Главная » Новости » Суперкомпьютер помог объяснить странные симптомы COVID-19

Суперкомпьютер помог объяснить странные симптомы COVID-19

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.

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.

Adblock
detector
24 queries in 1,383 seconds.