COVID-19: окислительный стресс и актуальность антиоксидантной терапии

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Появление вирусных респираторных патогенов, обладающих высоким пандемическим потенциалом, таких как SARS-CoV-2, представляет серьезную проблему для здоровья человечества, при этом арсенал эффективных средств и методов профилактики и лечения пандемии новой инфекции крайне ограничен. Проведен анализ литературных источников, посвященных участию реактивных форм кислорода в патогенезе коронавирусных инфекций и возможностям антиоксидантной терапии. В связи с имеющимися данными об участии окислительного стресса в механизмах инициирования и поддержания нарушений гомеостаза при SARS-CoV-2 весьма эффективными могут быть подходы, сочетающие в себе снижение синтеза АФК, ингибирование репликации вируса, противовоспалительное действие, снижение уровня гипоксии, а также понижение токсичного действия лекарственной терапии. Существенной представляется гипотеза о целесообразности купирования системного воспаления, направленного на «гашение» цитокинового «шторма», обусловленного в большей степени продукцией активных форм кислорода. В связи с этим патофизиологически обоснованно использование в профилактических и лечебных целях препаратов антиоксидантного действия, хорошо зарекомендовавших себя на примере других вирусных респираторных инфекций. Так, отмечена высокая активность препаратов витамина С, N-ацетилцистеина, мелатонина, кверцетина, глутатиона, астаксантина, полифенолов, полиненасыщенных жирных кислот и др. Кроме того, данные препараты эффективно защищают сосудистую стенку, что доказано для ряда сердечно-сосудистых заболеваний и может быть эффективно при развивающемся при COVID-19 васкулите. Отмечается более выраженное комбинированное действие указанных препаратов, что уже находит свое применение в протоколах лечения пациентов с SARS-CoV-2. Отдельного внимания заслуживает также вопрос использования антиоксидантных препаратов в качестве средств, снижающих токсичные проявления антивирусной терапии. Таким образом, применение средств с антиоксидантной активностью может быть обоснованно и, безусловно, позволит повысить эффективность борьбы с пандемией новой коронавирусной инфекции.

Об авторах

Марина Александровна Даренская

Научный центр проблем здоровья семьи и репродукции человека

Автор, ответственный за переписку.
Email: marina_darenskaya@inbox.ru
ORCID iD: 0000-0003-3255-2013
SPIN-код: 3327-4213

д.б.н.

Россия, 664003, Иркутск, ул. Тимирязева, д. 16

Любовь Ильинична Колесникова

Научный центр проблем здоровья семьи и репродукции человека

Email: kolesnikova20121@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-3354-2992
SPIN-код: 1584-0281

д.м.н., профессор, академик РАН

Россия, 664003, Иркутск, ул. Тимирязева, д. 16

Сергей Иванович Колесников

Научный центр проблем здоровья семьи и репродукции человека

Email: sikolesnikov2012@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-2124-6328
SPIN-код: 1752-6695

