Коронавирус может вызывать нарушение взаимодействия жировых клеток, что приводит к диабетуКоронавирус может вызывать нарушение взаимодействия жировых клеток, что приводит к диабету
У пациентов COVID-19 с высоким уровнем сахара в крови наблюдался низкий уровень гормона, вырабатываемого жировой тканью.
В ходе исследования более 3800 пациентов с COVID-19 чуть менее чем у половины из них повысился уровень сахара в крови, в том числе у тех, кот ранее не страдали диабетом, пишут Джеймс Ло и его коллеги в статье, опубликованной в журнале Cell Metabolism. Около 91 % интубированных пациентов COVID-19 имели высокий уровень сахара в крови, как и почти 73 % людей, умерших от этой болезни, сообщили исследователи.
Группа Ло, базирующаяся в медицинском центре Weill Cornell в Нью-Йорке, и другие исследователи сейчас работают над тем, чтобы определить, что вызывает высокий уровень сахара в крови у пациентов с COVID-19 и как с этим бороться.
В марте и апреле 2020 года Медицинский центр Колумбийского университета в Нью-Йорке был полон пациентов с COVID-19. Эндокринолог Утпал Паджвани заметил, что "многие из этих людей - но не большинство - поступали с очень высоким уровнем сахара в крови. Для некоторых из них это было совершенно новым". Ло тоже заметил, что у многих пациентов с COVID-19 в отделении интенсивной терапии его больницы был высокий уровень сахара в крови.
Предшествующий диабет является фактором риска плохого исхода COVID-19. Но у многих пациентов, которых наблюдали Ло и его коллеги, не было диабета до того, как они заболели. Иногда диабет развивается у людей с возрастом, но пациенты Ло с высоким уровнем сахара в крови часто были "совсем молодыми, в возрасте 30-40 лет", - говорит он. А уровень глюкозы в их крови был невероятно высоким, иногда более чем в два раза выше уровня, который указывает на диабет. Такой высокий уровень сахара в крови был сопряжен с 15-кратным повышением риска интубации и 3,6-кратным повышением риска летального исхода по сравнению с людьми с этим заболеванием, имевшими нормальный уровень сахара в крови, как установили Ло и его коллеги.
Паджвани отмечает: "Мы не знаем, является ли высокий уровень сахара в крови причиной плохого исхода или отражением плохого исхода". Тем не менее, он и другие врачи не удивлены связью между COVID-19 и высоким уровнем сахара в крови, или гипергликемией.
Высокий уровень сахара в крови был зафиксирован у людей с острым респираторным дистресс-синдромом, или ОРДС, вызванным травмами или инфицированием другими вирусами или бактериями. ОРДС - это состояние, при котором легкие не могут обеспечить организм достаточным количеством кислорода. Пациенты с ОРДС, вызванным COVID-19, и высоким уровнем сахара в крови провели в больнице в три раза больше времени, чем люди с ОРДС, вызванным COVID-19, у которых уровень сахара в крови был нормальным, обнаружили Ло и коллеги. Но, как ни странно, люди с гипергликемией, у которых ОРДС был вызван COVID-19, умирали реже, чем люди с гипергликемией, у которых ОРДС был вызван другими причинами.
"Прогноз все равно был плохим, просто не таким плохим в группе с ОРДС и COVID, что удивительно", - говорит Ральф ДеФронзо, эндокринолог и руководитель отделения диабета в Научном центре здоровья Техасского университета в Сан-Антонио, который не участвовал в исследовании Ло.
Что именно приводит к резкому повышению уровня сахара в крови и вызывает диабет у пациентов, инфицированных COVID-19, остается загадкой. Некоторые данные указывают на то, что коронавирус инфицирует клетки поджелудочной железы, вырабатывающие инсулин - гормон, который снижает уровень сахара в крови, давая сигнал клеткам принимать сахар и сжигать его в качестве топлива. Но в исследовании Ло пациенты с высоким уровнем сахара в крови, зараженные COVID-19, все еще имели высокий уровень С-пептида - естественного белка, который соединяет две цепочки инсулина и производится вместе с инсулином в клетках поджелудочной железы. Высокий уровень С-пептида указывает на то, что клетки поджелудочной железы пациентов вырабатывают инсулин. Однако уровень сахара в крови этих пациентов все еще оставался высоким. Значит, если проблема не в клетках поджелудочной железы, значит, что-то другое идет не так.
