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Leaky Gut und mikrobielle Dysbiose könnten bei schwerkranken COVID-19-Fällen zum Zytokinsturm beitragen

Während sich die Welt dem düsteren Meilenstein von drei Millionen Todesfällen durch die COVID-19-Krankheit nähert, ein neues Preprint-Forschungspapier, das an die bioRxiv * Server zeigt, dass das Vorhandensein von Darmbakterien im Plasma ein Indikator für eine fortschreitende Erkrankung sein kann. Bei Patienten mit vorbestehenden Komorbiditäten, COVID-19 wird mit schwereren Erkrankungen in Verbindung gebracht.

Der Darm ist ein etablierter Infektionsweg und Ziel für Virusschäden durch das schwere akute respiratorische Syndrom Coronavirus 2 (SARS-CoV-2). der Erreger von COVID-19. Dies wird durch die klinische Beobachtung gestützt, dass etwa die Hälfte der COVID-19-Patienten gastrointestinale (GI) Symptome aufweisen.

Krankenhauspatienten mit kritischem COVID-19 haben auch häufig Darmkomplikationen. Neben den oben genannten, über venöse oder arterielle Thromboembolien der mesenterialen Gefäße und Dünndarmischämie berichtet wird, insbesondere bei Patienten, die für längere Zeit ins Krankenhaus eingeliefert werden.

Eine SARS-CoV-2-Infektion stört die Darmbarriere und führt zu einer Erhöhung der systemischen bakteriellen Lipopolysaccharide und Peptidoglykane und dient der Verstärkung der systemischen Entzündung. Deswegen, Leaky Gut und mikrobielle Dysbiose könnten bei schwer an COVID-19 erkrankten Patienten zum Zytokinsturm beitragen.

Studienziele und Details

Die aktuelle Studie, mit Sitz in Birmingham, Alabama, in den USA, zielte darauf ab, das Vorhandensein von Plasma-Biomarkern zu erfassen, die auf Verletzungen der Darmepithelbarriere hinweisen, und das Vorhandensein von Darmmikroben im Plasma.

Bedauerlicherweise, beide konnten aufgrund des geringen verfügbaren Plasmavolumens nicht an derselben Patientenuntergruppe getestet werden.

Von den 30 in die Studie aufgenommenen Patienten mit bestätigter SARS-CoV-2-Infektion, alle hatten Durchfall und Übelkeit zusammen mit Fieber und Kurzatmigkeit. Das Durchschnittsalter lag bei 63 Jahren. Nur zwei Patienten hatten eine kritische Erkrankung.

Über ein Drittel waren Diabetiker, und die Hälfte erlebte Blutgerinnsel. Von den 30, 23 Patienten waren übergewichtig. Fünf Patienten hatten einen tödlichen Ausgang im Krankenhaus.

Laborergebnisse

Lymphopenie und Anämie wurden in der Hälfte beobachtet, und zwei Drittel der Patienten zusammen mit hohen Monozytenzahlen. Neutrophile waren auch erhöht, bei 60 % der Männer im Vergleich zu 45 % der Frauen. Dies ist von Bedeutung, da sie die Ersthelfer bei jeder Infektion sind.

Die Gesamtleukozytenzahl war bei etwa 40 % der Personen mit COVID-19 erhöht. Anomalien der Thrombozytenzahl wurden jedoch nur bei 17% der Probanden beobachtet. Nur zwei Patienten zeigten hohe Konzentrationen an natriuretischem Peptid (BNP) im Gehirn, wahrscheinlich wegen Herzinsuffizienz.

C-reaktives Peptid, ein Entzündungsmarker, war bei allen Patienten erhöht, bei sechs Patienten zeigten Werte, die mit einer schweren Entzündung übereinstimmen. Acht Probanden zeigten hohe Ferritinwerte, die Hälfte von ihnen weist auf Entzündungen hindeutende Werte auf.

Fast alle Patienten hatten hohe Nüchternglukose- und Laktatdehydrogenase (LDH)-Werte. Etwa zwei Drittel hatten Anämie, Erhöhte Troponin-I-Spiegel, auf eine Herzschädigung hindeuten, wurden bei 80% der männlichen Probanden gefunden, vs nur ein weibliches Thema.

Darmmikroben im Plasma

Die 14 zur Untersuchung auf Bakterien eingesandten Plasmaproben ergaben über 150, 000 Sequenzierungslesevorgänge, wobei das Signal eine starke Bakterienpräsenz in zwei Dritteln der Proben anzeigt. Die gesamte mikrobielle Population war bei Patienten mit COVID-19 vergleichbar.

Unter Verwendung der Polymerase-Kettenreaktion, ein Dysbiose-Index wurde erstellt, um die Häufigkeit von Bakteriengruppen in jeder Probe zu messen. Alle neun Proben, die das Vorhandensein von Bakterien anzeigten, zeigten die gleichen drei Hauptstämme, Proteobakterien , Firmen , und Aktinobakterien , wobei ein Patient unter allen 14 unbekannte Bakterien in signifikanterer Zahl aufwies.

