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Complicazioni severe COVID-19 collegate per sventrare ripartizione della barriera

Un fuoco importante della ricerca nella pandemia corrente di malattia 2019 di coronavirus (COVID-19) è stato la necessità di capire il funzionamento dei meccanismi che causa le varie manifestazioni e le complicazioni di questa malattia potenzialmente letale.

Illustrazione medica di infezione 3D di malattia COVID-19 di Coronavirus. Credito di immagine: Studio/Shutterstock di Borealis della corona.
Illustrazione medica di infezione 3D di malattia COVID-19 di Coronavirus. Credito di immagine: Studio/Shutterstock di Borealis della corona.

Un nuovo studio sostiene che COVID-19 severo è causato da un ciclo di feedback positivo avviato tramite infiammazione sistematica e mediato da permeabilità anormale dell'intestino. Ciò che trova ha potuto potenzialmente contribuire ad aprire i nuovi viali del trattamento.

Rottura delle interazioni del microbiome-polmone dell'intestino

La ricerca più iniziale sulle infezioni respiratorie ha indicato che il danno ai polmoni interrompe l'interferenza ordinaria fra le celle del polmone e il microbiome dell'intestino, avvianti l'infiammazione sistematica e causanti la malattia severa. Tali cause di infiammazione sventrano la ripartizione della barriera pure, permettendo che i microbi dell'intestino attraversino l'epitelio intestinale ed entrino nella circolazione sistemica. Ciò produce ulteriore infiammazione e peggiora la lesione di polmone, completante il ciclo di feedback positivo.

L'infezione virale delle celle dell'intestino può anche accadere, piombo per dirigere il danno ed avanzare sia la struttura che funzione d'interruzione dell'intestino come pure integrità della barriera dell'intestino. Questi meccanismi sono più probabili negli anziani o malati, che più comunemente già stanno soffrendo dal dysbiosis dell'intestino.

Lo studio corrente, pubblicato come pubblicazione preliminare nel " server " del medRxiv* nel novembre 2020, è basato su un modello di biologia di sistemi, usato per esaminare il plasma da 60 pazienti con COVID-19 ma con un intervallo della severità clinica. Le loro età hanno variato da 50 a 65 anni.

L'infiammazione promuove l'eccessiva permeabilità dell'intestino

I ricercatori hanno trovato un aumento ripido nella permeabilità delle giunzioni strette epiteliali dell'intestino in COVID-19 severo, segnalante una perdita della funzione intestinale della barriera. Ciò è stata accompagnata da un aumento ripido nello zonulin della proteina, “il solo mediatore fisiologico conosciuto di permeabilità stretta della giunzione nell'apparato digerente.„ Lo zonulin aumentato era un indicatore per il più alta mortalità in COVID-19 severo.

Egualmente hanno misurato il livello di proteina obbligatoria (LPS) del lipopolysaccharide del plasma (LBP), di indicatore dell'infezione acuta o di infiammazione, che legano ai LPS batterici ed avviano il sistema immunitario. Ciò riflette l'accesso microbico aumentato alla circolazione sanguigna attraverso l'intestino colante ed il suo livello è stato aumentato di COVID-19 severo, confrontato ai casi più delicati.

C'erano egualmente elevazioni nei livelli dell'indicatore fungoso, β-glucano e del occludin stretto della proteina della giunzione, in COVID-19 severo. Tuttavia, la concentrazione della proteina grassa intestinale dell'acido-associazione (I-FABP) era immutata, eliminando la morte dei enterocytes intestinali.

Spostamento microbico connesso con infiammazione sistematica

Come previsto, la migrazione microbica dell'intestino attraverso la barriera intestinale è stata accompagnata dai segni di infiammazione mieloide, con i livelli elevati degli indicatori di infiammazione del monocito e del neutrofilo nella malattia severa, con le citochine come IL-6 e IL-1β ed i reattivi CRP di acuto-fase e D-dimero.