д.м.н., профессор, академик РАН

Россия, 664003, Иркутск, ул. Тимирязева, д. 16

Список литературы

  1. Lai CC, Shih TP, Ko WC, Tang HJ, Hsueh PR. Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) and coronavirus disease-2019 (COVID-19): the epidemic and the challenges. Int J Antimicrob Agents. 2020:105924. doi: 10.1016/j.ijantimicag.2020.105924.
  2. Wu Z, McGoogan JM. Characteristics of and important lessons from the coronavirus disease 2019 (COVID-19) outbreak in China: summary of a report of 72 314 cases from the Chinese Center for Disease Control and Prevention. Jama. 2020;323(13):1239–1242. doi: 10.1001/jama.2020.2648.
  3. Mehta MM, Weinberg SE, Chandel NS. Mitochondrial control of immunity: beyond ATP. Nat. Rev. Immunol. 2017;17:608–620. doi: 10.1038/nri.2017.66.
  4. Sies H. Oxidative eustress and oxidative distress: Introductory remarks. In: Oxidative Stress. Academic Press; 2020. doi: 10.1016/B978-0-12-818606-0.00001-8.
  5. Hosakote YM, Rayavara K. Respiratory Syncytial Virus-Induced Oxidative Stress in Lung Pathogenesis. In: Oxidative Stress in Lung Diseases. Singapore: Springer; 2020. P. 297–330. doi: 10.1007/978-981-32-9366-3_13.
  6. Khomich OA, Kochetkov SN, Bartosch B, Ivanov AV. Redox biology of respiratory viral infections. Viruses. 2018;10(8):392. doi: 10.3390/v10080392.
  7. Cui J, Li F, Shi ZL. Origin and evolution of pathogenic coronaviruses. Nature reviews Microbiology. 2019;17(3):181–192. doi: 10.1038/s41579-018-0118-9
  8. Щелканов М.Ю., Попова А.Ю., Дедков В.Г., и др. История изучения и современная классификация коронавирусов (Nidovirales: Coronaviridae) // Инфекция и иммунитет. — 2020. (В печати). [Shhelkanov MJu, Popova AJu, Dedkov VG, et al. History of investigation and current classification of coronaviruses (Nidovirales: Coronaviridae). Russian Journal of Infection and Immunity. 2020. (In Press). (In Russ.)] doi: 10.15789/2220-7619-HOI-1412.
  9. De Groot RJ, Baker SC, Baric RS, et al. Middle East respiratory syndrome coronavirus (MERS-CoV): announcement of the Coronavirus Study Group. J Virol. 2013;87:7790–7792. doi: 10.1128/JVI.01244-13.
  10. Huang C, Wang Y, Li X, et al. Clinical features of patients infected with 2019 novel coronavirus in Wuhan, China. The Lancet. 2020;395(10223):497–506. doi: 10.1016/S0140-6736(20)30183-5.
  11. Zhou P, Yang X‐L, Wang X‐G, et al. Discovery of a novel coronavirus associated with the recent pneumonia outbreak in humans and its potential bat origin. Preprint at BioRxiv. 2020. doi: 10.1101/2020.01.22.914952.
  12. Phan T. Genetic diversity and evolution of SARS-CoV-2. Infect Genet Evol. 2020;81:104–260. doi.org/10.1002/jmv.25731.
  13. Смирнов В.С., Тотолян А.А. Врожденный иммунитет при коронавирусной инфекции // Инфекция и иммунитет. — 2020. (В печати). [Smirnov VS, Totolyan AA. Innate immunity in coronavirus infection. Russian Journal of Infection and Immunity. 2020 (In Press). (In Russ.)] doi: 10.15789/2220-7619-III-1440.
  14. Borges do Nascimento IJ, Cacic N, Abdulazeem HM, et al. Novel Coronavirus Infection (COVID-19) in Humans: a Scoping Review and Meta-Analysis. J Clin Med. 2020;9(4):941. doi: 10.3390/jcm9040941.
  15. Wang K, Chen W, Zhou YS, et al. SARS-CoV-2 invades host cells via a novel route: CD147-spike protein. BioRxiv. 2020. doi: 10.1101/2020.03.14.988345.
  16. Hoffmann M, Kleine-Weber H, Schroeder S, et al. SARS-CoV-2 Cell entry depends on ACE2 and TMPRSS2 and is blocked by a clinically proven protease inhibitor. Cell. 2020;181(2):271–280. doi: 10.1016/j.cell.2020.02.052.
