Острое повреждение миокарда при новой коронавирусной инфекции: вклад тучных клеток
https://doi.org/10.20538/1682-0363-2025-3-116-126
Аннотация
Новая коронавирусная инфекция COVID-19, вызвавшая масштабную пандемию в 2019–2023 гг., поражает не только легочную ткань, но и другие органы и системы, в том числе сердце, что обусловливает частое развитие у данных пациентов миокардита, аритмий, острого коронарного синдрома, а также ухудшение течения ишемической болезни сердца и хронической сердечной недостаточности. Одним из важных механизмов повреждения сердца при COVID-19 является избыточная активация тучных клеток, которые вырабатывают цитокины и хемокины, обладающие провоспалительной активностью, вызывая, таким образом, «цитокиновый шторм» – особую тяжелую форму системной воспалительной реакции, которая может заканчиваться летальным исходом.
Цель литературного обзора заключалась в проведении анализа и обобщении опубликованных данных о сердечно-сосудистых осложнениях при COVID-19, включая влияние протеаз тучных клеток на поражение миокарда.
Об авторах
А. В. БудневскийРоссия
Будневский Андрей Валериевич – д-р мед. наук, профессор, заслуженный изобретатель Российской Федерации, зав. кафедрой факультетской терапии, проректор по научно-инновационной деятельности, ВГМУ им. Н.Н. Бурденко.
394036, Воронеж, ул. Студенческая, 10
Конфликт интересов:
Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи
С. Н. Авдеев
Россия
Авдеев Сергей Николаевич – акад. РАН, д-р мед. наук, профессор, зав. кафедрой пульмонологии, Сеченовский Университет.
119048, Москва, ул. Трубецкая, 8-2
Конфликт интересов:
Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи
Е. С. Овсянников
Россия
Овсянников Евгений Сергеевич – д-р мед. наук, доцент, профессор кафедры факультетской терапии, ВГМУ им. Н.Н. Бурденко.
394036, Воронеж, ул. Студенческая, 10
Конфликт интересов:
Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи
Р. Е. Токмачев
Россия
Токмачев Роман Евгеньевич – канд. мед. наук, директор Научно-исследовательского института экспериментальной биологии и медицины, доцент кафедры факультетской терапии, ВГМУ им. Н.Н. Бурденко.
394036, Воронеж, ул. Студенческая, 10
Конфликт интересов:
Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи
С. Н. Фейгельман
Россия
Фейгельман Софья Николаевна – ассистент, кафедра факультетской терапии, ВГМУ им. Н.Н. Бурденко.
394036, Воронеж, ул. Студенческая, 10
Конфликт интересов:
Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи
В. В. Шишкина
Россия
Шишкина Виктория Викторовна – канд. мед. наук, доцент, ст. науч. сотрудник, Научно-исследовательский институт экспериментальной биологии и медицины, зав. кафедрой гистологии, ВГМУ им. Н.Н. Бурденко.
394036, Воронеж, ул. Студенческая, 10
Конфликт интересов:
Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи
И. М. Первеева
Россия
Первеева Инна Михайловна – канд. мед. наук, ст. науч. сотрудник, Научно-исследовательский институт экспериментальной биологии и медицины, ВГМУ им. Н.Н. Бурденко; врач-пульмонолог, ВОКБ № 1.
394066, Воронеж, Московский проспект, 151
Конфликт интересов:
Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи
Т. А. Черник
Россия
Черник Татьяна Александровна – канд. мед. наук, доцент кафедры факультетской терапии, зам. начальника центра научных исследований, разработок и трансфера медицинских технологий, ВГМУ им. Н.Н. Бурденко.
394036, Воронеж, ул. Студенческая, 10
Конфликт интересов:
Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи
Е. Д. Архипова
Россия
Архипова Екатерина Дмитриевна – аспирант, кафедра факультетской терапии, ВГМУ им. Н.Н. Бурденко.
394036, Воронеж, ул. Студенческая, 10
Конфликт интересов:
Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи
С. А. Будневская
Россия
Будневская София Андреевна – студентка, ВГМУ им. Н.Н. Бурденко.
