается при физических нагрузках. Поэтому пациенты, даже те, у которых ранее не имелись проблемы с сердцем, чаще всего, после COVID-19 жалуются на плохую переносимость физических нагрузок. Распространение коронавирусной инфекции- это опасность для людей с имеющимися хроническими заболеваниями. В случае тяжелого течения может произойти летальный исход.

SARS-CoV-2 является штаммом коронавирусов, который выявлен в 2019 году и вызвал опасное инфекционное заболевание.

Передается данное заболевание воздушно-капельным, контактным или воздушно-пылевым путем. Данный вирус проникает в клетки эндотелия, выстилающие кровеносные сосуды человека и прикрепляется к белку АСЕ2, который разрушает эти клетки и вызывает уменьшение кровоснабжения сердца, повреждает сердечную ткань, следовательно, появляется риск воспаления. Также под действием вируса SARS-CoV-2 нарушается свертываемость крови, образуются тромбы. Образование тромбов может привести к инфаркту или тромбоэмболии легочной артерии. Кроме повреждения эндотелия сосудов тромбоз может быть вызван и иммунным ответом организма на инфекцию.

Во время проникновения вируса SARS-CoV-2 в клетку имеют огромную роль ионы кальция, т.к. вирусу необходимо два иона кальция для слияния с клеткой во время входа, некоторые блокаторы кальцовых каналов, уменьшаю проникновения вируса в клетку [1]. SARS-CoV-2 вызывает ряд патофизиологических процессов, включающих гиперсимпатикотонию, гиперкоагуляцию, системное воспаление, эндотелиальную дисфункцию [1, 2].

Влияние вируса COVID-19 на сердце

SARS-CoV-2, вирус, вызывающий COVID-19, чаще всего поражает легкие, но он также может привести к серьезным проблемам с сердцем.

Повреждение легких, вызванное вирусом, препятствует доступу кислорода к сердечной мышце, что, в свою очередь, повреждает ткани сердца и препятствует его доставке кислорода к другим тканям.

Кроме того, организм реагирует на вирус, формируется воспалительный процесс как защитная реакция для борьбы с вирусом. Слишком сильное воспаление может еще больше повредить сердце или нарушить его электрическую активность, что может снизить его насосную способность или привести к нарушению сердечного ритма или усугубить существующую аритмию.

Как у взрослых, так и у детей и подростков высокий уровень воспаления называется мультисистемным воспалительным синдромом, он может особенно негативно влиять на сердце.

У некоторых людей, серьезно больных COVID-19, образуется множество мелких тромбов по всему телу, в том числе в сердце, что также может привести к повреждению. Исследователи считают, что слишком сильное воспаление может вызывать тромбообразование в сосудах сердца, что может привести к нарушению микроциркуляции в сердечной мышце и возникновению приступов стенокардии.

Повреждение сердца может быть, как прямым, так и косвенным. Когда коронавирус поражает другие органы, такие как почки, легкие и печень, увеличивается и нагрузка на сердце. Но вирус может напрямую поражать клетки сердечной мышцы, ослабляя их и ограничивая их способность к окращению всего через 72 часа. Формируется множество осложнений, включая миокардит, аритмии, кардиомиопатию и сердечную недостаточность.

Поскольку COVID-19 снижает функцию легких, это может вызвать гипоксемию, а затем и гипоксию миокарда.

Механизмы поражения миокарда при COVID-19

В механизме острого повреждения миокарда, которое вызвано SARS-CoV-2, ведущую роль имеет АПФ-2, который экспрессируется в сердце.

Исследователи утверждают, что блокада ренин-ангиотензин-альдостероновой системы способна повысить экспрессию АПФ-2. Кроме блокады ренин-ангиотензин-альдостероновой системы, статины и физические нагрузки повышают экспрессию АПФ-2.

