коронавирус попадает в мозг
Влияние ковида на нервную систему
Неврологические осложнения стали важной причиной заболеваемости и смертности в условиях продолжающейся пандемии COVID-19. Первоначально считалось, что это заболевание ограничивается респираторной системой, но теперь мы понимаем, что коронавирусная болезнь 2019 (COVID-19) также затрагивает множество других органов, включая центральную и периферическую нервную систему. Из-за своего глобального распространения и многофакторных патогенных механизмов COVID-19 представляет глобальную угрозу для всей нервной системы.
Исследования показывают, что аксональный транспорт SARS-CoV-2 в мозг может происходить через решетчатую пластинку, прилегающую к обонятельной луковице, что может привести к симптоматической аносмии.
Кто пострадает от ковида в большей степени?
Дыхательная недостаточность и поражение центральной нервной системы
Первые симптомы ковида
Заболевания периферической нервной системы, вызванные ковидом
Ожидается, что COVID-19 нанесет ущерб нервной системе в долгосрочной перспективе. Представляет интерес оценка возможности нейротропизма и механизмов нейропатогенеза SARS-CoV-2, поскольку они связаны с острыми и хроническими неврологическими последствиями инфекции.
Механизмы повреждения мозга при ковиде
Вирус SARS-CoV-2 попадает в мозг либо гематогенным путем, либо через обонятельную систему. Число признанных неврологических последствий инфекции SARS-CoV-2 быстро увеличивается. Они могут быть результатом различных механизмов, включая индуцированные вирусами гипервоспалительные и гиперкоагуляционные состояния, прямую вирусную инфекцию центральной нервной системы (ЦНС) и постинфекционные иммунно-опосредованные процессы.
ACE2 экспрессируется эпителиальными клетками легких на высоком уровне, что является основной мишенью заболевания, как видно из посмертной ткани легких пациентов, умерших от COVID-19, что выявляет диффузное альвеолярное повреждение с клеточными фибромиксоидными экссудатами с двух сторон. Для сравнения, ACE2 экспрессируется на низком уровне эндотелиальными клетками сосудов сердца и почек, но также может быть мишенью вируса в тяжелых случаях COVID-19. Интересно, что инфекция SARS-CoV-2 подавляет экспрессию ACE2, что также может играть важную патогенную роль в COVID-19. Важно отметить, что таргетирование на ось ACE2 / Ang 1-7 и блокирование взаимодействия ACE2 с белком S SARS-CoV-2 для сдерживания инфекции SARS-CoV-2 становятся очень привлекательным терапевтическим потенциалом для лечения и профилактики COVID-19.
Профилактика поражения центральной нервной системы при ковиде
Из-за защитных эффектов ACE2 в отношении хронических основных заболеваний и острого респираторного синдрома разработка вакцины на основе шипового белка и препаратов, повышающих активность ACE2, может стать одним из наиболее многообещающих подходов к лечению COVID-19 в будущем
Ученые выяснили, как SARS-CoV-2 попадает в мозг
SARS-CoV-2 проникает в мозг через слизистую оболочку носа и обонятельный нерв, сообщают исследователи из Берлинского университета имени Гумбольдта. Это удалось выяснить благодаря вскрытию пациентов, умерших от COVID-19. Исследование было опубликовано в журнале Nature Neuroscience.
SARS-CoV-2 не только поражает легкие, но вызывает и неврологические проблемы — каждый третий пациент жалуется на потерю обоняния и вкуса, головную боль, усталость, тошноту. Ранее уже сообщалось, что причиной этого может быть проникновение вируса в мозг, но то, как вирус в него попадает, подробно не изучалось.
Исследователи вскрыли тела 33 пациентов, умерших от COVID-19, и изучили их слизистую носоглотки, а также взяли образцы тканей мозга. В наибольшем количестве коронавирус присутствовал в слизистой, но и в мозге ученые нашли следы вирусных белков.
«Проникнув в слизистую оболочку, вирус, похоже, использует обонятельный нерв, чтобы достичь мозга», — считает один из авторов исследования доктор Фрэнк Хеппнер.
