РЕЗЮМЕ

Има висока смъртност при заразени с коронавирусна болест 2019 (COVID-19) лица с хронични възпалителни заболявания, като затлъстяване, диабет и хипертония. Цитокинова буря при някои пациенти след инфекция допринася за тази смъртност. В допълнение към белите дробове, червата е насочена по време на инфекция с COVID-19. Чревната мембрана служи като бариера за предотвратяване на изтичане на микроорганизми и техните продукти в кръвния поток; хранителните мазнини обаче могат да повлияят на чревния микробиом и могат да повишат чревната пропускливост. При индивиди със затлъстяване или диабет се наблюдава увеличаване на изобилието на Грам-отрицателни бактерии в червата или на техния продукт, ендотоксин, в системното кръвообращение. Предполагаме, че когато инфекцията с COVID-19 се локализира в червата и когато свойствата на пропускливостта на чревната мембрана са нарушени, се генерира възпалителен отговор, когато провъзпалителен ендотоксин, произведен от резиденти Грам-отрицателни бактерии, изтича в системното кръвообращение. Този преглед обсъжда състояния, допринасящи за възпаление, които се предизвикват от микробиално извлечени фактори от червата.

може

НАБЛЮДЕНИЕ

Тежкият остър респираторен синдром коронавирус 2 (SARS-CoV-2) е причинил пандемията на CoV 2019 (COVID-19), при която има висока смъртност при лица с подлежащи хронични възпалителни състояния. Уязвимите популации включват възрастните хора и тези със затлъстяване, диабет и хипертония (1). Вирусната инфекция се характеризира със свръхпроизводство на различни цитокини в тежки случаи, което показва, че се активират множество системи за възпалителен отговор (2). Смята се, че производството на излишни цитокини обяснява защо някои пациенти с COVID-19 неочаквано се обръщат към по-лошо и не оцеляват (3). Механизмът, лежащ в основата на цитокиновата буря, е обект на множество хипотези. Предполагаме, че ендотоксинът, произведен от грам-отрицателни чревни бактерии, изтича от увреденото черво и играе роля в развитието на цитокиновата буря.

Наблюдаваните ефекти на хранителните мазнини върху чревната микробиота, по-специално протеобактериите, могат да бъдат променливи, тъй като протеобактериите не са доминиращите таксони във фекалиите (и дебелото черво) и следователно могат да бъдат пренебрегнати в резултатите въз основа на анализ на фекални проби. Резултатите от ранни проучвания, изследващи микробиотата на човешкото тънко черво, показват, че относителното изобилие от протеобактерии може да бъде по-голямо в тънките черва, отколкото във фекалиите (27). Например, проби от стомаха, дванадесетопръстника, йеюнума и изпражненията са събрани от 8 субекта; Протеобактериите не са открити в изпражненията, но присъстват в пробите от тънките черва (27). Други проучвания на тънкочревна микробиота разчитат на използването на пациенти, подложени на езофагогастродуоденоскопия (28), като например при гастроезофагеална рефлуксна болест (29). Протеобактерии са открити в проби от дванадесетопръстника, но не е ясно каква роля е можело да играе медицинското състояние при тези индивиди. Важно е обаче да се признае, че изобилието от бактерии е с няколко порядъка по-високо в дебелото черво, отколкото в тънките черва. Ясно е, че тези изследвания представляват първите стъпки в разработването на методи за разбиране на микробни общности в тънките черва.

Нараства броят на проучванията, изследващи чревната микробиота в рискови популации за инфекция с COVID-19, като тези с диабет и тези със затлъстяване. Например, сравнение на фекалните микробиоми на наивно лекувани (TN) тип 2 диабетици (T2D), преддиабетни и нормални глюкозо-толерантни субекти (35) показва увеличение на множество родове в грамотрицателния тип Bacteroidetes само в TN Пациенти с T2D. Интересното е, че при субектите преди T2D са открити по-високи нива на Escherichia coli. Е. coli, в зависимост от щама, произвежда силно възпалителна ендотоксинна молекула (36). Тези резултати предполагат, че Грам-отрицателните общности в чревния тракт на пациенти с диабет могат да бъдат обогатени с бактериални щамове/видове, които произвеждат най-възпалителните ендотоксинни молекули, което изисква по-нататъшно проучване. При затлъстелите индивиди има по-ниско разнообразие във фекалните бактериални съобщества и съотношението Firmicutes към Bacteroidetes е по-високо, отколкото при слабите индивиди (18), въпреки че има известен въпрос дали повишеното съотношение Firmicutes към Bacteroidetes е възпроизводимо маркер на затлъстяването при хора (22).

Намаляването на чревните протеобактерии може да бъде един от начините да се намали нивото на възпалителни сигнали и по този начин да се намали тежестта на инфекция с COVID-19. В ситуации, в които протеобактериите в червата са в голямо изобилие, изтичането на възпалителен ендотоксин от червата се предполага, че се добавя към TLR4-медиираното възпаление, което гостоприемникът развива в отговор на вирусна инфекция. Острото нараняване на белите дробове, което се развива при ТОРС и при други състояния, се медиира от окислен фосфолипид, получен от гостоприемник, генериран от NADPH-оксидазно-зависимо производство на реактивни кислородни видове като част от имунния отговор (42). Окисленият фосфолипид е мощен стимулатор на TLR4 (42). Интересното е, че белодробната патология, индуцирана от грип, се обръща с TLR4 антагонист, ериторан (43). Следователно е от интерес да се разбере дали високите нива на циркулиращ ендотоксин в комбинация с произведени от гостоприемника TLR4 агонисти (активатор) участват в предизвикването на по-интензивна цитокинова буря в уязвими популации.

В заключение предлагаме, докато се подготвяме да живеем с COVID-19, хората с хронични възпалителни заболявания трябва да обмислят промяна в диетата си, преди да са заразени, за да смекчат развитието на най-тежките симптоми. Стандартният диетичен интервенционен подход за смекчаване на хроничните заболявания е да се намалят общите мазнини и въпреки че повечето се съгласяват, че намаляването на съотношението на наситени мастни киселини към мононенаситени мастни киселини е полезно, това все още се обсъжда (44). Тук ние спекулираме, както е показано на фиг. 1, че преминаването от диета с високо съдържание на наситени мазнини към такава с мононенаситени мазнини ще намали броя на тези бактерии, които произвеждат най-възпалителните ендотоксинови молекули и по този начин ще намали тежестта на възпалителния отговор на инфекция с COVID-19 при уязвими индивиди, като например при затлъстели индивиди. И накрая, въпреки че COVID-19 получава достъп до клетки чрез ACE-2 рецептора, трябва да се обмисли транслокация на вируса от червата в системното кръвообращение, ако чревната мембрана е нарушена преди инфекцията с COVID-19. Използването на животински модели за изследване на патогенезата на COVID-19 ще предостави възможности за по-пълно разбиране защо този нов вирус има опустошителни усложнения при някои индивиди, но не и при други.

Чревната пропускливост, промененият микробиом на червата и приемът на мастни киселини могат да повишат риска от възпаление, предизвикано от ендотоксин. Предполага се, че вирусна инфекция при пациент с високорисково състояние изостря възпалителния отговор.