"Длительный COVID" – болезнь митохондрий?

Основные симптомы коронавируса могут быть объяснены воздействием вируса на наши митохондрии.

Наверно, будет справедливо сказать о том, что пандемия COVID-19 закончилась — или, по крайней мере, в то, что наше общество находится на завершающем этапе этого сложного периода.

Хотя случаи активного COVID уже не так распространены, как раньше, но остались экономические, политические, социальные и физические последствия вируса. Именно физические проблемы после COVID может стать той "второй волной" пандемии, к которой мы недостаточно подготовлены.

"Длительный COVID", также известный как "постострые последствия инфекции SARS-CoV-2", относится к состоянию, характеризующемуся стойкими и часто разнообразными симптомами, которые продолжаются в течение недель или месяцев после разрешения острой фазы COVID-19. Длительный COVID может развиться в более чем 10% случаев коронавирусной инфекции и характеризуется более, чем 200 симптомами — усталостью, одышкой, когнитивными нарушениями ("мозговой туман"), болью в суставах и другими. Все эти симптомы могут влиять на многие системы и органы, включая, помимо прочего, дыхательную, сердечно-сосудистую, неврологическую и опорно-двигательную систему.

Механизмы, лежащие в основе этих стойких симптомов, все еще изучаются, но они могут включать в себя сочетание вирусных эффектов, нарушения функции иммунной системы и других физиологических нарушений.

В течение длительного времени COVID наблюдался у людей, которые перенесли как легкую, так и тяжелую начальную инфекцию COVID-19, а его распространенность и влияние подчеркивают необходимость проведения регулярных исследований для лучшего понимания причин, механизмов, факторов риска и эффективных стратегий лечения "длительного COVID".

Однако оригинальные гипотезы о том, какие механизмы могут объяснить "длительный COVID", возможно, упускают из виду одну особенно важную область нашей физиологии — митохондрии.

Как функционируют наши митохондрии

Давайте вкратце рассмотрим основы того, как митохондрии ("энергетические станции" организма) выполняют свою работу.

В нормальных условиях наши митохондрии используют энергетические субстраты – они получаются из углерода, образующегося при расщеплении пищи, которую мы съели – для производства энергии в форме АТФ в процессе, известном как окислительное фосфорилирование (OXPHOS).

Во время процесса окислительного фосфорилирования, две модекулы (НАДН и ФАДН2), продуцируемые в ходе цикла Кребса, перемещаются через мультибелковый комплекс, известный как цепь переноса электронов, которая перекачивает молекулы H+ (протоны) для создания так называемого мембранного потенциала (то есть разницы заряда между внешней и внутренней поверхностью клетки). Эта химическая энергия затем используется для преобразования молекулы под названием аденозиндифосфат (АДФ) в АТФ – а это энергия!

Если же функция митохондрий нарушается, то эти "энергетические станции" характеризуются высоким уровнем активных/агрессивных форм кислорода, перегрузкой кальцием, повышенной митохондриальной проницаемостью и массовой гибелью клеток (апоптоз). Кульминацией этого процесса является потеря мембранного потенциала митохондрий и снижение возможности вырабатывать энергию.

Как оказалось, вирусные белки SARS-CoV-2 могут связываться с белками митохондрий в организме хозяина, которого они заражают. В исследовании, опубликованном в журнале Science, авторы обнаружили, что COVID-19 может влиять на функцию митохондрий. Это, безусловно, имеет последствия, проявляясь в виде симптомов, наблюдаемых у длительно страдающих COVID, и определяя возможные методы лечения этих людей.

В ходе исследования ученые проанализировали активность генов митохондрий в образцах, взятых из носоглотки людей, инфицированных COVID-19, а также кусочках тканях пациентов, у которых на момент смерти был диагностирован COVID-19.

В образцах из носоглотки было обнаружено, что вирус блокирует транскрипцию кодируемых ядерной ДНК митохондриальных генов OXPHOS и активирует белок, известный как индуцируемый гипоксией фактор-1 альфа (HIF-1ɑ), чтобы вызвать гликолиз (процесс, посредством которого наш организм производит энергию, расщепляя глюкозу). Кроме того, вирус активировал иммунную защиту и запускал стрессовую реакцию.

В тканях умерших пациентов, несмотря на то, что COVID-19 у них больше не присутствовал, активность генов митохондрий ДНК ядра была нарушена в сердце, почках и печени, в то время как пути иммунной защиты и активность генов ДНК митохондрий ДНК были повышены. Интересно, что активность генов митохондрий в легких восстановилась.

Дальнейшие исследования были проведены на хомяках, у которых было установлено, что на ранней стадии COVID-19, когда вирусная нагрузка была на пике, активность митохондриальных генов в легких сохранялась, тогда как в определенных участках мозга она подавлялась — несмотря на отсутствие вируса в этих областях. Позже, когда вирусная нагрузка начала снижаться, активность генов в легких восстановилась.

Полученные данные подтверждают идею о стойкой дисфункции сердца, почек и печени, среди прочего, при длительном COVID. Легкие — первая "мишень" SARS-CoV-2. Они, по-видимому, являются первым органом, который восстанавливается, в то время как другие жизненно важные органы остаются поврежденными даже после того, как вирусная нагрузка снизилась или исчезла.

Эти эффекты, по-видимому, связаны с тем, что вирус "похищает" митохондрии и клетки пытаются компенсировать это за счет активации врожденной иммунной защиты и даже усиления выработки митохондрий/митохондриальных белков, что в конечном итоге оказывается тщетным.

Многие люди с длительным COVID жалуются на плохую переносимость физической нагрузки, затуманенное сознание, одышку и нарушение способности заниматься активностями, которые когда-то казались ими легкими. Другими словами, сложными становятся те вещи, которые требуют функциональных митохондрий.

Нужно еще многое понять о длительном COVID, и о том, как он влияет на организм, как долго длится и что на самом деле его вызывает. Тем не менее, это исследование идентифицирует митохондрии как "новый" фактор, вызывающий затянувшийся COVID, и последствия для лечения очевидны.

Так, могут оказаться полезными фармакологическая терапия и нутрицевтики (например, рапамицин, метформин, митохондриально-направленные антиоксиданты) для восстановления способности митохондрий к окислительному фосфорилированию.

Но самое простое и очевидное решение должно включать упражнения. Мы знаем, что плохое метаболическое здоровье и аэробная тренированность являются факторами риска заболеваемости и смертности от COVID-19.

Бездействие, вызванное мерами предосторожности при пандемии COVID-19, не принесло пользы для здоровья всего населения, особенно в свете этих результатов. Однако, это ничего не говорит об эффективности этих мер в борьбе с пандемией, но мы можем признать роль, которую лечебная физкультура может сыграть в реабилитации людей с длительным течением COVID, и разработать хорошо контролируемые исследования для изучения ее влияния на регресс заболевания и уменьшение симптомов.

Не стоит говорить, что физические упражнения являются или могли бы стать панацеей от пандемии, но они точно бы не повредили. И что точно не повредит – это пропаганда большего количества физических упражнений, ведь с помощью них мы помогаем нашим митохондриям.