Lär dig vad coronavirus orsakar i kroppen
Från blodstormar till bikakelungor, här är en organ-för-organ-titt på hur COVID-19 skadar människor.
2020 18 februari, tisdag
Detta foto taget den 3 februari 2020 visar en läkare som tittar på en lung-CT-skanning medan han gör en runda i ett karantänrum i Wuhan, episoden för det nya koronavirusutbrottet, i centrala Hubei-provinsen i Kina. Antalet totala infektioner har överskridit 64 000 världen över från och med den 14 februari.
FOTO AV STR / AFP VIA GETTY BILDER
Mycket är okänt om det nya koronaviruset som sveper Kina, men en sak är säker. Sjukdomen kan orsaka storm i hela människokroppen.
Sådant har varit arten av tidigare zoonotiska koronavirus, som hoppade från djur till människor som SARS och MERS. Till skillnad från deras kusiner som orsakar en vanlig förkylning kan dessa nya koronavirus orsaka en virusinducerad brand i många av en persons organ, och den nya sjukdomen, benämnd "COVID-19" av Världshälsoorganisationen, det är inget undantag när det är svårt.
Det hjälper till att förklara varför COVID-19-epidemin har dödat mer än 1 500 människor och övergått antalet dödsfall i SARS inom några veckor. Medan COVID-19-dödsfallet tycks vara en tiondel av SARS, har det nya koronaviruset spridit sig snabbare.
Bekräftade fall ökade till mer än 60 000 förra torsdagen, nästan ett hopp på 50 procent från föregående dag, och antalet har ökat till ytterligare 7 200 sedan dess. Detta hopp återspeglar en förändring i hur kinesiska myndigheter diagnostiserar infektioner snarare än en massiv förändring i omfattningen av utbrottet. I stället för att vänta på att patienter ska testa positivt för viruset inkluderar diagnoserna nu alla vars bröstundersökning avslöjar det distinkta mönstret av COVID-19 lunginflammation. Förhoppningsvis kommer denna metod att göra det möjligt för myndigheter att isolera och behandla patienter snabbare.
Om detta utbrott fortsätter att spridas är det okänt hur skadligt det kan bli. En ledande epidemiolog vid universitetet i Hong Kong varnade den här veckan att COVID-19 kan smitta 60 procent av världen om den inte kontrolleras. På torsdagen sade Kinas nationella hälsokommission att mer än 1 700 hälso- och sjukvårdspersonal har ingått kontrakt och är sjuka med det nya viruset, och tillkännagivandet kom bara ett dygn efter att WHO slutade ett toppmöte om de bästa protokollen. för sjukhusvård och utveckling av terapier, såsom vacciner.
Men vad händer egentligen med din kropp när den är infekterad med coronavirus? Den nya stammen är så genetiskt lik SARS att den har ärvt titeln SARS-CoV-2. Att kombinera tidig forskning om det nya utbrottet med tidigare lektioner från SARS och MERS kan således ge ett svar.
Lungorna: slagzon
För de flesta patienter börjar och slutar COVID-19 i lungorna, eftersom liksom influensan är coronavirus luftvägssjukdomar.
De sprids normalt när en smittad person hostar eller nysar och besprutar droppar som kan överföra viruset till alla som är i nära kontakt. Coronaviruses orsakar också influensaliknande symtom: Patienter kan börja med feber och hosta som utvecklas till lunginflammation eller värre.
Efter SARS-utbrottet rapporterade Världshälsoorganisationen att sjukdomen generellt angrep lungorna i tre faser: viral replikation, immunhyperreaktivitet och lungförstörelse.
Inte alla patienter genomgick alla tre faserna; Faktum är att endast 25 procent av SARS-patienter led av andningsfel, vilket är den signifikanta signaturen för allvarliga fall. På samma sätt orsakar COVID-19 enligt tidiga uppgifter mildare symtom i cirka 82 procent av fallen, medan resten är allvarliga eller kritiska.
När man tittar närmare verkar det nya koronaviruset följa andra SARS-mönster, säger docent vid University of Maryland School of Medicine Matthew B. Frieman, som studerar mycket patogena koronavirus.
FOTO AV STR / AFP VIA GETTY BILDER
Mycket är okänt om det nya koronaviruset som sveper Kina, men en sak är säker. Sjukdomen kan orsaka storm i hela människokroppen.