Molecole Immunomodulatory quali i livelli contrassegnato sollevati anche indicati dei lectins in pazienti severamente malati che finalmente hanno soccombuto all'infezione. I ricercatori hanno osservato ulteriormente uno squilibrio nei livelli di C3a e di GDF15, indicatori dell'attivazione del complemento e sforzo ossidativo, rispettivamente, nei casi interni.

I ricercatori commentano, “questi dati supportano la nostra ipotesi che la rottura di integrità intestinale della barriera, che provoca lo spostamento microbico, è collegata ad più alta infiammazione sistematica ed all'attivazione immune durante il COVID-19 severo.„

La permeabilità dell'intestino modula i livelli del metabolita in COVID-19 severo

L'infiammazione sistematica dell'intestino di cause anormali di permeabilità non solo direttamente ma è collegata alle alterazioni nelle concentrazioni di schiera dei metaboliti del plasma. Questi sono non solo indicatori ben noti di disfunzione dell'intestino, ma composti bioactive, connessi con le risposte immunitarie infiammatorie e.

Per esempio, parecchie vie importanti dell'amminoacido sono interrotte. Questi includono alcuno come citrullina che sia prodotto soltanto all'interno dei enterocytes, o altri come triptofano che catabolized dai enterocytes. Ciò provoca un aumento in amminoacidi quale citrullina, acido succinico e nei prodotti della scomposizione di triptofano. Queste rotture sono indicatori del dysbiosis dell'intestino e del dysregulation delle interazioni immuni con il microbiome dell'intestino.

Questi cambiamenti sono stati osservati per accadere in pazienti con la malattia severa contro i comandi o COVID-19 delicato.

I cambiamenti di Metabolomic si associano con infiammazione dysregulated

Le alterazioni osservate del metabolita sono state associate con gli indicatori infiammatori e gli indicatori di rottura della barriera dell'intestino. Per esempio, la citrullina bassa ed i livelli elevati del metabolita del triptofano sono stati collegati ai livelli elevati IL-6.

Parecchie vie del lipido egualmente sono state perturbate dalle perturbazioni nel metabolismo dell'amminoacido in COVID-19 severo. Delle 16 vie il più significativamente commoventi, quelli che comprendono il glycerophospholipid ed il metabolismo della colina contrassegnato sono stati interrotti. Entrambi sono collegati molto attentamente al microbiome dell'intestino e il dysbiosis ha un effetto negativo sulla ripartizione e sull'assorbimento di questi lipidi. Quindi, COVID-19 severo è associato con le perturbazioni sistematiche derivando dalla ripartizione della barriera dell'intestino.

Anomalie in dysregulation di causa di glycation di infiammazione

Glycans decora molti proteine ed anticorpi per regolamentare la risposta immunitaria. Gli enzimi che li degradano vengono da parecchi microbi dell'intestino e dallo spostamento degli ultimi possono piombo ad un cambiamento nel profilo della glicosilazione. Ciò, a sua volta, può precipitare più infiammazione via l'attivazione del complemento.

Un tal cambiamento nel profilo della glicosilazione delle glicoproteine del plasma è conosciuto per accadere nella malattia di viscere infiammatoria (IBD). Ulteriormente, il trapianto fecale di microbiota per correggere la composizione del microbiome dell'intestino pregiudica la glicosilazione sia di IgG che del siero.

Una perdita di galattosio, per esempio, impedisce l'attivazione del controllo antinfiammatorio che sopprime l'infiammazione complemento-mediata, che è costituita dal legame galattosio-mediato di Dectin-1 a FcyRIIB sulle celle mieloidi. Ciò è veduta per causare l'attivazione del complemento e di infiammazione in IBD.

Punteggio di rischio di ospedalizzazione

I ricercatori hanno usato il lazo di algoritmo di apprendimento automatico per selezionare quegli indicatori che potrebbero discriminare il più bene COVID-19 delicato da severo. I risultati hanno incluso lo zonulin, l'ETB e sCD14, con un AUC più di 99%. Poi hanno usato questo per stimare il rischio di ospedalizzazione e per trovare che avesse una sensibilità di intorno 98% con una specificità di intorno 95%, per un'accuratezza globale di 96%. Il rapporto di Kyn-Trp è egualmente capace di distinzione robusta. Ciò sottolinea il collegamento vicino fra rottura dell'intestino e COVID-19 severo.