  17. Ziegler CG, Allon SJ, Nyquist SK, et al. SARS-CoV-2 receptor ACE2 is an interferon-stimulated gene in human airway epithelial cells and is detected in specific cell subsets across tissues. Cell. 2020. doi: 10.1016/j.cell.2020.04.035.
  18. Zhao C, Zhao W. NLRP3 Inflammasome — a Key Player in Antiviral Responses. Frontiers in immunology. 2020;11:211. doi: 10.3389/fimmu.2020.00211.
  19. Sánchez-Rodríguez R, Munari F, Angioni R, et al. Targeting monoamine oxidase to dampen NLRP3 inflammasome activation in inflammation. Cellular & Molecular Immunology. 2020;1–3. doi: 10.1038/s41423-020-0441-8.
  20. Chu H, Chan JF, Wang Y, et al. Comparative replication and immune activation profiles of SARS-CoV-2 and SARS-CoV in human lungs: an ex vivo study with implications for the pathogenesis of COVID-19. Clinical Infectious Diseases. 2020. doi: 10.1093/cid/ciaa410.
  21. Zhang Y, Gao Y, Qiao L, et al. Inflammatory response cells during acute respiratory distress syndrome in patients with coronavirus disease 2019 (COVID-19). Annals of Internal Medicine. 2020. doi: https://doi.org/10.7326/L20-0227.
  22. Liu K, Chen Y, Lin R, Han K. Clinical features of COVID-19 in elderly patients: a comparison with young and middle-aged patients. Journal of Infection. 2020. doi: 10.1016/j.jinf.2020.03.005.
  23. Кубатов А.А., Дерябин Д.Г. Новый взгляд на патогенез COVID-19: заболевание является генерализованным вирусным васкулитом, а возникающее при этом поражение легочной ткани — вариантом ангиогенного отека легкого // Вестник РАМН. — 2020. — Т. 75. — № 2. (В печати). [Kubatov AA, Derjabin DG. A new look at the pathogenesis of COVID-19: the disease is a generalized viral vasculitis, and the resulting damage to the lung tissue is a variant of angiogenic pulmonary edema. Annals of the Russian Academy of Medical Science. 2020;75(2). (In Press). (In Russ.)]
  24. Щелканов М.Ю., Колобухина Л.В., Бургасова О.А, и др. COVID-19: этиология, клиника, лечение // Инфекция и иммунитет. — 2020. (В печати). [Shhelkanov MJu, Kolobuhina LV, Burgasova OA, et al. COVID-19: etiology, clinic, treatment. Russian Journal of Infection and Immunity. 2020 (In Press). (In Russ.)] doi: 10.15789/2220-7619-CEC-1473.
  25. Смирнов В.С., Тотолян А.А. Некоторые возможности иммунотерапии при коронавирусной инфекции // Инфекция и иммунитет. — 2020. (В печати). [Smirnov VS, Totolyan AA. Some possibilities of immunotherapy in coronavirus infection. Russian Journal of Infection and Immunity. 2020 (In Press). (In Russ.)] doi: 10.15789/2220-7619-SPO-1470.
  26. Mehta P, McAuley DF, Brown M, et al. COVID-19: consider cytokine storm syndromes and immunosuppression. The Lancet. 2020;395(10229):1033–1034. doi: doi.org/10.1016/S0140-6736(20)30628-0.
  27. Delgado-Roche L, Mesta F. Oxidative Stress as Key Player in Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus (SARS-CoV) infection. Archives of Medical Research. Forthcoming. 2020. doi: 10.1016/j.arcmed.2020.04.019.
  28. Komaravelli N, Casola A. Respiratory Viral Infections and Subversion of Cellular Antioxidant Defenses. J Pharmacogenomics Pharmacoproteomics. 2014;5(4):1000141. doi: 10.4172/2153-0645.1000141.
  29. Shao H, Lan D, Duan Z, et al. Upregulation of mitochondrial gene expression in PBMC from convalescent SARS Patients. J Clin Immunol. 2006;26(6):546–554. doi: 10.1007/s10875-006-9046-y.
  30. Yuan X, Shan Y, Yao Z, et al. Mitochondrial location of severe acute respiratory syndrome coronavirus 3b protein. Mol Cells. 2006:21(2):186–191.
  31. Wu S, Gao J, Ohlemeyer C, et al. Activation of AP-1 through reactive oxygen species by angiotensin II in rat cardiomyocytes. Free Radic Biol Med. 2005;39(12):1601–1610. doi: 10.1016/j.freeradbiomed.2005.08.006.
