Что происходит с организмом, когда его атакует коронавирус

Вот что об этом ученым известно, и чего они пока не знают.

Хотя шествие нового коронавируса по планете продолжается уже три месяца, а власти разных стран мира предпринимают беспрецедентные меры для того, чтобы его сдержать, до сих пор существует довольно много неясностей с тем, что в точности происходит в организме, когда в него попадают вирусные частицы.
Тем не менее довольно многое о том, как именно прогрессирует COVID-19 — вызываемое коронавирусом инфекционное заболевание, — уже стало понятным. The New York Times опросила исследователей и экспертов в области медицины, собрав воедино информацию о том, что сейчас известно на этот счет, а что пока остается «белым пятном».

Как коронавирус вызывает инфекцию?

Вирус распространяется с помощью капелек, разлетающихся в воздухе при кашле или чихании. Капли, содержащие вирусные частицы, могут попадать в организм окружающих вирусоносителя людей через нос, рот или глаза. Капли также оседают на близлежащие поверхности, касаясь которых, а потом дотрагиваясь до лица, тоже можно заразиться. Если вирусные частицы попали в нос, вместе со слизью они быстро преодолевают носовые ходы с тем, чтобы оказаться на слизистой оболочке задней поверхности глотки. Там они прикрепляются к определенному рецептору на поверхности клеток, и инфицирование начинается.
Поверхность вирусных частиц, словно шипами, усажена белковыми структурами, которые проникают через клеточные мембраны, обманывая рецепторы и иммунную систему. Генетический материал вируса, в сущности, выступает в роли захватчика, фактически подминая под себя весь клеточный метаболизм, как будто говоря: «Прекрати делать все то, что ты делаешь обычно. Теперь твоя работа — помогать мне размножаться», объяснил специалист по инфекционным заболеваниям из Медицинского центра Университета Вандербильта Уильям Шэфнер (William Schaffner).

Как этот процесс вызывает проблемы с дыханием?

По мере того, как копии вируса множатся, они вырываются из инфицированной клетки и захватывают соседние. Симптомы чаще всего проявляются на задней стенке гортани — болит горло и появляется сухой кашель. Затем вирус начинает постепенно и неуклонно продвигаться вниз, к бронхам. Когда он достигает легких, их слизистые оболочки буквально воспламеняются. Воспаление может повредить альвеолы — пузырьковые структуры, в которых происходит газообмен между атмосферным воздухом и кровью. Альвеолам приходится изо всех сил работать, чтобы насытить циркулирующую по всему телу кровь кислородом и удалить из нее углекислый газ, который затем выводится из организма с выдохом.
Вирусное повреждение тканей легких приводит к тому, что они становятся уязвимыми перед лицом бактерий.
Развиваются отек и воспаление, кислороду становится труднее проникать сквозь слизистую оболочку в кровь, альвеолы наполняются жидкостью, гноем и отмершими клетками. Быстро прогрессирует вирусно-бактериальная пневмония (воспаление легких).
Вслед за этим может последовать наиболее тяжелое, грозящее летальным исходом осложнение — острый респираторный дистресс-синдром, при котором легкие вообще перестают насыщать кровь кислородом, в них скапливается большое количество жидкости, и пациента приходится подключать к аппарату искусственной вентиляции легких. Причиной такого развития событий является так называемый «цитокиновый шторм» — из-за гиперактивности иммунной системы, пытающейся подавить очаг воспаления в легких, происходит мощный, неконтролируемый выброс определенных белков, цитокинов, которые активизируют иммунные клетки в очаге. Последние, в свою очередь, выбрасывают новую порцию цитокинов, и так далее. В результате образуется порочный круг, что приводит к разрушению не только поврежденной легочной ткани, но и соседних здоровых тканей.
При этом, как установил профессор патологоанатомии из Школы медицины Чикагского университета Шу Юань Сяо (Shu-Yuan Xiao), распространяясь в легких, коронавирус выбирает довольно нестандартную траекторию. Профессор Сяо проанализировал отчеты о вскрытии пациентов, погибших от COVID-19 в Китае, и обнаружил, что вирусное вторжение начинается на периферии обоих легких, и до того момента, как оно достигает центральных областей, проходит некоторое время. По мнению Сяо, этим обстоятельством может объясняться тот факт, что поначалу в Ухане, где началась вспышка коронавируса, позже переросшая в пандемию, очень много случаев заболевания не смогли сразу диагностировать. Поэтому множество людей с симптомами отправляли обратно домой без какого-либо лечения, предполагая, что они больны чем-то другим. Эти люди либо пытались обращаться за помощью в другие больницы, либо сидели дома и заражали членов своей семьи и других людей, с которыми контактировали, что стало одной из причин столь широкого распространения инфекции, считает профессор.
Такую версию косвенно подтверждают итоги недавнего исследования, проведенного командой ученых из Школы медицины Икана Медицинского центра Маунт Синай.
Они выяснили, что более чем у половины из 121 пациента китайских больниц в начале болезни были абсолютно нормальные результаты компьютерной томографии (КТ) легких. Однако по мере прогрессирования заболевания на КТ-сканах начинают проявляться затемнения в центральных отделах легких.Эти непрозрачные участки в очагах воспаления создают характерную картину «булыжной мостовой» на томограмме, напоминающую разнокалиберные куски брусчатки в мостовой.

