Jak z atakiem patogena walczy nasz organizm? Co decyduje, że dla jednych to niegroźna choroba, przypominająca przeziębienie, a dla innych ciężka i śmiercionośna. Dlaczego dzieci rzadko mają objawy COVID-19?
Inkubacja i pierwsza linia obrony - nieswoista odpowiedź immunologiczna
Co się dzieje, gdy koronawirus dostanie się do wnętrza naszego organizmu. Gdy znajdzie się w pobliżu komórek ludzkich, wyposażonych w receptor ACE2, "kieruje" w jego stronę wypustkę, nazywaną kolcem. Na szczycie tego kolca znajduje się białko S, które idealnie pasuje do receptora ludzkiego, dzięki czemu wirus może sobie "otworzyć" drogę do wnętrza komórki. Po wniknięciu do środka zaczyna się tam intensywnie namnażać. Najwięcej receptorów ACE2 znajduje się w płucach, nerkach, sercu oraz w jelitach. Oczywiście, to wszystko koronawirus czyni bezwiednie, jest to bowiem tylko cząstka zakaźna, którą nawet nie zalicza się do organizmów żywych w pełnym znaczeniu tego słowa.
Najpierw następuje okres inkubacji wirusa. W przypadku SARS-CoV-2 zajmuje to czas do 14. dni. Po zakażeniu dalszy przebieg choroby zależy od naszego układu odpornościowego. Jeżeli odpowiedź systemu immunologicznego będzie odpowiednio silna i zdecydowana, stłumi chorobę w zarodku. Wysłane do walki różnego typu cząsteczki spróbują zniszczyć intruza i jeżeli im się uda znacznie zmniejszyć jego ilość i nie dopuścić do przeniknięcia do płuc, jesteśmy uratowani. Możemy nawet nie zauważyć tego etapu.
Ogólnie mówiąc układ immunologiczny ma do dyspozycji dwie linie obrony. Pierwsza to bariera fizyczna, a więc skóra i błony śluzowe gardła i nosa. Następnie, jeżeli patogen przedrze się dalej, do działania przystępują fagocyty (komórki żerne), wśród których wyróżniamy makrofagi i granulocyty, które próbują teraz pochłonąć i strawić wirusa. Fagocyty posiadają własne receptory, którymi rozpoznają obcy antygen, ale mogą także być powiadamiane o pojawieniu się nieznanych białek (czyli właśnie antygenów) przez inny rodzaj komórek, zwanych komórkami tucznymi. To one wydzielają białka sygnalizacyjne zwane cytokinami. Wśród nich istotną rolę przy infekcjach wirusowych odgrywa interferon. Cytokiny są rodzajem nośników informacji o zagrożeniu, które rozsyłane są po organizmie i powodują wzmożone wydzielanie innych białek obronnych, biorących udział w zwalczaniu zagrożeń. Jesteśmy na etapie tzw. odpowiedzi immunologicznej niespecyficznej.
Istnieją domniemania, że u dzieci ta niespecyficzna odpowiedź immunologiczna jest tak silna, mimo niedojrzałego jeszcze układu immunologicznego, że zwalcza koronawirusa jeszcze zanim uda mu się poważnie namnożyć.
Druga linia obrony - adaptacyjna odpowiedź immunologiczna
Teraz organizm potrzebuje już więcej czasu, aby przygotować obronę. "Uczy się" czym charakteryzuje się antygen napastnika, czyli jakiego rodzaju substancja białkowa znajduje się na jego powierzchni. Dzięki poznaniu i zapamiętaniu obcego antygenu, organizm jest w stanie szybko uruchomić obronę, gdy ponownie napotka go w organizmie. To jest tzw. swoista (adaptacyjna) odpowiedź immunologiczna. Ta skierowana przeciwko konkretnemu patogenowi akcja ma już znacznie większe szanse na sukces.
Immunologiczna odpowiedź adaptacyjna w okresie inkubacji wirusa wydaje się zależeć od subtelnych różnic genetycznych między ludźmi. A ponadto, jak się sądzi, także od ogólnego stanu zdrowia.
Od czego zależy, jak mocno chorujesz po inkubacji?
Koronawirus do organizmu wnika poprzez błony śluzowe gardła, nosa oraz oczu. Gdy już przedostanie się przez bariery zewnętrzne może przenieść się drogami oddechowymi do płuc. Tam znajduje całą masę komórek zaopatrzonych w receptory ACE2, do których z łatwością się przyczepia, a następnie otwiera sobie drogę do środka komórki. Potem przelewa swoje RNA do jej wnętrza i zaczyna się intensywnie replikować. To wywołuje koleją reakcję immunologiczną organizmu. Na pomoc komórkom płucnym wyruszają całe armie białych ciałek krwi. Są to limfocyty T, limfocyty B oraz komórki NK (naturalni zabójcy).
To, jak bardzo chorujemy, zależy w tym momencie, do pewnego stopnia, od tego ile wirusów zdołało przedostać się głęboko do płuc.
Zainfekowane błony śluzowe dróg oddechowych w trakcie walki pomiędzy limfocytami a wirusem, produkują spore ilości płynu, który zbiera się w pęcherzykach płucnych, coraz bardziej ograniczając możliwość wymiany gazowej w płucach. A zatem krew, wypływająca z płuc, zawiera coraz mniej tlenu, a coraz więcej dwutlenku węgla.
Na tym etapie pojawiają się u chorego objawy zapalenia płuc, w tym gorączka, kaszel, flegma, duszności. Odpowiedź immunologiczna organizmu grozi też tzw. burzą cytokin, czyli nadmiernym wydzielaniem białek sygnalizacyjnych, które kolei w sposób niekontrolowany wzbudzają kolejne białka, ruszające na pomoc komórkom. Tego jest jednak za dużo jak na jeden organ. Komórki układu immunologicznego dosłownie "zalewają" komórki płucne. Burza cytokin może doprowadzić w rezultacie do pojawienia się silnych stanów zapalnych w płucach i w innych narządach, a następnie do poważnych uszkodzeń i w efekcie nawet do śmierci.
Nagromadzenie się płynu w płucach powoduje, że dochodzi do rozwoju zespołu ostrej niewydolności oddechowej (ARDS). To najczęstsza przyczyna śmierci w przypadku COVID-19.
Najbardziej podatne na ARDS są osoby starsze oraz osoby z przewlekłymi chorobami płuc. Uważa się, że to dlatego, iż te grupy pacjentów mają mniej receptorów ACE2 w płucach, co pozornie może być uznane za sprzeczność. Chodzi jednak o to, że receptory ACE2 pełnią w naszych organizmach ważne funkcje, związane z regulowaniem odpowiedzi immunologicznej, przede wszystkim z zarządzaniem stopniem stanu zapalnego. Mniejsza ilość tych receptorów do słabszy nadzór nad burzą cytokin.
Dzieci natomiast mają więcej receptorów ACE2 w płucach, dzięki czemu - jak się zdaje - rzadziej chorują na COVID-19. Badania opublikowane w European Respiratory Journal otwiera stwierdzenie, że "dowody epidemiologiczne pokazują, że zakażenie SARS-CoV-2 u dzieci jest rzadsze i przebiega lżej niż u dorosłych. Związana z wiekiem ekspresja receptora ACE2, liczba limfocytów i wyćwiczona odporność mogą być kluczem do odporności dzieci."
Źródła: ScienceAlert.com,The Conversation, CEMB, NCBI Resourses, medRxiv, Nature.com, Journal of Pharmaceutical Analysis
