Role of nitrogen oxide in COVID-19 and post-COVID-19 syndrome

По физическим свойствам оксид азота является газом, который не имеет цвета, запаха, вкуса. Он синтезируется в организме человека и играет важную роль в различных физиологических процессах. Образуется он в процессе окисления L-аргинина. Помимо оксида азота, продуктом данной реакции является L-цитруллин. Благодаря же своему небольшому размеру и липофильным свойствам молекула NO легко проникает через клеточную мембрану.

NO положительным образом влияет на многие процессы в организме человека. Его значимые свойства – противовирусное, противовоспалительное и антикоагуляционное – обеспечивают возможность применения оксида азота в качестве средства лечения и профилактики осложнений при некоторых вирусных и воспалительных заболеваниях.

Появление COVID-19 в жизни общества внесло существенную лепту в дальнейшее изучение оксида азота. Так, исследуя этот микроорганизм, его влияние на организм человека, ученые подтвердили тот факт, что NO оказывает благоприятное воздействие на организм и способствует эффективной реабилитации пациентов.

2.1. Влияние оксида азота на здоровый организм

Определенную роль в образовании NO играет фермент NO-синтаза (NOS), который локализуется в эндотелиальных клетках. Синтезированный в эндотелиальном слое оксид азота попадает в гладкую мускулатуру сосудов, что способствует активации гуанилатциклазы, которая регулирует просвет сосудов. Особенность фермента заключается в том, что он активируется посредством ряда эндогенных факторов (цитокинов, хемокинов) и экзогенных факторов (структурных компонентов бактериальных клеток и их метаболитов, аллергенов, вирусных частиц, при недостатке кислорода) без затрат энергии АТФ. NOS способен запускать реакции с провоспалительными цитокинами (ФНО-α, интерлейкин-1 (ИЛ-1)), интерферон-γ (ИНФ-γ)

Выделяющийся NO из гладких мышц дыхательной системы играет роль посредника при расслаблении их по нейронному типу.

В легких способностью синтезировать оксид азота обладают различные клетки: эндотелиальные, гладко-мышечные клетки воздухоносной системы, макрофаги. Влияние NO на легочную систему заключается в улучшении мерцательной функции реснитчатого эпителия бронхов, активации клеточного апоптоза, контроле просвета кровеносных сосудов, запуске иммунных процессов. Таким образом, оксид азота улучшает работу легочной системы, способствует правильному кровотоку и нормальному газообмену

Составной частью при метаболизме оксида азота является участник фагоцитоза – пироксинитрид, который обладает свойствами активного радикала. Он способен регулировать реакции окисления и нитрозилирования ароматических АК и липидов. Многие эффекты оксида азота возникают благодаря процессу S-нитрозилирования: образуется метаболит S-нитрозоглутатион, который ускоряет мерцание ресничек эпителия бронхов и посредством цГМФ расширяет просвет бронхов

В малых концентрациях NO обладает цитопротективным свойством, а в больших – антибактериальным, цитотоксическим, противогрибковым действием.

Еще одно важное свойство NO – способность контролировать сократимость миокарда. При низкой концентрации оксид азота стабилизирует сердечную мышцу, а при высокой – напротив, угнетает сократимость миокарда.

2.2. Роль NO при COVID-19

В первую очередь, SARS-CoV-2 поражает легочную систему, иногда бессимптомно. Одним из тяжелых последствий данного воздействия является острый респираторный дистресс-синдром (ОРДС). Помимо этого вирус поражает эндотелий сосудов, что приводит к микроангиопатиям и тромбозам. Чаще осложнения возникают у людей пожилого возраста и у людей со сниженным иммунитетом

При данной патологии оксид азота, синтезированный эндотелиальными клетками, обеспечивает адаптацию организма при поражении вирусом COVID-19. Он способствует устранению воспаления, подавляет агрегацию тромбоцитов. А это значит, что при дефиците оксида азота в сосудах развиваются воспалительные явления и тромбозы

2.3. Ожидаемые результаты от лечения NO при COVID-19 и постковидном синдроме

Лечение оксидом азота производится посредством ингаляционной терапии двумя методами: самостоятельное дыхание и инспирация благодаря аппарату искусственной вентиляции легких. Очень часто оксид азота применяется при лечении новорожденных, страдающих легочной гипертензией. Показаниями для лечения оксидом азота также являются ОРДС, гемолиз, хроническая легочная АГ, аортокоронарное шунтирование

