Москва, г. Москва и Московская область, Россия
Тяжелое течение болезни, вызванной коронавирусной инфекцией COVID-19 имеет свои особенности, выделяющие данный тип вируса среди многих инфекций. В работе развита и обоснована гипотеза о том, что одной из особенностей патогенеза тяжелых случаев COVID-19 является респираторный и метаболический ацидоз. Рассмотрено влияние гипоксии и ацидоза на развитие тяжелого течения COVID-19, описан ряд механизмов, связывающих поражающие факторы COVID-19 с ацидозом. Эти механизмы имеют триггерный, ступенчатый характер действия с выраженными положительными обратными связями. Падение сатурации крови кислородом при понижении рН крови в соответствии с известным эффектом Вериго-Бора, является характерной особенностью тяжелого течения COVID-19 и приводит к истощению компенсаторных возможностей организма по регуляции ацидоза. В условиях гипоксии и ацидоза происходит перенастройка иммунной системы, которая препятствует завершению болезни, вызывая разнонаправленные активности по стимуляции воспаления и его завершению. При этом часто происходит утяжеление болезни вместо выздоровления.
SARS-CoV-2, COVID-19, ацидоз, сатурация, эффект Вериго-Бора, положительная обратная связь, триггерные явления
1. Chhetri S., Khamis F., Pandak N., Al Khalili H., Said E., Petersen E. A fatal case of COVID-19 due to metabolic acidosis following dysregulate inflammatory response (cytokine storm). IDCases, 2020, vol. 21, p. e00829.
2. Shevel E. Conditions Favoring Increased COVID-19 Morbidity and Mortality: Their Common Denominator and Treatment. Isr Med Assoc J., 2020, vol. 11, no. 22, p. 680.
3. Лодягин А.Н., Бытоцыренов Б.В., Шикалова И.А., Вознюк И.А. Ацидоз и токсический гемолиз - цели патогенетического лечения полиорганной патологии при COVID-19. Вестник восстановительной медицины, 2020, №. 3, с. 25-30. [Lodyagin A.N., Bytotsyrenov B.V., Shikalova I.A., Voznyuk I.A. Acidosis and toxic hemolysis are the goals of the pathogenetic treatment of multiple organ pathology in COVID-19. Herald of restorative medicine, 2020, no. 3, p. 25-30. (In Russ.)]
4. Andersen L.W., Mackenhauer J., Roberts J.C., Berg K.M., Cocchi M.N., Donnino M.W. Etiology and therapeutic approach to elevated lactate levels. Mayo Clin Proc., 2013, vol. 88, no. 10, pp. 1127-1140.
5. Newington J.T., Harris R.A., Cumming R.C. Reevaluating Metabolism in Alzheimer's Disease from the Perspective of the Astrocyte-Neuron Lactate Shuttle Model. J Neurodegener Dis., 2013, vol. 2013, pp. 234572.
6. Kraut J.A., Madias N.E. Lactic acidosis. N Engl J Med., 2014, vol. 371, no. 24, pp. 2309-2319.
7. Ma L.N., Huang X.B., Muyayalo K.P., Mor G., Liao A.H. Lactic Acid: A Novel Signaling Molecule in Early Pregnancy? Front Immunol., 2020, vol. 11, pp. 279.
8. Chycki J., Kurylas A., Maszczyk A., Golas A., Zajac A. Alkaline water improves exercise-induced metabolic acidosis and enhances anaerobic exercise performance in combat sport athletes. PLoS One, 2018, vol. 13, no. 11, p. e0205708.
9. Pillai S., Davies G., Lawrence M., Whitley J., Stephens J., Williams P.R., Morris K., Evans P. A. The effect of diabetic ketoacidosis (DKA) and its treatment on clot microstructure: Are they thrombogenic? Clin Hemorheol Microcirc., 2021, vol. 77, no. 2, pp. 183-194.
10. Kraut J.A., Madias N.E. Metabolic acidosis: pathophysiology, diagnosis and management. Nat Rev Nephrol., 2010, vol. 6, no. 5, pp. 274-285.
11. Lunt S.Y., Vander Heiden M G. Aerobic glycolysis: meeting the metabolic requirements of cell proliferation. Annu Rev Cell Dev Biol., 2011, vol. 27, pp. 441-464.
12. Borregaard N., Schwartz J H., Tauber A.I. Proton secretion by stimulated neutrophils. Significance of hexose monophosphate shunt activity as source of electrons and protons for the respiratory burst. J Clin Invest., 1984, vol. 74, no. 2, pp. 455-459.
