Зміни в системі фібринолізу та цитокіновому профілі плазми крові після перенесеного COVID-19 у хворих із хронічною ішемією мозку

Автор(и)

  • В.С. Мельник Національний медичний університет імені О.О. Богомольця, Київ; Університетська клініка Національного медичного університету імені О.О. Богомольця, Київ, Ukraine https://orcid.org/0000-0003-4645-8239
  • М.О. Михайличенко Національний медичний університет імені О.О. Богомольця, Київ; Університетська клініка Національного медичного університету імені О.О. Богомольця, Київ, Ukraine https://orcid.org/0009-0001-1221-4220

DOI:

https://doi.org/10.30978/UNJ2023-1-4-17

Ключові слова:

хронічна ішемія мозку; церебро-васкулярні захворювання; COVID-19; прозапальні цитокіни; фібриноліз; ендотеліальна дисфункція.

Анотація

У огляді розглянуті патогенетичні механізми ураження нервової системи у пацієнтів з хронічною ішемією мозку та COVID-19. Вважають, що при коронавірусній хворобі ураження нервової системи може відбуватись за рахунок низки причин: безпосередньої вірусної інвазії, внаслідок надмірної активації імунної відповіді — цитокінового шторму, розвитку системної гіпоксемії. Спорідненість SARS-CoV-2 до рецепторів ангіо­тензинперетворювального ферменту-2 також призводить до безпосереднього пошкодження внутрішньочерепних артерій. Ці процеси супроводжуються змінами в системах згортання/протизгортання крові, які чинять суттєвий вплив на патогенез обох захворювань. За рахунок активації прозапальних цитокінів та ендотеліальної дисфункції формується підвищена проникність гематоенцефалічного бар’єра, міграція Т-лімфоцитів та медіаторів запалення в інтерстиціальний простір головного мозку. Імуноопосередкована запальна реакція призводить до формування субкортикальної демієлінізації та активації астроцитів. Також в центральну нервову систему проникає фібриноген, який, перетворюючись на фібрин, активує процеси локального запалення, блокує дозрівання олігодендроцитів, порушуючи процеси мієліногенезу, та сприяє утворенню бета-амілоїдних бляшок. Наявний стан гіперкоагуляції підвищує ризик розвитку ішемічних вогнищ у головному мозку у хворих на COVID-19. Одночасно відбувається активація системи фібринолізу, підвищуються рівні активатора тканинного плазміногену 1 типу, ключового маркера ендотеліальної дисфункції та фактора регуляції фібринолізу. Цілеспрямоване інгібування PAI-1 може мати перспективи в якості нової терапевтичної стратегії для покращення результатів лікування та попередження ускладнень з боку нервової системи.

Біографії авторів

В.С. Мельник, Національний медичний університет імені О.О. Богомольця, Київ; Університетська клініка Національного медичного університету імені О.О. Богомольця, Київ

Мельник Володимир Степанович
д. мед. н., проф. кафедри неврології, декан медичного факультету № 1

М.О. Михайличенко, Національний медичний університет імені О.О. Богомольця, Київ; Університетська клініка Національного медичного університету імені О.О. Богомольця, Київ

Михайліченко Марина Олександрівна
зав. неврологічним відділенням Університетської клініки Національного Медичного Університету імені О.О.Богомольця

Посилання

Kovalenko OE, Lytvyn OE. [Khronichna ishemiia holovnoho mozku yak odna z naiposhyrenishykh patolohii u praktytsi simeinoho likaria ta nevroloha]. Zdorov’ia Ukrainy 21 storichchia. 2020;18. https://health-ua.com/article/61848-hronchna-shemya-golovnogo-mozku-yakodna-znajposhirenshih-patologj-upraktitc. Ukrainian.

Benedetti F, Aggio V, Pratesi ML. Neuroinflammation in bipolar depression. Front Psychiatry. 2020;11:71. http://doi.org/10.3389/fpsyt.2020.00071.

Campbell PT, VanWagner LB, Colangelo LA, et al. Association between plasminogen activator inhibitor-1 in young adulthood and nonalcoholic fatty liver disease in midlife: CARDIA. Liver Int. 2020;40:1111-20. http://doi.org/10.1111/liv.14417.

