Der Schweregrad von COVID-19 kann sehr unterschiedlich sein. In einigen Fällen verursacht es überhaupt keine Symptome und in anderen ist es lebensbedrohlich Einige Menschen sind besonders gefährdet zu seinen sehr schweren Auswirkungen.
Das Virus überproportional betrifft Männer und Menschen, die sind älter und die Bedingungen wie haben Diabetes und Fettleibigkeit. In Großbritannien und anderen westlichen Ländern ethnische Minderheiten wurden auch überproportional betroffen.
Während viele Faktoren dazu beitragen, wie stark Menschen betroffen sind, einschließlich Zugang zur Gesundheitsversorgung, Exposition durch Beruf und Umweltrisiken wie UmweltverschmutzungEs wird klar, dass für einige dieser Risikogruppen die Reaktion ihres Immunsystems - Entzündung - erklärt, warum sie so krank werden.
Insbesondere sehen wir, dass die mit Diabetes, Fettleibigkeit, Alter und Geschlecht verbundenen Risiken alle damit zusammenhängen, dass das Immunsystem unregelmäßig funktioniert, wenn es mit dem Virus konfrontiert wird.
Die Entzündung kann zu weit gehen
Ein häufiges Merkmal vieler Patienten mit schwerem COVID ist ein schwerer Lungenschaden, der durch eine übermäßig starke Immunantwort verursacht wird. Dies ist gekennzeichnet durch die Entstehung vieler entzündlicher Produkte, die als Zytokine bezeichnet werden - des sogenannten Zytokinsturms.
Zytokine können wirklich wirksame Werkzeuge für die Immunantwort sein: Sie können beispielsweise die Vermehrung von Viren stoppen. Einige Zytokinwirkungen - wie die Unterstützung anderer Immunzellen bei der Bekämpfung einer Infektion oder die Verbesserung der Fähigkeit dieser rekrutierten Zellen, über Blutgefäße zu gelangen - können jedoch echten Schaden verursachen, wenn sie nicht kontrolliert werden. Genau das passiert bei einem Zytokinsturm.
Viele weiße Blutkörperchen bilden Zytokine, aber spezialisierte Zellen, sogenannte Monozyten und Makrophagen, scheinen einige der größten Schuldigen bei der Erzeugung von Zytokinstürmen zu sein. Bei richtiger Kontrolle sind diese Zellen eine treibende Kraft, die Bedrohungen erkennen und zerstören, beschädigtes Gewebe beseitigen und reparieren und andere Immunzellen zur Hilfe bringen kann.
Bei schwerem COVID kommt es jedoch zu Fehlzündungen bei der Funktionsweise von Monozyten und Makrophagen. Dies gilt insbesondere für Patienten mit Diabetes und Adipositas.
Glukose treibt Schäden an
Diabetes kann, wenn er nicht gut kontrolliert wird, zu hohen Glukosespiegeln im Körper führen. EIN aktuellen Studie zeigten, dass bei COVID Makrophagen und Monozyten auf hohe Glukosespiegel mit besorgniserregenden Folgen reagieren.
Das Virus, das COVID verursacht, SARS-CoV-2, benötigt ein Ziel, an das es sich binden kann, um in unsere Zellen einzudringen. Seine Wahl ist ein Protein auf der Zelloberfläche genannt ACE2. Glukose erhöht die auf Makrophagen und Monozyten vorhandenen ACE2-Spiegel und hilft dem Virus, genau die Zellen zu infizieren, die zur Abtötung beitragen sollen.
Zytokine, kleine Proteine, die von einer Reihe von Immunzellen freigesetzt werden, spielen eine Schlüsselrolle bei der Steuerung der Immunantwort. Scientificanimations.com, CC BY-SA
Sobald sich das Virus sicher in diesen Zellen befindet, produzieren sie viele entzündliche Zytokine - was den Zytokinsturm effektiv auslöst. Und je höher der Glukosespiegel ist, desto erfolgreicher kann sich das Virus in den Zellen replizieren - im Wesentlichen treibt die Glukose das Virus an.
