Scientific journal
Modern problems of science and education
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,006

POST-COVID SYNDROME AND CORONARY HEART DISEASE: COMMON LINKS OF PATHOGENESIS

Deeva M.V. 1, 2 Kicherova O.A. 2 Reykhert L.I. 2 Akhmetyanov M.A. 3, 2
1 Joint-stock company «Medical unit «Neftyanik»
2 Tyumen State Medical University, Health Ministry of Russia
3 Tyumen Cardiology Research Center
In the group of patients who have overcome COVID-19 infection, in the range from 10 to 80% of cases, the development of post-COVID syndrome is observed, and the severity of the disease has a direct impact on this indicator. It should be noted that the high prevalence of vascular diseases and, in particular, coronary heart disease in the population determines the high incidence of severe comorbid condition with the development of post-Covid syndrome in this category of patients. The presence of cardiovascular pathology in patients with coronavirus infection, which in itself is a significant risk factor, in combination with such additional factors as old age, male gender, diabetes mellitus or obesity, causes an increased risk of developing a severe course of the acute phase of COVID-19 with high level of hospital mortality. The article discusses the main pathogenetic mechanisms of the development of coronary heart disease. The common links in the pathogenesis of coronary heart disease and post-Covid syndrome are also highlighted. The significance of local and systemic processes of inflammation, endothelial dysfunction, dysfunction of the renin-angiotensin-aldosterone system, coagulopathy, as well as more indirect pathways of damage to the cardiovascular system is described. The specific features of the inflammatory reactions of the immune system, thrombus formation and dysimmune processes in COVID-19 and post-COVID syndrome are described in detail. The purpose of the review: to analyze the literature data on the main mechanisms of development of coronary artery disease and post-COVID syndrome, to characterize the pathogenesis of these pathological conditions from the point of view of their commonality. An analysis of data from the national electronic library eLIBRARY, the national library PubMed, and the scientific electronic library «Cyberleninka» was carried out. The review includes literature sources from 1997 to the present. Considering the similar pathogenetic mechanisms of post-COVID syndrome and coronary heart disease and the already available scientific data on the mutual influence of these nosologies, the need for further study of the effect of coronary heart disease as a concomitant disease on the course of post-COVID syndrome, and the development of treatment and rehabilitation regimens for patients with this nosology is justified.
covid-19
post-covid syndrome
coronary heart disease
endothelial dysfunction
coagulopathy
renin-angiotensin-aldosterone system

Цель обзора: провести анализ данных литературных источников, содержащих описание исследований об основных патогенетических механизмах развития ишемической болезни сердца и постковидного синдрома, выявить общие звенья патогенеза данных заболеваний, обосновать целесообразность дальнейшего изучения патогенетической связи постковидного синдрома и ишемической болезни сердца.

Материалы и методы исследования. Для решения поставленной цели проведен анализ данных национальной электронной библиотеки eLIBRARY, национальной библиотеки PubMed, научной электронной библиотеки «Киберленинка». В обзор включены литературные источники с 1997 г. по настоящее время. Для поиска использованы ключевые слова: «COVID-19», «постковидный синдром», «ишемическая болезнь сердца», «эндотелиальная дисфункция», «коагулопатия», «ренин-ангиотензин-альдостероновая система COVID-19», «post-Covid syndrome», «coronary heart disease», «endothelial dysfunction», «coagulopathy», «renin-angiotensin-aldosterone system». Всего было отобрано 50 публикаций (из них 33 – иностранные источники).

Результаты исследования и их обсуждение

Несмотря на объективно короткий период изучения новой коронавирусной инфекции, накоплено уже достаточное количество фактов, свидетельствующих о возникновении новой мультидисциплинарной проблемы – постковидного синдрома, при котором патологические симптомы у больных, перенесших COVID-19, сохраняются длительное время [1].