Sådant har varit arten av tidigare zoonotiska koronavirus, som hoppade från djur till människor som SARS och MERS. Till skillnad från deras kusiner som orsakar en vanlig förkylning kan dessa nya koronavirus orsaka en virusinducerad brand i många av en persons organ, och den nya sjukdomen, benämnd "COVID-19" av Världshälsoorganisationen, det är inget undantag när det är svårt.
Det hjälper till att förklara varför COVID-19-epidemin har dödat mer än 1 500 människor och övergått antalet dödsfall i SARS inom några veckor. Medan COVID-19-dödsfallet tycks vara en tiondel av SARS, har det nya koronaviruset spridit sig snabbare.
Bekräftade fall ökade till mer än 60 000 förra torsdagen, nästan ett hopp på 50 procent från föregående dag, och antalet har ökat till ytterligare 7 200 sedan dess. Detta hopp återspeglar en förändring i hur kinesiska myndigheter diagnostiserar infektioner snarare än en massiv förändring i omfattningen av utbrottet. I stället för att vänta på att patienter ska testa positivt för viruset inkluderar diagnoserna nu alla vars bröstundersökning avslöjar det distinkta mönstret av COVID-19 lunginflammation. Förhoppningsvis kommer denna metod att göra det möjligt för myndigheter att isolera och behandla patienter snabbare.
Om detta utbrott fortsätter att spridas är det okänt hur skadligt det kan bli. En ledande epidemiolog vid universitetet i Hong Kong varnade den här veckan att COVID-19 kan smitta 60 procent av världen om den inte kontrolleras. På torsdagen sade Kinas nationella hälsokommission att mer än 1 700 hälso- och sjukvårdspersonal har ingått kontrakt och är sjuka med det nya viruset, och tillkännagivandet kom bara ett dygn efter att WHO slutade ett toppmöte om de bästa protokollen. för sjukhusvård och utveckling av terapier, såsom vacciner.
Men vad händer egentligen med din kropp när den är infekterad med coronavirus? Den nya stammen är så genetiskt lik SARS att den har ärvt titeln SARS-CoV-2. Att kombinera tidig forskning om det nya utbrottet med tidigare lektioner från SARS och MERS kan således ge ett svar.
Lungorna: slagzon
För de flesta patienter börjar och slutar COVID-19 i lungorna, eftersom liksom influensan är coronavirus luftvägssjukdomar.
De sprids normalt när en smittad person hostar eller nysar och besprutar droppar som kan överföra viruset till alla som är i nära kontakt. Coronaviruses orsakar också influensaliknande symtom: Patienter kan börja med feber och hosta som utvecklas till lunginflammation eller värre.
Efter SARS-utbrottet rapporterade Världshälsoorganisationen att sjukdomen generellt angrep lungorna i tre faser: viral replikation, immunhyperreaktivitet och lungförstörelse.
Inte alla patienter genomgick alla tre faserna; Faktum är att endast 25 procent av SARS-patienter led av andningsfel, vilket är den signifikanta signaturen för allvarliga fall. På samma sätt orsakar COVID-19 enligt tidiga uppgifter mildare symtom i cirka 82 procent av fallen, medan resten är allvarliga eller kritiska.
När man tittar närmare verkar det nya koronaviruset följa andra SARS-mönster, säger docent vid University of Maryland School of Medicine Matthew B. Frieman, som studerar mycket patogena koronavirus.
Medlemmar av medicinsk personal kramar varandra i en isoleringsavdelning på ett sjukhus i Zouping, Kinas Shandongprovins.
FOTO AV STR / AFP VIA GETTY BILDER
Under de första dagarna av en infektion invaderar det nya koronaviruset snabbt mänskliga lungceller. Dessa lungceller är indelade i två klasser: de som gör slem och de som har håriga stavar som kallas cilia.
Slem, även om det är tjockt utanför kroppen, hjälper till att skydda lungvävnaden från patogener och säkerställer att ditt andningsorgan inte torkar ut. Cilia-cellerna rör sig runt slemet och rengör skräp som pollen eller virus.
Frieman förklarar att SARS älskade att infektera och döda hårceller, som senare avlägsnade och fyllde patientens luftvägar med skräp och vätskor, och antar att detsamma händer med det nya coronaviruset. Detta beror på att de första studierna på COVID-19 har visat att många patienter utvecklar lunginflammation i båda lungorna, tillsammans med symtom som andnöd.
