Sinh lý bệnh Covid

 

Thụ thể tế bào chủ SARS-CoV-2

Bề mặt của vi-rút SARS-CoV-2 được bao phủ bởi một số lượng lớn các protein gai, những protein này là cần thiết để vi-rút xâm nhập vào tế bào vật chủ. Mỗi protein gai bao gồm hai tiểu đơn vị, S1 và S2. Tiểu đơn vị S1 ở đầu gai chứa miền gắn kết thụ thể (RBD) gắn kết với (men chuyển angiotensin 2ACE2), thụ thể của tế bào vật chủ, trong khi tiểu đơn vị S2, nằm trên cuống gai, làm trung gian cho hợp nhất màng tế bào vật chủ và vi-rút cần thiết cho sự xâm nhập của vi-rút (1). Để xảy ra quá trình hợp nhất màng, các tiểu đơn vị S1 và S2 phải được phân cắt mở bởi protease serine xuyên màng 2 (TMPRSS2—1).

ACE2, được xác định lần đầu tiên vào năm 2000, là một enzym gắn trên bề mặt tế bào vật chủ và là điểm xâm nhập của SARS-CoV-2. ACE2 phân bố rộng rãi khắp cơ thể, được biểu hiện nhiều trên các tế bào biểu mô mũi, tế bào biểu mô phế nang phổi và tế bào ruột ở ruột non. ACE2 cũng được biểu hiện trong nội mô của các giường mạch ở các cơ quan trên toàn cơ thể và trong các tế bào cơ trơn động mạch ở nhiều cơ quan được nghiên cứu. Ở thận, ACE2 được biểu hiện ở các bờ bàn chải đỉnh của ống lượn gần, cũng như các tế bào có chân ở cầu thận; nhưng không có trong tế bào nội mô (2). Sự phân bố rộng rãi của các thụ thể ACE2 khắp cơ thể có thể giải thích tác dụng đa cơ quan trong COVID-19.

 

ACE2 điều chỉnh hệ thống renin-angiotensin bằng cách xúc tác quá trình thủy phân octapeptide angiotensin II (AngII, một chất co mạch) thành heptapeptide angiotensin 1-7 (Ang1-7, một chất giãn mạch). Ang 1-7 cũng đối kháng tác dụng kích thích của Ang II với quá trình sản xuất ra các cytokine tiền viêm, chẳng hạn như IL-6. ACE2 đã được chứng minh là có chức năng bảo vệ ở phổi, hệ tim mạch và các cơ quan khác và đã được đánh giá trong các thử nghiệm lâm sàng với điều trị hội chứng suy hô hấp cấp tính. Hậu quả là sự suy giảm ACE2 sau khi nhiễm ở tế bào vật chủ để lại kích thích tiền viêm của Ang II và hậu quả là tổn thương phổi và các cơ quan khác không được giải quyết (3).

Nhiễm vi-rút nội mô dẫn đến tổn thương tế bào nội mô, kích hoạt giải phóng các cytokine tiền viêm và rối loạn chức năng vi tuần hoàn ở phổi, tim và gan. Một hậu quả được cho là tình trạng tăng đông máu dẫn đến hình thành huyết khối vi mạch. Khi xảy ra ở phổi, huyết khối vi mạch có thể làm suy giảm quá trình trao đổi oxy; khi xảy ra trong các tĩnh mạch, nó có thể dẫn đến huyết khối tĩnh mạch sâu và thuyên tắc phổi và trong động mạch, đột quỵ do thiếu máu não cục bộ, thiếu máu cục bộ ở chi và nhồi máu cơ tim (4). Chảy máu quá nhiều có thể xảy ra trên bệnh nhân COVID-19 nhưng ít phổ biến hơn nhiều so với các vấn đề đông máu.

Các biến thể di truyền ở vị trí liên kết đối với protein gai của SARS-CoV-2 và sự thay đổi về mức độ biểu hiện và kiểu biểu hiện của ACE2 trong các mô khác nhau có thể cung cấp cơ sở di truyền cho sự khác biệt về tính nhạy cảm của vật chủ, các triệu chứng và kết quả điều trị của nhiễm SARS-CoV-2 (5, 6). Ngoài ra, đã thấy biểu hiện ACE2 phải thay đổi theo độ tuổi; trong một nghiên cứu liên quan đến bệnh nhân hen suyễn, đã thấy biểu hiện của ACE2 qua biểu mô mũi ở trẻ nhỏ (4 đến 9 tuổi) ít hơn so với trẻ lớn hơn và ở những người từ 10 đến 60 tuổi và biểu hiện của ACE2, sau khi điều chỉnh theo giới tính và hen suyễn, cao hơn theo từng nhóm tuổi tiếp theo, tức là trẻ lớn hơn (10 đến 17 tuổi), thanh niên (18 đến 24 tuổi) và người lớn ≥ 25 tuổi (7). Biểu hiện ACE2 thấp hơn ở trẻ nhỏ so với người lớn có thể giúp giải thích tại sao COVID-19 ít phổ biến hơn và các biểu hiện lâm sàng ít nặng hơn ở trẻ nhỏ (8) và tần suất lây truyền của những trẻ này cũng ít hơn (9).