Cheng R, Leedy D. COVID-19 and acute myocardial injury: the heart of the matter or an innocent bystander? Heart. 2020;106:1122–24. http://doi.org/10.1136/heartjnl-2020-317025.

Co COC, Yu JRT, Laxamana LC, David-Ona DIA. Intravenous thrombolysis for stroke in a COVID-19 positive Filipino patient, a case report. J Clin Neurosci. 2020;77:234-6. http://doi.org/10.1016/j.jocn.2020.05.006.

Conklin J, Frosch MP, Mukerji S, et al. Cerebral microvascular injury in severe COVID-19. medRxiv Preprint. 2020 Jul 24. http://doi.org/10.1101/2020.07.21.20159376.

Dantzer R. Neuroimmune interactions: from the brain to the immune system and vice versa. Physiol Rev. 2018;98:477-504. http://doi.org/10.1152/physrev.00039.2016.

Fan H, Tang X, Song Y, Liu P, Chen Y. Influence of COVID-19 on cerebrovascular disease and its possible mechanism. Neuropsychiatr Dis Treat 2020;16:1359-67. http://doi.org/10.2147/NDT.S251173.

Fan S, Xiao M, Han F, et al. Neurological manifestations in critically ill patients with COVID-19: A retrospective study. Front Neurol. 2020;11:806. http://doi.org/10.3389/fneur.2020.00806.

Fattori E, Cappelletti M, Costa P, et al. Defective inflammatory response in interleukin 6-deficient mice. J Exp Med. 1994 Oct 1;180(4):1243-1250. http://doi.org/10.1084/jem.180.4.1243.

Ferrero-Miliani L, Nielsen OH, Andersen PS, et al. Chronic inflammation: importance of NOD2 and NALP3 in interleukin-1beta generation. Clin Exp Immunol. 2007 Feb;147(2):227-35. http://doi.org/10.1111/j.1365-2249.2006.03261.x.

Gadient RAA, Patterson PH. Leukemia inhibitory factor, Interleukin 6, and other cytokines using the GP130 transducing receptor: roles in inflammation and injury. Stem Cells. 1999;17(3):127-37. http://doi.org/10.1002/stem.170127.

Gambardella J, Morelli MB, Wang X, Marfella R, Santulli G. Hypertension, thrombosis, kidney failure, and diabetes: is COVID-19 an endothelial disease? A comprehensive evaluation of clinical and basic evidence. J Clin Med. 2020;9:1417. http://doi.org/10.3390/jcm9051417.

Gu Y, Hsu AC, Pang Z, et al. Role of the innate cyto- kine storm induced by the influenza A virus. Viral Immunol. 2019;32(6):244-51. http://doi.org/10.1089/vim.2019.0032.

Guan W, Ni Z, Hu Y, et al. Clinical characteristics of coronavirus disease 2019 in China. N Engl J Med [Internet]. 2020;382:1708-20. http://doi.org/10.1056/NEJMoa2002032.

Han M, Pandey D. ZMPSTE24 regulates SARS-CoV-2 spike protein-enhanced expression of endothelial PAI-1. Am J Respir Cell Mol Biol 2021;65:300-8. http://doi.org/10.1165/rcmb.2020-0544OC.

Helms J, Kremer S, Merdji H, et al. Neurologic features in severe SARS-CoV-2 infection. N Engl J Med. 2020;382:2268-70. http://doi.org/10.1056/NEJMc2008597.

Huan H, Qingfeng M, Cong L, et al. Profiling serum cytokines in COVID-19 patients reveals IL-6 and IL-10 are disease severity predictors. Emerging Microbes & Infections. 2020;9:1123-30. http://doi.org/10.1080/22221751.2020.1770129.

Jiang F, Deng L, Zhang L, Cai Y, Cheung CW, Xia Z. Review of the clinical characteristics of coronavirus disease 2019 (COVID-19). J Gen Intern Med. 2020;35(5):1545-9. http://doi.org/10.1007/s11606-020-05762-w.

Khan SS, Singer BD, Vaughan DE. Molecular and physiological manifestations and measurement of aging in humans. Aging Cell. 2017;16:624-33. http://doi.org/10.1111/acel.12601.