Detta är när fas två och immunsystemet aktiveras. Våra kroppar är glada över närvaron av en viral inkräktare och intensifieras för att bekämpa sjukdomen genom att översvämma lungorna med immunceller för att ta bort skador och reparera lungvävnad.
När det fungerar korrekt är denna inflammatoriska process strikt reglerad och begränsad till infekterade områden. Men ibland blir ditt immunsystem galen och dessa celler dödar allt som kommer i deras sätt, inklusive din friska vävnad.
"Då tar du mer skada istället för mindre av immunsvaret", säger Frieman. Mer skräp täcks av lungorna och lunginflammationen förvärras.
Under den tredje fasen fortsätter lungskador att utvecklas, vilket kan leda till andningsfel. Även om döden inte inträffar överlever vissa patienter med permanent lungskada. Enligt WHO punkterade SARS lungorna, vilket gav dem "en bikakestruktur", och dessa skador finns också hos de som drabbats av det nya koronaviruset.
Dessa hål skapas sannolikt av immunsystemets överaktiva respons, vilket skapar ärr som skyddar och härdar lungorna.
När det händer måste patienter ofta bära ventilatorer för att hjälpa dem att andas. Under tiden gör inflammation också membranen mellan alveolerna och blodkärlen mer permeabla, vilket kan fylla lungorna med vätska och påverka deras förmåga att syrgasera blodet.
"I svåra fall översvämmer det i grunden lungorna och kan inte andas," säger Frieman. "Så dör människor."
Magen: en delad portal
Under SARS- och MERS-utbrottet hade nästan en fjärdedel av patienterna diarré, vilket är en mycket viktigare egenskap hos dessa zoonotiska koronavirus. Men Frieman säger att det fortfarande är oklart om gastrointestinala symtom spelar en roll i det senaste utbrottet, eftersom fall av diarré och buksmärta har varit sällsynta. Men varför påverkar ett luftvägsvirus tarmen?
När något virus kommer in i din kropp söker det efter mänskliga celler med sina favoritdörrar: proteiner på utsidan av celler som kallas receptorer. Om viruset hittar en kompatibel receptor i en cell, betyder det att det kan invadera den.
FLUVIRUS
Influensaviruset är en återkommande mardröm som dödar tusentals människor varje år. Lär dig hur viruset attackerar sin värd, varför det är nästan omöjligt att utrota och vad forskare gör för att bekämpa det.
Vissa virus är picky när det gäller dörren de väljer, men andra är lite mer promiskuösa. "De kan lätt tränga igenom alla typer av celler," säger Anna Suk-Fong Lok, biträdande dekan för klinisk forskning vid University of Michigan School of Medicine och tidigare president för American Association for the Study of Liver Diseases.
Både SARS och MERS har åtkomst till celler som leder tarmarna och stora och små kolon, och dessa infektioner verkar blomstra i tarmen, vilket kan orsaka skador eller vätskeläckage som förvandlas till diarré.
Men Frieman säger att vi inte vet ännu om det nya coronaviruset gör detsamma. Forskarna tror att COVID-19 använder samma receptor som SARS och denna dörr kan hittas i lungorna och tunntarmen.
Två studier, en i New England Journal of Medicine och den andra i en medRxiv-förtryck med 1 099 fall, upptäckte också viruset i avföringsprover, vilket kan indikera att viruset kunde spridas genom avföringen. Men detta är långt ifrån avgörande.
"Om den typen av fekal överföring sker för detta Wuhan-virus vet vi inte alls", säger Frieman. "Men det ser definitivt ut som om det finns där i avföringen och det verkar som att människor har mag-tarm-symtom associerade med detta."
Blodstorm
Coronavirus kan också orsaka problem i andra kroppssystem på grund av det överaktiva immunsvaret som nämns ovan.
En studie från 2014 visade att 92 procent av MERS-patienterna hade minst en manifestation av koronaviruset utanför lungorna. I själva verket har tecken på bombardemang observerats i hela kroppen med alla tre zoonotiska koronavirus: förhöjda leverenzymer, lägre vita blodkroppar och blodplättar och låg blodtryck. I vissa sällsynta fall har patienter drabbats av akut njurskada och hjärtstopp.
Men detta är inte nödvändigtvis ett tecken på att viruset i sig sprider sig i kroppen, säger Angela Rasmussen, en virolog och forskningsassistent vid Columbia University's Mailman School of Public Health. Det kan vara en cytokin storm.
