Проникнення у взаємозв’язок між індукованим ожирінням хронічним запаленням та інфекцією COVID-19

Предмети

Хвороба коронавірусу (COVID-19), спричинена важким гострим респіраторним синдромом коронавірусу 2 (SARS-CoV-2), швидко спричинила пандемію. Останні звіти показали, що люди з ожирінням можуть бути більш вразливими до важких ускладнень COVID-19 внаслідок підвищеного ризику хронічних захворювань, спричинених ожирінням [1]. Причини цього недостатньо відомі, але, як підозрюють, хронічне запалення є однією з причин. Ожиріння - це стан хронічного низькотемпературного системного запалення, яке характеризується посиленою прозапальною секрецією цитокінів з жирової тканини та інфільтрацією лейкоцитів, включаючи макрофаги, в жирову тканину. Таким чином, це хронічне запалення погіршує сигналізацію інсуліну в адипоцитах, викликаючи резистентність до інсуліну та сприяючи розвитку метаболічних порушень, таких як серцево-судинні захворювання, діабет 2 типу та гіпертонія [2], які є добре відомими супутніми захворюваннями, що негативно впливають на результат пацієнтів. з COVID-19.

Крім того, у пацієнтів з важким COVID-19 зазвичай спостерігаються цитокінові бурі, що стосуються надмірного та неконтрольованого вивільнення прозапальних цитокінів, таких як фактор некрозу пухлини-α, хемотаксичний білок моноцитів-1 та інтерлейкін-6 (IL-6). Зокрема, рівень IL-6 у сироватці крові у осіб із важким перебігом COVID-19 був значно вищим, ніж у тих, хто мав легкі випадки [1, 3]. Хоча у більшості людей із COVID-19 відсутні симптоми або є лише легкі захворювання, дані свідчать, що приблизно у 14% пацієнтів з COVID-19 розвиваються важкі симптоми, що вимагають госпіталізації та кисневої підтримки, тоді як у 5% розвивається гострий респіраторний дистрес-синдром, сепсис, септичний шок та поліорганної недостатності [4, 5], і все це пов’язано із запальними реакціями.

Особи, які страждають ожирінням, мають хронічно вищі концентрації лептину та нижчі концентрації адипонектину. Цей несприятливий гормональний статус призводить до порушення регуляції імунної відповіді та може сприяти патогенезу ускладнень, пов’язаних із ожирінням [6]. У базальному стані особи, що страждають ожирінням, мають вищу концентрацію прозапальних цитокінів. При вірусному зараженні хронічне запалення, пов’язане з ожирінням, спричиняє знижену активацію макрофагів і притупляє прозапальну продукцію цитокінів при стимуляції макрофагами [7]. Знижена активація макрофагів вірусною інфекцією може пояснити погану реакцію вакцинації у пацієнтів із ожирінням. Більше того, відповіді В- і Т-клітин порушуються у осіб із ожирінням з чисельними та функціональними змінами лімфоцитів, і ці зміни можуть збільшити сприйнятливість до вірусної інфекції. Таким чином, ця нерегульована прозапальна реакція сприяє серйозним ураженням легенів, виявленим під час пандемії COVID-19 [6]. Виходячи з цього механізму, люди з ожирінням, у яких вже є хронічне запалення низького рівня, можуть бути більш вразливими до цитокінових бур через інфекцію COVID-19.

Щоб приборкати ці цитокінові бурі у пацієнтів з COVID-19, протизапальне лікування може бути корисним. Однак використання протизапальних засобів може бути двосічним мечем. Протизапальні ліки, такі як кортикостероїди, можуть затримати елімінацію вірусу та збільшити ризик вторинної інфекції, особливо у тих, у кого порушена імунна система. Деякі прозапальні антагоністи цитокінів (наприклад, антагоністи IL-6) можуть лише пригнічувати специфічні запальні фактори і, таким чином, можуть усунути несприятливі наслідки цитокінових бур, не запобігаючи ефектам інших запальних цитокінів при видаленні SARS-CoV-2 з інфікованих органів. Нещодавнє дослідження показало, що лікування колхіцином сприятливо впливає на дорослих із ожирінням та метаболічним синдромом при зниженні IL-6 [8], що може мати сприятливий ефект у людей із ожирінням та інфекцією COVID-19. Однак протизапальні препарати, такі як інгібітори кінази Janus, про які нещодавно повідомлялось, що лікують пацієнтів з COVID-19, можуть інгібувати різні запальні цитокіни, включаючи інтерферон-α, який відіграє важливу роль у придушенні активності вірусу, і, отже, може бути непридатним для лікування запальних цитокінових бур, спричинених COVID-19 [9].

З огляду на вірусну природу цитокінових бур і значні порушення імунної системи у важких випадках, важливо досягти балансу між підвищенням та зниженням регуляції запальних маркерів імунного гомеостазу. Крім того, початок протизапального лікування в потрібний час має вирішальне значення, і його слід пристосувати для окремих пацієнтів для досягнення найбільш сприятливих ефектів.