Обонятельный нерв тянется от слизистой оболочки носа в полость черепа, где переходит в обонятельную луковицу, а она — в обонятельный тракт, и далее до обонятельного анализатора в коре головного мозга. Таким образом, проникнув в клетки нерва, вирус может подняться в мозг и попасть в разные его отделы.
Исследователям удалось получить снимки неповрежденных коронавирусных частиц в слизистой оболочке носа. Однако механизм, с помощью которого они проникают в мозг, еще предстоит изучить более подробно.
«Наши данные позволяют предположить, что вирус движется от одной нервной клетки к другой, чтобы достичь мозга, — объясняет соавтор работы доктор Хелена Радбрух. — Однако вполне может быть, что вирус также передается через кровеносные сосуды — мы обнаружили его следы в стенках кровеносных сосудов мозга».
Также в мозговой жидкости исследователи натолкнулись на иммунные клетки, активировавшиеся после проникновения в мозг вируса.
«Мы считаем, что присутствие вируса в нервных клетках слизистой носа дает хорошее объяснение неврологическим симптомам, обнаруженным у пациентов — таким как потеря обоняния или вкуса, — говорит Хеппнер. — Мы также обнаружили его в тех областях мозга, которые контролируют жизненно важные функции, например, дыхание.
Нельзя исключить, что у пациентов с тяжелой формой COVID-19 наличие вируса в этих областях мозга будет отрицательно влиять на дыхательную функцию, усугубляя проблемы с дыханием, вызванные поражением легких.
Аналогичные проблемы могут возникнуть и с работой сердечно-сосудистой системы».
Также присутствие вируса в мозге способно вызвать бредовые состояния, которые наблюдались у некоторых пациентов. Но их причиной может быть и нехватка в мозге кислорода, обусловленная поражением легких.
«Но, поскольку мы обнаружили SARS-CoV-2 в областях мозга, которые контролируют дыхание, вирус может усугубить состояние», — заключает Хеппнер.
Хеппнер подчеркивает, что ученые работали с пациентами, умершими от тяжелых форм COVID-19, поэтому нельзя наверняка сказать, насколько результаты справедливы для случаев с легкой и умеренной формой. Тем не менее, новые данные позволяют подтвердить более ранние догадки о том, как вирус попадает в мозг.
Профессор Гитте Моос Кнудсен из Университетской клиники Копенгагена отмечает, что такие результаты вполне ожидаемы.
«Проникновение в центральную нервную систему через эпителий носа — распространенный способ вирусов проникать в мозг, SARS-CoV-2 в этом отношении оказался не уникален, — рассуждает она. — В целом, это принципиально не меняет нашего нынешнего понимания механизмов действия этого вируса на мозг».
Ранее американские специалисты установили, что более 80% пациентов с SARS-CoV-2, поступивших в больницы, сталкивались с неврологическими симптомами. Большинство из них были довольно легкими и включали в себя мышечные боли (присутствовали у 45% пациентов на протяжении всей болезни), головные боли (38%) и головокружение (у 30%).
Другим относительно распространенным осложнением в этой группе была энцефалопатия — поражение мозга, чреватое спутанностью сознания, проблемами с памятью и концентрацией. Около 32% госпитализированных пациентов имели этот симптом.
Случаи энцефалопатии были связаны с более высоким риском тяжелого заболевания и смерти, независимо от тяжести других симптомов.
Причину энцефалопатии у пациентов определить не удалось, однако ученые полагают, что к ней может приводить системное воспаление, вызванное COVID-19, а также непосредственное проникновение вируса в нервную систему.
Более тяжелые неврологические осложнения, такие как инсульты, двигательные расстройства и судороги встречались редко — они наблюдались лишь у 0,2-1,4% пациентов.
