Цитокиновый шторм и коронавирус: что это, на какой день возникает, симптомы, лечение препаратами, опасен ли при диабете

Что такое цитокины? Цитокины – это небольшие белки, с помощью которых организм регулирует множество процессов. На сегодняшний день известно более 100 разных цитокинов, а разветвленная сеть, которую они составляют, задействована в регуляции работы эндокринной, нервной, кроветворной и других систем организма. Сами по себе цитокины играют роль только сигналов, при помощи которых одни клетки активируют другие. Поэтому для запуска того или иного процесса их надо совсем немного — достаточно, чтобы нужный цитокин добрался до нужной клетки и соединился с нужным рецептором. Поэтому количество вырабатываемых цитокинов строго регулируется организмом — в норме. В основном цитокины вырабатываются клетками иммунной системы лимфоцитами, но в принципе их могут производить и некоторые другие клетки организма.

Цитокины бывают разные:

  • Провоспалительные – запускают воспалительные реакции в организме, которые нужны, чтобы уничтожить патогенные микроорганизмы, например. К этой группе относятся: белок фактор некроза опухоли (ФНО), некоторые интерлейкины (1, 2, 6 и 8), а также гамма-интерферон.
  • Противовоспалительные – напротив, угнетают развитие воспаления. В эту группу входят интерлейкины 4 и 10, а также белок трансформирующий ростовой фактор бета.
  • Регуляторы иммунитета – гуморального и клеточного. Цитокины из этой группы обладают особыми умениями, например, умеют бороться с вирусами или нейтрализуют токсины.

Цитокиновый шторм при коронавирусе – что это?

Если сказать простыми словами, то цитокиновый шторм – это неконтролируемая реакция иммунной системы человека на коронавирусную инфекцию. Процесс очень опасен, считается потенциально летальным, так как может привести к разрушению всего организма.

Мощный выброс цитокинов (небольших пептидных информационных молекул) провоцирует неконтролируемое, быстро распространяемое воспаление. Оно поражает самое слабое место в организме и быстро переходит на соседние ткани и органы. Далее, происходит распространение по всему организму, так как цитокинов вырабатывается больше и больше. В иммунной системе происходит сбой. Она так сильно стремиться уничтожить вирус, что убивает вместе с патогенном весь организм.

Цитокины – это общее название молекул. Их в настоящее время известно ученым более ста разновидностей. В этот перечень входят интерфероны, хемокины, интерлейкины и многие другие белки.

Как возникает цитокиновый шторм

Цитокины – это небольшие пептидные молекулы, которые производятся различными клетками организма, в основном лимфоцитами. Также их умеют выделять макрофаги, гранулоциты и другие иммунные клетки.

Назначение цитокинов – координировать реакцию организма на инфекцию и «сообщать» соседним клеткам о заражении. Поэтому их ещё называют информационными пептидами. Само название «цитокин» происходит от двух древнегреческих слов «цито» (клетка) и «кинос» (движение).

Допустим, в ваш организм вторгся коронавирус SARS-CoV-2. Реакция иммунитета будет однозначной: сражаться насмерть. А для этого ему приходится выделять все больше информационных молекул.

Однако у некоторых пациентов высвобождается чрезмерное и неконтролируемое количество цитокинов. Воспаление запускает оксидативный стресс (повреждение клеток) и высвобождение новых цитокинов. Оба процесса подпитывают друг друга, создавая порочный круг. Так возникает цитокиновый шторм (гиперцитокинемия), который нередко приводит к летальному исходу

Иными словами, опасность представляет не сам вирус, а слишком сильная реакция иммунитета. В случае с SARS-CoV-2 она связана с тем, что иммунитет до определенного времени не распознает вторжение вируса.