Cytokiner är proteiner som används av immunsystemet som larmfyr: de rekryterar immunceller på infektionsstället. Immuncellerna tar sedan bort den infekterade vävnaden i ett försök att rädda resten av kroppen.
Människor litar på vårt immunsystem för att hålla sig lugn när de ställs inför ett hot. Men under en infektion orsakad av läckage av koronaviruset, när immunsystemet kastar cytokiner i lungorna utan någon reglering, blir denna eliminering en brottning, säger Rasmussen: "Istället för att skjuta ett mål med en pistol, använder du en missilutskott, "säger hon. Det är där problemet uppstår: Din kropp riktar sig inte bara in infekterade celler. Den attackerar också frisk vävnad.
Konsekvenserna sträcker sig utanför lungorna. Cytokinstormar skapar inflammation som försvagar blodkärlen i lungorna och får vätska att läcka ut i luftsäckarna. "I grund och botten blödar du från blodkärlen," säger Rasmussen. Stormen spills ut i ditt cirkulationssystem och skapar systemproblem i flera organ.
Därifrån kan saker och ting bli värre. I några av de allvarligaste fallen av COVID-19 kan cytokinresponsen, i kombination med en minskad förmåga att pumpa syre till resten av kroppen, orsaka fel i flera organ. Forskare vet inte exakt varför vissa patienter upplever komplikationer utanför lungan, men det kan vara relaterat till underliggande tillstånd som hjärtsjukdomar eller diabetes.
"Även om viruset inte kommer till njurarna, levern, mjälten och andra saker, kan det ha tydliga efterverkningar på alla dessa processer," säger Frieman. Och det är när saker kan bli allvarliga.
Lever: säkerhetsskador
När ett zoonotiskt koronavirus sprider sig från andningsorganen är din lever ofta ett lidande organ. Läkare har sett bevis på leverskada med SARS, MERS och COVID-19, ofta milda fall, även om mer allvarliga har orsakat allvarlig leverskada och till och med leversvikt. Så vad händer?
"När ett virus kommer in i blodomloppet kan de simma till någon del av din kropp", säger Lok. "Levern är ett mycket kärlorgan, så [ett koronavirus] kan lätt komma in i levern."
Din lever fungerar tillräckligt hårt för att se till att din kropp kan fungera korrekt. Det huvudsakliga jobbet är att bearbeta ditt blod efter att det lämnat magen, filtrera bort gifter och skapa näringsämnen som din kropp kan använda. Det producerar också galla som hjälper tunntarmen att bryta ner fett. Din lever innehåller också enzymer, som påskyndar kemiska reaktioner i kroppen.
I en normal kropp, förklarar Lok, dör leverceller ständigt och släpper enzymer i blodomloppet. Detta geniala organ regenererar sedan snabbt nya celler och fortsätter sin dag. På grund av denna regenereringsprocess tål levern många skador.
Men när du har onormalt höga nivåer av enzymer i blodet, vilket har varit ett vanligt drag hos patienter som lider av SARS och MERS: det är ett varningstecken. Det kan vara en mild skada från vilken levern kommer att återhämta sig snabbt, eller det kan vara något allvarligare, inklusive leversvikt.
Lok säger att forskare inte helt förstår hur dessa andningsvirus beter sig i levern. Viruset kan infektera levern direkt, replikera och döda själva cellerna. Eller dessa celler kan vara säkerhetsskador eftersom kroppens immunsvar mot viruset utlöser en allvarlig inflammatorisk reaktion i levern.
Hursomhelst noterar hon att leversvikt aldrig var den enda dödsorsaken för SARS-patienter. "När levern misslyckas," säger han, "kommer du ofta att upptäcka att patienten inte bara har lung- och leverproblem utan också kan ha njurproblem. Då blir det en systemisk infektion."
Njurar: allt är kopplat
Ja, dina njurar fångas också i det här röran. Sex procent av SARS-patienterna och en fjärdedel av MERS-patienterna fick akuta njurskador. Studier har visat att det nya koronaviruset kan göra samma sak. Det kan vara en relativt sällsynt egenskap hos sjukdomen, men den är dödlig. Slutligen dog 91,7 procent av SARS-patienter med akut njursvikt, enligt en studie från 2005 på Kidney International.
Precis som levern fungerar dina njurar som ett filter för ditt blod. Varje njure är fylld med cirka 800 000 mikroskopiska destillationsenheter som kallas nefroner. Dessa nefroner har två huvudkomponenter: ett filter för att rengöra blodet och små rör som returnerar goda saker till din kropp eller skickar avfall till urinblåsan som urin.
