Почему гипергликемия повышает риск тяжелого течения COVID-19

Авторы статьи, опубликованной в журнале Frontiers in Public Health, с помощью машинного обучения проанализировали около 240 000 статей и выяснили, как повышенный уровень глюкозы в крови влияет на протекание COVID-19. Глюкоза облегчает связывание коронавируса с рецептором ACE2 и проникновение в клетку, а также ослабляет иммунный ответ в легких. Кроме того, гипергликемия способствует развитию распространенных осложнений: цитокинового шторма, тромбозов и полиорганной недостаточности.

Ожирение, гипертония, диабет и некоторые другие состояния связаны с тяжелым течением COVID-19. Также исследования подтвердили, что повышенный уровень глюкозы в крови влияет на протекание инфекции у людей с диабетом и без. Однако было неясно, насколько велика роль глюкозы в патогенезе заболевания.

Исследователи из Швейцарии проанализировали около 240 000 научных статей о SARS-CoV-2 и связанных с ним коронавирусах, представленных в открытой базе данных CORD-19, с помощью машинного обучения. Эта база данных была запущена в 2020 году, чтобы обеспечить глобальное сотрудничество для борьбы с пандемией. База данных удаляет повторяющиеся результаты и фильтрует нерелевантные данные. С помощью своей модели авторы новой работы обработали больше шести тысяч исследований о связи уровня глюкозы в крови и COVID-19. Они определили, что гипергликемия может не только предсказывать тяжелое течение COVID-19, но и быть одной из основных причин развития осложнений.

При повышении уровня глюкозы в крови также растет концентрация глюкозы в поверхностной жидкости дыхательных путей (ASL), которой покрыты клетки эпителия легких. Эти клетки выделяют широкий спектр антимикробных пептидов (лактоферрин, β-дефензин, лектин и другие), но при гипергликемии их секреция и активность нарушаются. При повышенной концентрации глюкозы также снижаются количество и миграционная способность альвеолярных макрофагов. Все это облегчает проникновение вируса в клетки и его репликацию.

При повышении уровня глюкозы происходит также гиперактивация иммунных клеток и увеличение выработки активных форм кислороды и цитокинов в инфицированных эпителиальных клетках, что приводит к цитокиновому шторму. Кроме того, гипергликемия положительно коррелирует с рисками тромбоза, полиорганной недостаточности и вторичной бактериальной инфекции.

Исследователи также смоделировали эффект глюкозы на разных этапах заражения. Так, они показали, что повышенный уровень глюкозы облегчает связывание коронавируса с рецептором ACE2, проникновение в клетку и репликацию вируса. ASL содержит лектин, который связывает вирус и не дает ему прорваться к рецепторам. Глюкоза сама связывает лектин, концентрация свободного лектина снижается, и вирус может легче достигнуть рецептора. Также глюкоза стимулирует эндоцитоз вирусных частиц эпителиальными клетками.

В заключение исследователи говорят о том, что жесткий контроль гликемии необходим для профилактики инфицирования и осложнений. Для терапии пациентов из группы риска можно использовать метформин — распространенный и недорогой препарат для контроля уровня глюкозы в крови, чаще всего при диабете.

Источник

Logette E., et all // A Machine-Generated View of the Role of Blood Glucose Levels in the Severity of COVID-19 // Front. Public Health, published July 28, 2021, DOI: 10.3389/fpubh.2021.695139