Постковидный синдром (ПКС) – это гетерогенная группа состояний, возникающих спустя 3 месяца после перенесенной (подтвержденной или вероятной) острой инфекции COVID-19, завершившейся клиническим выздоровлением, либо сохраняющихся более 3 месяцев с момента заболевания. Для постковидного синдрома характерно сочетание неспецифических симптомов (неврологических, нервно-психиатрических, гастроинтестинальных, кардиореспираторных, вегетативных, кожных и др.), персистирующих и не объяснимых альтернативным диагнозом [2, 3, 4]. Исследования последних лет показывают, что постковидный синдром развивается у 10–35% пациентов после легкой коронавирусной инфекции и у 80% больных с тяжелым течением заболевания [5, 6].

На данный момент во всем мире сердечно-сосудистые заболевания стоят на первом месте по заболеваемости и смертности [7]. Смертность от ишемической болезни сердца в возрасте 25–34 лет регистрируется в 10 случаев из 100 000, а в возрасте 55–64 лет – в 1000 случаев из 100 000 [8].

Ишемическая болезнь сердца (ИБС) – это группа острых и хронических заболеваний сердца, развивающихся в результате приобретенной недостаточности кровоснабжения сердечной мышцы и несоответствия между потребностями миокарда в кислороде и объемом коронарного кровотока. Основным патогенетическим механизмом патогенеза ИБС является органическое сужение коронарных артерий ввиду их поражения атеросклерозом, также других причин (таких как тромбоз или спазм коронарных артерий, нарушение микроциркуляции) [9].

Учитывая распространенность данного заболевания в целом и его частую встречаемость как коморбидной патологии при COVID-19, целесообразно рассмотреть вопрос о взаимосвязи течения постковидного синдрома и ишемической болезни сердца.

Основные патогенетические механизмы ишемической болезни сердца

В патогенезе ИБС важную роль играют не только атеросклеротические изменения коронарных сосудов, но и локальные воспалительные процессы.

Существуют данные, свидетельствующие о том, что ключевым фактором, запускающим ИБС и способствующим ее развитию, является не воспалительный процесс, а дестабилизация атеросклеротической бляшки. При этом интенсивность текущего хронического воспаления играет определяющую роль в прогрессировании этого процесса.

Существует большое количество доказательств важного места цитокинов в процессе повреждения атеросклеротической бляшки в результате ее воспаления и последующего разрыва [10, 11]. Локальные воспалительные процессы активизируются благодаря перемещению лейкоцитов к атеросклеротической бляшке, при этом происходит их активация с выработкой провоспалительных факторов (ИЛ-1, ИЛ-6, ИЛ-8, фактора некроза опухоли-α (ФНО-α), комплекса С567, СЗ-конвертазы, лимфокинов, калликреина, фибринопептида В, коллагена и др.). Важная роль в этом процессе принадлежит молекулам клеточной адгезии (P-, E- и L-селектинам), интегринам, хемокинам (моноцитарному хемотаксическому белку, ИЛ-8, фракталкину) и ферментам лейкоцитов (эластазе, коллагеназе, фосфолипазе и др.).

Кроме локальных воспалительных процессов, обнаружено системное увеличение маркеров воспалительной реакции в крови пациентов с сердечно-сосудистыми заболеваниями, включая ИБС (ИЛ-1, ИЛ-6, ИЛ-8, ФНО-α, молекулы адгезии, С-реактивный белок (СРБ) и др.), что подтверждает воспалительную концепцию атерогенеза [12]. Также обосновано, что высокие функциональные классы стенокардии сопровождаются повышенной экскрецией медиаторов воспаления. Данный факт подтверждает наличие уже на этапе стабильной стенокардии персистирующего воспаления [13]. В свою очередь, избыточная продукция провоспалительных цитокинов подавляет образование коллагена и стимулирует апоптоз эндотелиальных клеток.

Согласно актуальным клиническим испытаниям, нарушение работы эндотелия имеет основополагающее значение в формировании атеросклеротических изменений и сопутствующей им ишемической болезни сердца [14, 15]. Нарушение работы эндотелия считается одним из первых ранних симптомов сосудистых расстройств и выступает значимым условием развития атеротромбоза; оно характеризуется несбалансированностью между вазодилатирующими и вазоконстрикторными веществами, усиленной генерацией молекул межклеточной адгезии [16, 17].