Che cosa sono le implicazioni?

I ricercatori riassumono, “i nostri dati indicano che COVID-19 severo è associato con un aumento drammatico nella permeabilità della giunzione e nello spostamento stretti dei prodotti batterici e fungosi nel sangue. Questi integrità intestinale interrotta della barriera e spostamento microbico correla forte con infiammazione sistematica aumentata, attivazione immune aumentata, funzione intestinale in diminuzione, metabolome e glycome interrotto del plasma e più alto tasso di mortalità.„

I ricercatori egualmente suggeriscono che questo possa indicare la possibilità delle conseguenze a lungo termine dovuto la rottura della barriera dell'intestino e della funzione perturbata dell'intestino. Ciò può comprendere la disfunzione metabolica in trasportatori lunghi del ` COVID-19'. Gli studi per capire questo dovrebbero essere una priorità, accompagnata dalla ricerca sulla maggior parte dei modi efficaci di migliorare questo. Ciò potrebbe appropriarsi per i bordi sull'uso molto diffuso degli antibiotici, che urtano il corso della malattia, particolarmente in pazienti più anziani ed in quelli con la malattia metabolica.

Secondariamente, lo studio può permettere finalmente di predire COVID-19 severo, facendo uso dell'aumento identificato in biomarcatori multipli, compresi i lipidi del plasma, amminoacidi ed i loro metaboliti e glycans.

Per concludere, lo studio rivela alcuni obiettivi terapeutici potenziali in COVID-19 severo. Questi includono lo zonulin, che potrebbe essere inibito con successo per migliorare l'integrità della barriera dell'intestino e la citrullina. L'associazione fra COVID-19 severo e una predisposizione genetica ad alta produzione di zonulin dovrebbe anche essere esaminata più ulteriormente.

Di nuovo, i lectins ed altri glycans che modulano l'infiammazione possono contribuire ad impedire la tempesta di citochina in COVID-19 severo. L'uso dei complessi immuni altamente glicosilati è conosciuto per inibire l'infiammazione complemento-mediata e potrebbe adattarsi per uso in COVID-19.

In generale, quindi, gli autori concludono, “maggior comprensione dell'interazione fra l'intestino, microbiota intestinale ed il metabolismo dell'amminoacido durante il COVID-19 potrebbe informare gli approcci di dieta e farmaceutici per migliorare i risultati COVID-19.„

Avviso *Important

il medRxiv pubblica i rapporti scientifici preliminari che pari-non sono esaminati e, pertanto, non dovrebbero essere considerati conclusivi, guida la pratica clinica/comportamento correlato con la salute, o trattato come informazioni stabilite.

Journal reference:
  • Giron, L. B. et al. (2020). Severe COVID-19 Is Fueled by Disrupted Gut Barrier Integrity. medRxiv preprint. doi: https://doi.org/10.1101/2020.11.13.20231209. https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2020.11.13.20231209v1
Dr. Liji Thomas

Written by

Dr. Liji Thomas

Dr. Liji Thomas is an OB-GYN, who graduated from the Government Medical College, University of Calicut, Kerala, in 2001. Liji practiced as a full-time consultant in obstetrics/gynecology in a private hospital for a few years following her graduation. She has counseled hundreds of patients facing issues from pregnancy-related problems and infertility, and has been in charge of over 2,000 deliveries, striving always to achieve a normal delivery rather than operative.

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    Thomas, Liji. (2020, November 18). Complicazioni severe COVID-19 collegate per sventrare ripartizione della barriera. News-Medical. Retrieved on June 17, 2021 from https://www.news-medical.net/news/20201118/Severe-COVID-19-complications-linked-to-gut-barrier-breakdown.aspx.

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