  32. Li Q, Wang L, Dong C, et al. The interaction of the SARS coronavirus non-structural protein 10 with the cellular oxido-reductase system causes an extensive cytopathic effect. J Clin Virol. 2005;34(2):133–139. doi: 10.1016/j.jcv.2004.12.019.
  33. Vijay R, Hua X, Meyerholz DK, et al. Critical role of phospholipase A2 group IID in age-related susceptibility to severe acute respiratory syndrome — CoV infection. J Exper Med. 2015;212(11):1851–1868. doi: 10.1084/jem.20150632.
  34. Imai Y, Kuba K, Neely GG, et al. Identification of oxidative stress and Toll-like receptor 4 signaling as a key pathway of acute lung injury. Cell. 2008;133(2):235–249. doi: 10.1016/j.cell.2008.02.043.
  35. Lin CW, Lin KH, Hsieh TH, et al. Severe acute respiratory syndrome coronavirus 3C-like protease-induced apoptosis. FEMS Immunology & Medical Microbiology. 2006;46(3):375–380. doi: 10.1111/j.1574-695X.2006.00045.x.
  36. Mizutani T, Fukushi S, Saijo M, et al. Importance of Akt signaling pathway for apoptosis in SARS-CoV-infected Vero E6 cells. Virology. 2004;327(2):169–174. doi: 10.1016/j.virol.2004.07.005.
  37. Van den Brand JMA, Haagmans BL, van Riel D, et al. The pathology and pathogenesis of experimental severe acute respiratory syndrome and influenza in animal models. J Comp Pathol. 2014;151(1):83–112. doi: 10.1016/j.jcpa.2014.01.004.
  38. Smits SL, de Lang A, van den Brand JM, et al. Exacerbated innate host response to SARS-CoV in aged non-human primates. PLoS Pathogens. 2010;6(2):e1000756. doi: 10.1371/journal.ppat.1000756.
  39. Chung HY, Sung B, Jung KJ, et al. The molecular inflammatory process in aging. Antioxidants and Redox Signaling. 2006;8:572e581. doi: 10.1089/ars.2006.8.572
  40. Petrakis D, Margină D, Tsarouhas K, et al. Obesity a risk factor for increased COVID 19 prevalence, severity and lethality (Review). Molecular Medicine Reports. 2020;22(1):9–19. doi: 10.3892/mmr.2020.11127.
  41. Колесникова Л.И., Даренская М.А., Колесников С.И. Свободнорадикальное окисление: взгляд патофизиолога // Бюллетень сибирской медицины. — 2017. — Т. 16. — № 4. — С. 16–29. [Kolesnikova LI, Darenskaya MA, Kolesnikov SI. Free radical oxidation: a pathophysiologist’s view. Byulleten’ sibirskoj mediciny. 2017;16(4):16–29. (In Russ.)] doi: 10.20538/1682-0363-2017-4-16-29.
  42. Колесникова Л.И., Колесников С.И., Даренская М.А., и др. Оценка про- и антиоксидантного статуса у женщин с ВИЧ и коинфекцией // Терапевтический архив. — 2016. — Т. 88. — № 11. — С. 17–21. [Kolesnikova LI, Kolesnikov SI, Darenskaya MA, et al. Assessment of pro- and antioxidant status in women with HIV and co-infection. Terapevticheskij arhiv. 2016;88(11):17–21. (In Russ.)] doi: 10.17116/terarkh2016881117-2.1.
  43. Галкин А.А., Демидова В.С. Центральная роль нейтрофилов в патогенезе синдрома острого повреждения легких (острый респираторный дистресс-синдром) // Успехи современной биологии. — 2014. — Т. 134. — № 4. — C. 377–394. [Galkin AA, Demidova VS. The central role of neutrophils in the pathogenesis of acute lung injury syndrome (acute respiratory distress syndrome). Uspehi sovremennoj biologii. 2014;134(4):377–394. (In Russ.)]
  44. Cheng RZ. Can early and high intravenous dose of vitamin C prevent and treat coronavirus disease 2019 (COVID-19)? Medicine in Drug Discovery, 2020;5:100028. doi: 10.1016/j.medidd.2020.100028.
  45. Boretti A, Banik BK. Intravenous Vitamin C for reduction of cytokines storm in Acute Respiratory Distress Syndrome. Pharmanutrition. 2020:100190. doi: 10.1016/j.phanu.2020.100190.