Det är de njurrör som verkar vara mest drabbade av dessa zoonotiska koronavirus. Efter SARS-utbrottet rapporterade WHO att viruset hittades i njurarna, vilket kan bli inflammerat.
Det är inte ovanligt att upptäcka ett virus i tubuli om det är i blodomloppet, säger Kar Neng Lai, professor emeritus vid University of Hong Kong och en nefrologkonsult vid Hong Kong Sanitarium and Hospital. När njurarna kontinuerligt filtrerar blod kan rörformiga celler ibland fånga viruset och orsaka kortvarig eller mildare skada.
Den skadan kan vara dödlig om viruset kommer in i celler och börjar replikera. Men Lai, som också var en medlem av den första gruppen av forskare som rapporterade om SARS och bidragit till Kidney International-studien, säger att det inte fanns några bevis för att SARS-viruset replikerades i njuren.
Denna upptäckt, säger Lai, antyder att akut njurskada hos SARS-patienter kan bero på en mängd olika orsaker, inklusive lågt blodtryck, sepsis, mediciner eller en metabolisk störning. Samtidigt visade de allvarligaste fallen som ledde till akut njursvikt tecken på en cytokinstorm.
Akut njursvikt kan ibland också orsakas av antibiotika, multiorgansvikt eller så kan du vara ansluten till en ventilator för länge. Allt är kopplat.
Graviditet och coronavirus?
Det är den stora ironin i Twitter-eran att vi vet väldigt lite om det nya coronavirus när vi drunker i uppdateringar om det. Medicinska tidskrifter har publicerat flera studier om detta utbrott, några mer undersökta än andra när forskare rusar för att mata käkarna. Samtidigt rapporterar media om varje utveckling. All denna information kretsar kring Internet, där kritiska fakta från fiktion är en ökänd utmaning.
"Detta är enastående när det gäller uppdaterade rapporter om vad som händer i dessa studier," säger Rasmussen. "Det är verkligen svårt att försöka klassificera all information och upptäcka vad som verkligen är kompatibelt, vad som är spekulativt och vad som är fel."
Förra veckan rapporterade till exempel läkare på ett sjukhus i Wuhan att två barn testade positivt för det nya koronaviruset , en bara 30 timmar efter födseln. Naturligtvis spridde denna oroande rubrik genom nyhetsorganisationer då den tog upp frågor om gravida kvinnor kan smitta sina ofödda barn i livmodern eller om sjukdomen kan överföras under förlossning eller genom mjölk. mor.
Men låt oss pumpa nyheterna. Ingen överföring från mor till barn observerades med SARS eller MERS trots många fall av gravida kvinnor. Dessutom finns det andra sätt som en nyfödd kan drabbas av koronaviruset, säger Rasmussen, som att föds på ett sjukhus som överskridits med infekterade patienter under en hektisk nödsituation.
I själva verket erbjuder en ny studie publicerad torsdag i The Lancet preliminära bevis på att koronaviruset inte kan överföras från mor till barn.
I rapporten tittade forskarna på nio kvinnor i Wuhan som hade COVID-19 lunginflammation. Några av kvinnorna hade komplikationer under graviditeten, men alla fall resulterade i levande födslar utan bevis för överföring av infektionen. Även om denna studie inte helt utesluter möjligheten att överföras under graviditet, understryker det behovet av försiktighet vid spekulation om denna sjukdom.
"Det måste finnas en hög nivå av bevis innan vi kan säga att det definitivt händer, och säkert innan vi börjar göra förändringar i hur ärenden hanteras kliniskt eller i termer av allmän ordning," säger Rasmussen.
Frieman håller med. Han hoppas att denna epidemi kommer att generera mer finansiering för forskning om coronavirus, till exempel nyligen löften från Europeiska unionen och Bill och Melinda Gates Foundation. Men Frieman vill att stödet och intresset ska pågå även om detta utbrott slutligen bleknar, till skillnad från vad som hände med SARS-utredningen.
"Rätt efter SARS-utbrottet fanns det en enorm summa pengar och sedan försvann det," säger Frieman. "Varför har vi inte dessa svar? Ingen finansierade dessa saker. "
Redaktörens anmärkning: Den här artikeln har uppdaterats för att återspegla dödstalet och fallet från och med den 15 februari.