SARS-CoV-2 может прямо инфицировать кардиомиоциты из-за рецепторов АПФ-2, вследствие этого возникает повреждение миокарда и воспаление. Этот механизм повреждения миокарда при коронавирусной инфекции хорошо показан при аутопсии сердца. Аутопсии у больных, умерших в результате COVID-19, свидетельствуют о воспалительных инфильтратах, состоящих из макрофагов и Т-клеток. Эти мононуклеарные инфильтраты соединяются с областями некроза кардиомиоцитов, это определяет наличие миокардита.

Следовательно, миокардит представляет из себя основную причину острого повреждения миокарда у пациентов с COVID-19.

Опознавание механизмов входа в клетки SARS-CoV-2 помогает облегчить изобретение лекарственных средств, которые нацелены на различные этапы жизненного цикла вируса. Мембрана клетки-хозяина нужна для предупреждения инфекции, выступая как барьер между вирусной частицей и внутриклеточным сайтом репликации вируса [2].

Проникновение коронавируса в клетку — это подвижный, многоэтапный последовательный процесс. Эти вирусы обретают доступ к клеткам-мишеням методом связывания с рецепторами клеточной поверхности с следующим слиянием мембран, опосредованным многофункциональным гибридным белком [1].

Имеются подтверждения роли клеточных эндоцитарных путей в вторжении вирусов в клетки хозяина.

Распознавание рецепторов клетки хозяина, механизма структурного связывания и пути переноса вируса будут способствовать разработке лекарственных агентов против SARS-CoV-2.

Другие механизмы повреждения миокарда включают: тяжелую гипоксемию, обусловленную респираторной дисфункцией, цитокиновый шторм, микрососудистое повреждение сердца, приводящее к формированию коронарного тромбоза.

АПФ-2 представляет собой мембраносвязанную экзопептидазу, которая играет важнейшую роль в сердечно-сосудистой и иммунной системах. АПФ-2 принимет участие в работе сердца, а также способствует развитию артериальной гипертензии и сахарного диабета.

Подтверждено, что АПФ-2 обладает схожестью с S-гликопротеинами SARS-CoV-2. Патологический процесс при SARS-CoV-2 начинается со связывания spike-белка вируса с АПФ-2, который экспрессируется в сердце и легочной ткани.

SARS-CoV-2 в основном поражает эпителиальные клетки альвеол, это приводит к острым респираторным заболеваниям [2].

Рассмотрим основные клинические варианты повреждения миокарда у пациентов, инфицированных коронавирусом.

Миокардит

Это тяжелая нозологическая форма поражения сердечной мышцы. У пациентов развитие миокардита происходит спустя одну- две недели после проявления начальных симптомов заболевания. Для диагностики используются лабораторные и инструментальные методы. Преимущественное лабораторное значение имеют ряд маркеров: высокочувствительный тропонин, миокардиальная фракция креатинфосфокиназы, а также лактатдегидрогеназа. Из инструментальных методов для диагностики миокардитов используются электрокардиография, эхокардиография и МРТ миокарда. ЭКГ помогает выявить и определить тяжесть повреждения миокарда, которое может повлиять на нарушение ритма и проводимости, нарушения процессов реполяризации. При ЭхоКГ выявляются изменения стенки левого желудочка, а точнее ее истончение, дилатация полостей сердца, снижение глобальной фракции выброса, нарушения локальной сократимости и деформации миокарда, признаки диастолической дисфункции ЛЖ, которые представляют дополнительную основу верификации миокардитов. МРТ сердца оценивает структурные и функциональные изменения сердечной мышцы [3].

Аритмия

В следствие вирусной инфекции, которая связана с метаболической дисфункцией, гипоксией клеток, воспалением миокарда, ацидозом, нарушением нейрогуморальной регуляции и активации симпатической части вегетативной нервной системы, может сформироваться нарушение ритма и проводимости: фибрилляция предсердий, блокады проводящей системы сердца, желудочковая тахикардия и фибрилляция желудочков [4].