Корона в голове: SARS-CoV-2 способен вызывать некроз мозга
Российские ученые предупреждают: патоген, вызывающий уханьскую пневмонию, способен проникать через гематоэнцефалический барьер и напрямую разрушать ткани головного мозга. Уже появились описания клинических случаев, когда COVID-19 вызывал у заразившихся некротическую энцефалопатию — критическое поражение главного органа центральной нервной системы. При этом коронавирус может вызывать неврологические осложнения, совсем не повреждая легкие. О нарушениях работы мозга, свидетельствует, в частности, такой симптом, как потеря обоняния. Также патоген способен оказывать негативное воздействие на сердечно-сосудистую систему.
Атака на мозг
У части пациентов с CОVID-19 развиваются серьезные поражения головного мозга, предупреждают медики. Помимо высокой температуры, лихорадки, кашля и затрудненного дыхания, которые традиционно сопровождают коронавирусную пневмонию, у некоторых зараженных наблюдаются психические изменения, обусловленные неврологическими нарушениями. Профессор Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого, руководитель исследований в области молекулярной вирусологии и онкологии Андрей Козлов рассказал «Известиям», что вирусы гриппа и герпеса способны приводить к отмиранию целых участков мозга. Похожая картина наблюдается и с новым коронавирусом.
— В нескольких статьях отмечено, что у некоторых пациентов не было нарушений работы легких, но наблюдалось рассеянное сознание или эпилептические признаки. Вместе с уже отмечавшейся ранее потерей вкуса и обоняния такие симптомы могут указывать на инфицирование коронавирусом тканей мозга, — считает эксперт.
В конце марта врачи из Детройта описали случай некротической энцефалопатии у сотрудницы одной из американских авиакомпаний. Женщина в возрасте около 50 лет была госпитализирована с лихорадкой и кашлем. Помимо этого, у нее наблюдалось спутанное сознание.
Медики провели ряд тестов на грипп, ветряную оспу и лихорадку западного Нила, но все они оказались отрицательными. Мазок, взятый из носоглотки, подтвердил диагноз CОVID-19. Однако из-за нетипичных для коронавируса симптомов женщине было решено сделать КТ и МРТ. На полученных изображениях стали видны очаговые поражения в различных областях головного мозга, в частности, были повреждены височные доли, функции которых связаны с восприятием, анализом и синтезом речи, а также со способностью чувствовать вкусы и запахи. Врачи диагностировали у пациентки острую некротическую энцефалопатию — редкое заболевание, которое развивается на фоне вирусных инфекций, чаще всего гриппа.
Цитокиновый шторм
Энцефалопатия (дистрофическое поражение тканей мозга) может развиваться на фоне того, что клетки иммунной системы зараженного коронавирусом человека начинают активно выбрасывать в кровь цитокины. К этому классу веществ относятся порядка сотни сложных белков, участвующих во многих иммунных и воспалительных процессах человеческого организма, рассказал «Известиям» сотрудник Института биологии ТюмГУ Николай Карпов. Рост концентрации таких белков получил название «цитокиновый шторм».
— В избытке эти вещества способны повреждать стенки сосудов и вызвать кровоизлияния в мозг, что и приводит к развитию тех или иных неврологических симптомов (в зависимости от пораженного отдела), — сообщил эксперт. — Также не исключено, что вирус может проникать сквозь гематоэнцефалический барьер непосредственно в мозговую ткань.
Электронно-микроскопическое изображение размножения коронавируса
По словам ученого, не только коронавирус, но и грипп, а также другие ОРВИ могут вызывать энцефалопатию, однако данное осложнение отмечается редко. Вообще науке известны десятки вирусных заболеваний, которые в определенном проценте случаев дают неврологические осложнения. К примеру, оказывать негативное воздействие на мозг способны вирусы клещевого энцефалита, кори, герпеса 1 и 2 типов и лихорадка Западного Нила, почти все альфавирусы, включая вирус карельской лихорадки (острая инфекция, переносчиками которой считают комаров рода Culex. — «Известия») и многие другие.