394036, Воронеж, ул. Студенческая, 10
Конфликт интересов:
Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи
Список литературы
1. Львов Д.К., Альховский С.В. Истоки пандемии COVID-19: экология и генетика коронавирусов (Betacoronavirus: Coronaviridae) SARS-CoV, SARS-CoV-2 (подрод Sarbecovirus), MERS-CoV (подрод Merbecovirus). Вопросы вирусологии. 2020;65(2):62–70.
2. Machhi J., Herskovitz J., Senan A.M., Dutta D., Nath B., Oleynikov M.D. et al. The natural history, pathobiology, and clinical manifestations of SARS-CoV-2 infections. J. Neuroimmune Pharmacol. 2020;15(3):359–386. DOI: 10.1007/s11481-020-09944-5.
3. Зарубин Е.А., Коган Е.А. Патогенез и морфологические изменения в легких при COVID-19. Архив патологии. 2021;83(6):54–59.
4. Zaki A.M., van Boheemen S., Bestebroer T.M., Osterhaus A.D., Fouchier R.A. Isolation of a novel coronavirus from a man with pneumonia in Saudi Arabia. N. Engl. J. Med. 2012;367(19):1814–1820. DOI: 10.1056/NEJMoa1211721.
5. Rahman A, Sarkar A. Middle East respiratory syndrome coronavirus (MERS-CoV) infection: Analyses of risk factors and literature review of knowledge, attitude and practices. Zoonoses Public Health. 2022;69(6):635–642. DOI: 10.1111/zph.12952.
6. Apostolopoulos V., Chavda V., Alshahrani N.Z., Mehta R., Satapathy P., Rodriguez-Morales A.J. et al. MERS outbreak in Riyadh: A current concern in Saudi Arabia. Infez. Med. 2024;32(2):264–266. DOI: 10.53854/liim-3202-15.
7. Tian H., Liu Y., Li Y., Wu C.H., Chen B., Kraemer M.U.G. et al. An investigation of transmission control measures during the first 50 days of the COVID-19 epidemic in China. Science. 2020;368(6491):638–642. DOI: 10.1126/science.abb6105.
8. Yu W.B., Tang G.D., Zhang L., Corlett R.T. Decoding the evolution and transmissions of the novel pneumonia coronavirus (SARS-CoV-2/HCoV-19) using whole genomic data. Zool. Res. 2020;41(3):247–257. DOI: 10.24272/j.issn.2095-8137.2020.022.
9. Magateshvaren Saras M.A., Patro L.P.P., Uttamrao P.P., Rathinavelan T. Geographical distribution of SARS-CoV-2 amino acids mutations and the concomitant evolution of seven distinct clades in non-human hosts. Zoonoses Public Health. 2022;69(7):816–825. DOI: 10.1111/zph.12971
10. Andersen K.G., Rambaut A., Lipkin W.I., Holmes E.C., Garry R.F. The proximal origin of SARS-CoV-2. Nat. Med. 2020;26(4):450–452. DOI: 10.1038/s41591-020-0820-9.
11. Bolze A., Luo S., White S., Cirulli E.T., Wyman D., Dei Rossi A. et al. SARS-CoV-2 variant Delta rapidly displaced variant Alpha in the United States and led to higher viral loads. Cell Rep. Med. 2022;3(3):100564. DOI: 10.1016/j.xcrm.
12. Министерство здравоохранения РФ. Временные методические рекомендации: Профилактика, диагностика и лечение новой коронавирусной инфекции (COVID 19). Версия 14 (27.12.2021). URL: https://static-0.minzdrav.gov.ru/system/attachments/attaches/000/064/610/original/%D0%92%D0%9C%D0%A0_COVID-19_V18.pdf
13. Карпова Л.С., Комиссаров А.Б., Столяров К.А., Поповцева Н.М., Столярова Т.П., Пелих М.Ю. и др. Особенности эпидемического процесса COVID19 в каждую из пяти волн заболеваемости в России. Эпидемиология и вакцинопрофилактика. 2023;22(2):23–36. DOI: 10.31631/20733046-2023-22-2-23-36.
