Zánět způsobený těžkým onemocněním COVID-19 může poškodit mozkový kmen, což vede k prodlouženým příznakům

16. 10. 2024

Předpokládá se, že tyto abnormality jsou důsledkem zánětu a zdá se, že korelují s příznaky, jako je dušnost, únava a úzkost. Zjištění by mohla pomoci vysvětlit, proč někteří lidé pociťují prodloužené příznaky po zotavení z COVIDu-19.

Vědci provedli tuto studii, aby lépe porozuměli dlouhodobým účinkům závažného COVIDu-19 na mozek. Když pandemie poprvé začala, mnoho pacientů hlásilo přetrvávající příznaky dlouho poté, co se zotavili z počáteční infekce, což je jev, který se stal známým jako dlouhý COVID. Tyto příznaky často zahrnují únavu, dušnost a úzkost, ale základní příčina těchto problémů zůstala nejasná. První posmrtné studie ukázaly důkazy o zánětu v mozkových kmenech pacientů, kteří zemřeli na COVID-19, což vedlo vědce k podezření, že mozkový kmen může hrát roli v dlouhém COVIDu.

Dříve však bylo nemožné studovat tento zánět u živých lidí, protože mozkový kmen je malý a nachází se hluboko v mozku. S příchodem 7-Tesla (7T) MRI skenerů, které dokážou zobrazit mozek v mnohem jemnějších detailech než konvenční skenery, vědci doufali, že identifikují jakékoli trvalé poškození mozkového kmene u přeživších těžkého COVIDu-19.

"Věci, které se dějí v mozkovém kmeni a kolem něj, jsou životně důležité pro kvalitu života, ale bylo nemožné skenovat zánět jader mozkového kmene u živých lidí kvůli jeho malé velikosti a obtížné poloze," řekla první autorka Catarina Rua z Cambridgeského oddělení klinických neurověd. "Vědci se obvykle na mozkový kmen dobře podívají až při pitvě. Se 7T skenery však nyní můžeme tyto detaily měřit. Aktivní imunitní buňky interferují s ultra silným magnetickým polem, takže jsme schopni zjistit, jak se chovají. Cambridge byla výjimečná, protože jsme byli schopni skenovat i ty nejnemocnější a nejinfekčnější pacienty, a to hned na začátku pandemie."

"Mozkový kmen je kritickou spojovací skříní mezi naším vědomým já a tím, co se děje v našem těle," řekl profesor James Rowe, také z oddělení klinických neurověd, který výzkum vedl. "Schopnost vidět a pochopit, jak se mozkový kmen mění v reakci na COVID-19, pomůže efektivněji vysvětlit a léčit dlouhodobé účinky."

Studie zahrnovala 30 účastníků, kteří byli hospitalizováni s těžkým průběhem COVIDu-19 v raných fázích pandemie, než byly k dispozici vakcíny. Tito účastníci byli skenováni pomocí výkonných 7-Tesla MRI skenerů několik měsíců poté, co se uzdravili a byli propuštěni z nemocnice. Pro srovnání vědci také skenovali skupinu 51 zdravých jedinců, kteří neměli v anamnéze infekci COVID-19. Účastníci byli rekrutováni ze dvou míst: Wolfson Brain Imaging Centre v Cambridge a Wellcome Centre for Integrative Neuroimaging v Oxfordu.

Výzkumníci použili specifický typ techniky MRI nazývané kvantitativní mapování citlivosti (QSM), která může měřit drobné změny v mozkové tkáni detekcí magnetických vlastností určitých materiálů, jako je železo. QSM je zvláště užitečný pro detekci zánětu a dalších změn ve struktuře mozku. V této studii se vědci zaměřili na čtyři klíčové oblasti mozkového kmene: Střední mozek, Varolův most, dřeň a horní mozečkovou stopku. Zvláště se zajímali o to, zda tyto oblasti vykazují u pacientů s COVIDem-19 nějaké abnormality, protože tyto oblasti se podílejí na funkcích, jako je dýchání a regulace úzkosti.

Výzkumný tým také shromáždil klinická data od pacientů s COVIDem-19, včetně měření závažnosti onemocnění během jejich pobytu v nemocnici, jako jsou hladiny C-reaktivního proteinu (CRP) (marker zánětu) a doba jejich hospitalizace. Hodnotili také duševní zdraví a fyzické zotavení pacientů pomocí dotazníků, které měřily příznaky úzkosti a deprese, stejně jako celkovou funkční schopnost.