Двойной удар
Ученые отмечают, что COVID-19 действительно способен атаковать весь организм, а не только легкие. Особенно часто этот патоген негативно воздействует на сердечно-сосудистую систему, сообщил «Известиям» эксперт Лиги здоровья нации Мехман Мамедов. По его словам, коронавирусная инфекция может вызвать острые осложнения в отношении различных органов и систем, в том числе и мозга, а также влиять на течение хронических заболеваний, вызывая неблагоприятные исходы.
Что же касается воздействия на мозг, то пока это всё же довольно редкий симптом, который еще необходимо изучить.
— Возможно, вирус действительно поражает мозг, — подчеркнул в разговоре с «Известиями» заведующий лабораторией биотехнологии и вирусологии Новосибирского государственного университета, член-корреспондент РАН Сергей Нетесов. — Точное подтверждение этому дадут результаты высококачественных клинических наблюдений опытных и внимательных врачей, которые сейчас принимают активное участие в лечении сотен больных, зараженных COVID-19.
Как ранее писали «Известия», коронавирус нового типа также способен нарушать процесс нормального кроветворения. На основании этого итальянские ученые предложили измерять уровень тромбоцитов в крови пациентов, чтобы предсказать тяжелые формы заболевания.
Неврологические аспекты COVID-19. Тактика ведения пациентов неврологом с учетом эпидемиологической ситуации
Практически сразу после объявления Всемирной организацией здравоохранения пандемии новой коронавирусной инфекции (COVID-19) стали появляться работы, в которых неврологические осложнения наблюдались более чем у 30% заболевших.
Abstract. Almost immediately after a pandemic of a new coronavirus infection (COVID-19) was declared by World Health Organization, we began to see papers which described neurological complications more than in 30% of patients. Neurological manifestations are not leading in the clinic of diseases caused by coronaviruses. However, evolvement of the nervous system is possible shown, and respiratory, sensory, motor, autonomic and other disorders of the central and peripheral nervous system. Structure of virion SARS-CoV-2 determine possible affinity for a number of receptors expressed on the neuronal membrane; viral proteins or genetic material were found in the nervous tissue. Also, COVID-19 can worsen the course of already existed neurological diseases, so, this article provides basic recommendations for management of certain groups of patients with nervous diseases, developed by leading foreign and Russian professional communities. Considering earlier epidemics of other coronavirus infections, neurologists are most likely to encounter cognitive and psychoemotional disorders and other pathologies in the follow-up period. Therefore, it is important to choose appropriate management and monitor the development of early and long-term consequences of neurological manifestations and complications of COVID-19. For citation: Demianovskaia E. G., Kryzhanovskiy S. M., Vasiliev A. S., Shmirev V. I. Neurological aspects of COVID-19. Management of patients with neurological diseases considering epidemiological situation // Lechaschy Vrach. 2021; 2 (24): 54-60. DOI: 10.26295/OS.2021.63.96.011
Резюме. Практически сразу после объявления Всемирной организацией здравоохранения пандемии новой коронавирусной инфекции (COVID-19) стали появляться работы, в которых неврологические осложнения наблюдались более чем у 30% заболевших. Неврологические проявления не являются лидирующими в клинической картине заболеваний, вызванных коронавирусами. Тем не менее имеются данные о возможных поражениях нервной системы и их роли в развитии дыхательных, сенсорных, двигательных, вегетативных и других расстройств центральной и периферической нервной системы. Особенности строения вириона SARS-CoV-2 обусловливают возможное сродство к ряду рецепторов, экспрессируемых на мембране нервных клеток; получены доказательства наличия вирусных белков или генетического материала в нервной ткани. Также течение уже имеющихся неврологических заболеваний может обостриться, в связи с чем в публикации приводятся основные рекомендации по тактике ведения отдельных групп пациентов с заболеваниями нервной системы, разработанные ведущими зарубежными и отечественными профессиональными сообществами. На основании анализа данных более ранних эпидемий коронaвирусной инфекции, вероятнее всего, в отсроченном периоде неврологи столкнутся с когнитивными и психоэмоциональными расстройствами и другими патологиями. Поэтому важными аспектами являются выбор правильной тактики ведения больных и отслеживание развития ранних и отдаленных последствий неврологических проявлений и осложнений COVID-19.