Механизмы поражения сердечно-сосудистой системы при постковидном синдроме

Согласно имеющимся исследованиям, можно утверждать, что патогенетические звенья постковидного синдрома обусловлены основными механизмами развития острой инфекции SARS-CoV-2.

К первоочередным предполагаемым патологическим механизмам, вызывающим сердечно-сосудистые осложнения на фоне COVID-19 и ПКС, относятся следующие.

1. Прямое цитотоксическое влияние на кардиомиоциты и уменьшение экспрессии ангиотензин-превращающего фермента-2 (АПФ-2), выполняющего в норме кардиопротекторную функцию.

Вирусная частица инфицирует клетку, связываясь с рецепторами АПФ-2 на ее поверхности при помощи S-протеина [18]. Наибольшее количество рецепторов АПФ-2 находятся на альвеолоцитах легких, а также в сосудах, сердце и желудочно-кишечном тракте [19]. Проникновение через мембрану кардиомиоцитов вирусных частиц приводит к острому повреждению миокарда и/или развитию миокардита [20]. Рецепторы AПФ-2 играют основную роль в каскадной реакции, превращая ангиотензин II (АТ II) в ангиотензин 1–7 (АТ1-7) и ангиотензин I (АТ I) в ангиотензин 1–9. АТ II взаимодействует с AT1-рецепторами и вызывает реабсорбцию натрия и воды, вазоконстрикцию, оксидативный стресс. АТ1–7 имеет обратный эффект и вызывает снижение артериального давления, вазодилатацию и снижает уровень воспаления. Таким образом, АПФ-2-рецепторы играют важную роль в защитных механизмах легких, почек и обеспечивают кардиопротекцию [21, 22].

Инвазия вируса SARS-CoV-2 запускает цепь механизмов, ведущих к повреждению различных частей сердца: перикарда, миокарда, проводящей системы. Это может вызвать гибель клеток сердца – кардиомиоцитов, нарушить межклеточные соединения и привести к фиброзно-жировому замещению десмосомных белков. Кроме того, вирус может снизить противовоспалительную, антиоксидантную и антифибротическую функции АПФ-2 [23].

2. Повреждение эндотелиоцитов, тромбоз и воспаление.

При COVID-19 нарушение целостности и функции эндотелиоцитов чаще всего возникает в результате сочетания ряда факторов. Ведущим из них выступает непосредственное проникновение вируса SARS-CoV-2 в эндотелиоциты [24]. Другими не менее весомыми причинами эндотелиальной дисфункции у больных COVID-19 могут быть иммунно-опосредованное поражение эндотелиоцитов и цитокиновый шторм. Цитокиновый шторм представляет собой избыточную воспалительную реакцию иммунной системы, обусловленную активацией тучных клеток, макрофагов, эндотелиальных клеток и лейкоцитов. Следствием указанной гиперактивации является повышенная экскреция провоспалительных цито- и хемокинов [25]. В результате запуска данного патологического каскада нарушается регуляция синтеза провоспалительных, иммунорегуляторных и противовоспалительных факторов, включающих интерлейкины (ИЛ-1, ИЛ-2, ИЛ-6, ИЛ-7, ИЛ-8, ИЛ-9, ИЛ-10, ИЛ-12, ИЛ-17, ИЛ-18), гранулоцитарный колониестимулирующий фактор (Г-КСФ), гранулоцитарно-макрофагальный колониестимулирующий фактор (ГМ-КСФ), фактор некроза опухоли α (ФНОα), ИФНγ индуцируемый белок 10, ИФН-α и ИФН-β, моноцитарный хемоаттрактантный белок 1 (МХБ1), макрофагальный воспалительный белок 1α (МВБ1α), а также маркеры воспаления, такие как С-реактивный белок и ферритин [26]. Цитокины и провоспалительные белки выступают основными причинами, способствующими развитию эндотелиальной дисфункции [27]. Существует предположение, что, в отличие от других вариантов цитокинового шторма, при COVID-19 формируется иммуносупрессия, обусловленная недостаточностью антивирусного иммунного ответа, следствием чего является замедленная элиминация вирусных частиц с развитием так называемого вирусного сепсиса [28]. При более глубоком анализе патологических иммунных процессов при COVID-19 было установлено, что многочисленные нарушения, формирующиеся на фоне инфекции SARS-CoV-2, сходны с теми, которые обычно наблюдаются при аутовоспалительных аутоиммунных заболеваниях [29].