Також може застосовуватися комбіноване використання протизапальних та противірусних препаратів. Як ми вже згадували вище, деякі протизапальні методи лікування можуть посилити реплікацію вірусів. З іншого боку, противірусне лікування для інгібування реплікації SARS-CoV-2 та блокування інфекції SARS-CoV-2 може індукувати прозапальну продукцію цитокінів [10]. Тому для обґрунтування або відхилення цієї можливості перед застосуванням клінічних випробувань необхідні додаткові великі когорти досліджень.

Існує кілька досліджень, які вказують на те, що люди з ожирінням можуть мати підвищений ризик поганих наслідків COVID-19 внаслідок гіперзапалення. Запальна реакція може бути неконтрольованою через неправильну роботу або виснаження імунних клітин, таких як В і Т-клітини та макрофаги, у пацієнтів із ожирінням та хронічним запаленням низького рівня [7]. Тому необхідні подальші широкомасштабні дослідження, щоб підтвердити роль запалення, спричиненого ожирінням, у патогенезі COVID-19. У цьому контексті для пацієнтів із ожирінням та інфекцією COVID-19 слід встановити широкий спектр стратегій, таких як підвищена пильність, раннє виявлення та тестування та агресивне лікування.

Список літератури

Chiappetta S, Sharma AM, Bottino V, Stier C. Коротке повідомлення: COVID-19 та роль хронічного запалення у пацієнтів із ожирінням. Int J Obes. 2020. https://doi.org/10.1038/s41366-020-0597-4.

Кім Дж, На Н, Кім Дж-А, Нам Дж-Х. Що ми знаємо і що нам потрібно знати про ожиріння, спричинене аденовірусом 36. Int J Obes. 2020. https://doi.org/10.1038/s41366-020-0536-4.

Wan S, Yi Q, Fan S, Lv J, Zhang X, Guo L, et al. Характеристика підмножин лімфоцитів та цитокінів у периферичній крові 123 госпіталізованих пацієнтів із новою коронавірусною пневмонією 2019 року (NCP). MedRxiv. 2020. https://doi.org/10.1101/2020.02.10.20021832.

Huang C, Wang Y, Li X, Ren L, Zhao J, Hu Y, et al. Клінічні особливості пацієнтів, інфікованих новим коронавірусом 2019 року в Ухані, Китай. Ланцет. 2020; 395: 497–506.

Xu Z, Shi L, Wang Y, Zhang J, Huang L, Zhang C та ін. Патологічні дані COVID-19, пов’язані з гострим респіраторним дистрес-синдромом. Lancet Respir Med. 2020; 8: 420–2.

Лузі Л, Радаеллі М.Г. Грип та ожиріння: його дивні стосунки та уроки пандемії COVID-19. Акта Діабетол. 2020; 57: 759–64.

Ahn S-Y, Sohn S-H, Lee S-Y, Park H-L, Park Y-W, Kim H, et al. Вплив ожиріння, спричиненого ліпополісахаридами, та його хронічне запалення на патологію, пов’язану з вірусом грипу. Environment Toxicol Pharmacol. 2015; 40: 924–30.

Демідович А.П., Левін Дж.А., Apps R, Чунг Ф.К., Чень Дж.Фантоні Г та ін. Вплив колхіцину на метаболічні та запальні молекули у дорослих із ожирінням та метаболічним синдромом: результати експериментального рандомізованого контрольованого дослідження. Int J Obes. 2020. (В пресі).

Zhang W, Zhao Y, Zhang F, Wang Q, Li T, Liu Z та ін. Застосування протизапальних препаратів у лікуванні людей з важкою коронавірусною хворобою 2019 (COVID-19): досвід клінічних імунологів з Китаю. Клінічна імунологія. 2020. https://doi.org/10.1016/j.clim.2020.108393.

Runfeng L, Yunlong H, Jicheng H, Weiqi P, Qinhai M, Yongxia S, et al. Lianhuaqingwen проявляє противірусну та протизапальну активність проти нового коронавірусу (SARS-CoV-2). Pharmacol Res. 2020. https://doi.org/10.1016/j.phrs.2020.104761.

Подяки

Ця робота була підтримана Програмою фундаментальних наукових досліджень через Національний науково-дослідний фонд Кореї (NRF), що фінансується Міністерством науки, ІКТ та планування майбутнього (NRF-2015M3A9B5030157), та проектом “Лідери в галузі промисловості та університетів”, підтриманим Міністерством освіти та Національний дослідницький фонд Кореї.

Інформація про автора

Приналежності

Департамент медичного харчування, Вища школа медичних наук Схід-Захід, Університет Кюн Хі, Йонгін, 17104, Республіка Корея

Кафедра біотехнологій, Католицький університет Кореї, Бучхон, 14662, Республіка Корея

Ви також можете шукати цього автора в PubMed Google Scholar