Инфекционные вирусные заболевания продолжают представлять серьезную угрозу в масштабах глобального здравоохранения [1]. Как показала практика, человечество все еще рискует столкнуться с новыми эпидемиями, перерастающими в пандемии мирового масштаба. Последний раз пандемией была объявлена вспышка болезни, вызванной вирусом H1N1 (свиной грипп). При этом за последние десятилетия было зарегистрировано несколько вирусных эпидемий: в 2002-2003 гг. – тяжелый острый респираторный синдром (ТОРС-КоВ, англ. – SARS-CoV), 2009 г. – вспышка свиного гриппа, ставшая пандемией, в 2012 г. – ближневосточный респираторный синдром (БВРС-КоВ, англ. – MERS-CoV). Эпидемии ТОРС-КоВ и БВРС-КоВ были вызваны вирусами из семейства коронавирусов [2]. В настоящее время мы переживаем пандемию коронавирусной инфекции, названную COVID-19 и вызванную вирусом SARS-CoV-2. Но в отличие от ранее происходивших вспышек новый вирус характеризуется более высокой вирулентностью и патогенностью и быстрее распространяется на новых территориях, что и стало причиной объявления ВОЗ пандемии 11 марта 2020 г. Неврологические проявления не являются лидирующими в клинической картине заболеваний, вызванных коронавирусами. Тем не менее имеются данные о возможных поражениях нервной системы и их роли в развитии дыхательных, сенсорных и других расстройств у пациентов [3].
Нейротропный потенциал SARS-CoV-2
Коронавирусы представляют собой большое семейство одноцепочечных РНК-вирусов, включающее до 40 подвидов, и могут быть выявлены у различных видов животных. SARS-CoV-2 содержит положительно чувствительную одноцепочечную вирусную РНК из 29 903 пар оснований [4]. В его геноме присутствует около десяти открытых рамок для полипротеинов 1a и 1b, а также 16 неструктурных белков (NSP). Остальные части генома кодируют структурные и вспомогательные белки. Структурные белки, присутствующие в SARS-CoV-2, включают спайк-белки, протеины нуклео-капсида, мембранные белки и белки оболочки (S, N, M и E соответственно). Белок S способствует прикреплению вируса и слиянию мембран, N – репликации вируса в организме хозяина, E – образованию виропоринов, необходимых для сборки и высвобождения вируса, M – сборке и почкованию вируса [5].
Инфицирование клетки хозяина происходит посредством связывания спайк-протеина вируса и рецептора ангиотензинпревращающего фермента 2 (АПФ2). Экспрессия АПФ2 обнаружена в легочной ткани (альвеолоциты II типа), миокарде, почках, эндотелии, эпителии кишечника, что определяет вероятность полиорганного поражения и ассоциированный риск неблагоприятных исходов. В процессе слияния вируса с клеткой также участвуют ферменты семейства трансмембранных сериновых протеаз – они необходимы для активации вирусного S-белка. Спайк-протеины коронавирусов похожи, но не одинаковы, и показано, что сродство COVID-19 к рецептору АПФ2 в 10-20 раз выше, чем у возбудителя ТОРС. Между тем структурная и пространственная гомология спайк-белков у этих двух возбудителей обнаруживает сходство на 74% [6].
Задолго до текущей пандемии изоляты коронавируса выделяли из головного мозга пациентов, болевших рассеянным склерозом. Некоторые авторы считают коронавирусы оппортунистами центральной нервной сиcтемы (ЦНС), тропными в большей степени к глиальным структурам и играющими определенную роль в развитии менингоэнцефалитов, эпилептиформных расстройств, хронической головной боли, когнитивных и поведенческих нарушений. В патогенезе неврологических расстройств можно выделить несколько потенциальных механизмов: прямое вирус-индуцированное поражение нервной ткани, гипоксия, параинфекционные иммуноопосредованные механизмы и нарушения со стороны других органов и систем, вызванные активацией системного воспаления [6].
