Endothelfunktion und COVID-19

Die Coronavirus-Krankheit 2019 (COVID-19), die eine Folge einer Infektion mit dem schweren akuten respiratorischen Syndrom Coronavirus Typ 2 (SARS-CoV-2) ist, hat eine globale Pandemie mit erheblichen negativen Auswirkungen auf die Gesundheits-, Sozial- und Wirtschaftssysteme in verschiedenen Ländern der Welt verursacht .

Der von SARS-CoV-2 genutzte Eintrittsrezeptor ist das Angiotensin-Converting Enzyme 2 (ACE-2), das an der Membran von Epithel- und Endothelzellen sowie Muskelzellen von Blutgefäßen lokalisiert ist. Hypothetisch könnte diese Interaktion von SARS-CoV-2 mit wesentlichen Elementen der Blutgefäße zu einer endothelialen Dysfunktion führen. Tatsächlich wurde anhand der histologischen Analyse bei fatidischen Fällen eine Endothelschädigung unterschiedlichen Ausmaßes in der Niere, im Dünndarm und in der Lunge nachgewiesen.

Es gibt zwei Arten pathophysiologischer Mechanismen, durch die eine vaskuläre endotheliale Dysfunktion den evolutionären Verlauf viraler Infektionen erschweren kann:

1. Einerseits kann eine akute endotheliale Dysfunktion als Folge thrombotischer oder vasomotorischer Prozesse ischämische Ereignisse hervorrufen. Einige dieser Ereignisse sind akute Koronarsyndrome, Lungenthromboembolien und periphere Angiopathie, die alle bei COVID-19-Patienten berichtet wurden.
2. Andererseits kann eine vaskuläre endotheliale Dysfunktion systemische Entzündungsreaktionen auslösen oder verstärken, die zu einem Multiorganversagen führen. Die durch eine vaskuläre endotheliale Dysfunktion erzeugte vaskuläre Hyperpermeabilität ist von entscheidender Bedeutung für die Prozesse der Infiltration von Immunzellen und für die Verstärkung der Entzündungsreaktion, die im Zusammenhang mit dem mit der Virusinfektion verbundenen Zytokinsturm auftritt. Dieser Prozess trägt zur Freisetzung großer Mengen von IL 6, IL-1B und TNF alpha durch vaskuläre Endothelzellen und damit zur Expression von vaskulären Adhäsionsmolekülen bei.

In dieser Studie versuchten die Forscher, den Status der vaskulären Endothelfunktion bei COVID-19-Patienten anhand eines nicht-invasiven Ansatzes zu bewerten.

Die Bewertung der systemischen Gefäßendothelfunktion wird nicht-invasiv unter Verwendung der peripheren arteriellen Tonometrie mit dem EndoPat-System (Itamar) durchgeführt. Dabei handelt es sich um eine Technik, die die endothelabhängigen Veränderungen des arteriellen Tonus des Gefäßnetzes des Zeigefingers beider Hände bestimmt. Mithilfe von Biosensoren, die auf den Zeigefingerkuppen beider Hände platziert werden, erfolgt eine Beurteilung des Arterientonus in drei Phasen: 1) zu Studienbeginn; 2) während einer Ischämie, die durch das Aufpumpen einer Druckmanschette in einem der Arme verursacht wird, wodurch die Arteria brachialis 5 Minuten lang verschlossen wird; 3) und in einer Situation reaktiver Hyperämie während der Wiederherstellung der arteriellen Spülung nach Entleeren der Druckmanschette. Die durch Plethysmographie zu den drei beschriebenen Zeitpunkten erfassten arteriellen Tonsignale werden für jeden untersuchten Arm in digitale Signale umgewandelt und die EndoPat-Software ermittelt automatisch die hyperämische Gefäßreaktion.

Um Verzerrungen bei der Analyse der systemischen vaskulären Endothelfunktion bei COVID-19-Patienten zu vermeiden, wird das Forschungsteam um Dr. Amir Lerman von der Mayo Clinic, Rochester, USA, die Analyse der EndoPat-Ergebnisse blind durchführen. Zu diesem Zweck werden die EndoPat-Studienberichte in einem analysierbaren Format für jeden in die Studie einbezogenen Patienten vollständig anonymisiert und blind in Bezug auf die Gruppe, zu der der Patient gehört, zum Zeitpunkt der EndoPat-Bewertung (Tage nach Beginn) gesendet der Symptome im Fall der Studiengruppe), verblindet für die Ergebnisse von Blutuntersuchungen im Zusammenhang mit Entzündungen und für die klinische Entwicklung des Patienten.