Такое поведение организма тяжело спрогнозировать, однако, оно возникает не только из-за COVID-2019. Причинами могут быть:

  1. Другие коронавирусные инфекции (SARS и MERS) и грипп;
  2. Бактериальные инфекции (например, заражение бактериями Francisella tularensis);
  3. Неинфекционные заболевания, такие как рассеянный склероз, ювенильный артрит (болезнь Стилла) и панкреатит;
  4. Иммунотерапия T-клетками при лечении рака и связанный с ней синдром высвобождения цитокинов (CRS).

Явление цитокинового шторма стало широко известным после вспышки вируса гриппа H5N1 в 2005 году, также известного как «птичий грипп». Тогда высокий уровень смертности среди в целом здоровых пациентов был обусловлен именно неконтролируемым высвобождением цитокинов.

Цитокиновый шторм при коронавирусе объясняет более тяжелую симптоматику у некоторых пациентов. Здесь может крыться объяснение, почему дети страдают от COVID-2019 в значительно меньшей степени или переносят его бессимптомно. Вероятно, из-за менее развитого адаптивного иммунитета у них меньше цитокинов, способных спровоцировать системное воспаление.

Отмечались случаи цитокинового шторма после приема экспериментальных препаратов. В 2006 году шестеро здоровых молодых мужчин из Великобритании в реанимации с полиорганной недостаточностью после доклинических испытаний нового лекарства. Реакция на него развилась всего через 90 минут после приема назначенной дозы.

Цитокиновая буря: опасный эксперимент

Цитокиновая буря: опасный эксперимент

Само по себе повышение уровня провоспалительных цитокинов в крови чаще всего не является критическим состоянием – оно развивается при многих заболеваниях. О «цитокиновом шторме» или «цитокиновой буре» говорят, когда их концентрация за короткое время вырастает в сотни и даже в тысячи раз. Тогда говорят о гиперцитокинемии – состоянии, когда иммунная система буквально сходит с ума, заливая цитокинами организм, что приводит к неконтролируемым и разрушительным последствиям.

Актуально:  Виферон при коронавирусе, помогает ли в лечении

Само понятие «цитокиновый шторм» появилось задолго до нынешней пандемии коронавируса, еще в 1993 году для описания реакции, развившейся на фоне отторжения транплантата.

Одним из самых известных и показательных событий в этой области стал случай развития цитокинового шторма сразу у 6 здоровых добровольцев, которые участвовали в исследовании I фазы одного экспериментального препарата в 2006 году в Великобритании. Напомним, что I фаза – это проверка препарата на безопасность применения его для людей. Речь шла о моноклональных антителах IgG, которые должны были активировать клетки Т-хелперы (разновидность лимфоцитов). У мышей данный препарат вызывал только временное повышение концентрации лимфоцитов в крови. С людьми же ситуация развивалась весьма неожиданным для экспериментаторов образом.

Уже через час после введения все 6 человек начали испытывать сильные головные боли и боли в мышцах, особенно в области поясницы, у них развились рвота, диарея, поднялась температура, участилось сердцебиение и упало артериальное давление. В легких начали образовываться инфильтраты, что привело к острой дыхательной недостаточности.

Начались патологические изменения в почках, у большинства участников эксперимента развился синдром ДВС – диссеминированного внутрисосудистого свертывания. В области шеи у пациентов сформировался огромный отек из-за повышения проницаемости мелких кровеносных сосудов. В результате уже через 1,5 часа после введения препарата 5 из 6 испытуемых оказались в реанимации на ИВЛ. К счастью, никто не умер, все пострадавшие выздоровели.

Тщательный разбор произошедшего показал, что экспериментальный препарат воздействовал на Т-лимфоциты, что привело к внезапному массированному выбросу провоспалительных цитокинов. Это и был так называемый цитокиновый шторм. История 2006 года стала одним из наиболее показательных случаев развития цитокиновой бури, так как происходила с участием здоровых людей и под наблюдением врачей. Несмотря на это, до сих пор не понятны до конца все механизмы, которые лежат в основе этого крайне опасного для человека состояния.

Какие признаки цитокинового шторма?