Aber der Virus ist noch nicht fertig. Es bewirkt auch, dass die viral infizierten Immunzellen Produkte herstellen, die für die Lunge sehr schädlich sind, wie z. B. reaktive Sauerstoffspezies. Darüber hinaus verringert das Virus die Fähigkeit anderer Immunzellen - Lymphozyten -, es abzutöten.
Fettleibigkeit verursacht auch einen hohen Glukosespiegel im Körper und, ähnlich wie Diabetes, beeinflusst die Makrophagen- und Monozytenaktivierung. Untersuchungen haben gezeigt, dass Makrophagen von übergewichtigen Personen eine idealer Platz damit SARS-CoV-2 gedeiht.
Andere mit Entzündungen verbundene Risiken
Das gleiche Entzündungsprofil, das Diabetes und Fettleibigkeit verursachen, tritt auch bei einigen älteren Menschen (über 60 Jahre) auf. Dies ist auf ein Phänomen zurückzuführen, das als bekannt ist entzündlich.
Eine Entzündung ist durch einen hohen Gehalt an entzündungsfördernden Zytokinen gekennzeichnet. Es wird von einer Reihe von Faktoren beeinflusst, darunter Genetik, Mikrobiom (Bakterien, Viren und andere Mikroben, die in und auf Ihnen leben) und Fettleibigkeit.
Viele ältere Menschen haben auch weniger Lymphozyten - genau die Zellen, die gezielt auf Viren abzielen und diese zerstören können.
Dies alles bedeutet, dass für einige ältere Menschen das Immunsystem nicht nur schlecht gerüstet ist, um eine Infektion abzuwehren, sondern auch mit größerer Wahrscheinlichkeit zu einer schädlichen Immunantwort führt. Weniger Lymphozyten bedeuten auch, dass Impfstoffe möglicherweise nicht so gut funktionieren. Dies ist bei der Planung einer zukünftigen COVID-Impfstoffkampagne von entscheidender Bedeutung.
Ein weiteres Rätsel, das Forscher beunruhigt hat, ist, warum Männer so viel anfälliger für COVID sind. Ein Grund ist, dass Zellen bei Männern leichter mit SARS-CoV-2 infiziert zu sein scheinen als Frauen. Der ACE2-Rezeptor, den das Virus verwendet, um sich an Zellen zu binden und diese zu infizieren, ist viel höher ausgedrückt bei Männern als Frauen. Männer haben auch höhere Spiegel eines Enzyms namens TMPRSS2, das die Fähigkeit des Virus fördert, in die Zellen einzudringen.
Die Immunologie bietet auch einige Hinweise auf den Geschlechtsunterschied. Es ist seit langem bekannt, dass sich Männer und Frauen in ihren unterscheiden Immunantworten, und das gilt für COVID.
A aktueller Vordruck (Forschung, die noch nicht überprüft wurde) hat die Immunantwort auf SARS-CoV-2 bei Männern und Frauen im Laufe der Zeit verfolgt und verglichen. Es stellte sich heraus, dass Männer mit größerer Wahrscheinlichkeit atypische Monozyten entwickeln, die zutiefst entzündungshemmend sind und Zytokine für einen Zytokinsturm typisch machen können. Frauen tendierten auch dazu, robuster zu sein T-Zell-Antwort, die für eine effektive Abtötung von Viren benötigt wird. Ein erhöhtes Alter und ein höherer Body-Mass-Index kehrten jedoch die schützende Immunwirkung bei Frauen um.
Studien wie diese zeigen, wie unterschiedlich Menschen sind. Je mehr wir über diese Unterschiede und Schwachstellen wissen, desto mehr können wir überlegen, wie jeder Patient am besten behandelt werden kann. Daten wie diese unterstreichen auch die Notwendigkeit, Unterschiede in der Immunfunktion zu berücksichtigen und Menschen mit unterschiedlichen demografischen Merkmalen in Arzneimittel- und Impfstoffstudien einzubeziehen.
Über den Autor
Sheena Cruickshank, Professorin für Biomedizinische Wissenschaften, University of Manchester
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