14. Bali Swain R., Lin X., Wallentin F.Y. COVID-19 pandemic waves: Identification and interpretation of global data. Heliyon. 2024;10(3):e25090. DOI: 10.1016/j.heliyon.2024.e25090.
15. Zhu N., Zhang D., Wang W., Li X., Yang B., Song J. et al. China novel coronavirus investigating and research team. a novel coronavirus from patients with pneumonia in China, 2019. N. Engl. J. Med. 2020;382(8):727–733. DOI: 10.1056/NEJMoa2001017.
16. Wang Q., Zhang Y., Wu L., Niu S., Song C., Zhang Z. et al. Structural and functional basis of SARS-CoV-2 entry by using human ACE2. Cell. 2020;181(4):894–904.e9. DOI: 10.1016/j.cell.2020.03.045.
17. Hofmann H., Pyrc K., van der Hoek L., Geier M., Berkhout B., Pöhlmann S. Human coronavirus NL63 employs the severe acute respiratory syndrome coronavirus receptor for cellular entry. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2005;102(22):7988–7993. DOI: 10.1073/pnas.0409465102.
18. Donoghue M., Hsieh F., Baronas E., Godbout K., Gosselin M., Stagliano N. et al. A novel angiotensin-converting enzyme-related carboxypeptidase (ACE2) converts angiotensin I to angiotensin 1-9. Circ. Res. 2000;87(5):e1–9. DOI: 10.1161/01.res.87.5.e1.
19. Shang J., Wan Y., Luo C., Ye G., Geng Q., Auerbach A. et al. Cell entry mechanisms of SARS-CoV-2. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2020;117(21):11727–11734. DOI: 10.1073/pnas.2003138117.
20. Баклаушев В.П., Кулемзин С.В., Горчаков А.А., Юсубалиева Г.М., Лесняк В.Н., Сотникова А.Г. COVID-19. Этиология, патогенез, диагностика и лечение. Клиническая практика. 2020;1:7–20. DOI: 10.17816/clinpract26339.
21. Huang I.C., Bosch B.J., Li F., Li W., Lee K.H., Ghiran S. et al. SARS coronavirus, but not human coronavirus NL63, utilizes cathepsin L to infect ACE2-expressing cells. J. Biol. Chem. 2006;281(6):3198–3203. DOI: 10.1074/jbc.M508381200.
22. Bayati A., Kumar R., Francis V., McPherson P.S. SARSCoV-2 infects cells after viral entry via clathrin-mediated endocytosis. J. Biol. Chem. 2021;296:100306. DOI: 10.1016/j.jbc.2021.100306.
23. Hou Y.J., Okuda K., Edwards C.E., Martinez D.R., Asakura T., Dinnon K.H. 3rd et al. SARS-CoV-2 reverse genetics reveals a variable infection gradient in the respiratory tract. Cell. 2020;182(2):429–446.e14. DOI: 10.1016/j.cell.2020.05.042.
24. Wang Y., Wang Y., Luo W., Huang L., Xiao J., Li F. et al. A comprehensive investigation of the mRNA and protein level of ACE2, the putative receptor of SARS-CoV-2, in human tissues and blood cells. Int. J. Med. Sci. 2020;17(11):1522–1531. DOI: 10.7150/ijms.46695.
25. Lindner D., Fitzek A., Bräuninger H., Aleshcheva G., Edler C., Meissner K. et al. Association of cardiac infection with SARS-CoV-2 in confirmed COVID-19 autopsy cases. JAMA Cardiol. 2020;5(11):1281–1285. DOI: 10.1001/jamacardio.2020.3551.
26. Jackson C.B., Farzan M., Chen B., Choe H. Mechanisms of SARS-CoV-2 entry into cells. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2022;23(1):3–20. DOI: 10.1038/s41580-021-00418-x.