Состояние, называемое цитокиновым штормом, проявляется лихорадкой, рвотой, диареей, слабостью, болями в различных частях тела и снижением уровня кислорода в крови. В анализах можно увидеть цитопению (снижение количества клеток), лимфопению (снижение количества лимфоцитов), повышенный уровень ферритина.

У больных COVID-19 в таком состоянии отмечается высокий уровень интерлейкина-2 (IL), фактора некроза опухолей альфа (TNF-α). В половине случаев происходит поражение легких, поэтому необходима искусственная вентиляция легких, а также терапия сепсиса и регулирование выброса цитокинов.

Цитокиновый шторм в коронавирус – что скрывается за термином, его патогенез

Цитокиновый шторм при коронавирусе COVID-19 – это неконтролируемый выброс цитокинов, то есть молекул, уничтожающих вирусы при помощи реакции воспаления. Если их продукция выше в сотни раз, то начинается разрушение собственных клеток, а в месте «шторма» возникает сильный отек.

Иммунитет при этом полностью теряет способность делить белки на свои и чужие, атакует все подряд. В первую очередь под разрушение попадают белые клетки крови – нейтрофилы, они при распаде выделяют ферменты, повреждающие эритроциты и тромбоциты. Так возникают кровотечения и закупорки сосудов тромбами.

Выделяющиеся активные вещества провоцируют падение давления и пропотевание жидкой части крови в ткани. Поэтому при коронавирусной инфекции развивается обширный легочной отек, лишающий способности поглощать кислород из воздуха. На фоне кислородного голодания падает сократительная функция сердца. Нарушение работы легких, сердца, почек и печени называется полиорганной недостаточностью, ее результатом бывает смертельный исход.

Цитокиновый шторм встречается не только при коронавирусе, он сопровождает другие инфекционные болезни (например, цитомегаловирус, стрептококковую, птичий грипп). Похожие реакции бывают при пересадке органов, стимуляции иммунитета и аутоиммунных болезнях, заражении крови, обширных операциях, обильном маточном кровотечении в родах.

На какой день начинается

Чаще всего цитокиновый шторм появляется через 8-10 дней после возникновения первых симптомов. Он отражает период разгара болезни и ее тяжелое течение. Нередко перед его развитием отмечается временное улучшение.

Симптомы

симптомы ковид 19 главные и сопутствующие

Основные симптомы чрезмерного выброса цитокинов:

  • температура от 39 градусов;
  • резкая слабость, вялость;
  • сильная мышечная боль;
  • затуманенное сознание;
  • ощущение сдавления в грудной клетке;
  • падение артериального давления – головокружение, потемнение в глазах.

Возможно появление сыпи на конечностях, отечность и боль шеи, повышенная возбудимость, судорожные подергивания мышц, увеличение печени и селезенки.

Как выявляют

Для того, чтобы выявить цитокиновый шторм, применяется анализ крови, в котором могут быть такие изменения:

  • снижение лимфоцитов, нейтрофилов, тромбоцитов;
  • резкое падение гемоглобина, эритроцитов;
  • повышение ферритина, С-реактивного белка, Д-димера, интерлейкинов.

Эти показатели анализируют вместе с томографией легких, которая показывает обширную пневмонию.

Что происходит в результате цитокинового шторма?

Сначала вирус массово поражает клетки, в которые способен проникнуть, размножается в них, затем выходит из клеток и распространяется дальше. Клетки при этом погибают, и в ответ на это включается защитная реакция иммунной системы, которая выражается в чрезмерном выделении цитокинов и неконтролируемом воспалении.

Актуально:  Прием Бронхомунала при коронавирусе

Во время цитокинового шторма ткани очага воспаления разрушаются, иммунная система начинает работать на предельной мощности, чтобы побороть инфекцию, и в результате воспаление распространяется на соседние ткани. Со временем цитокиновый шторм охватывает весь организм, и все может закончиться смертью пациента.

