Альвеолярные макрофаги отвечают секрецией цитокинов и хемокинов [286]. Воспалительный процесс, возникающий в паренхиме легкого, стимулирует нервные окончания, ответственные за инициацию кашлевого рефлекса, поэтому люди часто обращаются с ранним сухим кашлем [286]. Фактор некроза опухоли (TNF) -α и IL-1β представляют собой провоспалительные цитокины, которые вызывают повышенную проницаемость сосудов, увеличивают экспрессию молекул адгезии и индуцируют рекрутирование большего количества иммунных клеток, включая нейтрофилы и моноциты. Они связываются с белками адгезии на поверхности ткани и проникают в место повреждения [287]. IL-8 рекрутирует нейтрофилы, а другие хемокины привлекают моноциты [288]. Повышенная проницаемость сосудов вызывает просачивание жидкости в интерстициальное пространство и альвеолы, что приводит к интерстициальному отеку и отеку легких. Это может привести к одышке, нарушению оксигенации или гипоксемии. [266]
Нейтрофилы поглощают вирусы и другой мусор вокруг поврежденной области, что может быть вредным, поскольку эта активность также вызывает высвобождение побочных химических продуктов, которые повреждают окружающие ткани [289]. Следовательно, при наличии поврежденных альвеолярных клеток вырабатывается меньше сурфактанта. Альвеолы могут легко спадаться, что приводит к снижению оксигенации или гипоксемии. [290] Изменения в генах, участвующих в метаболизме гиалуронана, гликозаминогликанов и мукополисахаридов, были чрезмерно представлены в инфицированных SARS-CoV-2 бронхоальвеолярных клетках. [429]
Поврежденные лейкоциты и эндотелиальные клетки высвобождают другие медиаторы воспаления, в том числе метаболиты арахидоновой кислоты, лейкотриены и простагландины. Лейкотриены вызывают бронхоконстрикцию, приводящую к нарушению вентиляции и последующей гипоксемии [291]. Простагландины, IL-1, IL-6 и TNF-α ответственны за лихорадку, основную особенность COVID-19 [292, 293]. Снижение уровня кислорода в крови стимулирует хеморецепторы в сердечно-легочном центре головного мозга, что вызывает увеличение частоты вдоха для повышения уровня кислорода в крови, а также заставляет сердце работать быстрее, чтобы доставить кислород в организм [294]. Так, у больных с гипоксемией обычно развиваются тахипноэ и тахикардия [295].
Отличительной особенностью COVID-19 является низкая частота одышки среди пациентов с рентгенологическими признаками пневмонии и гипоксии, обозначаемой как «тихая гипоксия», или «счастливая», или «недиспногенная острая гипоксическая дыхательная недостаточность». [587589] Диссоциация между вегетативной реакцией на дыхательную недостаточность и ее осознанным восприятием привела некоторых авторов к предположению об интероцептивном расстройстве, при котором нарушается передача нервных сигналов от легких к ЦНС. [590]
Данные свидетельствуют о том, что пропорциональные изменения ЕМТ (эпителиально-мезенхимального перехода) при COVID-19 статистически значимы. Дальнейшее перечисление ранней и поздней ЕМТ предполагает корреляцию между инвазивными генами и COVID-19. Наконец, ЕМТ активируется у пациентов с COVID-19 и обогащен множеством воспалительных цитокинов. Кроме того, было обнаружено, что ранний ЕМТ положительно коррелирует с входными факторами, чего нельзя сказать о позднем ЕМТ. [511]
Сердечно-сосудистая система
Хотя это предварительно респираторный вирус, он поражает многие системы органов, включая сердечно-сосудистую систему [129]. Сердечные осложнения могут затронуть 2030% пациентов с COVID-19 и привести к ухудшению заболеваемости и смертности [130,131]. Сердечно-сосудистые осложнения могут включать миокардит, острый инфаркт миокарда, сердечную недостаточность и аритмии [129].
Предполагается, что патофизиология миокардита, связанного с COVID-19, включает сочетание иммуноопосредованного повреждения и прямого цитотоксического действия вируса на миокард [160]. Рецептор ACE2 обнаружен во многих системах органов, включая сердечную ткань [160].
Связь миокардита с инфекцией COVID-19 хорошо установлена многочисленными исследованиями [133, 141, 154]. Миокардит относится к воспалению сердечной мышцы, вызванному инфекционной и неинфекционной этиологией [155, 156, 157], при этом вирусная этиология чаще встречается в США и других развитых странах [157]. Он может проявляться очаговым или диффузным поражением миокарда и может быть охарактеризован как острый, подострый или хронический процесс [157,158]. Его симптомы и признаки сильно варьируют и могут включать генерализованную усталость, боль в груди, синусовую тахикардию, впервые возникшую застойную сердечную недостаточность, аритмию, кардиогенный шок и смерть [157, 158, 159]. Это часто связано с повышением уровня тропонина, С-реактивного белка и скорости оседания эритроцитов (СОЭ) [158]. Эхокардиограмма является частью стандартной оценки и может показать сниженную фракцию выброса [158]. В то время, как биопсия миокарда является золотым стандартом диагностики миокардита, магнитно-резонансная томография сердца является золотым стандартом для неинвазивной оценки объемов желудочков, массы сердца и фракции выброса [158].
Госпитальная смертность была значительно выше у пациентов с COVID-19 и миокардитом, чем у пациентов с COVID-19 без миокардита. [128]
Хотя миокардит связан с худшими исходами у пациентов с COVID-19 [133], существует ограниченное количество крупномасштабных исследований, оценивающих исходы, связанные с миокардитом, связанным с COVID-19.
Нервная система
Yan-Chao Li et al. выдвинули гипотезу о тропизме нового коронавируса к нервной ткани, поскольку у некоторых пациентов отмечались такие симптомы, как головная боль, тошнота и рвота. Кроме того, ранее было обнаружено сродство SARS-CoV и MERS-CoV к нервной ткани. Интраназальное введение SARS-CoV-1 или MERS-CoV мышам приводило к быстрому проникновению вирусных частиц в мозг, возможно, через обонятельную луковицу. Ствол мозга, в котором расположен дыхательный центр, был сильно инфицирован обоими типами вирусов, что может способствовать деградации и поражению дыхательных центров. Сообщалось как минимум о двух случаях человеческого энцефалита/энцефаломиелита, вызванного NCoV-OC43. [53] Аносмия наблюдалась у многих пациентов с COVID-19 [54]. Мутация D614G является важным фактором, способствующим увеличению распространенности аносмии при COVID-19, и это усиленное влияние на обоняние представляет собой ранее неизвестный фенотип мутации D614G. [648] Также сообщалось о случаях энцефалита/аутоиммунного энцефалита, связанного с COVID-19 [55; F Nabizadeh, 2022]. Частота обнаружения РНК и белков SARS-CoV-2 в образцах головного мозга не различалась между пациентами с неврологическими симптомами и пациентами без них; отек головного мозга, гипоксически-ишемические поражения и воспалительные инфильтраты чаще встречались у лиц с неврологическими нарушениями; неврологические симптомы чаще встречались у пожилых людей. [419] Таким образом, нельзя исключать интраназальный путь проникновения SARS-CoV-2 в мозг.
Нейровоспалительная реакция, цитокиновый шторм, аутоиммунный ответ, системная гипоксия все это части нейропатогенеза COVID-19.
Существует гипотеза, что активация иммунной системы может вызывать неврологические расстройства, вызывая окислительный стресс и нейровоспаление. [432]