27. Zhuang M.W., Cheng Y., Zhang J., Jiang X.M., Wang L., Deng J. et al. Increasing host cellular receptor-angiotensin-converting enzyme 2 expression by coronavirus may facilitate 2019-nCoV (or SARS-CoV-2) infection. J. Med. Virol. 2020;92(11):2693–2701. DOI: 10.1002/jmv.26139.
28. Jacobs M., Van Eeckhoutte H.P., Wijnant S.R.A., Janssens W., Joos G.F., Brusselle G.G. et al. Increased expression of ACE2, the SARS-CoV-2 entry receptor, in alveolar and bronchial epithelium of smokers and COPD subjects. Eur. Respir. J. 2020;56(2):2002378. DOI: 10.1183/13993003.02378-2020.
29. Leung J.M.., Yang CX., Tam A., Shaipanich T., Hackett T.L., Singhera G.K. et al. ACE-2 expression in the small airway epithelia of smokers and COPD patients: implications for COVID-19. Eur. Respir. J. 2020;55(5):2000688. DOI: 10.1183/13993003.00688-2020.
30. Колесникова Н.В. Тучные клетки при аллергическом и инфекционном воспалении. РМЖ. Медицинское обозрение. 2022;6(2):79–84. DOI: 10.32364/2587-6821-2022-6-279-84.
31. Будневский А.В., Авдеев С.Н., Овсянников Е.С., Шишкина В.В., Есауленко Д.И., Филин А.А. и др. Роль тучных клеток и их протеаз в поражении легких у пациентов с COVID-19. Пульмонология. 2023;33(1):17–26. DOI: 10.18093/0869-0189-2023-33-1-17-26.
32. Будневский А.В., Авдеев С.Н., Овсянников Е.С., Алексеева Н.Г., Шишкина В.В., Савушкина И.А. и др. Некоторые аспекты участия карбоксипептидазы а3 тучных клеток в патогенезе COVID-19. Туберкулез и болезни легких. 2024;102(1):26–33. DOI: 10.58838/2075-1230-2024-102-126-33.
33. Ellison-Hughes G.M., Colley L., O’Brien K.A., Roberts K.A., Agbaedeng T.A., Ross M.D. The role of MSC therapy in attenuating the damaging effects of the cytokine storm induced by COVID-19 on the heart and cardiovascular system. Front. Cardiovasc. Med. 2020;7:602183. DOI: 10.3389/fcvm.2020.602183.
34. Будневский А.В., Авдеев С.Н., Овсянников Е.С., Савушкина И.А., Чопоров О.Н., Шишкина В.В. и др. К вопросу о роли тучных клеток и их протеаз в тяжелом течении новой коронавирусной инфекции COVID-19. Архивъ внутренней медицины. 2024;14(3):181–189. DOI: 10.20514/22266704-2024-14-3-181-189.
35. Budnevsky A.V., Avdeev S.N., Kosanovic D., Shishkina V.V., Filin A.A., Esaulenko D.I. et al. Role of mast cells in the pathogenesis of severe lung damage in COVID-19 patients. Respiratory Research. 2022;23(1):1–10. DOI: 10.1186/s12931-022-02284-3.
36. Azkur A.K., Akdis M., Azkur D., Sokolowska M., van de Veen W., Brüggen M.C. et al. Immune response to SARS-CoV-2 and mechanisms of immunopathological changes in COVID-19. Allergy. 2020;75(7):1564–1581. DOI: 10.1111/all.14364.
37. Manjili R.H., Zarei M., Habibi M., Manjili M.H. COVID-19 as an acute inflammatory disease. J. Immunol. 2020;205(1):12– 19. DOI: 10.4049/jimmunol.2000413.
38. Vardhana S.A., Wolchok J.D. The many faces of the anti-COVID immune response. J. Exp. Med. 2020;217(6):e20200678. DOI: 10.1084/jem.20200678.
39. Ravindran M., Khan M.A., Palaniyar N. Neutrophil extracellular trap formation: physiology, pathology, and pharmacology. Biomolecules. 2019;9(8):365. DOI: 10.3390/biom9080365.