Можно ли остановить цитокиновый шторм?

Цитокиновый шторм можно остановить только в условиях клиники, но это удается сделать не всегда. Во время выработки огромного количества цитокинов может возникнуть полиорганная недостаточность и, как следствие, смерть пациента. Гиперцитокинемия является одной из причин смертей во время гриппа, цитокиновым штормом ряд ученых объясняет, в частности, большое количество жертв среди молодых людей во время эпидемии «испанки» — пандемии гриппа 1918 года.

Как показывают результаты исследований, необходимо вовремя определять время начала такого шторма, а сделать это возможно исключительно при помощи анализа крови. В условиях нынешней пандемии коронавируса медики применяют различные препараты, в частности, тоцилизумаб и гидроксихлорохин (иммунодепрессанты), которые имеют свойство приглушать активность специфических цитокинов.

Диагностика цитокинового шторма

У этого состояния есть несколько специфических черт. В первую очередь оно развивается очень быстро – в течение нескольких часов. Пациент испытывает несколько симптомов:

  1. Артериальная гипотензия (падение артериального давления);
  2. Похолодание конечностей и кожи;
  3. Нерегулярное сердцебиение (аритмия);
  4. Высокая температура.

Однако все это неспецифические признаки. Полноценная диагностика цитокинового шторма возможна после изучения анализов крови. Медики отмечают, что у пациента уровень C-реактивного белка, интерлейкинов-1 и 6, а также фактора некроза опухоли-альфа (ФНО).

Самый надежный способ диагностики гиперцитокинемии – это биохимический анализ крови на ферритин.

Лечение цитокинового шторма при коронавирусе

Лечение цитокинового шторма возможно только в условиях стационара. Важно вовремя определить это состояние, сделать больному анализ крови.

К сожалению, даже когда больного доставляют в больницу, врачам не всегда удается справиться с неконтролируемой реакцией иммунной системы. При коронавирусе такие пациенты в большинстве случаев нуждаются в искусственной вентиляции легких.

Цитокиновый шторм при коронавирусе способны остановить препараты, подавляющие чрезмерную реакцию организма на инфекцию. Больным назначают иммунодепрессанты. Существует практика лечения неконтролируемого выброса цитокинов препаратами тоцилизумаб и гидроксихлорохин. Но, они не являются панацеей. Часто вызывают тяжелые побочные реакции.

Главное коварство такого явления, как цитокиновый шторм при коронавирусе – это то, что такая реакция иммунной системы становится причиной смерти молодых людей с сильным иммунитетом. Поэтому обращайтесь вовремя к врачу при признаках заражения ковид. Не стоит думать, что ваш иммунитет справится с любым вирусом. Иногда он может сыграть злую шутку с человеком.

Кто в группе риска, чаще ли при диабете случается цитокиновый шторм при коронавирусе

Установлено, что при сахарном диабете цитокиновый шторм протекает тяжелее, так как у больных с высокой глюкозой в крови есть склонность к системной (общей) воспалительной реакции, а инфекции часто имеют множество осложнений.

В больнице Уханя (Китай) были взяты образцы крови у 119 пациентов, страдавших от пневмонии, когда еще не было известно о пандемии. В них определяли одновременно цитокины и глюкозы. Было установлено, что повышенные уровни были одновременно.

Также цитокиновый шторм чаще возникают у людей с низким иммунитетом. Причем важно учитывать, что в норме остановить образование цитокинов должна тормозящая активность Т-клеток (супрессоров). Именно они в низком количестве содержатся в крови у пожилых.

Такая же парадоксальная реакция есть и у профессиональных спортсменов, потому что много белков идет на поддержание мышечной массы. Поэтому иногда слишком тяжелое течение инфекции бывает у молодых и здоровых людей. Важно учитывать, что неадекватный иммунный ответ может вызывать неоправданное применение иммуностимуляторов, пищевых добавок и самолечение инфекционных болезней.