Острый коронарный синдром

Острый коронарный синдром включает в себя острое повреждение сердца, предсердные и желудочковые аритмии, тромбоэмболические осложнения, нарушение гемодинамики, а также острую сердечную смерть [5, 6, 7]. Клиническими признаками острого повреждения сердца являются одышка, боль в груди, тахикардия, увеличение уровня тропонина и региональные нарушения сократимости миокарда или общая дисфункция левого желудочка с понижением, либо повышением сегмента ST или аномалией зубца T на ЭКГ. Поражение сердца у пациентов с COVID-19 может быть следствием как острой обструкции коронарных артерий, так и сформироваться без нее. [8].

Сердечная недостаточность – нередкое осложнение COVID-19, наблюдаемое у 20% больных с тяжелыми формами заболевания, что в 50% случаев приводит к смерти [9].

К причинам сердечной недостаточности можно отнести также имеющиеся коморбидные состояния, и вирус- или сепсис-ассоциированные поражения миокарда.

Поражения миокарда при COVID-19 сопровождаются высокими концентрациями специфических биомаркеров: высокочувствительного тропонина и N-концевого про-мозгового натрийуретического пептида, факторов свертывания крови (фибриноген) и маркеров воспаления (С-реактивный белок, ферритин, интерлейкин-6, лактатдегидрогеназа).

Неблагоприятный прогноз также может быть ассоциирован с завышенными уровнями в сыворотке крови провоспалительных хемокинов и цитокинов: интерлейкинов, интерферона-гамма, индуцируемого интерфероном белка, и моноцитарного хемоаттрактантного белка-1, которые рекрутируют моноциты, макрофаги и Т-клетки в месте инфекции, тем самым способствуя прогрессирующему повреждению и разрушению тканей миокарда [10].

Цитокиновый шторм - реакция воспалительного характера, при которой количество цитокинов в крови резко увеличивается, это приводит к атаке иммунитета на клетки и ткани собственного организма, в результате разрушаются ткани и органы, что может привести к пациента.

У пациентов с тяжелыми формами COVID-19 цитокиновый шторм выражается в виде увеличения главным образом интерлейкина-6, растворимого рецептора интерлейкина-2 и фактора некроза опухолей-альфа [10].

Интерлейкин-6 — один из ведущих, легко индуцируемых провоспалительных цитокинов, секретируемых многообразными типами клеток, включая моноциты, фибробласты, лимфоциты и гладкомышечными клеткам.

Повреждение миокарда, связанное с гипоксией миокарда при COVID-19

Инфекция SARS-CoV-2 может быть связана с повреждением миокарда за счет увеличения потребности миокарда в кислороде и снижения снабжения миокарда кислородом.

Повреждение миокарда является вторичным по отношению к дисбалансу снабжения и потребности миокарда в кислороде без разрыва атеросклеротической бляшки, что называется инфарктом миокарда 2 типа.

Гипоксия, вызванная тяжелыми респираторными осложнениями (дыхательная недостаточность), часто встречается при повреждении миокарда у пациентов с COVID-19.

Гипоксия, вызванная дыхательной недостаточностью, может создать дополнительную нагрузку на сердце и связана с увеличением биомаркеров повреждения миокарда, что приводит к ухудшению прогноза.

Уменьшение снабжения кислородом снижает гидролиз аденозинтрифосфата (АТФ), значительно снижает поступление энергии для клеточного метаболизма, усиливает анаэробный гликолиз и вызывает внутриклеточный ацидоз. Свободные радикалы кислорода повреждают фосфолипидный слой клеточной мембраны, что приводит к повреждению клеточной мембраны и митохондрий, тем самым еще больше снижается синтез АТФ. Дисбаланс между повышенной потребностью в кислороде и сниженным поступлением, вероятно, вызывает субэндокардиальную ишемию. В то же время индуцированный гипоксией приток ионов кальция также приводит к повреждению кардиомиоцитов и апоптозу.

Гипотензия является общим клиническим признаком сепсиса и синдрома цитокинового шторма и может также снижать снабжение миокарда кислородом.

Кроме того, системная инфекция и лихорадка увеличивают метаболические потребности периферических тканей и органов-мишеней, тем самым вызывая патологическое ремоделирование сердца и фиброз, приводящие к развитию сердечной недостаточности и ранней смерти инфицированных больных [4].