40. Tinsley J.H., Hunter F.A., Childs E.W. PKC and MLCK-dependent, cytokine-induced rat coronary endothelial dysfunction. J. Surg. Res. 2009;152(1):76–83. DOI: 10.1016/j.jss.2008.02.022.
41. Budnevsky A.V., Avdeev S.N., Kosanovic D., Ovsyannikov E.S., Savushkina I.A., Alekseeva N.G. et al. Involvement of mast cells in the pathology of COVID-19: clinical and laboratory parallels. Cells. 2024;13(8):711. DOI: 10.3390/cells13080711.
42. Poto R., Marone G., Galli S.J., Varricchi G. Mast cells: a novel therapeutic avenue for cardiovascular diseases? Cardiovasc. Res. 2024;120(7):681–698. DOI: 10.1093/cvr/cvae066.
43. Patella V., Marino I., Arbustini E., Lamparter-Schummert B., Verga L., Adt M. et al. Stem cell factor in mast cells and increased mast cell density in idiopathic and ischemic cardiomyopathy. Circulation. 1998;97(10):971–978. DOI: 10.1161/01.cir.97.10.971.
44. Daugherty S.E., Guo Y., Heath K., Dasmariñas M.C., Jubilo K.G., Samranvedhya J. et al. Risk of clinical sequelae after the acute phase of SARS-CoV-2 infection: retrospective cohort study. BMJ. 2021;373:n1098. DOI: 10.1136/bmj.n1098.
45. Xie Y., Xu E., Bowe B., Al-Aly Z. Long-term cardiovascular outcomes of COVID-19. Nat. Med. 2022;28(3):583–590. DOI: 10.1038/s41591-022-01689-3.
46. Tomasoni D., Inciardi R.M., Lombardi C.M., Tedino C., Agostoni P., Ameri P. et al. Impact of heart failure on the clinical course and outcomes of patients hospitalized for COVID-19. Results of the Cardio-COVID-Italy multicentre study. Eur. J. Heart Fail. 2020;22(12):2238–2247. DOI: 10.1002/ejhf.2052.
47. Zhou F., Yu T., Du R., Fan G., Liu Y., Liu Z. et al. Clinical course and risk factors for mortality of adult inpatients with COVID-19 in Wuhan, China: a retrospective cohort study. Lancet. 2020;395(10229):1054–1062. DOI: 10.1016/S0140-6736(20)30566-3.
48. Guo T., Fan Y., Chen M., Wu X., Zhang L., He T. et al. Cardiovascular implications of fatal outcomes of patients with coronavirus disease 2019 (COVID-19). JAMA Cardiol. 2020;5(7):811–818. DOI: 10.1001/jamacardio.2020.1017.
49. Shi S., Qin M., Shen B., Cai Y., Liu T., Yang F. et al. Association of cardiac injury with mortality in hospitalized patients with COVID-19 in Wuhan, China. JAMA Cardiol. 2020;5(7):802–810. DOI: 10.1001/jamacardio.2020.0950.
50. Falasca L., Nardacci R., Colombo D., Lalle E., Di Caro A., Nicastri E. et al. Postmortem findings in Italian patients with COVID-19: a descriptive full autopsy study of cases with and without comorbidities. J. Infect. Dis. 2020;222(11):1807– 1815. DOI: 10.1093/infdis/jiaa578.
51. Schurink B., Roos E., Radonic T., Barbe E., Bouman C.S.C., de Boer H.H. et al. Viral presence and immunopathology in patients with lethal COVID-19: a prospective autopsy cohort study. Lancet Microbe. 2020;1(7):e290–e299. DOI: 10.1016/S2666-5247(20)30144-0.
52. Halushka M.K., Vander Heide R.S. Myocarditis is rare in COVID-19 autopsies: cardiovascular findings across 277 postmortem examinations. Cardiovasc. Pathol. 2021;50:107300. DOI: 10.1016/j.carpath.2020.107300.