Это что-то другое может быть связано с тем, что жировые клетки, инфицированные коронавирусом, посылают неправильный сигнал другим клеткам, что в конечном итоге приводит к диабету, предполагают Ло и его коллеги. Группа Ло обнаружила, что у пациентов с COVID-19 был низкий уровень адипонектина - гормона, вырабатываемого жировыми клетками, который помогает другим клеткам прислушаться к призыву инсулина принять сахар. Люди с ожирением также часто имеют низкий уровень адипонектина, что, возможно, объясняет, почему они подвержены риску плохого исхода COVID-19. Уровни некоторых других гормонов, вырабатываемых жировыми клетками, также были нарушены, обнаружили исследователи.
Полученные результаты позволяют предположить, что высокий уровень сахара в крови у пациентов с COVID-19 является следствием инсулинорезистентности - состояния, при котором клетки игнорируют сигнал инсулина о необходимости принять глюкозу, - вызванного недостатком жировых гормонов, а не неспособностью производить инсулин. Коронавирус может инфицировать жировые клетки, как показали эксперименты исследователей на хомяках и культурах клеток. Повреждения, нанесенные жировым клеткам непосредственно вирусом или опосредованно воспалением, направленным на борьбу с вирусом, могут нарушить способность жировых клеток вырабатывать нормальный уровень гормонов и помогать поддерживать стабильный уровень сахара в крови.
Рис. по Moritz Reiterer et al. Hyperglycemia in acute COVID-19 is characterized by insulin resistance and adipose tissue infectivity by SARS-CoV-2.
Эксперименты других исследователей также показали, что SARS-CoV-2 может реплицироваться в жировой ткани человека, говорит Хосе Алеман, эндокринолог из Медицинской школы Гроссмана при Нью-Йоркском университете. Это еще один признак того, что жировая ткань вовлечена в тяжелые формы заболевания.
Например, вскрытие показало, что коронавирус инфицировал жировые клетки 10 из 18 мужчин, умерших от COVID-19, сообщают исследователи из Германии 4 января в журнале Cell Metabolism. Все 10 мужчин с коронавирусом в жировой ткани страдали избыточным весом или ожирением. Исследователи также обнаружили SARS-CoV-2 в жировых клетках 5 из 12 женщин, умерших от COVID-19, но не все эти женщины страдали избыточным весом или ожирением.
Вдохновившись работой Ло, немецкая исследовательская группа обнаружила доказательства того, что коронавирусная инфекция также влияет на способность жировых клеток метаболизировать некоторые липиды, в результате чего у людей с COVID-19 в крови повышается уровень триглицеридов. Это еще один признак того, что у некоторых пациентов с COVID жировые клетки не работают должным образом. И эти изменения в жировой ткани могут способствовать развитию более тяжелой формы COVID-19.
Ожирение часто связано с воспалением в жировой и других тканях. Коронавирусная инфекция может усугубить это воспаление, склоняя чашу весов в сторону нарушения выработки гормонов и, в конечном итоге, диабета, говорит Алеман. Результаты исследования Ло "подтверждают идею о том, что жировая ткань является резервуаром для этого воспаления низкого уровня, которое затем запускается COVID", - говорит Алеман.
Но этот вывод не однозначен, говорит Паджвани. "Это пример очень хорошего исследования, проведенного в очень сложных условиях". Но поскольку в исследовании рассматривалась группа пациентов, но с самого начала не были подобраны их характеристики и ограничены другие переменные, работа не может окончательно показать причину диабета, связанного с COVID. "Это дает нам отличную подсказку о том, какое исследование следует провести", - говорит он.
Вызывают ли коронавирусные инфекции диабет или просто обнажают это заболевание у восприимчивых людей, таких как люди с избыточным весом или ожирением, пока не ясно, говорит ДеФронзо. Алеман соглашается с ним.
"У многих из этих пациентов есть базовое состояние резистентности к инсулину, вероятно, преддиабет, но затем острое заболевание в виде COVID-19 переводит [их] в диабет".
Врачи могут противостоять высокому уровню сахара в крови, назначая пациентам с COVID-19 препараты, называемые тиазолидиндионы или глитазоны, которые делают клетки более чувствительными к действию инсулина. ДеФронзо говорит, что надеется испытать один из этих препаратов под названием пиоглитазон на пациентах с высоким уровнем сахара в крови, страдающих COVID-19. Цель состоит в том, чтобы предотвратить худшие последствия COVID-19, но высокий уровень сахара в крови у пациентов может сохраняться.