Оксид азота обладает положительным эффектом при легочных патологиях – способствует лучшей оксигенации крови. Благодаря чему и легкие, и другие органы получают больше кислорода, что оказывает благоприятное действие на их работу

При изучении исследовательских работ было выявлено, что оксид азота обладает противовирусным эффектом, так как данное соединение способствовало выздоровлению эукариотических клеток, зараженных вирусом SARS

Данный опыт подтвердил, что оксид азота способен угнетать процесс репликации SARS-CoV-1

Наибольшее поражение легких при COVID-19 наблюдается во вторую стадию, когда развивается пневмония, сопровождающаяся тяжелым состоянием, вплоть до гипоксии. В легких при инструментальном обследовании обнаруживаются инфильтраты. В таком случае главной целью лечения является противовирусная терапия. В данный период оксид азота способен улучшать оксигенацию, блокировать агрегацию тромбоцитов, снимать воспаление, тем самым оказывая противовирусный эффект

Лучше всего оксид азота помогает пациентам с неосложненной формой заболевания. В таком случае частота дыхания уменьшается, кровь насыщается кислородом, тем самым предотвращая дыхательную недостаточность.

Выявлено, что ингаляции оксидом азота у беременных с осложнением в виде двусторонней пневмонии, вызванной COVID-19, обеспечивает снижение числа осложнений, а также улучшает общее состояния пациента, что доказывает безопасность применения оксида азота.

2.4. Гипервоспаление

У инфицированных COVID-19 в третьей стадии системное гипервоспаление приводит к цитокиновому шторму. При этом поражаются все жизненно важные органы, развивается резкое сужение сосудов, ОРДС, шок. При ингаляционном применении оксида азота отмечается снижение давления малом кругу кровобращения, наблюдается улучшение трансфузии газов в кровь. Однако, такой эффект наблюдается при ОРДС как при самостоятельном синдроме, а при ОРДС, обусловленном заболеванием COVID-19, заметного улучшения показателей не наблюдалось

Поэтому можно сделать вывод, что лечение оксидом азота не всегда является оптимальным выбором терапии при коронавирусной инфекции.

2.5. Постковидный синдром

При постковидном синдроме, вследствие поражения сосудов SARS-CoV-2, у некоторых пациентов наблюдаются такие осложнения сердечно-сосудистой системы, как гипертоническая болезнь, атероскеротический кардиосклероз и ИБС. Поэтому в теории препараты, способные индуцировать оксид азота, оказывают благоприятное действие на организм при лечении постковидного синдрома

Некоторые люди, перенесшие коронавирусную инфекцию, сталкиваются с постковидным синдромом, при котором наблюдается ухудшение здоровья. К симптомам данного состояния относятся одышка, нарушение концентрации и внимания, снижение памяти, повышение свертываемости крови, нарушение передачи импульсов в блуждающем нерве. Длительность постковидного синдрома составляет около двух месяцев

По некоторым исследованиям известно, что при коронавирусной инфекции и постковидном синдроме в организме снижается концентрация оксида азота. Но все же на этот процесс в большей степени влияет именно возраст пациентов

2.6. Индукторы оксида азота

Исходя из выше сказанного, можно сделать вывод, что данное соединение имеет внушительное практическое значение.

В настоящее время существуют препараты, способные индуцировать оксид азота, одним из которых является небиволол – β-адреноблокатор. Он состоит из двух энантиомеров: D-небиволола и L-небиволола. Первый блокирует β-адренорецепторы, за счет чего уменьшается влияние симпатической нервной системы на работу сердца, благодаря чему удается достичь снижения артериального давления. Второй энантиомер индуцирует выработку эндотелием NO, что в свою очередь приводит к расслаблению гладкой мускулатуры сосудов, а это, в свою очередь, – к уменьшению общего сосудистого сопротивления, результатом чего также является снижение артериального давления

Таким образом, оксид азота выполняет важную физиологическую роль в организме человека. Вопрос же об использовании оксида азота в качестве лечения коронавирусной инфекции остается открытым и требует дальнейших исследований. С одной стороны, он показал свою эффективность в лечении пациентов, особенно в неосложненной форме. С другой стороны, эффективность применения данного вещества в лечении ОРДС, как осложнения коронавирусной инфекции, оказалась незначительной. Безопасность же NO допускает его применения больными беременными женщинами.