13. Popel A.S. Theory of oxygen transport to tissue. Crit Rev Biomed Eng., 1989, vol. 17, no. 3, pp. 257-321.
14. Ahmed M.H., Ghatge M.S., Safo M.K. Hemoglobin: Structure, Function and Allostery. Subcell Biochem., 2020, vol. 94, pp. 345-382.
15. Gell D.A. Structure and function of haemoglobins. Blood Cells Mol Dis., 2018, vol. 70, pp. 13-42.
16. Werigo B. Zur Frage über die Wirkung des Sauerstoffs auf die Kohlensäureausscheidung in den Lungen. Archiv für die gesamte Physiologie des Menschen und der Tiere, 1892, vol. 51, no. 6, pp. 321-361.
17. Bohr C., Hasselbalch K., Krogh A. Concerning a biologically important relationship-the influence of the carbon dioxide content of blood on its oxygen binding. Skand. Arch. Physiol., 1904, vol. 16, pp. 401-412.
18. Kamel K.S., Oh M.S., Halperin M.L.L-lactic acidosis: pathophysiology, classification, and causes; emphasis on biochemical and metabolic basis. Kidney Int., 2020, vol. 97, no. 1, pp. 75-88.
19. Matyukhin I., Patschan S., Ritter O., Patschan D. Etiology and Management of Acute Metabolic Acidosis: An Update. Kidney Blood Press Res., 2020, vol. 45, no. 4, pp. 523-531.
20. Foucher C.D., Tubben R.E. Lactic Acidosis. StatPearls., Treasure Island (FL), 2021.
21. Quade B.N., Parker M.D., Occhipinti R. The therapeutic importance of acid-base balance. Biochem Pharmacol., 2021, vol. 183, p. 114278.
22. Toffaletti J.G., Rackley C.R. Monitoring Oxygen Status. Adv Clin Chem., 2016, vol. 77, pp. 103-124.
23. Srinivasan A.J., Morkane C., Martin D.S., Welsby I.J. Should modulation of p50 be a therapeutic target in the critically ill? Expert Rev Hematol., 2017, vol. 10, no. 5, pp. 449-458.
24. Stewart T., Lambourne J., Thorp-Jones D., Thomas D.W. Implementation of early management of iron deficiency in pregnancy during the SARS-CoV-2 pandemic. Eur J Obstet Gynecol Reprod Biol., 2021, vol. 258, pp. 60-62.
25. Кисляков Ю.Я., Бреслав И.С. Дыхание, динамика газов и работоспособность при гипербарии. АН СССР, Ин-т физиологии им. И.П. Павлова. Л.: Наука, 1988, 237 c. [Kislyakov Yu.Ya., Breslav I.S. Respiration, gas dynamics and performance in hyperbaria. Academy of Sciences of the USSR, Institute of Physiology. I.P. Pavlova. L.: Science, 1988, 237 p. (In Russ.)]
26. Кисляков Ю.Я. Механизмы транспорта О2 в системе микроциркуляции. Физиологический журнал СССР им. И.М. Сеченова, 1987, № 5, c. 569. [Kislyakov Yu.Ya. O2 transport mechanisms in the microcirculation system. Physiological journal of the USSR. THEM. Sechenov, 1987, no. 5, p. 569. (In Russ.)]
27. Зайцева А.Ю., Кисляков Ю.Я., Мазинг М.С., Давыдов В.В. Применение неинвазивной оптической обучаемой диагностической системы и математических методов анализа многомерных данных для оценки кислородного статуса тканей человека. Научное приборостроение, 2020, т. 30, № 4, c. 113-118. [Zaitseva A.Yu., Kislyakov Yu.Ya., Masing M.S., Davydov V.V. Application of a non-invasive optical learning diagnostic system and mathematical methods for analyzing multidimensional data to assess the oxygen status of human tissues. Scientific Instrumentation, 2020, vol. 30, no. 4, pp. 113-118. (In Russ.)]
28. Hogan M.C. What Wasserman wrought: a celebratory review of 50 years of research arising from the concept of an 'anaerobic threshold'. J Physiol., 2021, vol. 599, no. 4, p. 1005.
29. Poole D.C., Rossiter H.B., Brooks G.A., Gladden L.B. The anaerobic threshold: 50+ years of controversy. J. Physiol., 2021, vol. 599, no. 3, pp. 737-767.
30. Nechipurenko Yu.D. et al. The role of acidosis in the pathogenesis of severe forms of COVID-19. Biology, 2021.
