Schwéier COVID-19 Komplikatioune verbonne mat der Darmbarriär Pann

E grousse Fokus vun der Fuerschung an der aktueller Coronavirus Krankheet 2019 (COVID-19) Pandemie war d'Notzung fir d'Mechanismen ze verstoen déi funktionnéieren déi dës potenziell fatal Krankheet verschidde Manifestatiounen a Komplikatioune verursaachen.

Coronavirus Krankheet COVID-19 Infektioun 3D medizinesch Illustratioun. Bildkreditt:Corona Borealis Studio / Shutterstock.

Eng nei Studie behaapt datt e schwéiere COVID-19 verursaacht gëtt duerch eng positiv Feedback Loop ausgeléist duerch systemesch Entzündung a vermittelt duerch anormal Darmpermeabilitéit. Dës Entdeckung kéint potenziell hëllefen nei Weeër fir d'Behandlung opzemaachen.

Ënnerbriechung vun Darmmikrobiom-Lunge Interaktiounen

Fréier Fuerschung iwwer Atmungsinfektiounen huet gewisen datt Lungeschued den normale Kräizgespréich tëscht de Lungzellen an dem Darmmikrobiom ënnerbrach, systemesch Entzündung ausléisen a schwéier Krankheet verursaachen. Esou Entzündung verursaacht och Darmbarriär Pann, erlaabt Darmmikroben den Darmepithel ze iwwerschreiden an an déi systemesch Zirkulatioun anzeginn. Dëst produzéiert weider Entzündung a verschlechtert d'Lunge Verletzung, fäerdeg de positive Feedback Loop.

Viral Infektioun vun den Darmzellen kann och optrieden, féiert zu direkten Schued a stéiert souwuel d'Guttstruktur wéi och d'Funktioun, wéi och d'Darmbarriär Integritéit. Dës Mechanismen si méi wahrscheinlech bei eeleren oder kranke, déi méi allgemeng scho mat Darmdysbiose leiden.

Déi aktuell Etude, verëffentlecht als Virdruck am medRxiv* Server am November 2020, baséiert op engem System Biologie Modell, benotzt fir de Plasma vu 60 Patienten mat COVID-19 z'ënnersichen awer mat enger Rei vu klinescher Gravitéit. Hir Alters ware vu 50 op 65 Joer.

Inflammatioun fördert exzessiv Darm permeabilitéit

D'Fuerscher hunn eng steil Erhéijung vun der Permeabilitéit vun den Darmepithelial enge Kräizunge bei schwéiere COVID-19 fonnt, signaliséiert e Verloscht vun der Darmbarriärfunktioun. Dëst gouf begleet vun enger steiler Erhéijung vum Proteinzonulin, "Deen eenzege bekannte physiologesche Mediateur vun enger enker Kräizungspermeabilitéit am Verdauungstrakt." Erhéicht Zonulin war e Marker fir méi héich Mortalitéit bei schwéiere COVID-19.

Si moossen och den Niveau vum Plasma Lipopolysaccharid (LPS) bindend Protein (LBP), e Marker vun enger akuter Infektioun oder Entzündung, déi sech un bakteriell LPS bindt an den Immunsystem ausléist. Dëst reflektéiert e verstäerkten mikrobiellen Zougang zum Bluttkrees duerch de leaky Darm, a säin Niveau gouf erhéicht am schwéiere COVID-19, am Verglach mat mëllere Fäll.

Et waren och Héichten an den Niveauen vum Pilzmarker, β-Glukan, a vum enge Kräizungsprotein Okkludin, a schwéiere COVID-19. Wéi och ëmmer, d'Konzentratioun vum intestinalen Fettsäure-bindende Protein (I-FABP) war onverännert, den Doud vun intestinalen Enterocyten auszeschléissen.

Mikrobiell Translokatioun verbonne mat systemescher Entzündung

Wéi erwaart, d'Darmmikrobiell Migratioun iwwer d'intestinal Barriär gouf begleet vun Zeeche vun der myeloescher Entzündung, mat méi héijen Niveauen vun Neutrophilen a Monozyten Entzündungsmarkéierer bei schwéiere Krankheeten, zesumme mat Zytokine wéi IL-6 an IL-1β, an déi akut-Phase Reaktanten CRP an D-Dimer.

