Ученые выяснили, почему ожирение увеличивает риск сердечно-сосудистых осложнений при COVID-19

У пациентов с COVID-19 ожирение является фактором, наиболее связанным с развитием эндотелиальной дисфункции, состояния, при котором кровеносные сосуды становятся неспособными адекватно сокращаться и расслабляться, увеличивая риск таких событий, как сердечные приступы, тромбоз (свертывание крови) и инсульт. Эндотелии относятся к клеткам, выстилающим стенки артерий и вен, а также внутреннюю часть сердца. Эндотелиальные клетки выделяют вещества, контролирующие расслабление и сокращение сосудов, а также ферменты, регулирующие свертываемость крови и иммунную функцию.

Связь между ожирением и эндотелиальной дисфункцией у пациентов с COVID-19 анализируется в статье, опубликованной в журнале Obesity.

Материалы и методы исследования

В исследовании были проанализированы данные 109 пациентов, госпитализированных в связи с острым COVID-19, но не в критическом состоянии. 

«Мы охарактеризовали пациентов в целом, а затем приступили к выявлению факторов, которые могут модулировать или усиливать повреждение эндотелия. Результаты показали, что ключевым фактором был ИМТ (индекс массы тела), за которым следовал уровень креатинина в крови, маркер функции почек», — заявил автор исследования Алессандро Домингес Хойбел (Alessandro Domingues Heubel) из Федерального университета Сан-Карлоса (Federal University of São Carlos), Бразилия.

Хойбель объяснил, что ИМТ (вес, деленный на рост в квадрате) является одним из основных параметров, используемых медицинскими работниками для измерения избыточного веса и ожирения. Лица с ИМТ 30 кг/м2 и более считаются страдающими ожирением.

В исследование были включены пациенты обоих полов. Их средний возраст составлял 51 год, и 51% из них были мужчинами. Наиболее частой сопутствующей патологией было ожирение (62%), за которым следовали высокое артериальное давление (47%) и диабет (17%).

Образцы крови были взяты вскоре после госпитализации, а функция эндотелия была оценена неинвазивно 72 часа спустя методом эндотелий-зависимой дилатации, при котором диаметр плечевой артерии (основного кровеносного сосуда в верхней части руки) измеряется ультразвуком высокого разрешения до и после ограничения кровообращения в предплечье в течение нескольких минут.

«Сразу после снятия окклюзионной манжеты поток крови в артерии увеличивается, и это является механическим стимулом для эндотелиальных клеток (которые выстилают внутреннюю часть кровеносных сосудов) для выработки оксида азота, сосудорасширяющего средства. Чем сильнее расширяется артерия, тем лучше функция эндотелия. Мы обнаружили, что дилатация была хуже у пациентов COVID-19  с ожирением в период активной инфекции», — заявляет Хойбель.

Помимо эндотелий-зависимой дилатации и ИМТ, исследователи оценивали здоровье мышц, измеряя силу захвата с помощью динамометра, и анализировали уровни гемоглобина, лейкоцитов, лимфоцитов, креатинина и тромбоцитов, а также С-реактивного белка, ферритина и D-димера (маркеров воспаления и свертывания крови) в крови. Другие параметры включали время с момента появления симптомов, курение, сопутствующие заболевания и используемые лекарства. На момент проведения этой оценки ни один пациент не находился в отделении интенсивной терапии, но 72% использовали дополнительный кислород.

Результаты научной работы

Было обнаружено, что только высокий ИМТ и уровень креатинина напрямую коррелируют со снижением эндотелий-зависимой дилатации. Каждая дополнительная единица ИМТ соответствовала снижению дилатации на 0,19%.

«Когда сравнивают двух пациентов с COVID-19, одного с нормальным весом [ИМТ ≈20 кг/м2], а другого с ожирением [ИМТ ≥ 30 кг/м2], у последнего, как правило, на 1,9% ниже эндотелий-зависимая дилатация. Основываясь на предварительных знаниях, это предполагает на 17% более высокий риск сердечно-сосудистых заболеваний», — считает Рената Гонцалвес Мендес (Renata Gonçalves Mendes). «В клинической практике мы обнаруживаем, что у пациентов с ожирением чаще возникают сердечно-сосудистые заболевания во время госпитализации. Наше исследование поможет понять механизмы, лежащие в основе этой проблемы, и почему ожирение увеличивает риск прогрессирования до тяжелой формы COVID-19».

Обсуждение результатов исследования

С начала пандемии, вызванной SARS-CoV-2, исследователи выдвинули гипотезу о том, что вирус может непосредственно инфицировать и повреждать эндотелиальные клетки, и это было подтверждено в исследованиях с использованием образцов, полученных при вскрытии пациентов, умерших от COVID-19.

Повреждение эндотелия вирусом также может быть связано с нарушениями свертываемости крови, приводящими к образованию микротромбов, и развитием интенсивной системной дисфункции эндотелия, и то, и другое может привести к прогрессированию до тяжелой формы COVID-19.

«Мы еще не знаем наверняка, в какой степени дисфункция эндотелия непосредственно вызвана повреждением, нанесенным вирусом, или цитокиновым штормом, типичным для этого заболевания [при котором иммунная система высвобождает большое количество воспалительных молекул]», — сказал Хойбель.

Предыдущие исследования показали, что ожирение повышает риск тяжести течения COVID-19 независимо от возраста, пола, этнической принадлежности и сопутствующих заболеваний, таких как диабет, высокое артериальное давление, заболевания сердца или легких. Причины этого включают механические изменения в дыхательной системе из-за увеличения массы живота, которая сдавливает диафрагму и легкие. Люди, страдающие ожирением, также часто имеют ослабленную иммунную систему.

Имеются доказательства того, что SARS-CoV-2 может поражать жировые клетки, и жировая ткань может стать резервуаром для патогена. В результате вирусная нагрузка у людей с ожирением, как правило, выше, чем у людей с нормальным весом.

«Возможное объяснение наших результатов заключается в том, что высокие вирусные нагрузки у людей с ожирением увеличивают риск прямого инфицирования эндотелиальных клеток», — считает Хойбель. «Также может быть так, что на процесс влияет воспаление, которое обычно усугубляется у людей с избыточным весом. Ограничения исследования не позволили нам наблюдать прямую корреляцию между маркерами воспаления и проточной дилатацией».

Практическая значимость работы

По мнению исследователей, медицинские работники должны быть более внимательны к сосудистым осложнениям при лечении пациентов с ожирением COVID-19. 

«Они более восприимчивы к сердечно-сосудистым заболеваниям и, следовательно, нуждаются в большей помощи. Существует несколько стратегий предотвращения развития осложнений», — сказал Хойбель.

Полученные результаты открывают путь для новых терапевтических подходов, которые фокусируются на эндотелии.

«Было бы неплохо поискать соединение, способное блокировать процесс, приводящий к дисфункции эндотелия, учитывая связанный с этим риск серьезных осложнений», — дополняет Мендес.

По мнению Эммануэля Гомеса Чолака (Emmanuel Gomes Ciolac), профессора Государственного университета Сан-Паулу (São Paulo State University) в Бауру, многие участники исследования достигли критического состояния после госпитализации и нуждались в интенсивной терапии. 

«Это масштабный проект, в рамках которого пациенты оцениваются в три момента — в больнице, через 30-45 дней после выписки и через четыре месяца после выписки. О дополнительных результатах будет сообщено в ближайшее время», — заключил автор исследования.

Авторы другого исследования утверждают, что ожирение повышает риск заболевания десен из-за увеличения роста разрушающих кость клеток.