Цитокиновый шторм осложняет течение коронавируса при чрезмерно активной реакции иммунной системы. Проявляется в виде отека легких, при отсутствии своевременного выявления и лечения приводит к смерти.

“Девять волн” цитокинового шторма

Цитокиновый шторм еще называют взрывом и бурей. Все эти названия отображают суть реакции. Она очень сильная и опасная для жизни. Олег Назар описал «девять волн» цитокинового шторма.

1-й вал. Резко поднимается температура. Значит, иммунная система активизировалась.

2-й вал. Повышается содержание провоспалительных цитокинов. Это вещества, усиливающие воспаление.

3-й вал. Из-за этого иммунная система теряет специфичность. Объяснить это можно с помощью метафоры. Если представить иммунитет в образе сторожевого пса, то при адекватной реакции организма он по команде «фас», которую отдает головной мозг, кусает прицельно какой-то один объект. Например, «агентов» коронавируса. При потере специфичности он «набрасывается» на все подряд, не разбирая, кто свой, кто — чужой. То есть иммунная система активируется и против инфекции, и против собственных тканей. Это называется поликлональная активация клеток иммунной системы.

4-й вал. В итоге разрушаются клетки неспецифического звена — нейтрофилы, высвобождается содержимое их гранул — протеолитические ферменты.

 5-й вал. Ферменты вызывают разрушение эритроцитов и тромбоцитов. Из-за этого начинаются тромбозы, кровотечения.

6-й вал. Ферменты также вызывают активацию системы комплемента. Это группа белков, которые участвуют в защите против инфекций.

Актуально:  Есть ли сопли при коронавирусе

7-й вал.  При их чрезмерной стимуляции запускается механизм, при котором падает артериальное давление, расширяются сосуды, из них выходит плазма.

8-й вал. В результате этого процесса в частности и возникает отек легких, характерный для тяжелой формы протекания коронавируса.

9-й вал. Развивается сердечно-легочная недостаточность. Наступает состояние, похожее на инфаркт. Высок риск летального исхода.

Что помогает остановить “бурю”

Такая картина характерна не только для Covid-19. «Цитокиновый шторм часто сопровождает грипп, деструктивные пневмонии, — комментирует Олег Назар. — Кроме того, его часто наблюдают при сепсисе, хирургических вмешательствах, родовспоможении, когда идет большая потеря крови, маточных кровотечениях». То есть врачи давно знакомы с этим опасным явлением и знают, как его лечить.

То, что в протоколах лечения коронавируса мы видим препараты с противовоспалительным действием, связано как раз с тем, что существует риск цитокинового шторма, говорит Олег Назар. А он, напомним, сопровождается сильным воспалением.  Они снижают активность иммунной системы.

К таким препаратам относятся: Плаквенил, Тоцилизумаб, Гидроксихлорохин, а также другие лекарства, которые используются в ревматологии, при лечении аутоиммунных заболеваний.

Увы, сегодня в Украине этих препаратов днем с огнем не сыщешь. Причем их нет не только в аптеках, но и у большинства медиков. Но ситуация далека от патовой. «У бригад скорой помощи, реаниматологов есть гормоны-кортикостероиды, внутривенные иммуноглобулины. Они подавляют иммунную систему, а значит, унимают цитокиновый шторм».

Самостоятельно с ним справиться нельзя. Срочно вызывайте скорую помощь, если у вас:

  • резко поднялась температура до 39-40 градусов;
  • спутанное сознание;
  • вялость, апатия, слабость;
  • боль за грудиной.

«Это те состояния, когда формируется сердечно-легочная, полиорганная недостаточность — результат цитокинового шторма. И тут счет идет на минуты», — говорит Олег Назар.