Заключение

COVID-19 часто является причиной таких осложнений со стороны сердечно-сосудистой системы, как миокардит, аритмия, острый коронарный синдром, сердечная недостаточность. Смертность от этой вирусной инфекции выше у пожилых людей и у пациентов с отягощенным коморбидным фоном, прежде всего с сопутствующими сердечно-сосудистыми заболеваниями. Правильное понимание повреждения сердца при COVID-19 имеет положительное значение для раннего распознавания патологического процесса, быстрой диагностики и эффективного медикаментозного вмешательства, а также оказывает существенное влияние на снижение смертности от повреждения миокарда у пациентов с COVID-19.

Списоклитературы

1. Talasaz A. H., Kakavand H., Van Tassell B. Cardiovascular Complications of COVID-19: Pharmacotherapy Perspective // Cardiovasc Drugs Ther. 2021. vol. 35. no. P. 249-259. DOI: 10.1007/s10557-020-07037-2

2. Porzionato A., Emmi A., Barbon S. Sympathetic activation: a potential link between comorbidities and COVID-19 // FEBS J. 2020. vol. 287. no. P. 3681-3688. DOI: 10.1111/febs.15481

3. Guzik TJ, Mohiddin SA, Dimarco A, Patel V, Savvatis K, MarelliBerg FM. COVID-19 and the cardiovascular system: implications for risk assessment, diagnosis, and treatment options. Cardiovascular Research. 2020. vol. 116. no. P. 1666-1687. DOI: 10.1093/cvr/ cvaa106

4. Wang D, Hu B, Hu C, Zhu F, Liu X, Zhang J. Clinical Characteristics of 138 Hospitalized Patients With 2019 Novel Coronavirus–Infected Pneumonia in Wuhan, China. JAMA. 2020. vol.323. no. P. 1061–1069. DOI: 10.1001/jama.2020.1585

5. Hendren NS, Drazner MH, Bozkurt B, Cooper LT Jr. Description and proposed management of the acute COVID-19 cardiovascular syndrome. Circulation. 2020. vol. 141. no. P. 1903-1914. DOI: 10.1161/CIRCULATIONAHA.120.047349

6. Fried JA, Ramasubbu K, Bhatt R, Topkara VK, Clerkin KJ, Horn E, Rabbani L, Brodie D, Jain SS, Kirtane AJ, Masoumi A, Takeda K, Kumaraiah D, Burkhoff D, Leon M, Schwartz A, Uriel N, Sayer G. The variety of cardiovascular presentations of COVID-19. Circulation. 2020. vol.141. no. P. 1930-1936. DOI: 10.1161/CIRCULATIONAHA.120.047164

7. Shi S, Qin M, Shen B, Cai Y, Liu T, Yang F, Gong W, Liu X, Liang J, Zhao Q, Huang H, Yang B, Huang C. Association of cardiac injury with mortality in hospitalized patients with COVID-19 in Wuhan, China. JAMA Cardiology. 2020. vol. 5. no. P.802-810. DOI: 10.1001/jamacardio.2020.0950

8. Saeed S, Tadic M, Larsen TH, Grassi G, Mancia G. Coronavirus disease 2019 and cardiovascular complications: focused clinical review. Journal of Hypertension. 2021. vol. 39. no. P. 1282-1292. DOI: 10.1097/HJH.0000000000002819

9. Lang JP, Wang X, Moura FA, Siddiqi HK, Morrow DA, Bohula EA. A current review of COVID-19 for the cardiovascular specialist. American Heart Journal. 2020. vol. 226. no. P. 29-44. DOI: 10.1016/j.ahj.2020.04.025

10. Pons S, Fodil S, Azoulay E, Zafrani L. The vascular endothelium: the cornerstone of organ dysfunction in severe SARS-CoV-2 infection. Critical Care. 2020. vol. 24. no. P. 353. DOI:

Код для цитирования: Скопировать