53. Aretz H.T., Billingham M.E., Edwards W.D., Factor S.M., Fallon J.T., Fenoglio J.J. Jr. et al. Myocarditis. A histopathologic definition and classification. Am. J. Cardiovasc. Pathol. 1987;1(1):3–14.
54. Richardson P., McKenna W., Bristow M., Maisch B., Mautner B., O’Connell J. et al. Report of the 1995 World Health Organization/International Society and Federation of Cardiology Task Force on the Definition and Classification of Cardiomyopathies. Circulation. 1996;93:841–842. DOI: 10.1161/01.cir.93.5.841.
55. Tsai E.J., Cˇiháková D., Tucker N.R. Cell-specific mechanisms in the heart of COVID-19 patients. Circ. Res. 2023;132(10):1290– 1301. DOI: 10.1161/CIRCRESAHA.123.321876.
56. Pellegrini D., Kawakami R., Guagliumi G. et al. Microthrombi as a Major Cause of Cardiac Injury in COVID-19: A Pathologic Study. Circulation. 2021;143(10):1031–1042. DOI: 10.1161/CIRCULATIONAHA.120.051828.
57. Sewanan L.R., Clerkin K.J., Tucker N.R., Tsai E.J. How does COVID-19 affect the heart? Curr. Cardiol. Rep. 2023;25(3):171–184. DOI: 10.1007/s11886-023-01841-6.
58. Basso C., Leone O., Rizzo S., De Gaspari M., van der Wal A.C., Aubry M.C. et al. Pathological features of COVID-19-associated myocardial injury: a multicentre cardiovascular pathology study. Eur. Heart J. 2020;41(39):3827–3835. DOI: 10.1093/eurheartj/ehaa664.
59. Bearse M., Hung Y.P., Krauson A.J., Bonanno L., Boyraz B., Harris C.K. et al. Factors associated with myocardial SARSCoV-2 infection, myocarditis, and cardiac inflammation in patients with COVID-19. Mod. Pathol. 2021;34(7):1345–1357. DOI: 10.1038/s41379-021-00790-1.
60. Chen S.T., Park M.D., Del Valle D.M., Buckup M., Tabachnikova A., Simons N.W. et al. A shift in lung macrophage composition is associated with COVID-19 severity and recovery. Sci. Transl. Med. 2022;14(662):eabn5168. DOI: 10.1126/scitranslmed.abn5168.
61. Shao H.H., Yin R.X. Pathogenic mechanisms of cardiovascular damage in COVID-19. Mol. Med. 2024;30(1):92. DOI: 10.1186/s10020-024-00855-2.
62. Brener M.I., Hulke M.L., Fukuma N., Golob S., Zilinyi R.S., Zhou Z. et al. Clinico-histopathologic and single-nuclei RNA-sequencing insights into cardiac injury and microthrombi in critical COVID-19. JCI Insight. 2022;7(2):e154633. DOI: 10.1172/jci.insight.154633.
63. Dmytrenko O., Lavine K.J. Cardiovascular tropism and sequelae of SARS-CoV-2 infection. Viruses. 2022;14(6):1137. DOI: 10.3390/v14061137.
Рецензия
Для цитирования:
Будневский А.В., Авдеев С.Н., Овсянников Е.С., Токмачев Р.Е., Фейгельман С.Н., Шишкина В.В., Первеева И.М., Черник Т.А., Архипова Е.Д., Будневская С.А. Острое повреждение миокарда при новой коронавирусной инфекции: вклад тучных клеток. Бюллетень сибирской медицины. 2025;24(3):116-126. https://doi.org/10.20538/1682-0363-2025-3-116-126
For citation:
Budnevsky A.V., Avdeev S.N., Ovsyannikov E.S., Tokmachev R.E., Feigelman S.N., Shishkina V.V., Perveeva I.M., Chernik T.A., Arkhipova E.D., Budnevskaya S.A. Acute myocardial injury in new coronavirus infection: contribution of mast cells. Bulletin of Siberian Medicine. 2025;24(3):116-126. (In Russ.) https://doi.org/10.20538/1682-0363-2025-3-116-126