Khan SS. The central role of PAI-1 in COVID-19: Thrombosis and beyond. American Am J Respir Cell Mol Biol. 2021 Sep;65(3):238-240. http://doi.org/10.1165/rcmb.2021-0208ED.

Kim GW, Lee NR, Pi RH, et al. IL-6 inhibitors for treatment of rheumatoid arthritis: past, present, and future. Arch Pharm Res. 2015;38(5):575-84. http://doi.org/10.1007/s12272-015-0569-8.

Kirschenbaum D, Imbach LL, Rushing EJ, et al. Intracerebral endotheliitis and microbleeds are neuropathological features of COVID-19. Neuropathol Appl Neurobiol. 2021;47(3):454-459. http://doi.org/10.1111/nan.12677.

Kortlever RM, Higgins PJ, Bernards R. Plasminogen activator inhibitor-1 is a critical downstream target of p53 in the induction of repli­ca­tive senescence. Nat Cell Biol. 2006;8:877-84. http://doi.org/10.1038/ncb1448.

Kotch C, Barrett D, Teachey DT. Tocilizumab for the treatment of chimeric antigen receptor T cell-induced cytokine release syndrome. Expert Rev Clin Immunol. 2019 Aug;15(8):813-22. http://doi.org/10.1080/1744666X.2019.1629904.

Larson AS, Savastano L, Kadirvel R, Kallmes DF, Hassan AE, Brinjikji W. Coronavirus disease 2019 and the cerebrovascular-cardiovascular systems: What do we know so far? J Am Heart Assoc. 2020;9:e016793. http://doi.org/10.1161/JAHA.120.016793.

Lee MH, Perl DP, Nair G, et al. Microvascular Injury in the Brains of Patients with Covid-19. N Engl J Med. 2021 Feb 4;384(5):481-483. http://doi.org/10.1056/NEJMc2033369.

Lin Z, Hamik A, Jain R, Kumar A, Jain MK. Kruppel-like factor 2 inhibits protease activated receptor-1 expression and thrombin-mediated endothelial activation. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2006;26:1185-9. http://doi.org/10.1161/01.ATV.0000215638.53414.99.

Lombardi CM, Carubelli V, Iorio A, et al. Association of troponin levels with mortality in italian patients hospitalized with coronavirus disease 2019: results of a multicenter study. JAMA Cardiol. 2020;5:1274-80. http://doi.org/10.1001/jamacardio.2020.3538.

Mao L, Jin H, Wang M, et al. Neurologic manifestations of hospitalized patients with coronavirus disease 2019 in Wuhan, China. JAMA Neurol. 2020;77(6):683-90. http://doi.org/10.1001/jamaneurol.2020.1127.

McKinstry KK, Strutt TM, Buck A, et al. IL-10 deficiency unleashes an influenza-specific Th17 response and enhances survival against high-dose challenge. J Immunol. 2009 Jun 15;182(12):7353-63. http://doi.org/10.4049/jimmunol.0900657.

Muhammad S, Petridis A, Cornelius JF, Hänggi D. Letter to editor: Severe brain haemorrhage and concomitant COVID-19 Infection: a neurovascular complication of COVID-19. Brain Behav Immun. 2020;87:150-1. http://doi.org/10.1016/j.bbi.2020.05.015.

Najjar S, Pearlman DM, Alper K. Neuroinflammation and psychiatric illness. J Neuroinflamm. 2013;10:43. http://doi.org/10.1186/1742-2094-10-43.

Pantoni L. Cerebral small vessel disease: from pathogenesis and clinical characteristics to ther- apeutic challenges. Lancet Neurol. 2010;9(7):689-701. http://doi.org/ 10.1016/S1474-4422(10)70104-6.

Parsons PE, Eisner MD, Thompson BT, et al. Lower tidal volume ventilation and plasma cytokine markers of inflammation in patients with acute lung injury. Crit Care Med. 2005 Jan;33(1):1-6; discussion 230-2. http://doi.org/10.1097/01.ccm.0000149854.61192.dc.