Immunmoduléierend Moleküle wéi Lektine weisen och däitlech erhéicht Niveaue bei schwéier kranke Patienten, déi schlussendlech un d'Infektioun geroden sinn. D'Fuerscher hunn zousätzlech en Ongläichgewiicht an den Niveauen vu C3a a GDF15 observéiert, Indikatoren fir Ergänzungsaktivéierung an oxidativen Stress, respektiv, a fatale Fäll.

D'Fuerscher kommentéieren, "Dës Donnéeën ënnerstëtzen eis Hypothese datt Stéierung vun der Darmbarriär Integritéit, wat zu enger mikrobieller Translokatioun resultéiert, ass verbonne mat méi héijer systemescher Entzündung an Immunaktivéierung wärend engem schwéieren COVID-19.

Gutt Permeabilitéit moduléiert Metabolitniveauen am schwéiere COVID-19

Onnormal Darmpermeabilitéit verursaacht net nëmmen systemesch Entzündung direkt, awer ass verbonne mat Verännerungen an de Konzentratioune vun enger Partie Plasma Metaboliten. Dëst sinn net nëmme bekannte Markéierer vun der Darmfunktioun, awer bioaktiv Verbindungen, verbonne mat entzündlechen an Immunreaktiounen.

Zum Beispill, verschidde wichteg Aminosaierweeër ginn ënnerbrach. Dës enthalen e puer wéi Citrulline déi nëmme bannent Enterocyte produzéiert ginn, oder anerer wéi Tryptophan, déi duerch Enterocyte kataboliséiert ginn. Dëst resultéiert an enger Erhéijung vun Aminosaieren wéi Citrullin, Ravinsäure, an an den Ofbauprodukter vum Tryptophan. Dës Stéierunge si Markéierer vun der Darmdysbiose a vun der Dysreguléierung vun den Immuninteraktiounen mam Darmmikrobiom.

Studie:Schwéiere COVID-19 gëtt ugedriwwen duerch gestéiert Gut Barrier Integritéit. Bildkreditt:SewCream / Shutterstock

Dës Ännerunge goufen observéiert bei Patienten mat schwéiere Krankheeten versus Kontrollen oder mëllen COVID-19 ze geschéien.

Metabolomesch Verännerunge verbannen mat dysreguléierter Entzündung

Déi beobachtet Metabolit Ännerunge ware verbonne mat entzündlechen Markéierer a Markéierer vun der Darmbarriärstéierung. Zum Beispill, niddereg Citrullin an héije Tryptophan Metabolitniveau ware mat méi héije IL-6 Niveauen verbonnen.

Verschidde Lipidweeër goufen och gestéiert vun de Stéierungen am Aminosäurenmetabolismus a schwéiere COVID-19. Vun de 16 Weeër déi am meeschte betraff sinn, déi mat Glycerophospholipid a Cholin Metabolismus involvéiert ware markant gestéiert. Béid vun dësen si enk mam Darmmikrobiom verbonnen, an Dysbiose huet en negativen Effekt op den Ofbau an d'Absorptioun vun dëse Lipiden. Also, schwéierem COVID-19 ass mat systemesche Stéierunge verbonne mat der Darmbarriär.

Abnormalitéiten an der Glykatioun verursaache Dysreguléierung vun der Entzündung

Glycanen dekoréieren vill Proteinen an Antikörper fir d'Immunantwort ze regelen. D'Enzyme, déi se degradéieren, kommen aus verschiddene Darmmikroben, an d'Translokatioun vum Leschten kann zu enger Verännerung vum Glykosyléierungsprofil féieren. Dëst, ofwiesselnd, kann méi Entzündung duerch Ergänzungsaktivéierung erofsetzen.

Esou eng Ännerung am Glycosyléierungsprofil vu Plasma Glykoproteine ​​ass bekannt bei entzündlecher Darmkrankheet (IBD). Zousätzlech, fecal Mikrobiota Transplantatioun fir d'Kompositioun vum Darmmikrobiom ze korrigéieren beaflosst d'Glykosyléierung vu béid IgG a Serum.

Verloscht vu Galaktose, zum Beispill, verhënnert d'Aktivatioun vum anti-inflammatoresche Kontrollpunkt deen ergänzt mediéiert Entzündung dréckt, déi geformt gëtt duerch d'Galaktos-mediéiert Verbindung vum Dectin-1 zu FcyRIIB op myeloiden Zellen. Dëst gëtt gesi fir Entzündung ze verursaachen an d'Aktivéierung vun der Komplement bei IBD ze komplementéieren.

