Причина летальных исходов гриппа — повышение проницаемости капилляров и антиоксиданты

Основная причина летальных исходов при гриппе А — присоединение и развитие пневмококковой инфекции. Согласно ранним исследованиям, вирус гриппа А снижает функцию нейтрофилов и макрофагов и повреждает эпителий, делая клетки более восприимчивыми к бактериям. В новой работе ученые из Швеции и Сингапура раскрыли еще один механизм, выяснив, как изменения в легких, обусловленные вирусной инфекцией, влияют на размножение бактерий в нижних дыхательных путях.

Исследователи вводили низкую дозу пневмококков интратрахеально двум группам мышей: инфицированным вирусом гриппа А (модель коинфекции) и неинфицированным. Через четыре часа подсчет жизнеспособных бактерий в нижних дыхательных путях у обеих групп животных показал почти идентичные результаты, однако еще через два часа у мышей, инфицированных только пневмококками, осталось около 2% живых бактерий, тогда как у коинфицированных количество бактерий увеличилось почти в 10 раз. Спустя 24 часа количество пневмококков в нижних дыхательных путях группы мышей, больных гриппом, увеличилось еще в 25 раз, в другой группе же наблюдался почти полный клиренс.

С помощью бронхоальвеолярного лаважа ученые сравнили количественный состав метаболитов в альвеолярном пространстве у инфицированных и неинфицированных гриппом мышей. Выяснилось, что у коинфицированных мышей выше содержание глюкозы (в 2,4 раза) и сорбитола, которые служат питательными веществами для пневмококков и способствуют увеличению скорости их роста.

Также авторы измерили проницаемость эндотелия сосудов легких у обеих групп: у мышей, инфицированных вирусом гриппа А, она была в 22 раза выше, чем у неинфицированных. Это и способствовало утечке метаболитов через стенки капилляров в альвеолярное пространство. Кроме этого, у зараженных гриппом мышей наблюдался кислотно-основный дисбаланс с присутствием как оксидантов, так и антиоксидантов. В частности, в четыре раза увеличилось содержание витамина С, который оказывает сильное стимулирующее действие на рост пневмококков в среде, содержащей глюкозу. Судя по всему, антиоксиданты, которые организм вырабатывает для защиты клеток от повреждений, способствуют и защите самих бактерий.

Ученые показали, что для адаптации к воспалительной среде бактерии увеличивают производство фермента HtrA.

«HtrA — это фермент, протеаза, которая помогает ослабить иммунную систему и позволяет пневмококковым бактериям проникать в защитный слой клеток внутри дыхательных путей, — объясняет первый автор статьи Вики Сендер, научный сотрудник отдела микробиологии, опухолевой и клеточной биологии Каролинского института (Швеция). — Таким образом, возможной стратегией может быть использование ингибиторов протеазы для предотвращения роста пневмококков в легких».

И хотя HtrA отчасти помогает бактериям противостоять окислительному стрессу, у них отсутствует продукция каталазы — фермента, катализирующего «обезвреживание» перекиси, из-за чего они остаются зависимыми от антиоксидантов носителя.

Есть основания полагать, что в основе присоединения вторичной бактериальной инфекции на фоне COVID-19 лежат те же механизмы. «Вероятно, острое воспаление легких, независимо от причины, приводит к утечке питательных веществ и антиоксидантов и к формированию среды, способствующей росту бактерий», — отмечает руководитель исследования Бригитта Энрикес Нормарк, профессор Каролинского института.