Вплив COVID-19 на морфологічні зміни периферичних ольфакторних структур

Размещено на http://www.allbest.ru/

Вплив COVID-19 на морфологічні зміни периферичних ольфакторних структур

Гафійчук Христина Іванівна

Івано-Франківський національний медичний університет, Україна

Григорчук Дар'я Юріївна

Івано-Франківський національний медичний університет, Україна

Макшанцева Діана Валеріївна

Івано-Франківський національний медичний університет, Україна

Науковий керівник: Іванна Василівна Кошель доктор медичних наук, професор, завідувач кафедри оториноларингологи з курсом хірургії голови та шиї Івано-Франківський національний медичний університет, Україна

Актуальність

Коронавірусна хвороба є надзвичайно серйозною проблемою у зв'язку з великою кількістю критичних ускладнень і високою вірогідністю тяжкого перебігу у пацієнтів групи ризику. Аносмія - один із провідних симптомів коронавірусної інфекції, який дозволяє нам диференціювати його від інших гострих респіраторних вірусних інфекцій. Механізм виникнення аносмії і досі залишається актуальним питанням.

Мета: з'ясувати морфологічні особливості ольфакторних структурних елементів хворих на коронавірусну хворобу (COVID-19) для кращого розуміння механізмів розвитку нюхових розладів при інфікуванні коронавірусом SARS- CoV-2 і ускладнень, що виникають після них.

Матеріали та методи

Було проаналізовано 26 наукових публікацій, що присвячені проблемі аносмії. Опрацьовані матеріали спільного дослідження кафедри оториноларингологи з курсом хірургії голови та шиї ІФНМУ та Дніпровського державного медичного університету, що полягало в аналізі аутопсійного матеріалу - слизової оболонки верхніх відділів носової порожнини 9 померлих з лабораторно підтвердженим діагнозом COVID-19 та аносмією в анамнезі, з використанням стандартного фарбування гематоксиліном та еозином, а також імуногістохімічним дослідженням з антитілами до нейроспецифічного бета-ПІ тубуліну та до ольфакторного маркерного протеїну і ангіотензин-перетворюючого ензиму.

Результати

У ході проведеного дослідження було виявлено, що зміни ольфакторної слизової оболонки носової порожнини мали як загальні риси, притаманні будь-якій гострій респіраторній вірусній інфекції, так і специфічні. Усі зразки демонстрували ознаки гострих запальних змін слизової оболонки верхніх дихальних шляхів, а саме виражену лімфо-плазмоцитарну інфільтрацію слизової оболонки та підслизового шару, розширення та повнокров'я кровоносних судин, потовщення підслизового шару за рахунок набряку, вогнищеву десквамацію епітелію (Рис.1). Набряк з гіперфункцією слизової оболонки унеможливлює виключення порушення зв'язування одорантів з ольфакторними рецепторними клітинами у якості однієї з можливих причин розвитку нюхових розладів. Цікавим є те, що у зразках слизової оболонки ольфакторної ділянки носової порожнини більшої кількості досліджуваних (77,78%; n=7) з лабораторно підтвердженим діагнозом COVID-19 та аносмією в анамнезі відмічалась частково позитивна експресія рецепторів до ольфакторного маркерного протеїну та нейроспецифічного бета-III тубуліну на тлі вогнищево (44,44%; n=4) або субтотально (33,33%; n=3) відсутньої експресії рецепторів до ангіотензин- перетворюючого ензиму (Рис.2) Ці знахідки свідчать як про швидке та масивне руйнування ольфакторних рецепторних клітин під впливом біологічного агенту унаслідок їх поверхневого розташування з наступним порушенням передавання нюхового імпульсу до структур центральної нервової системи, так і про пошкодження сустентакулярних клітин ольфакторного епітелію, яке може стати причиною порушення секреції одорант-зв'язувальних протеїнів, а тому відсутності зв'язування одорантів з ольфакторними рецепторними клітинами. У зрізах ольфакторних цибулин хворих на COVID-19 виявлена слабка експресія рецепторів до ангіотензин-перетворюючого ензиму на відміну від контрольних зрізів. Тобто не варто виключити й можливість зруйнування нейронів ольфакторних цибулин центральної нервової системи з наступною відсутністю сприйняття нюхових відчуттів. коронавірусна хвороба нюховий розлад

Рис.1Рис.2

Рис. 1 -2. Схематичне зображення механізму сприйняття нюхових відчуттів та його порушень

А. Ланцюг передачі нюхового відчуття у нормі: одоранти (<) ^ секреція одорант- зв'язувальних протеїнів сустентакулярною клітиною (*) ^ зв'язування одорантів з ольфакторною рецепторною клітиною (¦) ^ утворення синаптичного контакту між ольфакторною рецепторною клітиною та нейроном ольфакторної цибулини (*).

Б. Порушення зв'язування одорантів з ольфакторними рецепторними клітинами унаслідок назальної обструкції при гіперпродукції слизу. В. Порушення зв'язування одорантів з ольфакторними рецепторними клітинами унаслідок зруйнування ольфакторних рецепторних клітин. Г. Порушення зв'язування одорантів з ольфакторними рецепторними клітинами унаслідок припинення секреції одорант-зв'язувальних протеїнів через зруйнування сустентакулярних клітин. Д. Порушення сприйняття нюхових відчуттів унаслідок зруйнування нейронів ольфакторних цибулин центральної нервової системи.