Отдельного обсуждения требует особенность патогенетических процессов, заключающаяся в тесной взаимосвязи между воспалением и гиперкоагуляцией [30, 31]. Коагулопатия, связанная с инфицированием COVID-19, характеризуется тремя патологическими механизмами: артериальный тромбоз, венозный тромбоз и внутрисосудистый микротромбоз. Установлено, что основным патогенетическим механизмом гиперкоагуляции при COVID-19 является избыточное производство провоспалительных факторов (ИЛ-1β/α, ИЛ-6, ИЛ-8, ФНО-α), инициирующих повреждение эндотелиальных клеток с развитием эндотелиальной дисфункции и тромбоцитов с формированием тромбоцитопатии [32, 33]. Тропность вируса SARS-CoV-2 к рецепторам АПФ-2 на поверхности ряда клеток иммунной системы обусловливает специфику тромбовоспаления при COVID-19. Это вызвано, главным образом, нарушением регуляции ренин-ангиотензин-альдостероновой системы (РААС) с избыточным образованием ангиотензина II, обладающего прооксидантным, провоспалительными и вазоконстрикторным свойствами [34]. Еще одним механизмом является развивающаяся при COVID-19 активация системы комплемента, на фоне которой происходит избыточное образование анафилотоксинов (C4d, C5b-9, C5а), коррелирующее со степенью активности гиперкоагуляции и воспаления [35, 36]. Основные аспекты патофизиологии COVID-19-ассоциированной коагулопатии были подтверждены при исследовании: IgG-фракция, выделенная из сыворотки пациентов с тромбозами на фоне новой коронавирусной инфекции, при взаимодействии с Fcγ-рецептором IIA тромбоцитов in vitro индуцировала их гибель (апоптоз) и активировала эндотелиальные клетки [37]. Есть данные о том, что развитие «тромбовоспаления» при COVID-19 также может быть обусловлено формированием нейтрофильных внеклеточных ловушек (NETs), фрагментами бактерий, активированными тромбоцитами, «провоспалительными» цитокинами (ИЛ-1, ИЛ-8) и другими факторами [38].

Значимым моментом является то, что аутоиммунные антитела способны выступать в качестве ключевых участников системного воспаления посредством различных механизмов, включая прямое цитотоксическое воздействие на клетки, активацию системы комплемента и формирование комплемент-активирующих иммунных комплексов [39]. Важные данные получены в ряде исследований аутоиммунных процессов при новой коронавирусной инфекции, в результате которых были описаны аутоиммунные реакции, основанные на механизмах «молекулярной мимикрии» между белками вируса и клетками человека, индуцирующие воспаление и развитие аутоиммунных реакций у больных COVID-19 (антителозависимое усиление инфекции) [40, 41].

Существенные данные были получены в ходе иммунофенотипирования В-клеток при новой коронавирусной инфекции, позволившего установить общие патогенетические механизмы SARS-COV-2 и аутоиммунных заболеваний. В результате проведенных исследований было установлено, что при тяжелых формах при COVID-19 у больных наблюдаются повышение количества антитело-продуцирующих клеток (АПК) и высокий уровень нейтрализующих анти-SARS-CoV-2 антител в сочетании с активацией экстрафолликулярного (ЭФ) пути В-клеточного иммунного ответа. Все вышеперечисленное обусловливает нарушение баланса и истощение В-клеток и Т-хелперов [42]. Имеются убедительные данные о том, что обусловленная SARS-CoV-2 активация В-клеточного иммунитета и последующее формирование иммунных комплексов способствуют развитию васкулита, характерного для новой коронавирусной инфекции [43]. Согласно последним исследованиям, хроническое воспаление (васкулит, эндотелиит, сопровождающиеся нарушениями микроциркуляции) и других патогенных иммунных реакций считается ведущей в патогенезе ПКС.