Легкие — единственная часть организма, которую затрагивает болезнь?

Совсем необязательно. Вирусные частицы способны поражать клетки слизистых оболочек многих органов, в первую очередь желудочно-кишечного тракта, у клеток эпителия которого присутствует тот же рецептор, к которому прикрепляется вирус, что и у клеток легочного эпителия. Именно поэтому у части пациентов симптомы инфекции проявляются не в виде кашля и пневмонии, а в виде диареи и болей в животе. Это также подтверждается тем, что РНК коронавируса была выделена в образцах стула пациентов, правда, пока неясно, может ли вирус распространяться подобным путем. Вирусная РНК также обнаруживалась в крови пациентов.
Как объяснил доктор Шэфнер, в принципе, попадая в организм, вирус поражает все основные его органы: печень, сердце, почки, а также костный мозг и кровеносные сосуды — и теоретически способен вызвать в них повреждения.
Кроме того, если иммунная система начнет работать на предельной мощности, чтобы побороть инфекцию, из-за сильной воспалительной реакции органы могут отказать.
В результате у некоторых пациентов к урону, наносимому организму самим вирусом, прибавляется ущерб от идущей вразнос собственной иммунной системы, что грозит фатальными последствиями.
Правда, пока неизвестно, как инфекция действует на головной мозг. Ученые, изучавшие вирус SARS, вызывающий атипичную пневмонию, пришли к выводу, что в некоторых случаях инфекция может проникать в мозг. Учитывая большое сходство между SARS и COVID-19, авторы недавней публикации в журнале Journal of Medical Virology считают, что риск поражения части нервных клеток при COVID-19 исключать нельзя.
Почему у некоторых людей болезнь протекает очень тяжело, а у большинства нет? Примерно у 80% людей, заразившихся новым коронавирусом, наблюдаются сравнительно легкие симптомы. Но оставшиеся 20% болеют значительно тяжелее, а для приблизительно 2% заболевание становится смертельным.
При этом тяжелое протекание COVID-19, требующее подключения к ИВЛ и к другим системам жизнеобеспечения, может наблюдаться у людей всех возрастов, даже у молодых и прежде совершенно здоровых. Другое дело, что у таких пациентов гораздо больше шансов на выживание, чем у пожилых, ослабленных людей, а также у тех, кто страдает от других хронических, системных заболеваний, например от диабета, рака или хронической обструктивной болезни легких.

Чего ученые пока не знают о COVID-19?

На самом деле, очень многого. Хотя болезнь напоминает во многих аспектах атипичную пневмонию, а также имеет проявления, часто встречающиеся при гриппе и обычной пневмонии, специалисты пока до конца не понимают, почему у разных пациентов заболевание протекает по-разному.
Так, состояние некоторых пациентов может оставаться стабильным на протяжении более недели, а потом вдруг быстро развивается пневмония.
Некоторые пациенты, казалось бы, совершенно выздоравливают, а потом симптомы у них появляются снова. По словам профессора Сяо, он лично знал людей, состояние которых улучшалось почти до нормального, а потом внезапно наступала смерть.У некоторых китайских пациентов возврат симптомов был связан с тем, что из-за поврежденной вирусом легочной ткани у них развивалась бактериальная инфекция, и они умирали уже от нее, а не от вируса. Но речь идет об отдельных случаях, причина гибели большинства пациентов иная, отметил профессор Сяо.