Обговорення

Коронавірусна хвороба, спричинена коронавірусом SARS- CoV-2, є проблемою сьогодення. Наукові пошуки у цій сфері показали: будь -які клітини організму людини, що експресують рецептори до ангіотензин- перетворюючого ензиму (ACE-2), можуть бути таргетними для дії коронавірусу SARS-CoV-2, чим пояснюється висока частота ускладнень з боку серцево- судинної системи та нирок, тому не виключено первинне зруйнування сустентакулярних клітин ольфакторного епітелію носової порожнини та нейронів ольфакторних цибулин, які також мають ці рецептори. Отримані нами у ході дослідження результати збігаються з даними досліджень провідних світових науковців [1-3,11,14]. Виявлені гістологічні зміни підтверджують: АСЕ- 2-позитивні клітини є частково ураженими або тотально зруйнованими у лабораторно підтверджених випадках інфікування SARS-CoV-2. Зрозуміти, що саме є первинною ланкою аносмії допоможе більш ретельне вивчення стану клітинного складу периферичних відділів ольфакторної системи у залежності від часу, який минув з початку виникнення нюхових розладів. Відомо, що ольфакторні рецепторні клітини відіграють головну роль у механізмі сприйняття запахів, тому стан цих клітин також впливає на наявність, порушення або повну відсутність нюхового сприйняття [3,5]. Наше дослідження показало зменшення кількості ольфакторних рецепторних клітин (ОМР-позитивних) у слизовій оболонці хворих з лабораторно підтвердженим діагнозом COVID-19. Це можна пояснити тим, що дані клітини також можуть бути вразливими до дії SARS-CoV-2 безпосередньо або опосередковано після пошкодження сустентакулярних клітин [1,5,15]. Оборотність нюхових розладів у більшості випадків свідчить на користь ураження саме клітин ольфакторної слизової оболонки носової порожнини або ж не досить критичних змін нейронів ольфакторних цибулин, що потребує додаткових наукових досліджень.

Висновки

Розвиток аносмії за умов інфікування коронавірусом SARS-CoV- 2 має як специфічні саме для цього інфекційного агенту риси та може бути обумовлений первинним зруйнуванням клітин, які експресують рецептори до ангіотензин-перетворюючого ензиму з можливою наступною дисфункцією безпосередньо ольфакторних клітин, так і риси характерні для будь -якої іншої респіраторної вірусної інфекції (набряк, гіперфункція слизової оболонки), що може унеможливлювати контакт клітин з одорантами. Отримані результати дозволяють розглянути шляхи терапії ковідної аносмії; вплинути на рецепторні клітини. Сучасний рівень медичної науки ще не дозволяє цього, але вплив на неспецифічні зміни, такі, як набряк, можливий із застосуванням наявних медикаментозних засобів.

Список використаних джерел:

[1] K.Bilinska, P. Jakubowska, C. Von Bartheld, R. Butowt. 2020. Expression of the SARS-CoV- 2 Entry Proteins, ACE2 and TMPRSS2, in Cells of the Olfactory Epithelium: Identification of Cell Types and Trends with Age. ACS Chemical Neuroscience.

[2] R. Butowt, C.von Bartheld. 2020. Anosmia in COVID-19: Underlying Mechanisms and Assessment of an Olfactory Route to Brain Infection [Electronic resource].The Neuroscientist.

[3] J. Meinhardt, J. Radke, C. Dittmayer et al. 2021. Olfactory transmucosal SARS-CoV-2 invasion as a port of central nervous system entry in individuals with COVID-19. Nature Neuroscience.

[4] C. Russell Chen, C.Kachramanoglou, D. Liet al. 2014. Anatomy and Cellular Constituents of theHuman Olfactory Mucosa: A Review. J Neurol Surg B Skull Base.

[5] S.Saussez, J.R. Lechien, C. Hopkins. Anosmia: an evolution of our understanding of its importance in COVID-19 and what questions remain to be answered. 2021. European Archives of Oto-Rhino-Laryngology.

[6] J.Y.Tong, A. Wong, D. Zhu D.et al. 2020. The prevalence of olfactory and gustatory dysfunctionin COVID-19 patients: a systematic review and metaanalysis. Otolaryngol Head Neck Surg.

[7] L.A. Vaira,G. Salzano,A.G. Foiset al. 2020. Potential pathogenesis of ageusia and anosmia in COVID-19 patients. Int Forum Allergy Rhinol.

[8] D. van Riel,R. Verdijk, T. Kuiken. 2015. The olfactory nerve: ashortcut for influenza and other viral diseases into the central nervous system. J Pathol.

[9] V. Vedin, B. Slotnick, A.Berghard. 2004. Zonal ablation of theolfactory sensory neuroepithelium of the mouse: effects on odorant detection. Eur J Neurosci.

[10] F.M.K. Williams, M.B. Freidin, M. Manginoet al. 2020. Self-reported symptoms of covid- 19 including symptoms most predictive of SARS-CoV2infection, are heritable. MedRxiv preprint.

[11] H. Xu, L. Zhong, J. Deng Peng et al. 2020. High expression of ACE2 receptor of 2019-nCoV onthe epithelial cells of oral mucosa. Int J Oral Sci.

[12] M.S. Xydakis, P. Dehgani-Mobaraki, E.H. Holbrooket al. 2020. Smell and taste dysfunction in patients with COVID-19. Lancet InfectDis.

[13] C.H. Yan, F.Faraji, D.P. Prajapatiet al. 2020. Self-reported olfactory loss associates with outpatient clinical course in Covid-19. IntForumAllergyRhinol.

[14] C.G.K. Ziegler, S.J. Allon, S.K. Nyquist et al. 2020. SARS-CoV-2 receptorACE2 is an interferon-stimulated gene in human airway epithelial cells and is detected in specific cell subsets across tissues. Cell.

[15] A.S. Zubair, L.S. McAlpine, T. Gardinet al. 2020. Neuropathogenesis and neurologic manifestations of the coronaviruses in the age of coronavirus disease 2019. JAMA Neurol.

Размещено на Allbest.ru