3. Гипоксическое повреждение как причина кислородного голодания тканей, возникшего вследствие вышеописанных механизмов.

4. Побочные эффекты лекарственных препаратов (на сегодняшний день обсуждается действие хлорохина, азитромицина, гидроксихлорохина и тоцилизумаба), а также противовирусных препаратов. Есть подтвержденные данные, что лопинавир и ритонавир способны вызывать нарушения ритма сердца, в частности удлинение интервалов QT и PR, преимущественно у пациентов из группы риска [44, 45].

5. Также, по данным проведенных исследований, в долгосрочной перспективе у пациентов, перенесших COVID-19, может стойко повышаться метаболический запрос сердца. Это связано с дизрегуляцией РААС, гипоксемией, увеличением уровня цитокинов и гиперкатехоламинемией, которые повышают потребность миокарда в кислороде.

6. Дисфункция автономной нервной системы может привести к синдрому нефизиологической синусовой тахикардии и постуральной ортостатической тахикардии. Это является следствием преобладания адренергических влияний автономной нервной системы после вирусного заболевания, включая новую коронавирусную инфекцию [46]. Патологическое увеличение ЧСС, в свою очередь, приводит к укорочению периода диастолической перфузии миокарда, что также увеличивает его потребность в кислороде [47, 48].

Стоит отметить, что на сегодняшний день активно ведется изучение такого значимого вопроса, как определение влияния коморбидной патологии на течение постковидного синдрома. Установлено, что наиболее тяжело острый период COVID-19 протекает у больных с сердечно-сосудистыми заболеваниями, имеющих сопутствующие факторы риска, такие как ожирение и сахарный диабет. Наряду с этим к тяжелому течению наиболее склонны мужчины пожилого возраста. Пациенты группы риска имеют высокий риск госпитальной летальности. По данным последних исследований, риск летального исхода от COVID-19 возрастает в 2,4 раза при сопутствующих сердечно-сосудистых заболеваниях [49].

В случае летальных исходов при новой коронавирусной инфекции в качестве коморбидных заболеваний наиболее часто встречались АГ, СД и ИБС и ХСН. Уже представлены немногочисленные исследования, подтверждающие, что важными предикторами затяжного COVID-19 являются хронические заболевания легких, сердца, сосудов, высокий индекс массы тела, зрелый возраст (29,3%), женский пол (14,9% против 9,5% мужчин), а также расовая принадлежность к группе BAME (Black, Asian and minority ethnic) [50].

Заключение

Исходя из доступной информации и опираясь на уже изученные механизмы патогенеза постковидного синдрома, включая гиперкоагуляцию, дисрегуляцию РААС, хроническое воспаление и дисфункцию иммунной системы, можно допустить гипотезу о том, что тяжесть течения ПКС непосредственно связана с наличием у пациента коморбидных заболеваний.

На сегодняшний день имеются исследования, доказывающие отрицательное влияние перенесенного COVID-19 и постковидного синдрома на течение ИБС. Учитывая тот факт, что ишемическая болезнь сердца и ПКС имеют схожие патогенетические механизмы, такие как повышенный уровень провоспалительных цитокинов и, как следствие, хроническое персистирующее воспаление, а также дисфункция эндотелия, можно предположить, что существует и обратная корреляция, и ИБС в рамках коморбидной патологии может утяжелять проявления постковидного синдрома, что также немаловажно в плане разработки схем лечения и реабилитации пациентов с ПКС и требует дальнейшего тщательного изучения.