Последствия COVID-19 могут быть совершенно разными. Согласно данным ВОЗ, 1 из 10 человек, перенесших коронавирус, болеет еще как минимум 12 недель, иногда — дольше. Такие люди испытывают боль в груди и в мышцах, усталость, одышку. В новом исследовании выяснили, что даже спустя год у переболевших сохраняется риск развития серьезных сердечно-сосудистых заболеваний. А еще в одном — что COVID-19 сказывается на когнитивных функциях. Исследователи из Колумбийского университета в Нью-Йорке проанализировали фрагменты мозга, сердца и легких 6 мужчин и 4 женщин, умерших от коронавируса. Ученые обнаружили проблемы с ключевой частью клеточной инфраструктуры, которая обеспечивает бесперебойную работу мышечных клеток и нейронов. Эти рианодиновые рецепторы помогают отдельным клеткам понять, что белки и положительно заряженные ионы кальция находятся в нужном месте в нужное время. Проблемы с этими каналами связаны с различными заболеваниями сердца и болезнью Альцгеймера. Исследование опубликовано в журнале Alzheimer’s & Dementia.
«Мы не только обнаружили дефектные рианодин-чувствительные каналы в сердцах и легких умерших пациентов с COVID-19. Мы также обнаружили их в мозгу», — сообщил Эндрю Маркс, ведущий автор исследования.
По словам нейробиолога Джеймса Джордано, профессора и врача Джорджтаунского университета, «трудно» сказать, почему рианодиновые рецепторы в нейронах являются важным фактором для некоторых неврологических симптомов COVID-19 и «постковидного синдрома», включая спутанность сознания.
«Сигнальные механизмы в мозгу чрезвычайно сложны и имеют множество нюансов. Нарушение этих сигнальных механизмов может происходить различными путями», — сказал он Interesting Engineering.
Клетки мозга требуют столь высокой степени точности для производства и передачи сигналов между друг другом и телом, что малейшее нарушение может иметь серьезные последствия для общего функционирования головного мозга.
У людей с COVID-19, как правило, в мозге нет большого количества вируса, вызывающего заболевание — SARS-CoV-2. В начале пандемии было неясно, являются ли спутанность сознания, головная боль, потеря вкуса и обоняния прямым результатом инфекции в самом мозгу или косвенным следствием инфекции в других частях тела.
Большинство сенсорных систем, которые обеспечивают мозг информацией о внешнем мире, отправляют данные через серию «реле», защищая мозг от патогенов или повреждений. Обоняние — одна из таких систем. Нервы, передающие мозгу информацию о запахе, проецируются непосредственно в эволюционно древнюю часть мозга, тесно связанную с эмоциями, называемую лимбической системой. Именно поэтому знакомый запах может вызвать различные воспоминания и переживания.
Но именно обоняние открывает путь для проникновения вируса SARS-CoV-2 в мозг. Оказавшись внутри, вирус может заразить нейроны, в результате чего рианодиновые рецепторы, которые контролируют поток ионов кальция внутри нейрона, начинают бесконтрольно «пропускать» кальций.
Избыток кальция в нерве может вызвать нестабильность мембраны. Затем нестабильные мембраны могут начать пропускать кальций извне клетки. Нейроны от этого могут стать слишком возбужденными, повредятся нейронные сети, которые обеспечивают «познание, эмоции, регулирование сна и поведения».
В стенках капилляров, доставляющих свежую кровь к мозгу, есть особые клетки, называемые перицитами. Одна из их функций — пропускать одни молекулы и не пускать другие. Это важная часть гематоэнцефалического барьера между кровеносной системой и центральной нервной системой. Инфекция COVID-19 в горле или легких может производить различные типы молекул, вызывающих воспаление. Похоже, им также удается преодолевать защиту перицитов, от чего те начинают пропускать некоторые молекулы.
«Это может привести к повышенному проникновению воспалительных белков в само пространство мозга», — добавил Джордано.
По его словам, затем молекулы могут вызвать воспаление в определенных клетках мозга, которые, в свою очередь, высвобождают собственные воспалительные белки. Этот процесс может привести к дальнейшему воспалению и еще большему нарушению крайне важного потока ионов кальция. Воспаление в головном мозге способно спровоцировать еще больше проблем и, в конечном, итоге привести к «изменениям в производстве определенных белков нервных клеток, которые затем могут нарушить функцию нервных клеток, что вызывает более долгосрочные последствия», такие как структурное повреждение клеточных мембран.