Суперкомпьютер помог объяснить странные симптомы COVID-19

Согласно новой теории, вирус захватывает организм, заставляя его открывать прежде закрытые «входные ворота», через которые инфекция поражает все жизненно важные органы.

Статья группы ученых из нескольких научных центров США во главе со специалистом по вычислительной системной биологии  из Национальной лаборатории в Оук Ридж, штат Теннесси, Дэниэлом Джэйкобсоном (Daniel Jacobson) опубликована в журнале eLife.

Установленный в Национальной лаборатории в Оук Ридж суперкомпьютер Summit, второй по быстродействию  в мире, более недели анализировал уровни активности свыше 40 тысяч генов вируса SARS-CoV2 в инфицированных клетках. 17 тысяч таких клеток были выделены из образцов мокроты, полученных у пациентов с COVID-19. В общей сложности было проанализировано два с половиной миллиарда генетических комбинаций.

Изучение результатов компьютерного анализа позволило Джэйкобсону и его коллегам выдвинуть совершенно новую теорию относительно того, как именно COVID-19 влияет на организм, которую они назвали «брадикининовой гипотезой». Эта гипотеза позволяет объяснить многие непонятные пока специалистам аспекты течения болезни, включая большинство ее странных симптомов, а также предлагает потенциальные методы лечения.

Посмотрите, кто из звезд перенес коронавирус:

19фотографий19фотографий19фотографий

В целом, как сообщает сайт Elemental, ученые сравнили SARS-CoV2 с грабителем, который проникает в дом через незакрытое окно на втором этаже и начинает его обшаривать, а оказавшись внутри, не только забирает все вещи, но и открывает все окна и двери, чтобы его сообщники могли принять участие в грабеже и сделать его еще эффективнее.

Полученные компьютером результаты подтверждают, что COVID-19 начинается тогда, когда вирус SARS-CoV2 проникает в организм, связываясь с ACE2-рецепторами в слизистой носа, где их очень много.

На следующем этапе вирус распространяется по организму, проникая в клетки органов, на поверхности которых также присутствует много ACE2-рецепторов. Речь и о сердце, почках, тонком кишечнике, чем могут объясняться начальные симптомы, связанные с сердцем и желудочно-кишечным трактом. Но этим вирус не ограничивается — после инфицирования клеток с большим количеством «входных ворот», SARS-CoV2 активно захватывает все системы организма, заставляя их искусственно повышать число ACE2-рецепторов в органах, где обычно их мало или не слишком много, например в легких.

Этот процесс происходит, как считают Джэйкобсон и его коллеги, следующим образом: вирус воздействует на ренин-ангиотензиновую систему (РАС) — гормональную систему, которая регулирует артериальное давление и кровообращение. В том числе РАС контролирует уровень брадикинина — белка, расширяющего кровеносные сосуды и тем самым помогающего снижению кровяного давления.

После того, как SARS-CoV2 «захватывает» РАС, начинается «брадикининовый шторм» — механизмы, регулирующие уровень брадикинина, идут вразнос, белок перестает расщепляться и начинает накапливаться в организме. Ученые считают, что именно «брадикининовый», а не «цитокиновый» шторм (аномально сильная реакция иммунной системы на вирус) ответственен за все тяжелые, грозящие летальным исходом осложнения COVID-19.

Так, в результате накопления брадикинина резко повышается проницаемость стенок кровеносных сосудов, что заставляет их пропускать жидкость. Это приводит к тому, что легкие наполняются жидкостью. Кроме того, вирус повышает выработку в легких гиалуроновой кислоты, которая соединяется с выделяющейся из сосудов жидкостью, что приводит к катастрофическим результатам — образуется гидрогель, который, как показывает клиническая практика, наполняет альвеолы легких у некоторых пациентов и делает неэффективным использование ИВЛ.

Кроме того, «брадикининовая гипотеза» объясняет, почему каждый пятый пациент, госпитализированный с COVID-19, сталкивается с осложнениями на сердце, даже если прежде у него не было таких проблем. Поскольку РАС контролирует сердечный ритм и артериальное давление, «брадикининовый шторм» приводит к нарушению сердечного ритма и опасному снижению артериального давления.

Гипотеза также позволяет объяснить тот негативный эффект, который оказывает COVID-19 на нервную систему и головной мозг. Многие пациенты сталкиваются с такими симптомами, как головокружение, судороги, галлюцинации, инсульты. В этом, как считают исследователи, виноваты «протекающие» кровеносные сосуды в головном мозге. Кроме того, высокий уровень брадикинина приводит к нарушению защитного гематоэнцефалического барьера между кровью и мозгом, что приводит к тому, что в мозг начинают поступать токсины и патогены, вызывая воспаление и неврологические симптомы.

Нарушением проницаемости сосудов можно также объяснить такой странный симптом COVID-19, как «ковидные пальцы» — у некоторых пациентов распухают и покрываются кровоподтеками пальцы на ногах.

Если «брадикининовая гипотеза» подтвердится, при лечении больных можно будет применять уже существующие препараты, снижающие выработку брадикинина или тормозящие его активность в организме, и тем самым останавливающие «брадикининовый шторм», предположили исследователи.

health.mail.ru

Подробнее

Придыхательные согласные могут способствовать распространению коронавируса

Пн Сен 7 , 2020
Поэтому под наибольшей угрозой оказываются носители английского языка.unsplash.com/CC 0Коронавирус COVID-19Ответы на главные вопросы Лингвисты из Российского университета дружбы народов обнаружили, что число заболевших COVID-19 может быть связано с наличием придыхательных согласных звуков в главном языке страны. Эти данные помогут точнее моделировать распространение коронавирусной инфекции. Работа исследователей опубликована в журнале Medical […]