Как предупредить “девятый вал”

Понять, насколько адекватно реагирует иммунитет на конкретную вирусную атаку, не выдает ли он чрезмерную реакцию, можно с помощью иммунограммы. Ее Олег Назар советует сделать при первых признаках ОРВИ (напомним, для начальной стадии Covid-19 характерны симптомы обычной простуды). Удовольствие это не из дешевых — стоит в районе 500-700 грн в частных столичных лабораториях, результат готов через 2-3 дня.

В первую очередь о необходимости такого анализа стоит задуматься тем, у кого налицо клинические проявления сбоев в работе иммунной системы. Это частые простудные заболевания; бактериальные осложнения после перенесенных ОРВИ; постоянная субфебрильная температура; синдром усталости.

Также, почувствовав признаки ОРВИ, можно сделать анализ на сывороточный ферритин (цена — 200 грн, результат готов через день). Высокие уровни этого белка могут говорить о развитии воспалительного процесса.

Видя данные лабораторной диагностики, семейный врач либо сам назначит дополнительное лечение, либо направит на консультацию к иммунологу.

Кого чаще всего “штормит”

По словам Олега Назара, в группу риска по развитию цитокинового шторма входят те, у кого, как бы это парадоксально ни звучало, низкая активность иммунной системы. «При таком состоянии не хватает специфических клеток, которые прицельно бьют по врагу, — комментирует иммунолог. — Можно провести параллель с войной. Когда не хватает профессиональных военных, берут добровольцев, ополченцев. Вот и здесь так: иммунная система задействует всю свою «армию», в результате и возникает цитокиновый шторм».

Ослаблен иммунитет в силу возраста у пожилых людей и у детей до 12 лет. «У них есть критические периоды формирования иммунитета. То от груди отлучили, антитела закончились, а своих еще нет. То они синтезируются в малом количестве, потому что не хватает белка. Он уходит на активный рост. Кстати, у спортсменов тоже может не хватать иммунных клеток, потому что белок, из которого они строятся, идет на постройку мышечной массы», — объясняет Олег Назар. Вот почему молодые люди, занимающиеся спортом и ведущие здоровый образ жизни (часто при этом они отказываются от белка животного происхождения), погибают из-за цитокинового шторма.

Еще одна причина, по которой у людей может неадекватно работать иммунная система, — увлечение иммуностимуляторами. «Сейчас часто можно услышать совет: надо стимулировать иммунитет. Огульно, просто так, не надо этого делать, — предупреждает Олег Назар. — Стимуляция иногда действительно нужна, но это может определить только специалист. И только он может назначить препараты. Самолечение чревато «поломкой» иммунитета и, как следствие, — цитокиновым штормом».

Итог

Иммунный ответ редко протекает без выраженного воспаления. Воспалительная реакция начинается с распознавания патогена, затем происходит рекрутирование иммунных клеток на борьбу с инфекцией. Как только она устранена, организм восстанавливает поврежденные ткани и возвращается в состояние гомеостаза.

Однако иногда что-то идет не так, и у пациента развивается чрезмерная реакция на возбудитель, и тогда наш иммунитет начинает крушить все подряд. По оценке специалистов, цитокиновый шторм встречается примерно у 20% заболевших COVID-2019. Главная его опасность – резкое ухудшение самочувствия больного с развитием ОРДС. Именно поэтому тяжелую коронавирусную инфекцию следует лечить только под наблюдением квалифицированных врачей.

Источники
  • https://MedAboutMe.ru/articles/tsitokinovyy_shtorm_mozhno_li_ostanovit_devyatyy_val/
  • https://steepmen.ru/tsitokinovyy-shtorm-pri-koronaviruse/
  • https://medvisor.ru/articles/immunitet/gipertsitokinemiya/
  • https://aif.ru/health/coronavirus/chto_takoe_citokinovyy_shtorm
  • https://endokrinolog.online/citokinovyj-shtorm-koronavirus/
  • https://vesti.ua/strana/tsitokinovyj-shtorm-pochemu-on-smertelno-opasen-pri-koronaviruse

Коронавирус в России на сегодня онлайн: в мире по странам, в России по городам