  46. Linani A, Benarous K, Yousfi M. Novel Structural Mechanism of Glutathione as a Potential Peptide Inhibitor to the Main Protease (Mpro): CoviD-19 Treatment, Molecular Docking and SAR Study. ChemRxiv. Preprint. 2020. (In Press). doi: 10.26434/chemrxiv.12153021.v1.
  47. Calder PC, Carr AC, Gombart A, Eggersdorfer M. Optimal Nutritional Status for a Well-Functioning Immune System Is an Important Factor to Protect against Viral Infections. Nutrients. 2020;12(4):1181. doi: 10.3390/nu12041181.
  48. Wimalawansa SJ. COVID-19 might be fought by 2 doses of Vitamin D (200,000-300,000 IU each) — Feb 2020. European Journal of Biomedical and Pharmaceutical Sciences. 2020;7(3):432–438.
  49. Zhang Y, Ding S, Li C, et al. Effects of N-acetylcysteine treatment in acute respiratory distress syndrome: A meta-analysis. Exp. Ther. Med. 2017;14:2863–2868. doi: 10.3892/etm.2017.4891.
  50. Jo S, Kim S, Shin DH, Kim MS. Inhibition of SARS-CoV 3CL protease by flavonoids. Journal of Enzyme Inhibition and Medicinal Chemistry. 2020;35(1):145–151. doi: 10.1080/14756366.2019.1690480.
  51. Mani JS, Johnson JB, Steel IS, et al. Natural product-derived phytochemicals as potential agents against coronaviruses: A review. Virus Research. 2020;284:197989. doi: 10.1016/j.virusres.2020.197989.
  52. Wu G. Important roles of dietary taurine, creatine, carnosine, anserine and 4-hydroxyproline in human nutrition and health. Amino Acids. 2020;52(3):329–360. doi: 10.1007/s00726-020-02823-6.
  53. Shneider A, Kudriavtsev A, Vakhrusheva A. Can melatonin reduce the severity of COVID-19 pandemic? International Reviews of Immunology. 2020. (In Press). doi: 10.1080/08830185.2020.1756284.
  54. Yang M. Cell pyroptosis, a potential pathogenic mechanism of 2019-nCoV infection. SSRN. 2020:1–7. doi: 10.2139/ssrn.3527420.
  55. Adikwu E, Brambaifa N, Obianime WA. Melatonin and alpha lipoic acid restore electrolytes and kidney morphology of lopinavir/ritonavir-treated rats. J Nephropharmacol. 2019;9(1):e06. doi: 10.15171/npj.2020.06.
  56. Мадаева И.М., Данусевич И.Н., Жамбалова Р.М., Колесникова Л.И. Мелатонин в терапии нарушений сна при возрастном эстрогендефицитном состоянии // Журнал неврологии и психиатрии им. C.C. Корсакова. — 2017. — Т. 117. — № 5. — С. 81–84. [Madaeva IM, Danusevich IN, Zhambalova RM, Kolesnikova LI. Melatonin in the treatment of sleep disorders with age-related estrogen deficiency. Zhurnal nevrologii i psihiatrii im. C.C. Korsakova. 2017;117(5):81–84. (In Russ.)] doi: 10.17116/jnevro20171175181-84.
  57. Costa JAV, Moreira JB, Fanka LS, et al. Microalgal biotechnology applied in biomedicine. In: Handbook of Algal Science, Technology and Medicine. Academic Press; 2020. P. 429–439.
  58. Alamdari H, Moghaddam DB, Amini AS, et al. The Application of a Reduced Dye Used in Orthopedics as a Novel Treatment against Coronavirus (COVID-19): A Suggested Therapeutic Protocol. The Archives of Bone and Joint Surgery. 2020;8:(Covid-19 Special Issue):291–294. doi: 10.22038/abjs.2020.47745.2349.
  59. Butler MJ, Barrientos RM. The impact of nutrition on COVID-19 susceptibility and long-term consequences. Brain, Behavior, and Immunity. 2020. (In Press). doi: 10.1016/j.bbi.2020.04.040.
  60. EVMS Critical Care COVID-19 Management Protocol 05-14-2020 evms.edu/covidcare. Available from: https://www.evms.edu/media/evms_public/departments/internal_medicine/EVMS_Critical_Care_COVID-19_Protocol.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Издательство "Педиатръ", 2020

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).