Vyšetření magnetickou rezonancí odhalilo, že lidé, kteří přežili COVID-19, měli významné abnormality v mozkových kmenech, zejména v prodloužené míše a Varolově mostu, což jsou kritické oblasti pro regulaci dýchání, srdeční frekvence a dalších základních tělesných funkcí. Vědci zjistili, že tyto abnormality byly v souladu s neurozánětlivou reakcí, což naznačuje, že imunitní systém pacientů reagoval na virus přehnaně a způsobil poškození mozkového kmene. Důležité je, že tyto změny byly přítomny ještě několik měsíců poté, co se pacienti zotavili z akutní fáze infekce.

Jedním z nejpozoruhodnějších zjištění bylo, že úroveň zánětu v mozkovém kmeni korelovala se závažností infekce COVIDem-19 pacientů a jejich výsledky zotavení. Pacienti, u kterých se vyskytly závažnější případy COVIDu-19, měřeno delším pobytem v nemocnici a vyššími hladinami CRP, vykazovali větší abnormality mozkového kmene. Navíc je známo, že nejvíce postižené oblasti mozkového kmene se podílejí na regulaci pocitu dušnosti, což by mohlo vysvětlovat, proč mnoho pacientů pociťovalo dušnost ještě dlouho poté, co jejich infekce odezněla.

"Skutečnost, že vidíme abnormality v částech mozku spojených s dýcháním, silně naznačuje, že dlouhotrvající příznaky jsou důsledkem zánětu v mozkovém kmeni po infekci COVIDem-19," řekl Rua. "Tyto účinky jdou nad rámec účinků věku a pohlaví a jsou výraznější u těch, kteří měli těžký COVID-19."

Studie také zjistila, že abnormality v mozkovém kmeni byly spojeny s problémy v oblasti duševního zdraví, jako je úzkost a deprese. To je významné, protože mozkový kmen je zodpovědný za sledování dušnosti a únavy, což jsou pocity, které úzce souvisejí s úzkostí. Vědci navrhli, že poškození mozkového kmene by mohlo vysvětlit, proč někteří lidé, kteří přežili COVID-19, mají přetrvávající problémy s duševním zdravím, a to i poté, co fyzické příznaky infekce ustoupily.

"Duševní zdraví je úzce spojeno se zdravím mozku a pacienti s nejvýraznější imunitní odpovědí také vykazovali vyšší úroveň deprese a úzkosti," řekl Rowe. "Změny v mozkovém kmeni způsobené infekcí COVID-19 by také mohly vést ke špatným výsledkům v oblasti duševního zdraví, a to kvůli úzkému spojení mezi fyzickým a duševním zdravím."

I když studie nabízí cenné poznatky o potenciálních mechanismech příznaků dlouhého COVIDu založených na mozku, má určitá omezení. Za prvé, velikost vzorku byla relativně malá, do studie bylo zahrnuto pouze 30 pacientů s COVIDem-19. To omezuje možnost zobecnit zjištění na všechny osoby, které přežily COVID-19, zejména na ty, kteří měli méně závažné infekce nebo byli asymptomatičtí. Pacienti zařazení do studie byli také všichni hospitalizováni v raných fázích pandemie, než byly k dispozici vakcíny, takže není jasné, zda by se zjištění vztahovala na lidi, kteří se nakazili COVIDem-19 později nebo kteří měli mírnější případy.

Dalším omezením je, že studie zachytila pouze jeden časový okamžik – několik měsíců poté, co se pacienti uzdravili. Budoucí výzkum by měl sledovat přeživší COVID-19 po delší dobu, aby se zjistilo, zda se abnormality mozkového kmene zlepšují, zhoršují nebo zůstávají v průběhu času stabilní. Kromě toho, i když se studie zaměřila na mozkový kmen, v dlouhodobých účincích COVIDu-19 mohou hrát roli i jiné části mozku a tyto oblasti by měly být prozkoumány v budoucích studiích.

Při pohledu do budoucna vědci doufají, že jejich zjištění připraví půdu pro další vyšetřování neurologických účinků COVIDu-19 a dalších virových infekcí. Lepším pochopením toho, jak zánět v mozku ovlivňuje fyzické a duševní zdraví, mohou být vědci schopni vyvinout cílenější léčbu dlouhého COVIDu a souvisejících stavů. Použití pokročilých technik MRI, jako jsou skenery 7-Tesla, by také mohlo pomoci sledovat účinnost léčby jiných mozkových poruch, jako je roztroušená skleróza a demence, kde zánět hraje klíčovou roli.

Zdroj v angličtině: ZDE