После начала пандемии практически сразу более чем у 30% пациентов стали выявляться неврологические проявления заболевания [7]. Экспрессия в организме человека известных генов, опосредующих проникновение SARS-CoV-2 в клетки человека, совпадает с полиорганной картиной проявлений COVID-19. Вирус определенно может преодолевать гематоэнцефалический барьер, и доказательством тому служит выявление его генетического материала в цереброспинальной жидкости (CSF) [8]. Нервные клетки экспрессируют не только рецепторы к АТ-2. По данным Атласа белковых последовательностей человека, в коре головного мозга, гиппокампе и хвостатом теле присутствует трансмембранная сериновая протеаза-4 [9]. Однако относительно поражения ткани головного мозга нет единого мнения. Одни авторы говорят, что у пациентов и у экспериментальных животных высокие концентрации вируса были обнаружены в стволовых структурах головного мозга, что дает основания обсуждать значение прямого вирусного поражения дыхательного центра в патогенезе респираторной недостаточности. Другие утверждают, что анализы аутопсийных образцов от пациентов с COVID-19 не подтвердили присутствие этого вируса в головном мозге, но неврологические проявления, наблюдаемые у лиц с COVID-19, и выделение других коронавирусов человека из неврологических образцов подтверждают нейротропность SARS-CoV-2 [10].
Для многих вирусов подтверждено проникновение в ЦНС посредством ретроградного транспорта по обонятельным путям. SARS-CoV-2 поступает на рецепторы АПФ2 нейронов и глиальных клеток главным образом через CSF, обонятельный и тройничный нерв, нейрональную диссеминацию и гематогенные пути [11]. К поражению головного мозга приводит гематогенная диссеминация COVID-19 или ретроградный аксональный транспорт во время ранней или более поздней фазы инфекции. Измененное обоняние или гипосмию у пациентов с COVID-19 следует изучить на предмет сигнала вовлечения ЦНС. В головном мозге вирус поражает в первую очередь эндотелий капилляров, что приводит к повреждению нейронов без выраженных воспалительных явлений. Последующие разрывы мозговых капилляров и более крупных сосудов могут иметь фатальные последствия у пациентов с COVID-19 [6]. Имеются доказательства наличия вирусных белков или генетического материала в CSF и в нервной ткани [10, 12].
Частные вопросы поражения нервной системы при COVID-19
Цереброваскулярные нарушения
Исследование L. Mao с соавт. [7] показало, что у 36,4% пациентов с COVID-19 имелись неврологические симптомы: головная боль, нарушения сознания, парестезии. Авторы описали 214 пациентов с подтвержденной коронавирусной пневмонией, которые находились в Объединенном госпитале Хуачжунского университета науки и технологии с 16 января до 19 февраля 2020 г. Средний возраст пациентов составлял порядка 53 года, большая часть из них были женщинами. Согласно диагностическим критериям, у 88 (41,1%) пациентов течение инфекционного заболевания было расценено как тяжелое, а у 126 (58,9%) – нетяжелое. Пациенты с тяжелой инфекцией были значительно старше (58,2 ± 15,0 против 48,9 ± 14,7 года; р
* ГБУЗ ИКБ № 1 ДЗМ, Москва, Россия
** ФГБУ ДПО ЦГМА УДП РФ, Москва, Россия
Неврологические аспекты COVID–19. Тактика ведения пациентов неврологом с учетом эпидемиологической ситуации/ Е. Г. Демьяновская, С. М. Крыжановский, А. С. Васильев, В. И. Шмырев
Для цитирования: Демьяновская Е. Г., Крыжановский С. М., Васильев А. С., Шмырев В. И. Неврологические аспекты COVID-19. Тактика ведения пациентов неврологом с учетом эпидемиологической ситуации // Лечащий Врач. 2021; 2 (24): 54-60.
Теги: коронавирус, поражение нервной системы, когнитивные расстройства