Dies sind die gleichen, die in gesundem Plasma gefunden wurden, sowie.

Der am meisten angereicherte Stamm war Proteobakterien , während Bakteroiden waren in sehr begrenzter Zahl vorhanden. Unter den beiden Patienten mit tödlichem Ausgang von COVID-19, die Zahl der Firmicutes war gering. Vielleicht kann die Fülle dieses Stammes ein Biomarker für die Schwere der Erkrankung sein.

Sowohl gramnegative Bakterien als auch Lipopolysaccharide (LPS), das ein wichtiges Endotoxin ist, das aus der Zellwand dieser Bakterien stammt, sind in den Plasmaproben von COVID-19-Patienten höher.

Verletzungen der Darmbarriere

Das Vorhandensein von Darmmikroben im Plasma kann auf Defekte in der Darmepithelbarriere hindeuten, Bakterien können durch die Epithelzellen in die systemischen Blutgefäße wandern. Dies ist eine wichtige Komponente bei systemischen Entzündungen und liegt dem Fortschreiten von COVID-19 bei diesen Patienten zugrunde.

Als Marker für die Darmdurchlässigkeit Fettsäure-bindendes Protein-2 (FABP2) wurden gemessen, da dies ein Protein ist, das in Darmepithelzellen vorkommt, um freie Fettsäuren zu binden, Cholesterin, und Retinoide. Als solche, sein Anstieg im Plasma weist auf eine Schleimhautschädigung im Darm hin.

Wie erwartet, Die FABP2-Spiegel waren im Plasma von COVID-19-Patienten im Vergleich zu gesunden Personen hoch.

Darmmikrobielle Peptide im Plasma sind toxisch, da sie Entzündungswege auslösen und zu systemischen Schäden führen. Als Maß für dieses Phänomen die Forscher beobachteten höhere Peptidoglycan (PGN) und LPS im COVID-19-Plasma, fast doppelt so hoch wie bei gesunden Kontrollpersonen.

Was sind die Auswirkungen?

Die Translokation von Darmmikroben, findet sich normalerweise nur im Kot, in den systemischen Kreislauf ist eine grundlegende Determinante der Immunfunktion und des Stoffwechsels. Das Vorhandensein von Darmmikroben im Plasma kann entzündliche Signalwege im Körper auslösen und auch verschlimmern.

Entzündungen sind der Schlüssel zur Pathogenese des schweren und kritischen COVID-19. Die Ergebnisse dieser Studie können die Theorie stützen, dass dies bei diesen Patienten durch die Bewegung von Darmbakterien in den Körperkreislauf getrieben wird. Dies, im Gegenzug, Dies könnte auf eine höhere Darmpermeabilität aufgrund einer Dysfunktion der Epithelbarriere zurückzuführen sein.

Es wurde festgestellt, dass die Virusausscheidung im Stuhl bis zu einem Monat nach Abklingen der Lungensymptome anhält. Dies weist darauf hin, dass die Viruskolonisation des Darms länger dauern kann als die der Atemwege.

COVID-19-Patienten in dieser Stichprobe waren im Vergleich zu den Kontrollen eher diabetisch und fettleibig. Bei solchen Patienten, die kommensalen Bakterien Lactobazillen sind weniger vorhanden, und diese Verringerung wurde bei einer kleinen Gruppe von neun Patienten festgestellt, die in dieser Studie zu Beginn des Krankenhausaufenthalts getestet wurden.

Die meisten COVID-19-Todesfälle sind auf eine Sepsis zurückzuführen. In dieser Studie, die Fülle von mehreren pathogenen Arten, wie z Acinetobacter und Pseudomona war höher im Darm. Auch nach Abklingen der Infektion Dysbiose blieb bestehen, Dies deutet darauf hin, dass der Darm langfristig unter den Auswirkungen dieser Krankheit leiden kann.

Das Plasmametabolom ist bei der Pathogenese vieler Krankheiten mit dem Darmmikrobiom verbunden. Ein Versagen der Darmbarriere führt zum Nachweis von bakteriellen Stoffwechselprodukten im Plasma, bei Erkrankungen wie Colitis ulcerosa.

Die Studie legt nahe, " L Eaky-Darm und mikrobielle Dysbiose könnten bei schwer an COVID-19 erkrankten Patienten zum Zytokinsturm beitragen ."

*Wichtiger Hinweis

bioRxiv veröffentlicht vorläufige wissenschaftliche Berichte ohne Peer-Review und deshalb, sollte nicht als schlüssig angesehen werden, die klinische Praxis/das gesundheitsbezogene Verhalten anleiten, oder als etablierte Information behandelt.

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