Petersen MA, Ryu JK, Akassoglou K. Fibrinogen in neurological diseases: mechanisms, imaging and therapeutics. Nat Rev Neurosci. 2018 May;19(5):283-301. http://doi.org/10.1038/nrn.2018.13.

Rana T, Jiang C, Liu G, et al. PAI-1 regulation of TGF-b1-induced alveolar type II cell senescence, SASP secretion, and SASP-mediated activation of alveolar macrophages. Am J Respir Cell Mol Biol. 2020;62:319-30. http://doi.org/10.1165/rcmb.2019-0071OC.

Rapkiewicz AV, Mai X, Carsons SE, et al. Megakaryocytes and platelet-fibrin thrombi characterize multi-organ thrombosis at autopsy in COVID-19: a case series. EClinicalMedicine. 2020;24:100434. http://doi.org/10.1016/j.eclinm.2020.100434.

Rogers JP, Chesney E, Oliver D. Psychiatric and neuropsychiatric presentations associated with severe coronavirus infections: a systematic review and meta-analysis with comparison to the COVID-19 pandemic. Lancet Psychiatry. 2020 Jul;7(7):611-627. http://doi.org/10.1016/S2215-0366(20)30203-0.

Sharifi-Razavi A, Karimi N, Rouhani N. COVID-19 and intracerebral haemorrhage: causative or coincidental? New Microbes New Infect. 2020;35:100669. http://doi.org/10.1016/j.nmni.2020.100669.

Spence JD, de Freitas GR, Pettigrew LC, et al. Mechanisms of Stroke in COVID-19. Cerebrovasc Dis. 2020;49:451-8. http://doi.org/10.1159/000509581.

Stuber F, Wrigge H, Schroeder S, et al. Kinetic and reversibility of mechanical ventilation-associated pulmonary and systemic inflammatory response in patients with acute lung injury. Intensive Care Med. 2002 Jul;28(7):834-41. http://doi.org/10.1007/s00134-002-1321-7.

Takeuchi O, Akira S. Innate immunity to virus infection. Immunol Rev. 2009 Jan;227(1):75-86. http://doi.org/10.1111/j.1600-065X.2008.00737.x.

Tetro JA. Is COVID-19 receiving ADE from other coronaviruses? Microbes Infect. 2020 Feb 22. http://doi.org/10.1016/j.micinf.2020.02.006.

Valderrama EV, Humbert K, Lord A, Frontera J, Yaghi S. Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 infection and ischemic stroke. Stroke. 2020;51:e124-e127. http://doi.org/10.1161/STROKEAHA.120.030153.

Vaughan DE, Rai R, Khan SS, Eren M, Ghosh AK. Plasminogen activator inhibitor-1 is a marker and a mediator of senescence. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2017 Aug;37(8):1446-1452. http://doi.org/10.1161/ATVBAHA.117.309451.

Wang H, Tang X, Fan H, et al. Potential mechanisms of hemorrhagic stroke in elderly COVID-19 patients. Aging (Albany NY). 2020;12:10022-34. http://doi.org/10.18632/aging.103335.

Williams OH, Mohideen S, Sen A, et al. Multiple internal border zone infarcts in a patient with COVID-19 and CADASIL. J Neurol Sci. 2020;416:116980. http://doi.org/10.1016/j.jns.2020.116980.

Yang X, Yu Y, Xu J, et al. Clinical course and outcomes of critically ill patients with SARS-CoV-2 pneumonia in Wuhan, China: a single-centered, retrospective, observational study. Lancet Respir Med. 2020 Feb 24. http://doi.org/10.1016/s2213-2600(20)30079-5.

Zhang Y, Xiao M, Zhang S, et al. Coagulopathy and antiphospholipid antibodies in patients with COVID-19. N Engl J Med. 2020;382:e38. http://doi.org/10.1056/NEJMc2007575.

Zuo Y, Warnock M, Harbaugh A, et al. Plasma tissue plasminogen activator and plasminogen activator inhibitor–1 in hospitalized COVID-19 patients. Sci Rep. 2021;11:1580. http://doi.org/10.1038/s41598-020-80010-z.

##submission.downloads##

Опубліковано

2023-11-10

Номер

Розділ

Огляди