Hospitaliséierter Risiko Score

D'Fuerscher hunn de Maschinnléiere Algorithmus Lasso benotzt fir déi Markéierer ze wielen déi am beschte mëll COVID-19 vu schwéiere kënnen diskriminéieren. D'Resultater enthalen zonulin, LBP an sCD14, mat engem AUC vun iwwer 99%. Si hunn dat dann benotzt fir de Risiko vun der Hospitaliséierung ze schätzen, a fonnt datt et eng Empfindlechkeet vu ronn 98% mat enger Spezifizitéit vu ronn 95% hat, fir eng Gesamtgenauegkeet vun 96%. De Kyn-Trp Verhältnis ass och fäeg fir robust Diskriminéierung. Dëst ënnersträicht déi enk Verbindung tëscht Darmstéierung a schwéiere COVID-19.

Wat sinn d'Implikatiounen?

D'Fuerscher resuméieren, "Eis Donnéeë weisen datt de schwéiere COVID-19 mat enger dramatescher Erhéijung vun der enker Kräizungspermeabilitéit an der Translokatioun vu Bakterien a Pilzprodukter an d'Blutt assoziéiert ass. Dës gestéiert Darmbarriär Integritéit a mikrobiell Translokatioun korreléiert staark mat verstäerkter systemescher Entzündung, erhéicht Immunaktivéierung, reduzéiert Darmfunktioun, gestéiert Plasma Metabolom a Glycome, a méi héich Mortalitéit. "

D'Fuerscher suggeréieren och datt dëst d'Méiglechkeet vu laangfristege Folge kann uginn wéinst der Stéierung vun der Darmbarriär a gestéiert Darmfunktioun. Dëst kann metabolesch Dysfunktioun enthalen an COVID-19 'Laangstrecken'. Studien fir dëst ze verstoen solle prioritär sinn, begleet vu Fuerschung iwwer déi effektiv Weeër fir dëst ze verbesseren. Dëst kéint passend sinn fir Trëttoiren op der verbreet Notzung vun Antibiotike, déi de Kurs vun der Krankheet beaflossen, besonnesch bei eelere Patienten an déi mat metabolescher Krankheet.

Zweetens, d'Studie kann et schlussendlech méiglech maachen e schwéiere COVID-19 virauszesoen, benotzt den identifizéierten Opstieg a multiple Biomarker, inklusiv Plasma Lipiden, Aminosäuren an hir Metaboliten, a Glycanen.

Endlech, d'Studie weist e puer potenziell therapeutesch Ziler am schwéiere COVID-19 op. Dës enthalen zonulin, déi erfollegräich blockéiert kënne gi fir d'Darmbarriär Integritéit ze verbesseren, an Zitrullin. D'Associatioun tëscht schwéiere COVID-19 an enger genetescher Prädisposition fir héich zonulin Produktioun sollt och weider ënnersicht ginn.

Nach eng Kéier, Lektine an aner Glycanen, déi d'Entzündung moduléieren, kënne hëllefen den Zytokin Stuerm bei schwéiere COVID-19 ze vermeiden. D'Benotzung vun héich glycosyléierten Immunkomplexen ass bekannt fir komplement-mediéiert Entzündung ze hemmen, a kéinte fir d'Benotzung am COVID-19 adaptéiert ginn.

Insgesamt, dofir, d'Auteuren schléissen, "Gréissert Verständnis vun der Interaktioun tëscht dem Darm, intestinal Mikrobiota, an Aminosaier Metabolismus wärend COVID-19 kéint pharmazeutesch an Diät Approche informéieren fir COVID-19 Resultater ze verbesseren.

*Wichteg Notiz

medRxiv verëffentlecht virleefeg wëssenschaftlech Berichter déi net peer-iwwerschafft sinn an, dofir, soll net als schlussendlech ugesi ginn, guidéiert d'klinesch Praxis/Gesondheetsverhalen, oder als etabléiert Informatioun behandelt.

• Wëssenschaftler fanne bedeitend Differenzen an der Liewer-verbonne Mortalitéit an den USA
• Antibiotika, déi virum Alter 2 verwalt ginn, si mat de lafende Bedéngungen verbonnen